[发明专利]一种海底防侵蚀和促淤系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及海底促淤技术，具体地说是一种海底防侵蚀和促淤系统及其应用。

背景技术

自上世纪80年代起，伴随着我国海底油气资源的开发，在近海海底陆续铺设了大量海底油气管线(海管)，因海洋环境的变化，特别是海底底流的变化，造成海管淘空部位的空间位置具有明显的变化，如进一步发展，有可能会造成海底管线完全悬空，从而危及管线的安全。

目前常用的保护方法有在管线附近的海底进行堆沙袋、抛放砾石、沥青沉床等。50m水深以内用堆沙袋的方法用来支撑铺设于海底的管线悬空段(参见图1)，最简单、也最节约开支，但北海海域的试验表明，传统的沙袋对于保护管线不受机械损伤效果不是很好。抛放砾石方法广泛应用于处理管线悬空问题，可以沿全部悬空段抛放，也可以在管线悬空段选择几个点点抛放砾石，形成砾石堆以保护管线，但是抛放砾石，在一定局部条件下，因石头发生沉降而需要进一步的维护和控制。沥青沉床虽具有很好的挠曲性，在较深的水中，沥青沉床据认为更适合用来保护管线暴露段，不足之处在于极重的自重加大了施工难度，另外，使用水下沉床(参见图3)，如同使用任何刚性物体一样，其边缘处仍会发生冲刷，并造成缓慢沉降，从而要进一步的处理。因此这些传统的手段都有各自不可避免的缺点，急需一种全新的更加有效的方法来治理海底侵蚀及促淤问题。

在现有技术中，有一种采用人工海草式沉床铺设在管线上来解决海底促淤的办法，其人工海草为单体枝状，侵蚀促淤治理的效果不够；也有采用锚“种植”人工海草于海底的方法，锚的结构为系有绳带的具有导向机构的片材(参见图4)，不足在于加工不便，结构复杂。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在系统于提出一种侵蚀促淤治理的效果更佳、结构简单，加工、安装方便，且成本低的海底防侵蚀和促淤系统及其应用。

本发明技术方案如下：

海底防侵蚀和促淤系统：为网状柔性框架结构的人工海草通过锚定系统固定在海底结构；其中所述人工海草具有柔性枝干，海草叶片为帘状结构，压缩串穿在柔性枝干上，形成串形可自然散开的片状结构，所述枝干的底部与连接在锚定系统上的柔性框架连接；

其中所述柔性枝干和柔性框架采用尼龙绳；所述海草叶片采用聚乙烯或者聚丙烯材料，比重为0.1～0.7g/cm³；

所述锚定系统由一可以开和的弹性叶片、系有缆绳的支撑杆及桩杆组成，所述叶片顶尖部与支撑杆固接，整体呈现箭头结构，支撑杆与桩杆插接，支撑杆上系有的缆绳的自由端与柔性框架相连。

所述海底防侵蚀和促淤系统的应用：将所述网状柔性框架结构的人工海草通过锚定系统固定在铺设于海底的管线的上游，或所述铺设于海底的管线的上方；或固定在需要促淤或阻止侵蚀的海底。

具有如下有益效果：

1.采用本发明人工海草“捕捉”泥沙沉积，由于人工海草下水后，帘状结构、压缩串穿在柔性枝干上的串形叶片可随水流自然散开，沉积后形成由纤维加固的沙坝，可以显著提高输油海管附近海底侵蚀促淤治理的效果，消波缓流的作用好。

2.与现有技术相比，本发明锚结构简单，加工(无需加工导向机构)、安装(如所铺设的轻型人工海草回避了因像沥青的自重带来的施工难度问题)方便，且费用较低。

3.本发明系统只有“一次性”安装，即可为解决海底冲刷问题提供永久工程解决方案，此后不会发生新的沉降(如砾石在一定局部条件发生的沉降和水下沉床边缘处发生冲刷的现象而造成缓慢沉降)，不需要重复维护。

4.应用本发明于海底后所形成的沙坝非但不影响而且有利于海洋生物的生长和渔业，对环保有利。

5.本发明系统在深水和浅水环境中都有效。

6.应用本发明所形成的沙坝本身可吸收能量，其缓冲作用可以保护需要促淤或阻止侵蚀的海底或管线等海底设施免受波浪/潮流等的破坏，加强海底承载力-经本发明所述人工海草的自然搅动可以大大加强泥沙的压实作用，从而提高海底承载力。  

附图说明

图1为现有技术中用堆沙袋的方法用来支撑铺设于海底的管线悬空段实例示意图。

图2为现有技术中抛放砾石来支撑铺设于海底的管线的实例示意图。

图3为现有技术中水下沉床(混凝土)来保护铺设于海底的管线的实例示意图。

图4-1为现有技术中锚的实例示意图(插入沙中过程)。

图4-2为现有技术中锚的实例示意图(在沙中提起情况)。

图5-1为本发明一个实施例人工海草结构示意图。

图5-2为本发明一个实施例人工海草叶片结构展开图。

图6-1为本发明一个实施例用于海草铺设的锚结构示意图(合拢状态)。