CN106628034A - 可潜没式海洋农场 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明公开一座可潜没式海洋农场。所述的可潜没式海洋农场是由可潜没式工作岛、可潜没式种植园、可潜没式养殖园、可潜没式沼气生产园、水产养殖区所组成的在台风来临时可潜于海平面以下安全深度，台风过后再上浮到海平面以上，能够在海洋上发展与陆地相同的绿色农业生产、服务的系统工程。各园为独立子系统，可组装，数量不限。它的电力来源是总容量5000KW，年发电量500万/千瓦时的太阳能光伏电站，备用电源是沼气发电和柴油发电。生产沼气的原料为农副产品废料，人畜排泄物，沼液、沼渣是作物的肥料，养殖的饲料，沼液还是作物杀虫剂。整个系统实现自动化，智能化。
Description
技术领域
本发明可潜没式海洋农场是由可潜没式工作岛、可潜没式种植园、可潜没式养殖园、可潜没式沼气生产园、水产养殖区所组成的在台风来临时可潜没于海平面以下安全深度，台风过后再上浮到海平面以上，能够在海洋上发展与陆地相同的绿色农业生产、服务的系统工程。
技术背景
随着我国综合国力的不断提高，能力所及，利益所需，参与全球竞争已成必然之势。然“兵马未动，粮草先行”之古律，至今仍是占领全球海洋竞争制高点的瓶颈之一。为服务一带一路战略，为建立全球海洋战略支点，为南海岛礁开发建设，为建设可潜没式海洋城镇，解决人员吃住和过往船只补给，可潜没式海洋农场提供了在广阔海洋上安全可靠的绿色农业发展新途径。岛礁无需再吹填，而代之以可潜没式海洋城镇和可潜没式海空基地的新组合。
发明内容
本发明一座可潜没式海洋农场是由可潜没式工作岛、可潜没式种植园、可潜没式养殖园、可潜没式沼气生产园、水产养殖区所组成，其特征是：所述的可潜没式工作岛(1)上部直径30m，下部直径33m，可机动；下部舱(5)为海水压载舱，下部舱(6)为淡水舱，上部舱(7)为备用沼气发电、柴油发电、动力、仓储、水净化，上部舱(8)为综合加工、员工食堂、驾驶室，上部舱(9)为中央控制室、办公室、宿舍，上部舱(10)为太阳能光伏电站、中央空调，高强玻璃穹顶(11)，内侧间隔镶嵌太阳能光伏阵列(12)，穹顶顶部进排气管道(13-1)直径2m，直达舱(7)，各舱均有进排气孔，穹顶外部进排气管道3-4节可伸缩；所述的可潜没式种植园(2)、(2-1)、(2-2)直径30m，是由上部种植区(23-1)和下部支撑区(23-2)所组成，上部种植区的种植层(14)其底为不透水层(37)，向上依次为20cm×20cm槽钢网梁(15)，5cm×5cm，高8cm加筋玻璃钢栅格(16)两层玻璃纤维格栅双面复合无纺布(17)，种植土(18)厚50cm；中间是蓄水池(19)深120cm；蓄水池下部支撑梁(20)由槽钢辐射梁(21)和槽钢环梁(22)所组成；种植区的支撑和升潜调节部分是下部支撑区(23-2)是由槽钢框架(24)和一个中央浮筒、四个边浮筒(25)所组成；穹顶(26)由槽钢辐射梁(27)槽钢环梁(28)高强玻璃罩盖(29)内侧间隔镶嵌太阳能光伏阵列(30)，补充照明装置(41)及穹顶顶部进排气管道(13-2)所组成，进排气管道直径2m，设3-4节可伸缩；所述的可潜没式养殖园(3)直径30m，由上部养殖区(31)和下部支撑区(23-2)组成，上部养殖区(31)的支撑结构为槽钢网梁(15)，加筋玻璃钢地板(32)；中间蓄水池(19)深120cm，蓄水池下部支撑梁(20)为槽钢辐射梁(21)和槽钢环梁(22)；养殖区的支撑和升潜调节部分是下部支撑区(23-2)是由槽钢框架(24)和一个中央浮筒、四个边浮筒(25)所组成；穹顶(26)由槽钢辐射梁(27)，槽钢环梁(28)，高强玻璃罩盖(29)内侧间隔镶嵌太阳能光伏阵列(30)，补充照明装置(41)及穹顶进排气管道(13-2)(进排气管道与种植园同)所组成；所述的可潜没式沼气生产园(39)包括沼气生产系统及原料加工，其生产操作平台结构及支撑结构与养殖园同；每四个种植园和养殖园设一个固定工作平台(40)；所述的水产养殖区(4)是由农场外围的种植园、养殖园、沼气生产园在其外侧和各园底部围网(33)，顶部园间盖网(34)所围成的区域。
所述的可潜没式海洋农场其特征是：所述的工作岛、种植园、养殖园、沼气生产园在无台风时上部舱(7)以上部分，蓄水池(19)以上部分在海平面以上，在有台风时整个农场潜没于海平面以下安全深度，只有进排气管道露在海平面以上，且各节伸长后高度超过浪高；所述的工作岛、种植园、养殖园、沼气生产园各为独立的子系统，他们之间的连接为轮轨式滚动连接(2-2)，各子系统可组装，数量不限；各园之间设有宽2m的工作通道，整个农场要有30处以上的锚固点，以保持其位置的稳定，所述的太阳能光伏阵列是太阳能光伏电站系统中电能的来源；所述的沼气发电是由沼气生产园(39)生产的沼气输往工作岛舱(7)的沼气发电系统，沼气生产设备由加筋玻璃钢制成；生产沼气的原料为农副产品废料，人畜排泄物，秸秆等，沼液、沼渣是作物的肥料，养殖的饲料，沼液还是作物杀虫剂；脏、危、重、水下及搬运工作由不同的机器人实施；所述的养殖区(31)根据养殖种类可设置多层养殖空间，海洋农场的种植、养殖与陆地上的种植养殖一样一应俱全，所生产的半成品、成品定期配送岛礁和过往船只；所述的淡水舱和蓄水池的淡水来源主要为天然降水，其收集方法是在降水时关闭穹顶玻璃罩盖，降水顺玻璃罩盖流下，落入各园周边外延通道，通过排水孔管道进入淡水舱和蓄水池。
所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的工作岛底舱(5)周边设有四处直径120cm的进排水孔(36)；所述的种植园、养殖园、沼气生产园的升潜系统中的浮筒为加筋玻璃钢结构，中央浮筒直径10m，四个边浮筒直径各为8m，浮筒高6m，浮筒壁底部、中部分别设有突出的直径为80cm的进排水孔(35)，潜没时工作岛的压载舱和各园的浮筒进排水孔闸门打开，海水注入，达到潜没位置时闸门关闭；上浮时打开闸门，用高压空气将海水挤出；所述的种植园不透水层(37)是由厚不小于5mm的加筋玻璃钢板通过其上的吊耳与槽钢网梁和加筋玻璃钢栅格吊扣在一起；不透水层(37)与玻璃纤维格栅双面复合无纺布(17)之间的空间为作物营养液储存层供作物根系吸收；所述的水产养殖区的周边和底部围网(33)其结构是20cm×20cm厚8cm的玻璃钢栅格，并在其内外侧各挂一层2cm×2cm的玻璃纤维格栅，上部各园间盖网(34)为柔性高强化纤网，各园间断开处(38)断开线左右50cm宽，以柔性化纤网覆盖连接；所述的工作岛、种植园、养殖园、沼气生产园的进排气管道是用透明加筋硬质塑料板材热加工而成，所述的工作岛及各园的门窗为圆型，门窗周边和穹顶玻璃罩盖周边安装密封胶条。
所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的中央控制室是整个农场系统自动化、智能化的控制中心，如潜没上浮控制、穹顶开关控制、灌溉施肥灭虫控制、各种机器人工作控制、温度湿度风速调节控制、锚链控制，养殖卫生控制，及安全防火监控等；所述的太阳能光伏电站是由各园穹顶的太阳能光伏阵列、蓄电池组、控制器、逆变器、交流配电柜、太阳能跟踪系统、计算机监控等组成。
所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的种植园、养殖园补充照明装置(41)是在夜间和在潜没于海平面之下时的照明装置；种植园采用的是发光二极管(LED)和植物灯，养殖园采用的是普通照明。
所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的固定工作平台(40)是指设在园间空域上的操作平台，每四个园设一个固定工作平台，工作平台的支撑是焊接在各园园壁上的平面三角桁架，桁架下有斜杆支撑，在桁架上焊接带孔的钢板；无工作平台的园间空域仍焊接三角行架，桁架上铺设工作通道，并可设置临时工作平台。
所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的可潜没式海洋农场，要具有一定的产业化规模，如种植园100个以上，养殖园50个以上，1个沼气生产园，1个工作岛；所述的种植园、养殖园面积可按比例增大，如直径可达50m以上；由数十座乃至百座以上的农场组成一个可潜没式海洋城镇，其作用和能力都是巨大的。
附图说明
图1为可潜没式海洋农场平面简图
图2为可潜没式工作岛三维图
图3为可潜没式工作岛剖面图
图4为单个可潜没式种植园三维图
图5为多个可潜没式种植园多园连接三维图
图6为可潜没式种植园上部种植区三维图
图7为可潜没式种植园、养殖园、沼气生产园、下部支撑区支撑框架及升潜调节浮筒三维图
图8为可潜没式种植园、养殖园、沼气生产园支撑框架及升潜调节浮筒平面图
图9为可潜没式种植园、养殖园、沼气生产园蓄水池底部辐射梁、环梁平面图
图10为可潜没式种植园种植层支撑网梁、加筋玻璃钢栅格平面图
图11为可潜没式种植园种植区结构剖面图
图12为可潜没式养殖园养殖区、沼气生产园工作平台结构剖面图
图13为可潜没式种植园、养殖园、沼气生产园穹顶钢架、罩盖平面图
图14为可潜没式种植园、养殖园、沼气生产园穹顶剖面图
图15为固定工作平台桁架平面图
注：图中尺寸为cm
具体实施方式
实施例1，见图2、图3所示
可潜没式工作岛岛体为钢结构，顶部穹顶高强玻璃罩盖可自动开关，高强玻璃罩盖内侧间隔镶嵌太阳能光伏阵列。
实施例2，见图6、图9、图10、图11
可潜没式种植园的种植区结构为：下部支撑环梁，半径分别为8m、12m、15m，辐射梁圆心角为30°，均为槽钢；中部蓄水池为钢结构，坐落于支撑梁上；蓄水池上部为种植层的不透水层，是由不小于5mm厚的加筋玻璃钢板通过其上的吊耳与槽钢网梁和加筋玻璃钢栅格吊扣在一起，向上依次为槽钢网梁网格尺寸20cm×20cm，5cm×5cm厚8cm加筋玻璃钢栅格，在加筋玻璃钢栅格上铺两层玻璃纤维格栅双面复合无纺布，在玻璃纤维格栅双面无纺布上铺种植土，厚50cm。
实施例3，见图7、图8
可潜没式种植园、养殖园、沼气生产园下部支撑框架的浮筒，其中央浮筒直径10m，四个边浮筒直径8m，均为加筋玻璃钢结构；浮筒坐落在槽钢框架上，浮筒壁的底部、中部分别设有突出的直径为80cm的进排水孔。
投资与效益
一座可潜没式海洋农场由1个工作岛，100个种植园，50个养殖园，1个沼气生产园，投资5亿元，就业600至800人，年产值1亿元，5年即可收回投资，其寿命期在50年左右。
战略意义
如形成一座海洋城镇的规模，与陆地城镇一样包罗万象，其服务潜能创造价值都是空前的，我国的粮食安全也将无忧。
如果在全球海洋战略要冲上建起数十座可潜没式海洋城镇，并配以相应的可潜没式海空基地，那时我们的全球控制能力将如日中天。
Claims (7)
1.一座可潜没式海洋农场是由可潜没式工作岛、可潜没式种植园、可潜没式养殖园、可潜没式沼气生产园、水产养殖区所组成，其特征是：所述的可潜没式工作岛(1)上部直径30m，下部直径33m，可机动；下部舱(5)为海水压载舱，下部舱(6)为淡水舱，上部舱(7)为备用沼气发电、柴油发电、动力、仓储、水净化，上部舱(8)为综合加工、员工食堂、驾驶室，上部舱(9)为中央控制室、办公室、宿舍，上部舱(10)为太阳能光伏电站、中央空调，高强玻璃穹顶(11)，内侧间隔镶嵌太阳能光伏阵列(12)，穹顶顶部进排气管道(13-1)直径2m，直达舱(7)，各舱均有进排气孔，穹顶外部进排气管道3-4节可伸缩；所述的可潜没式种植园(2)、(2-1)、(2-2)直径30m，是由上部种植区(23-1)和下部支撑区(23-2)所组成，上部种植区的种植层(14)其底为不透水层(37)，向上依次为20cm×20cm槽钢网梁(15)，5cm×5cm，高8cm加筋玻璃钢栅格(16)两层玻璃纤维格栅双面复合无纺布(17)，种植土(18)厚50cm；中间是蓄水池(19)深120cm；蓄水池下部支撑梁(20)由槽钢辐射梁(21)和槽钢环梁(22)所组成；种植区的支撑和升潜调节部分是下部支撑区(23-2)是由槽钢框架(24)和一个中央浮筒、四个边浮筒(25)所组成；穹顶(26)由槽钢辐射梁(27)槽钢环梁(28)高强玻璃罩盖(29)内侧间隔镶嵌太阳能光伏阵列(30)，补充照明装置(41)及穹顶顶部进排气管道(13-2)所组成，进排气管道直径2m，设3-4节可伸缩；所述的可潜没式养殖园(3)直径30m，由上部养殖区(31)和下部支撑区(23-2)组成，上部养殖区(31)的支撑结构为槽钢网梁(15)，加筋玻璃钢地板(32)；中间蓄水池(19)深120cm，蓄水池下部支撑梁(20)为槽钢辐射梁(21)和槽钢环梁(22)；养殖区的支撑和升潜调节部分是下部支撑区(23-2)是由槽钢框架(24)和一个中央浮筒、四个边浮筒(25)所组成；穹顶(26)由槽钢辐射梁(27)，槽钢环梁(28)，高强玻璃罩盖(29)内侧间隔镶嵌太阳能光伏阵列(30)，补充照明装置(41)及穹顶进排气管道(13-2)(进排气管道与种植园同)所组成；所述的可潜没式沼气生产园(39)包括沼气生产系统及原料加工，其生产操作平台结构及支撑结构与养殖园同；每四个种植园和养殖园设一个固定工作平台(40)；所述的水产养殖区(4)是由农场外围的种植园、养殖园、沼气生产园在其外侧和各园底部围网(33)，顶部园间盖网(34)所围成的区域。
2.如权利要求1所述的可潜没式海洋农场其特征是：所述的工作岛、种植园、养殖园、沼气生产园在无台风时上部舱(7)以上部分，蓄水池(19)以上部分在海平面以上，在有台风时整个农场潜没于海平面以下安全深度，只有进排气管道露在海平面以上，且各节伸长后高度超过浪高；所述的工作岛、种植园、养殖园、沼气生产园各为独立的子系统，他们之间的连接为轮轨式滚动连接(2-2)，各子系统可组装，数量不限；各园之间设有宽2m的工作通道，整个农场要有30处以上的锚固点，以保持其位置的稳定，所述的太阳能光伏阵列是太阳能光伏电站系统中电能的来源；所述的沼气发电是由沼气生产园(39)生产的沼气输往工作岛舱(7)的沼气发电系统，沼气生产设备由加筋玻璃钢制成；生产沼气的原料为农副产品废料，人畜排泄物，秸秆等，沼液、沼渣是作物的肥料，养殖的饲料，沼液还是作物杀虫剂；脏、危、重、水下及搬运工作由不同的机器人实施；所述的养殖区(31)根据养殖种类可设置多层养殖空间，海洋农场的种植、养殖与陆地上的种植养殖一样一应俱全，所生产的半成品、成品定期配送岛礁和过往船只；所述的淡水舱和蓄水池的淡水来源主要为天然降水，其收集方法是在降水时关闭穹顶玻璃罩盖，降水顺玻璃罩盖流下，落入各园周边外延通道，通过排水孔管道进入淡水舱和蓄水池。
3.如权利要求1所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的工作岛底舱(5)周边设有四处直径120cm的进排水孔(36)；所述的种植园、养殖园、沼气生产园的升潜系统中的浮筒为加筋玻璃钢结构，中央浮筒直径10m，四个边浮筒直径各为8m，浮筒高6m，浮筒壁底部、中部分别设有突出的直径为80cm的进排水孔(35)，潜没时工作岛的压载舱和各园的浮筒进排水孔闸门打开，海水注入，达到潜没位置时闸门关闭；上浮时打开闸门，用高压空气将海水挤出；所述的种植园不透水层(37)是由厚不小于5mm的加筋玻璃钢板通过其上的吊耳与槽钢网梁和加筋玻璃钢栅格吊扣在一起；不透水层(37)与玻璃纤维格栅双面复合无纺布(17)之间的空间为作物营养液储存层供作物根系吸收；所述的水产养殖区的周边和底部围网(33)其结构是20cm×20cm厚8cm的玻璃钢栅格，并在其内外侧各挂一层2cm×2cm的玻璃纤维格栅，上部各园间盖网(34)为柔性高强化纤网，各园间断开处(38)断开线左右50cm宽，以柔性化纤网覆盖连接；所述的工作岛、种植园、养殖园、沼气生产园的进排气管道是用透明加筋硬质塑料板材热加工而成，所述的工作岛及各园的门窗为圆型，门窗周边和穹顶玻璃罩盖周边安装密封胶条。
4.如权利要求1所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的中央控制室是整个农场系统自动化、智能化的控制中心，如潜没上浮控制、穹顶开关控制、灌溉施肥灭虫控制、各种机器人工作控制、温度湿度风速调节控制、锚链控制，养殖卫生控制，及安全防火监控等；所述的太阳能光伏电站是由各园穹顶的太阳能光伏阵列、蓄电池组、控制器、逆变器、交流配电柜、太阳能跟踪系统、计算机监控等组成。
5.如权利要求1所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的种植园、养殖园补充照明装置(41)是在夜间和在潜没于海平面之下时的照明装置；种植园采用的是发光二极管(LED)和植物灯，养殖园采用的是普通照明。
6.如权利要求1所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的固定工作平台(40)是指设在园间空域上的操作平台，每四个园设一个固定工作平台，工作平台的支撑是焊接在各园园壁上的平面三角桁架，桁架下有斜杆支撑，在桁架上焊接带孔的钢板；无工作平台的园间空域仍焊接三角桁架，桁架上铺设工作通道，并可设置临时工作平台。
7.如权利要求1所述的一座可潜没式海洋农场，其特征是：所述的可潜没式海洋农场，要具有一定的产业化规模，如种植园100个以上，养殖园50个以上，1个沼气生产园，1个工作岛；所述的种植园、养殖园面积可按比例增大，如直径可达50m以上；由数十座乃至百座以上的农场组成一个可潜没式海洋城镇，其作用和能力都是巨大的。
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