一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及珊瑚礁生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型人工珊瑚礁體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]珊瑚礁是由碳酸鈣組成的珊瑚蟲(chóng)骨骼在數(shù)百年至數(shù)千年的沉積過(guò)程中形成的，廣泛分布于熱帶和亞熱帶淺海地區(qū)。據(jù)報(bào)道，全球直接或間接依賴珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)生存的人口數(shù)量超過(guò)一億，我國(guó)亦有著十分豐富珊瑚礁資源分布在西沙、南沙、臺(tái)灣以及海南島等地。由于人為破壞等原因，這些地區(qū)的珊瑚礁呈明顯衰退之勢(shì)，一些海域魚(yú)群、蟹貝類(lèi)近乎絕跡，局部海岸線受海水侵蝕，出現(xiàn)岸線后退、海水倒灌現(xiàn)象。所以，除了消除引起珊瑚礁遭受破壞的不利因素外，更有必要采用珊瑚礁生態(tài)修復(fù)等積極措施來(lái)保護(hù)我國(guó)寶貴的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。
[0003]珊瑚礁生態(tài)修復(fù)工作的主要手段有種植珊瑚和建造人工珊瑚礁。國(guó)外研究者從上世紀(jì)六十年代開(kāi)始就進(jìn)行這方面的工作，為了給珊瑚蟲(chóng)提供附著物和生長(zhǎng)平臺(tái)，他們將廢舊的軍艦、坦克、汽車(chē)、輪胎、混凝土塊等沉入海底，或者在海底建造獨(dú)立的人工礁體結(jié)構(gòu)。他們?cè)谠囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)往海水中通以低壓電流電解海水可使海水的酸性在陰極減弱，促進(jìn)海水中鈣鎂等離子的結(jié)晶物的形成，這些結(jié)晶物易被成長(zhǎng)中的珊瑚蟲(chóng)所利用，“骨骼”的生長(zhǎng)加快，進(jìn)而珊瑚呈現(xiàn)出比自然狀態(tài)下更快的生長(zhǎng)速度。
[0004]直接往海底沉入混凝土塊、橡膠輪胎、廢舊物等，如2007年建造的Osborne輪胎人工珊瑚礁，容易污染海水，且其受到洋流波浪等復(fù)雜海況的影響時(shí)容易失穩(wěn)，這會(huì)對(duì)珊瑚的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利的影響；獨(dú)立的人造結(jié)構(gòu)物，如在Playa Hermosa使用砌塊搭建的人工礁體，解決了水體污染和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問(wèn)題，但是其珊瑚蟲(chóng)的附著率較低，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，不能達(dá)到快速修復(fù)的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決:
一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，包括分層式礁盤(pán)，中心圓柱，混凝土墩式基座。礁盤(pán)設(shè)三層或多于三層，每層布置眾多珊瑚蟲(chóng)附著單元，附著單元下部為半圓形附著單元基座，由基座內(nèi)部向外延伸出四個(gè)對(duì)稱的附著單元分支；中心圓柱穿過(guò)每層礁盤(pán)的中心，上部與風(fēng)力發(fā)電裝置連接并接通供電裝置正極，下部伸入海底；圓柱的中心預(yù)留空腔作為線纜通道放置與供電裝置負(fù)極相連并分支到各層礁盤(pán)的纜線；采用四根彎曲支撐桿對(duì)稱布置支撐各層礁盤(pán)，支撐桿一端固結(jié)到中心圓柱，另一端彎曲延伸到中心圓柱底端并配備混凝土墩式基座。
[0006]所述的一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，其特征是:礁盤(pán)中央鏤空，外邊框和內(nèi)邊框?yàn)檎叫?，鏤空的區(qū)域以下層礁體在垂向上不受上層礁體遮蔽為界限。
[0007]所述的一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，其特征是:中心圓柱與礁盤(pán)利用高強(qiáng)度空心絕緣連桿連接，連桿內(nèi)放置從中心圓柱內(nèi)分支的電纜線，電纜線的末端接通金屬礁盤(pán)。
[0008]所述的一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，其特征是:珊瑚蟲(chóng)附著單元在每層礁盤(pán)上錯(cuò)開(kāi)排列，對(duì)稱布置。
[0009]采用上述技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是:分層式礁盤(pán)的設(shè)計(jì)可以充分地利用沿水深方向的空間資源；礁體的抬高減小了泥沙等沉積物對(duì)珊瑚蟲(chóng)生活的不利影響，并增加珊瑚在較強(qiáng)陽(yáng)光和洋流中的暴露，為珊瑚的生長(zhǎng)提供更充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；礁盤(pán)上珊瑚蟲(chóng)附著單元錯(cuò)開(kāi)排列有利于增加附著單元的數(shù)量，增加珊瑚蟲(chóng)的聚集效應(yīng)；利用電化學(xué)反應(yīng)，使整個(gè)分層式礁體與供電裝置負(fù)極相連，作為電化學(xué)反應(yīng)的陰極，中心圓柱與供電裝置正極相連，作為電化學(xué)反應(yīng)的陽(yáng)極，相比于自然條件下可以加速珊瑚蟲(chóng)的附著和珊瑚的生長(zhǎng)，節(jié)省陽(yáng)極材料；中心圓柱伸入海底對(duì)整個(gè)礁體結(jié)構(gòu)起穩(wěn)固作用；支撐桿與各層礁盤(pán)以及中心圓柱的固結(jié)把每層的荷載有效地傳遞到中柱和混泥土基座上，保證結(jié)構(gòu)在惡劣海況時(shí)的穩(wěn)定性；礁體建造方式較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，且安裝和維護(hù)比較便利；海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成熟，能源清潔，裝置簡(jiǎn)單可靠，與本結(jié)構(gòu)配合使用，可以解決向此類(lèi)人工礁體遠(yuǎn)距離供電難題。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)布置圖。
[0011]圖2是人工礁體部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是單層礁盤(pán)的平面圖。
[0013]圖4是珊瑚蟲(chóng)附著單元的示意圖。
[0014]圖5是珊瑚蟲(chóng)附著單元的單個(gè)分支示意圖。
[0015]以上附圖中各數(shù)字標(biāo)號(hào)所指代的部位名稱如下:1 一中心圓柱、2—混凝土墩式基座、3—支撐桿、4 一珊瑚蟲(chóng)附著單元、5—絕緣連桿、6—礁盤(pán)外邊框、7—礁盤(pán)內(nèi)邊框、8—纜線通道、9 一礁盤(pán)、10—附著單元基座、11—附著單元分支、12—風(fēng)力發(fā)電裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】包括:在陸上預(yù)制礁盤(pán)9、附著單元4、支撐桿3、四個(gè)混凝土基座2。在中心圓柱I頂端，安裝風(fēng)力發(fā)電裝置12，其為獨(dú)立運(yùn)行的小型發(fā)電系統(tǒng)，內(nèi)設(shè)蓄電池，中心圓柱I內(nèi)部纜線通過(guò)纜線通道8與風(fēng)力發(fā)電裝置12的蓄電池正極相連。
[0017]把四個(gè)混凝土基座2安裝到礁體四根支撐桿3末端所對(duì)應(yīng)的位置。
[0018]由下往上按層搭建礁盤(pán)9，每層通過(guò)絕緣連桿5與中心圓柱I固結(jié)，同時(shí)在絕緣連桿5內(nèi)布置分支纜線接通通道8內(nèi)的主纜線以及礁盤(pán)9。
[0019]全部礁盤(pán)9搭建完畢后,在每層礁盤(pán)上按一定的排列方式設(shè)置一系列的珊瑚蟲(chóng)附著單元4，最終完成整個(gè)人工礁體的搭建，最后通過(guò)小型船舶吊裝到預(yù)定海域安置。
[0020]待各部分結(jié)構(gòu)和整個(gè)礁體調(diào)試穩(wěn)定后，啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電裝置，整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。
[0021]本實(shí)施方式的原理為:珊瑚是由珊瑚蟲(chóng)分泌物構(gòu)成的沉積物，珊瑚的主要化學(xué)成分為碳酸鈣。珊瑚蟲(chóng)自幼蟲(chóng)階段便自發(fā)固定在先輩珊瑚的石灰質(zhì)遺骨堆上生長(zhǎng)繁殖，日積月累形成珊瑚礁，所以珊瑚蟲(chóng)的生長(zhǎng)需要一定的附著物。研究經(jīng)驗(yàn)表明珊瑚蟲(chóng)在低電壓(20V左右)產(chǎn)生的電流刺激下生長(zhǎng)速度為自然狀態(tài)下的3-5倍。在本發(fā)明中，各層礁盤(pán)9與風(fēng)力發(fā)電裝置12的電源負(fù)極連接作為電化學(xué)反應(yīng)的陰極，中心圓柱I與電源正極連接作為電化學(xué)反應(yīng)的陽(yáng)極。當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作后，電流吸附海水中各種陽(yáng)離子(主要為鈣和鎂)到各層礁盤(pán)9附近，尤其是到礁盤(pán)9上的珊瑚蟲(chóng)附著單元4上，同時(shí)陰極附近海水的電解降低了周?chē)h(huán)境的酸度，使此類(lèi)陽(yáng)離子重新結(jié)晶并在附著單元上生成碳酸鈣類(lèi)沉淀物。這類(lèi)沉淀物既防止了礁盤(pán)9及珊瑚蟲(chóng)附著單元4的腐蝕，又吸引了珊瑚蟲(chóng)的附著和生成繁殖從而加速了其“骨骼”珊瑚的生長(zhǎng)。當(dāng)珊瑚生長(zhǎng)到一定程度，人工礁體便可以吸引其他的海洋動(dòng)植物，逐漸形成獨(dú)立的人工珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。
[0022]盡管上面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體包括分層式礁盤(pán)(9)，中心圓柱(1)，混凝土墩式基座(2);其特征在于:礁盤(pán)設(shè)三層或多于三層，每層布置眾多珊瑚蟲(chóng)附著單元(4)，附著單元(4)下部為半圓形附著單元基座(10)，由基座(10)內(nèi)部向外延伸出四個(gè)對(duì)稱的附著單元分支(11);所述中心圓柱(I)穿過(guò)每層礁盤(pán)(9)的中心，上部與風(fēng)力發(fā)電裝置(12)連接并接通放電裝置正極，下部伸入海底；圓柱的中心預(yù)留空腔作為線纜通道(8)放置與供電裝置負(fù)極相連并分支到各層礁盤(pán)(9)的纜線；采用四根彎曲金屬支撐桿(3)對(duì)稱布置支撐各層礁盤(pán)(9)，金屬支撐桿(3)—段固結(jié)到中心圓柱(1)，另一端彎曲延伸到中心圓柱(I)底端并配備混凝土墩式基座(2)。
2.根據(jù)權(quán)力要求I所述的一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，其特征在于:礁盤(pán)中央鏤空，外邊框(6)和內(nèi)邊框(7)為正方形，鏤空的區(qū)域以下層礁體在垂向上不受上層礁體遮蔽為界限。
3.根據(jù)權(quán)力要求I所述的一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，其特征在于:中心圓柱(I)與礁盤(pán)(9)的連接處利用高強(qiáng)度空心絕緣連桿(5)起連接，連桿(5)內(nèi)放置從中心圓柱(I)內(nèi)分支的電纜線，電纜線的末端接通礁盤(pán)(9)。
4.根據(jù)權(quán)力要求I所述的一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，其特征在于:珊瑚蟲(chóng)附著單元(4)在每層礁盤(pán)(9)上錯(cuò)開(kāi)排列，對(duì)稱布置。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及珊瑚礁生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。一種依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體，它包括分層式礁盤(pán)，中心圓柱，混凝土墩式基座，其特征在于：所述的依靠風(fēng)力供電的分層式人工礁體由混凝土墩式基座固定，中心圓柱上部與風(fēng)力發(fā)電裝置連接并通電到分層式礁盤(pán)及其上的珊瑚礁附著單元，下部伸入海底。本發(fā)明結(jié)合風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和分層桁架結(jié)構(gòu)，提供一種無(wú)污染、穩(wěn)定的新型人工珊瑚礁體，此設(shè)計(jì)可以刺激珊瑚蟲(chóng)的附著和珊瑚生長(zhǎng)，縮短珊瑚蟲(chóng)新陳代謝周期，從而大大加快珊瑚礁生態(tài)修復(fù)工作。
【IPC分類(lèi)】A01K61-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104521842
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510017768
【發(fā)明人】姚宇, 杜睿超, 袁萬(wàn)成, 蔣昌波
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日