專利名稱：：一種海嘯防護堤的制作方法
技術領域：
：一種海嘯防護堤所屬領域本發(fā)明涉及一種能夠有效抵御海嘯、風暴潮或海浪襲擊的海嘯防護堤。
背景技術：
：近年來，有關海嘯或風暴潮襲擊而帶來重大災害的報道給人們留下深刻的影響。例如，由黃健民、徐之華編著的《氣候變化與自然災害》(北京，氣象出版社，2005年12月)特別對海嘯引發(fā)的原因，尤其對智利海嘯和印尼海嘯所造成的重大災難有了具體而生動的描述。引起海嘯的原因通常來自海底，如海底地震、火山爆發(fā)或海底地層移動等。如果有隕石墜落大海也會引起海嘯。海嘯平均一年發(fā)生一次，給人類造成了極大的損失。海嘯的流速一致，從海面到海底，海嘯的流速幾乎是一致的。當它傳播到近海岸處時，海水的流速很大(若波高為10m，流速也大致為10m/s)，驟然形成"水墻"，伴著隆隆巨響，^涌地沖向海岸，它可使堤岸決口，對人類生命和財產(chǎn)造成嚴重威脅。(一)智利地震1960年5月22日19時11分，在智利的蒙特港海底附近，發(fā)生強烈地震。(二)智利海嘯強烈大震之后，忽然海水迅速退落。大約10分鐘后，海水又驟然上漲，頓時，波濤洶涌澎湃，奔騰翻巻，滾滾而來，浪濤高達89m，最高達25m。呼嘯著的海浪，以摧枯拉朽之勢，越過海岸線，越過田野，迅猛地襲擊著智利太平洋東岸的城市和鄉(xiāng)村。那些留在廣場、港口、碼頭和海邊的人們頓時被洶涌而來的巨浪吞噬；沿岸的城鎮(zhèn)、港口、碼頭、鄉(xiāng)村即刻化為波濤洶涌的海洋；海邊的船只，港口和碼頭的建筑物均被巨浪擊得粉碎……隨即，巨浪又迅速退去。所過之處，凡是能夠帶動的東西，都被潮水席巻而走。海嘯波如此一漲一落，反復震蕩，持續(xù)了將近幾個小時。太平洋東岸的城市，剛被地震摧毀變成了廢墟，此時又頻遭海浪的沖刷。那些掩埋于碎石瓦礫之中還沒有死亡的人們，卻被洶涌而來的海水淹死。在幾艘大船上，有上千人在此避難，但隨著大船被巨浪擊碎或擊沉，頓時被浪濤全部吞沒，無一幸免。太平洋沿岸，以蒙特港為中心，南北800km的范圍，幾乎被洗劫一空。(三)智利海嘯波及美、日、蘇、菲、中等國智利海嘯發(fā)生后，海嘯波以700km/h的速度，橫掃了西太平洋島嶼。僅僅14個小時，就到達了美國的夏威夷群島。到達夏威夷群島時，波高達910m，巨浪摧毀了夏威夷群島西岸的防波堤，沖倒了沿堤大量的樹木、電線桿、房屋、建筑設施，淹沒了大片土地。不到24小時，海嘯波走完了大約17000km的路程，到達了太平洋彼岸的日本列島。此時，海浪仍然十分洶涌，波高達68m，最大波高達8.1m，翻滾著的巨浪肆虐著日本諸島的海濱城市。本州、北海道等地，停泊港灣的船只、沿岸的港灣和各種建筑設施，遭到了極大的破壞。臨太平洋沿岸的城市、鄉(xiāng)村和一些房屋以及一些還來不及逃離的人們，都被這突如其來的波濤巻入大海。一時間，水漫金山，波濤洶涌，堤岸、房屋、樹木、建筑物等不是被沖走，就是被毀壞，街道成了海水進退的通道。這次由智利海嘯波及的災難，造成了日本數(shù)百人死亡，沖毀房屋近4000間，沉沒船只逾百艘，沿岸碼頭、港口及其設施多數(shù)被毀壞。智利海嘯還波及了太平洋沿岸的前蘇聯(lián)。在勘察加半島和庫頁島附近，海嘯波涌起的巨浪亦達67m左右，致使沿岸的房屋、船只、碼頭、人員等遭到不同程度的破壞和傷亡。在菲,賓群島附近，由智利海嘯波及的巨浪也高達78m左右，沿岸城市和鄉(xiāng)村居民也遭到了厄運。(四)印尼強震引發(fā)的大海嘯2004年12月26日8時58分，印度尼西亞蘇門答臘島亞齊省附近海域水下10km處發(fā)生里氏9級強震。由于這次強震的震中位于海域，所以地震本身造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失相對較少，然而地震引發(fā)高達10m的大海嘯，給印度洋沿岸地區(qū)的許多國家造成巨大的、可怕的自然災難。海嘯狂擊多國，人員傷亡、財產(chǎn)損失極為嚴重印尼強震激起印度洋大海嘯，是一場罕見的造成人類集體死亡的災難，更是一場給人類帶來巨大心靈創(chuàng)傷的災難，有近35.5萬人失去寶貴的生命，50多萬人受傷，IOO多萬人流離失所……東南亞、南亞及非洲東岸的印度尼西亞、斯里蘭卡等B個國家直接遭遇災害襲擊，40個國家和地區(qū)報告人員遇難和失蹤……下表所示為印度洋海嘯波浪到達時間和死亡人數(shù)統(tǒng)計表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>(五)風暴潮災害風暴潮是發(fā)生在海洋沿岸的一種嚴重自然災害。風暴潮又稱"氣象海嘯"或"風暴海嘯"，系指大風或氣壓劇變而引起的海面異常升降現(xiàn)象。有時，它伴隨臺風或寒潮而來，尤其是當風暴潮發(fā)生的時間與天文潮高潮時間相疊加，就易造成特大增水而成災。1922年8月2日，一次強臺風風暴潮襲擊廣東訕頭地區(qū)，造成特大風暴潮災害，有7萬余人死亡，30萬人流離失所。如何將海嘯、颶風、風暴潮及海浪引發(fā)的自然災害風險降至最低？最有效的方法就是沿著海邊建造海嘯防護堤。如果沿海城市的海邊都建造了卓有成效的海嘯防護堤，那么當海嘯發(fā)生時，海嘯巨浪就不會越過防護堤，就不會對堤內(nèi)的城鎮(zhèn)、街道及建筑造成沖毀淹沒的災難，就不會造成象智利海嘯或印尼海嘯那樣悲慘的后果，生活在海邊的人們也就不用擔心海嘯襲擊，可以安安穩(wěn)穩(wěn)地工作、生活和娛樂。中國專利說明書CN1258784A公開了一種新型防崩堤壩，其特征是在堤壩的河道一側(cè)安裝構筑防崩防洪層和沙石層，該堤壩對于防止崩塌有一定作用，增加了堤壩的防洪能力。但是，它具有一般堤壩的結(jié)構特點，從外形上看，它由面對海洋的傾斜面、背面與地基相連接的底面構成；從其橫斷面看，它是一個上底窄、下底寬的梯形。中國專利說明書CN1329688公開的一種堤壩及防水方法，其橫斷面的結(jié)構特點仍然是一個上底窄、下底寬的梯形。這樣的梯形防護堤，對于逐漸緩慢上升的海水，具有靜態(tài)的防護作用；但是，對于像海嘯這樣的巨浪襲擊時，海水挾帶著極大的水平速度和沖擊力涌向堤岸，梯形斷面的防護堤就暴露出如下兩個弱點第一，海嘯巨浪直沖沿岸防護堤時，其排山倒海之力瞬間作用到防護堤上，使防護堤臨海方向的整個平面上幾乎在同一時刻受到海浪的巨大沖擊力，容易發(fā)生沖毀堤岸的事故。第二，海嘯巨浪憑借快速水平?jīng)_擊勢頭，輕易就沖越溢過防護堤岸，對堤岸內(nèi)的城鎮(zhèn)、街道、港口及各種城市設施，造成沖毀淹沒的災難。中國專利說明書CN1804224公開了一種預防海嘯的方法，這是一種緩解海嘯沖力的方法，它是在己有的海岸邊用水泥修建大堤來預防的基礎上，其特征是用合成材料制造成一個大水袋墻，放在離海灘5080米外海水中，用孔布網(wǎng)組成一面防海嘯墻，用合成材料制造成一個大的水氣袋，上小半是氣袋在水面上，下大半水，浮在海水上的部分可以設計成各種，動物、植物、人物、藝術等景觀，牽引繩彈簧減緩沖力，以上裝置用金屬倒叉固定在海底下。這種預防海嘯的方法對于不大的海浪具有一定的緩解海浪沖擊力的效果；但是對于像海嘯引發(fā)的較大的海浪而言，其海浪沖擊力是巨大的，依靠"用金屬倒叉固定在海底下的牽引繩彈簧減緩沖擊力"是無能為力的，即，海嘯引發(fā)的巨浪無疑會沖毀浮在海水上的、大的水氣袋組成的防海嘯墻。而且，這樣的大水氣袋組成的防海嘯墻還存在難于建造和建造后也難于長久維持的缺點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效抵御海嘛襲擊的防護堤，以便臨近海岸的城鎮(zhèn)、街道和港口等等，在突如其來的海嘯來臨時，能夠免遭海嘯帶來的災難。本發(fā)明還提供一種用海嘯防護堤保護港灣的方法，使停泊在港灣內(nèi)的船舶免遭海喊襲擊。為了達到上述目的，本發(fā)明的海嘯防護堤具有特殊的形狀。該防護堤面對海洋的一面為一種彎曲表面，從橫斷面看，它是一個上底窄、下底寬、面對海洋一方呈一條曲線的曲邊梯形，該曲邊梯形靠近海岸的位置為最低點，該點附近比較平坦，從最低點往防護堤靠近的地方，曲線逐漸向上彎曲、其彎曲半徑逐漸減小、曲率中心也逐漸降低，在靠近防護堤上頂面的地方曲率中心的位置已降低到低于防護堤的高度，此后的曲線呈一豎直或略為往外傾斜的曲線或直線、一直延伸到堤壩的頂面；該曲邊梯形的曲邊形狀猶如一條橫著的凹向上方的拋物線，這條拋物線表示海嘯防護堤面對海洋一面呈拋物線形狀的曲面。該防護堤具有適當?shù)母叨?、寬度、斷面形狀及建筑強度，堤的上頂面可以作為公路、人行道或觀景臺，堤的上頂面及背面上都可植樹、栽花、種草，設置園林藝術，將其培育成為既能有效抵御海嘯襲擊的防護堤，又是令人賞心悅目的、氣勢宏偉壯觀的、美麗的海濱城市風景線。用本發(fā)明的海嘯防護堤保護港灣的方法是依據(jù)適當?shù)牡匦位蚝０缎螤睿诟蹫车娜肟谔帢嬛[防護堤，該防護堤建筑在海岸邊并延伸到港灣入口處的海水中；該防護堤并未完全封閉港灣的入口海域，而是空出一段未連接的海域作為船舶航行的通道。這樣建造的港灣，既能方便船舶進出港灣的航行，又因為用海嘯防護堤縮小了海浪進出港灣的通道范圍，大大削弱了海嘯巨浪襲來時的沖擊力量，使停泊在港灣里的船只免遭海嘯襲擊。由于上述海嘯防護堤面對海洋一面設置了一種拋物線形狀的彎曲表面，當海嘯發(fā)生時，攜帶著巨大力量的海浪向岸邊奔襲過來，海浪前端首先接觸的地方是曲面靠近岸邊的最低位置，然后海浪前端沿著曲面的形狀逐漸向上彎曲運動，與此同時，海浪的巨大沖擊力沿著曲面的法線方向傳遞給防護堤的地基，地基承受了巨大的沖擊力后將反作用力從曲面上回傳給海浪，使海浪繼續(xù)沿著曲面的切線方向運動，因為防護堤曲面的反作用力逐步改變了海浪的運動方向，使最初水平?jīng)_向岸邊的海浪，最后沿著曲面的切線方向豎直沖向天空，豎直沖高后回落下來的海水對海浪的沖擊也有抑制作用。本發(fā)明的海嘯防護堤比較現(xiàn)有技術的防護堤具有如下兩個顯著的優(yōu)點第一，當海嘯巨浪直沖該防護堤時，其排山倒海之力被防護堤曲面逐漸削弱，使海浪沖擊堤岸的方式由瞬間沖擊變?yōu)橹鸩經(jīng)_擊，海浪沖擊力大大減小，相應地，防護堤受力均衡、提髙了抵御海浪破壞的能力。第二，因為防護堤曲面的反作用力逐步改變了海浪的運動方向，使快速沖向岸邊的海浪,沿著曲面形狀豎直沖向天空，然后回落到海里，避免了海浪越過防護堤而引發(fā)的海水沖毀建筑、淹沒陸地的巨大災難。圖1為現(xiàn)有技術防護堤沿著橫斷面的剖視圖。圖2為本發(fā)明的海嘯防護堤沿著橫斷面的剖視圖。圖3為用海嘯防護堤保護港灣的投影圖。實施方案為了比較本發(fā)明的海嘯防護堤與一般防護堤的特征差別，畫出了現(xiàn)有技術的防護堤沿著橫斷面的剖視圖如圖1所示。該圖所示防護堤的橫斷面是一個上底BC窄、下低AD寬、面對海洋H的一方AB呈一條直線的梯形ABCD,斜邊AB表示現(xiàn)有技術防護堤面對海洋一面呈傾斜的平面。圖2為本發(fā)明的海嘯防護堤沿著橫斷面的剖視圖。從其橫斷面看，該防護堤是一個上底EF窄、下底AG寬、面對海洋H的一方ABCDE呈一條曲線的曲邊梯形ABCDEFG，該曲邊梯形靠近海岸的位置A處為最低點，A點附近比較平坦，從A點往B、C、D……方向，曲線逐漸向上彎曲、其彎曲半徑逐漸減小、其曲率中心也逐漸降低，在靠近防護堤頂邊E的位置D處曲線的曲率中心O處的高度已降低到低于防護堤的髙度，D點以后的曲線DE呈一條豎直的或略為向外傾斜的曲線或直線、一直延伸到防護堤頂面E處。該曲邊梯形的曲邊ABCDE猶如一條橫著的凹向上方的拋物線，它表示海嘯防護堤面對海洋一面呈拋物線形狀的曲面。圖3為用海嘯防護堤保護港灣的投影圖。圖中所示港灣為一個三方靠陸地、一方面臨海洋的袋狀港灣，在此港灣入口處建造的海嘯防護堤CBA和FED，其中防護堤的CB、FE段是建筑在海岸邊，BA、ED段是延伸到港灣入口處的海水中，A和D之間未連接防護堤的海域是留待船舶航行的通道，圖中箭頭表示船舶進出港灣的通行方向。權利要求1.一種海嘯防護堤，由面對海洋的防護面、上頂面、背面及其與地基相連接的下底面構成，其特征是該防護堤面對海洋的一面為一種彎曲表面，從橫斷面看，它是一個上底窄、下底寬、面對海洋一方呈一條曲線的曲邊梯形，該曲邊梯形靠近海岸的位置為最低點，該點附近比較平坦，從最低點往防護堤靠近的地方，曲線逐漸向上彎曲、其彎曲半徑逐漸減小、曲率中心也逐漸降低，在靠近防護堤上頂面的地方曲率中心的位置已降低到低于防護堤的高度，此后的曲線呈一豎直或略為往外傾斜的曲線或直線、一直延伸到堤壩的頂面；該曲邊梯形的曲邊形狀猶如一條橫著的凹向上方的拋物線，這條拋物線表示海嘯防護堤面對海洋一面呈拋物線形狀的曲面。專利摘要一種能夠有效抵御海嘯襲擊的防護堤，該防護堤面對海洋的一面為一種彎曲表面，從橫斷面看，它是一個上底窄、下底寬、面對海洋一方呈一條曲線的曲邊梯形，其曲邊形狀猶如一條橫著的凹向上方的拋物線，它表示防護堤面對海洋一面呈拋物線形狀的曲面。因為防護堤曲面的反作用力逐步改變了海浪的運動方向，使快速沖向岸邊的海浪，沿著曲面形狀豎直沖向天空，然后回落到海里，避免了海浪越過防護堤而引發(fā)的海水沖毀建筑、淹沒陸地的巨大災難。依據(jù)適當?shù)牡匦位蚝０缎螤?，在港灣入口處構筑海嘯防護堤，能夠削弱海嘯襲來時的沖擊力量，保護停泊在港灣里的船只免遭海嘯襲擊。文檔編號E02B3/10GK201144410SQ20072017756公開日2008年11月5日申請日期2007年10月19日優(yōu)先權日2007年10月19日發(fā)明者羅固事申請人:羅固事