(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210853524.X (22)申请日 2022.07.09 (71)申请人 水利部交通 运输部国家能源局南京 水利科学研究院 地址 210029 江苏省南京市广州路2 23号 申请人 苏州市港航事业发展中心 (72)发明人 黄伟　王淮　李寿千　王海鹏　 张芮　朱昊　谢亿秦　王坤　李根　 黄廷杰　朱明成　吴攀　王嘉君　 朱学英　孙猛　 (74)专利代理 机构 江苏致邦律师事务所 32 230 专利代理师 樊文红　尹妍 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 17/18(2006.01)E02B 1/02(2006.01) (54)发明名称 限制性航道中可消浪集鱼的腔体-植被护岸 结构设计方法 (57)摘要 本发明涉及限制性航道中可消浪集鱼的腔 体‑植被护岸结构设计方法， 在限制性航道的岸 坡引入腔体 ‑植被于一体的生态断面结构形式； 所述腔体迎水面为上设有若干贯通圆孔的插板， 使迎水面通透。 利用船舶航行模型试验， 根据腔 体内紊动能和鱼类的偏好紊动能范围， 确定最佳 腔体透空率； 以及根据不同密度植被的消浪效 果， 确定最佳植被密度。 采用本发明方法设计的 生态护岸结构兼具消浪和集鱼功能且适用于限 制性航道， 该结构可有效减小限制性航道船行波 对护岸带来的冲刷， 并具有集鱼效果， 大幅度增 加其生境效应， 为类似限制性航道的生态护岸提 供了借鉴和依据。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115270254 A 2022.11.01 CN 115270254 A 1.一种限制性 航道中可消浪集鱼的腔体 ‑植被护岸结构设计方法， 其特 征在于， 包括： (1)在限制性航道的岸坡引入腔体 ‑植被护岸结构， 所述腔体为五面封闭的正方体空腔 结构， 腔体的迎水面为通透结构； 若干腔 体沿航线方向水平连接形成长方体腔 体组合， 腔 体 组合下方以斜坡和直立墙结构为基础， 腔 体组合背 水面设置戗台， 戗台上种植植被， 戗台后 方为斜坡护岸； 所述腔体内部预留竖直方向的凹槽， 用于插入插板， 所述插板平行于腔体背水面， 作为 腔体的迎水面； 所述插板上设有 若干贯通圆孔； (2)根据实际限制性 航道参数确定模型 试验比尺， 制作船舶 及生态航道断面模型； 利用船舶航行模型试验获得不同插板透空率下腔体 内紊动能分布特征， 结合所述限制 性航道主要鱼类的紊动能偏好范围， 确定适宜鱼类集聚的透空率； 利用船舶航行模型 试验获得不同植被密度下消浪特 征， 确定消浪效果 好的植被密度； (3)根据(2)中确定的透空率和植被密度， 确定(1)中的插板设计和植被密度设计， 插板 设计时， 插板上贯 通圆孔最小内径满足鱼类回游需要。 2.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述腔体的底部高程位于最低通航水位， 顶 部高程位于常水位， 戗台 高程与腔体顶部高程 一致。 3.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述植被的种类基于所述航道的最高通航水 位确定， 植被选型使得植被顶高程 位于常水位至最高通 航水位中间位置 。 4.根据权利要求2或3所述方法， 其特征在于， 所述限制性航道的最低通航水位、 常水 位、 最高通 航水位确定方式为： 选取航道临近水文站点， 最高通航水位采用频率行洪流量水位确定， 常水位以50％保 证率对应水位确定， 最低通 航水位以下一级梯级枢纽库区死 水位确定 。 5.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述(2)中， 依据实际限制性航道的航道尺 度、 通航船型、 腔体结构、 植被高度以及测量仪器精度确定模型 试验比尺。 6.根据权利要求1或5所述方法， 其特 征在于， 所述模型 试验比尺的确定方式为： 选择能够满足模型中水深大于3cm、 模型植物杆径直径大于1mm、 模型腔体尺寸大于 10cm三个条件的最小比尺作为模型 试验比尺。 7.根据权利要求1所述方法， 其特 征在于， 所述腔体内紊动能分布特 征的确定方式为： 开展常水位条件下船舶航行模型试验， 利用ADV观测不同透空率下腔体中心点流速过 程， ADV采样频率大于25 Hz， 采样时间涵盖整个船 行波作用过程； 基于下式计算分析紊动能TKE： 式中： t为船行波传递至该点后紊动时间历时， fz为采样频率； u'、 v'、 w'为x、 y、 z 方向脉动流速； ux、 vy、 wz为x、 y、 z方向瞬时流速 。 8.根据权利要求1所述方法， 其特 征在于， 所述 植被密度的确定方式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270254 A 2开展常水位以上条件下的船舶航行模型试验， 利用波高仪对不同植被密度下船行波过 程进行观测， 波高仪采样频率大于10 0Hz， 采样时间涵盖整个船 行波作用过程； 对比分析不同植被密度 下消浪效果， 以消浪系数大于10％为筛选要求， 确定植被密度； 所述消浪系数为消浪前后波高的差值与消前波高的比值。 9.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述腔体插板上均匀布设9个贯通圆孔， 通过 改变所述 贯通圆孔内径的方式调节透空率。 10.根据权利要求1所述方法， 其特 征在于， 所述腔体内边长和戗台宽度比值 为1:3。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270254 A 3