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一种预制式仿生草防冲刷单元及防冲刷系统投入海上风电应用

关键词：海上风电海洋冲刷动力学防冲刷系统众所周知，在海洋中，由于波浪、水流的作用造成海底结构以及附近海床的泥沙运动，即我们常说的海底冲刷现象。根据海洋冲刷动力学分析，海底冲刷的形成主要是由于海洋结构物安装在海底之后，打破了原有水下流场的平衡，引起局部水流速度加快，使正常流动的水流形成一定的压力梯度并构成对海底的剪切力，导致冲刷现象的出现。同时海洋结构物的出现还改变了水流的方向使之产生湍流和漩涡，更加速了冲刷的作用。近年，海上风电发展迅速，复杂水文条件会对海底产生冲刷和剥蚀，加上部分灾害地质及水动力作用，导致风电场桩基基础冲刷及海底电缆局部裸露和悬空。桩基基础冲刷会导致桩基承载力减弱，抗外部环境荷载能力降低。而海底电缆悬空，则将电缆置于内部作用力、重力作用力、外界水压力、以及可能发生的由流速引起的涡激振动等多种作用情况下，上述作用可能导致悬空电缆提前损坏，并使海底电缆更容易受到船只抛锚和渔业作业等第三方活动的破坏。近日，由山东志尚洁电力科技有限责任公司研制的预制式仿生草防冲刷单元及防冲刷系统获得国家实用新型专利，专利号：ZL201920181545.5。本专利是将仿生草叶片固定在加强塑料的格栅网上，底部采用加强的透水垫层，装有仿生草叶片的格栅网和透水垫层一起固定在钢结构的框架上（钢结构框架表面有厚树脂层防腐），用尼龙螺栓将仿生草防冲刷单元连接固定，形成一个整体防冲刷系统。利用防冲刷系统钢结构的自重使防冲刷系统模块下沉，直接安装固定在风电桩基上，不存在被冲跑或冲变形，使防冲刷系统模块安装达到牢固永久性。仿生草叶片在浮力作用下飘浮，产生柔性粘滞阻尼作用，使海底流速降低，减缓洋流对海床的冲刷，并使洋流中夹杂的泥沙不断地沉积到仿生草基垫上。经过一段时间的沉积，形成沙丘，从根本上控制冲刷的产生，保护海底结构物。静态漂浮试验动态冲刷试验预制式仿生草防冲刷单元及防冲刷系统是一种“柔性”治理方式，可实现25年以上的免维护，达到一次治理一劳永逸的效果。从冲刷根源治理，使洋流达不到冲起泥沙的流速，促进海水中泥沙的淤积，促进已冲涮坑的回淤，彻底消除冲刷隐患。有效降低海上风电基础防冲刷的造价成本及运营维护成本，防止海缆冲刷悬空。自然贴合海底生态环境，抗环境变化能力强。施工周期短，费用低，施工后立刻生效且作用周期长，无需后续维护。安装方便

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