一種預(yù)制式仿生草防沖刷單元及防沖刷系統(tǒng)投入海上風(fēng)電應(yīng)用

一種預(yù)制式仿生草防沖刷單元及防沖刷系統(tǒng)投入海上風(fēng)電應(yīng)用

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電海洋沖刷動(dòng)力學(xué)防沖刷系統(tǒng)眾所周知，在海洋中，由于波浪、水流的作用造成海底結(jié)構(gòu)以及附近海床的泥沙運(yùn)動(dòng)，即我們常說(shuō)的海底沖刷現(xiàn)象。根據(jù)海洋沖刷動(dòng)力學(xué)分析，海底沖刷的形成主要是由于海洋結(jié)構(gòu)物安裝在海底之后，打破了原有水下流場(chǎng)的平衡，引起局部水流速度加快，使正常流動(dòng)的水流形成一定的壓力梯度并構(gòu)成對(duì)海底的剪切力，導(dǎo)致沖刷現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)海洋結(jié)構(gòu)物的出現(xiàn)還改變了水流的方向使之產(chǎn)生湍流和漩渦，更加速了沖刷的作用。近年，海上風(fēng)電發(fā)展迅速，復(fù)雜水文條件會(huì)對(duì)海底產(chǎn)生沖刷和剝蝕，加上部分災(zāi)害地質(zhì)及水動(dòng)力作用，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)樁基基礎(chǔ)沖刷及海底電纜局部裸露和懸空。樁基基礎(chǔ)沖刷會(huì)導(dǎo)致樁基承載力減弱，抗外部環(huán)境荷載能力降低。而海底電纜懸空，則將電纜置于內(nèi)部作用力、重力作用力、外界水壓力、以及可能發(fā)生的由流速引起的渦激振動(dòng)等多種作用情況下，上述作用可能導(dǎo)致懸空電纜提前損壞，并使海底電纜更容易受到船只拋錨和漁業(yè)作業(yè)等第三方活動(dòng)的破壞。近日，由山東志尚潔電力科技有限責(zé)任公司研制的預(yù)制式仿生草防沖刷單元及防沖刷系統(tǒng)獲得國(guó)家實(shí)用新型專利，專利號(hào)：ZL201920181545.5。本專利是將仿生草葉片固定在加強(qiáng)塑料的格柵網(wǎng)上，底部采用加強(qiáng)的透水墊層，裝有仿生草葉片的格柵網(wǎng)和透水墊層一起固定在鋼結(jié)構(gòu)的框架上（鋼結(jié)構(gòu)框架表面有厚樹(shù)脂層防腐），用尼龍螺栓將仿生草防沖刷單元連接固定，形成一個(gè)整體防沖刷系統(tǒng)。利用防沖刷系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的自重使防沖刷系統(tǒng)模塊下沉，直接安裝固定在風(fēng)電樁基上，不存在被沖跑或沖變形，使防沖刷系統(tǒng)模塊安裝達(dá)到牢固永久性。仿生草葉片在浮力作用下飄浮，產(chǎn)生柔性粘滯阻尼作用，使海底流速降低，減緩洋流對(duì)海床的沖刷，并使洋流中夾雜的泥沙不斷地沉積到仿生草基墊上。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的沉積，形成沙丘，從根本上控制沖刷的產(chǎn)生，保護(hù)海底結(jié)構(gòu)物。靜態(tài)漂浮試驗(yàn)動(dòng)態(tài)沖刷試驗(yàn)預(yù)制式仿生草防沖刷單元及防沖刷系統(tǒng)是一種“柔性”治理方式，可實(shí)現(xiàn)25年以上的免維護(hù)，達(dá)到一次治理一勞永逸的效果。從沖刷根源治理，使洋流達(dá)不到?jīng)_起泥沙的流速，促進(jìn)海水中泥沙的淤積，促進(jìn)已沖涮坑的回淤，徹底消除沖刷隱患。有效降低海上風(fēng)電基礎(chǔ)防沖刷的造價(jià)成本及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，防止海纜沖刷懸空。自然貼合海底生態(tài)環(huán)境，抗環(huán)境變化能力強(qiáng)。施工周期短，費(fèi)用低，施工后立刻生效且作用周期長(zhǎng)，無(wú)需后續(xù)維護(hù)。安裝方便