CN110803770A - 适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统及风电场环境的监测组合系统 - Google Patents

Abstract

适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统及风电场环境的监测组合系统，属于海洋可再生能源利用领域，为了解决滩涂风电场的滩涂生态退化的问题，锥形网箱在竖向包括上中下三层，上层是用于种植可为滩涂生态修复的水生植物的植物网箱，中层是设置有可储水的海绵层的海绵网箱，上层的水生植物栽种并固定在海绵层，下层被位于其上方的海绵层及其下方的重力填充物隔离，隔离空间及锥形部形成下层的养殖网箱，下层和重力填充物的部分位于滩涂泥中，重力填充物间形成的间隙被滩涂泥填充，重力填充物表面被滩涂泥部分覆盖，养殖网箱中的该部分的滩涂泥是其中养殖物的生活空间，效果是降低了风电场对于滩涂环境影响。

Description

适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统及风电场环境 的监测组合系统

技术领域

本发明属于海洋可再生能源利用领域和生态修复工程技术以及海产养殖工程领域，涉及一种适用于滩涂风能发电装置与滩涂生态修复和沙虫养殖集成网箱的系统。

背景技术

当今化石能源急剧短缺，环境污染、气候变化等问题愈加严重。为解决上述问题，各国政府积极推进可再生能源技术的发展。我国幅员辽阔，西部地区以及沿海地区风能资源储备居于全球前列，大力开发风电资源已成为解决我国能源短缺以及环境污染等问题的重要途径。特别是在中国近海已经建设了多个的潮间带风电场，并设计准备开发一系列的滩涂风电场项目。

中国沿海滩涂资源丰富，分布在江苏、浙江、福建的海滨地带，是海岸带的一个重要组成部分。我国海洋滩涂总面积217.04万公顷。滩涂是中国重要的后备土地资源，具有面积大、分布集中、区位条件好、农牧渔业综合开发潜力大的特点。但由于自然环境变化，或是人类对沿海滩涂资源过度以及不合理利用而造成滩涂生态系统结构破坏、功能衰退、生物生产力下降、生物多样性减少等问题。

发明内容

为了解决滩涂风电场的滩涂生态退化的问题，本发明提出一种适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，降低了风电场对于滩涂环境影响。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，包括锥形网箱，锥形网箱套接并固定在风机单桩的外周，风机单桩底端部固定在滩涂泥中，锥形网箱主要由下部为锥形的圆筒形架体及覆盖并固定在架体外部的网罩组成，锥形部盛装重力填充物而使锥形的部分能插入滩涂泥面内而对锥形网箱固定，所述的锥形网箱在竖向包括上中下三层，上层是用于种植可为滩涂生态修复的水生植物的植物网箱，中层是设置有可储水的海绵层的海绵网箱，上层的水生植物栽种并固定在海绵层，下层被位于其上方的海绵层及其下方的重力填充物隔离，隔离空间及锥形部形成下层的养殖网箱，下层和重力填充物的部分位于滩涂泥中，重力填充物间形成的间隙被滩涂泥填充，重力填充物表面被滩涂泥部分覆盖，养殖网箱中的该部分的滩涂泥是其中养殖物的生活空间。

进一步的，所述的风机单桩由贯穿养殖网箱中的重力填充物及其底部的网罩被固定在滩涂泥中，锥形网箱的顶部圆面设置若干吊索，并通过吊索挂接在风机单桩。

进一步的，水生植物是藨草、海藻、水葫芦、水花生中的一种或多种，养殖网箱中的养殖物是双齿围沙虫和/或贝类。

进一步的，所述重力填充物为石头，石头直径为2～3cm，养殖网箱外周及底部的网罩为细密网罩，孔径为0.3～0.6cm左右，植物网箱中相邻水生植物间的间距为10～30cm，植物网箱外周的网罩孔径为1～1.5cm。

进一步的，植物网箱的网罩为尼龙材质网罩，养殖网箱的网罩为不锈钢材质的网罩。

一种滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统，包括所述的集成系统和环境监测系统，监测系统安装在集成系统上方的风机单桩部分，监测系统包括安装在风机单桩的升降架及伴随着波浪运动在升降架上进行上下浮动的浮筒浮筒竖向的浮动范围由升降架限制，浮筒上底面安装用于监测风机的监测装置，浮筒的下底面安装用于监测海洋环境的监测装置，且监测数据通过信号发射器传输至上位机。

进一步的，所述的升降架包括顶板底板及位于顶板底板之间并对二者支撑连接的支柱，风机单桩贯穿顶板和底板的中央开口，并将顶板底板紧固在风机单桩，顶板底板在风机单桩竖向相对设置，支柱以风机单桩为中心围绕在其周围，支柱的上、下端面分别固定在顶板底板，浮筒底面被风机单桩及支柱贯穿，能够使得浮筒风机单桩及支柱为竖向轴而在顶板底板间竖向运动，且浮筒表面与海平面距离始终高于最大潮位，集成系统位于所述底板的下方。

进一步的，浮筒圆柱筒，浮筒上底面安装空气环境离子监测器及风机结构监测相机为监测风机的监测装置，浮筒下底面安装海洋生物活动监测相机及海洋环境离子监测器作为监测海洋环境的监测装置，监测海洋环境的监测装置还包括位于浮筒内部安装声呐；空气环境离子监测器、风机结构监测相机海洋生物活动监测相机和声呐与位于浮筒部的CPU主板接，且所述的CPU主板接位于浮筒部的信号发射器

进一步的，所述的滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统还包括安装在浮筒上底面的外表面的太阳能发电装置，其用于系统供电，所述的风机单桩是风机的风机单桩，风机单桩的顶部是风机，风机单桩的底部固定在海平面下的海床，风机作为供电装置用于系统供电。

进一步的，所述浮筒，由两部分对称的半空心圆筒组成，两个半空心圆筒的外围由两个铰接连接，在两个半圆筒的边界上粘贴防水橡皮圈，在表面以及交界处涂抹防水材料。

有益效果：

所述集成系统的植物网箱固定在风机的底部，上层水生植物通过水体交换，可以有效拦截海水漂浮物，改善水体，净化水质。海绵营养层可维持退潮时的水分补给，避免干性滩涂以及太阳对水生植物的摧毁，而且营养物质也可以维持水生植物的日常营养所需，避免生态植物的死亡。位于网箱系统下层的沙虫，生活在滩涂泥面之下，利用沙虫适合生长在沿海沙质滩涂中，不仅能有效改善受损滩涂的生态系统，减少水体中的污染物，提高生态系统多样性。该系统能够满足受损滩涂的修复要求，适应于在我国绝大多数的滩涂安装。

监测系统除了能够对风电场结构和空气环境以及对应风机区域的海洋环境进行监测，在与集成系统后，集成系统能够将对应风机区域的海洋环境净化，保护滩涂，最大可能降低风机对于海洋区域的影响，监测系统能够对于该区域环境的净化数据支持，从而，依赖于风机，能够将对应区域滩涂保护，并且能够对于对应区域的风电场结构和保护效果做出监测，在尽量降低风电场的滩涂环境的影响，还可以产生沙虫等养殖物的经济效益，对于风机塔筒进行了最为充分的利用，即实现了塔筒在纵向的海平面及海面下的资源充分使用，既能保护滩涂环境，降低风电场影响，又能实时监测，保护和监督完善，真正形成了充分的资源保护、利用及监督的完整链条。其中，对于风机结构及风电场的环境监测，通常是在风机或其周围安装监测装置，而该监测装置的监测作用单一，仅对海上部分监测。而对于海洋环境，也一般使用单独监测装置对海下部分监测，并由特定的固定装置将其固定。风电场具有强烈的外部环境和风机结构的监测需求，本发明通过浮筒在风机单桩伴随着波浪运动，一个浮筒既有水面接触部分，又与空气接触部分，而风机的监测需求已经提供了对于监测装置的固定部分，因而，通过浮筒的随浪运动，实现了能够在最少成本和工程构件下的风电场和海洋环境的一并监测，而使得浮筒在海面漂浮，是因为海水的水面受到潮汐等影响会发生变化，固定高度，会使得部分时间浮筒无法与水面接触而对海洋环境无法监测，部分时间海水(如涨潮)淹没了浮筒上表面，若此时海水浑浊，采集装置位于浑浊的海水中，则无法得到准确的风电场的监测结果，为此，浮筒被风机单桩限位在竖向滑动，能够尽量避免上述情况。虽然本发明将风机单桩作为限位(固定)监测装置的部分，然而，对于风机结构，若额外的载荷对其作用，可能会对风电产生影响，为了能够降低影响，使用支柱分散浮筒对单桩的作用，将载荷作用在较小面积的支柱，且载荷小，也能部分增强滑动的流畅性。而海平面与浮筒筒身的接触面，其与浮筒上表面的距离大于潮差的距离，极尽可能降低了海水涨潮的时候淹没位于浮筒上表面的风机监测的相关部件的可能。

附图说明

图1为本滩涂风能发电装置与滩涂生态修复和沙虫养殖集成网箱的系统的结构示意图；

图2为沙虫养殖集成网箱的结构示意图；

图3是该海上风机的结构监测和海洋环境监测系统的整体结构示意图。

图4是该海上风机的结构监测和海洋环境监测系统的正视图。

图5是滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统示意图；

图中：

1-1.锥形网箱；1-2.海平面；1-3.滩涂退潮泥面；1-4.网罩；1-5.海绵层；1-6.水生植物；1-7.细密网罩；1-8.沙虫；1-9.重力填充物；1-10.植物生长面；1-11.塔筒；1-12.风机；

2-1.风机；2-2.塔筒；2-3.顶板；2-4.风机结构监测相机；2-5.信号发射器；2-6.电线；2-7.CPU主板；2-8.声呐；2-9.浮筒；2-10.海洋环境离子监测器；2-11.太阳能发电装置；2-12.支柱；2-13.底板；2-14.海洋生物活动监测相机；2-15.海平面；2-16.泥面；2-17.空气环境离子监测器。

具体实施方式

实施例1：如图1-2所示，本公开是一种适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，包括植物生长网箱，海绵营养层，细密型沙虫养殖网箱。该系统分为上中下三层，上层用于种植可为滩涂进行生态修复的植物，如藨草、海藻、水葫芦、水花生等，中层设置可吸水储水的包含营养物质的海绵层，其可在退潮后为生态植物继续提供水分供其正常生长并提供适合其生长的营养物质。下层用于放置生态养殖网箱，用于养殖双齿围沙虫与贝类，充有重力填充物石头。

所述系统上层四周设有孔径较大的网罩，该网罩为尼龙材质。拦网的孔径尺寸不仅能有效地拦住网内的填充物，而且有利于水体交换。采用尼龙材质的网罩，可以给予网罩孔径一定的伸缩度，有利于水生植物的茎部发育。下层四周设有孔径较小的网罩，该网罩为不锈钢材质，可以有效防止养殖网箱内的沙虫逃出，使沙虫在网箱内进行生长。

集成系统的植物网箱可以固定在风机的底部，上层水生植物通过水体交换，可以有效拦截海水漂浮物，改善水体，净化水质。海绵营养层可维持退潮时的水分补给，避免干性滩涂以及太阳对水生植物的摧毁，而且营养物质也可以维持水生植物的日常营养所需，避免生态植物的死亡。位于网箱系统下层的沙虫，生活在滩涂泥面之下，利用沙虫适合生长在沿海沙质滩涂中，不仅能有效改善受损滩涂的生态系统，减少水体中的污染物，提高生态系统多样性。该系统能够满足受损滩涂的修复要求，适应于在我国绝大多数的滩涂安装。

集成系统与风机塔筒相固定，下层的石头等重力填充物使得锥形网箱能插入滩涂泥面内，可使网箱固定，不会随着涨潮落潮而上下浮动。涨潮时，潮水没过上层网箱，上层网箱内的水生植物能有效地拦住漂浮物，对悬浮颗粒的沉降和富营养物质的消减达到强力阻截的效果，从而能不断地净化水质，降低水浑浊度，最终使水生植物能安全地在网箱内存活，形成稳定的滩涂植被，有效的改善滩涂生态系统。中层海绵层在落潮时，能将吸收的水给予上层植物所用，且含有营养物质，能维持上层水生植物的生长。下层在石头之间放置有沙虫，沙虫生存在滩涂泥面内，提高了滩涂的生态多样性，并产生了可观的经济效益。

本发明具有以下优点：1、本发明能有效改善风电场滩涂的生态问题，使退化滩涂的生态环境得到转变。2、本发明充分利用滩涂资源，结合沙虫适合生长在沿海沙质滩涂中的特性与生态修复植物结合极大的提高了资源的利用率。3、本发明系统的结构设计合理，生产安装方案技术成熟。4、本发明同时还可以起到防止风机桩底冲刷的作用。5、本发明在进行生态修复的同时，提供了可观的经济效益。

集成系统与风机塔筒1-11(风机单桩)相固定，上层处于海平面1-13下面，下层则处于滩涂泥面1-3之下。在安装网箱前，须确保网箱内的植物存活。挑选合格的沙虫进行投放，确保每条沙虫都生命旺盛。在网箱上层铺设有植物生长面1-10，在此层之上种植水生植物1-6，所述水生植物具有完整的根部，相邻两棵水生植物之间的间距为10～30cm，该水生植物为藨草、水葫芦、水花生等，网罩1-4设置的孔径大小在1～1.5cm之间，使之不仅能拦住水生植物，还可以有效的进行水体交换。中层设置有海绵层1-5，可维持退潮时的水分补给，海绵层里放有营养物质，可以维持水生植物的日常营养所需。下层则为1-9重力填充物，安放于锥形体重，如石头等，石头直径为2～3cm，在石头中间放置有成年沙虫1-8，下层网罩为细密网罩，孔径大小在0.5cm左右，能防止沙虫逃出。本发明采用的网罩网箱施工方便、成本较低，生态修复效果良好、结构稳定合理，可实施性较强。

实施例2：由于海上风机受到近海岸过于多变和复杂自然环境条件带来的影响，如海浪载荷、海冰荷载、台风破坏、地震等制约因素以及海洋环境中侵蚀性离子的作用与高强度腐蚀，其结构耐久性和稳定性成为了结构安全的重要问题。其次，由于海上风电输电系统布于海底，占用了原本海洋空间，造成海底地貌发生变化，进而有可能造成海底固定栖息的植物受损破坏，影响鱼类迁徙和繁殖，使贝类失去原有栖息地，造成海洋生物多样性的减少和异质性的单一。但海上风机远离陆地，人类无法长期进行观测和监测，导致风机在安装后长期的结构变化和风电场周围的环境变化带来的影响无法知晓和预报。

本公开是一种适用于海上风机的结构监测和海洋环境监测系统，能够解决风机在安装后无法进行长期的结构变化和风电场周围的环境变化监测的问题，如图3-4所示，主要包含以下几部分：

能源供给系统：太阳能发电以及储电系统2-11。

监测系统：风机结构监测相机2-4、声呐2-8、海洋环境离子监测器2-10、海洋生物活动监测相机2-14、空气环境离子监测器2-17。

数据处理系统：数据信号发射器2-5、电线2-6、CPU主板2-7。

监测结构支撑系统：升降架的顶板2-3、浮筒2-9、升降架2-12、升降架的顶板2-13。

风机发电系统：主要包括风机2-1、塔筒2-2。

工作原理如下：该系统通过空气环境离子监测器2-17对风机2-1周围的空气环境中的负离子进行监测；海洋环境离子监测器2-10对风机桩体周围海洋环境中的负离子和海洋水质进行监测；风机结构监测相机2-4进行实时的风机表面结构监测，并可同时监测到风机周围鸟类活动的情况；海洋生物活动监测相机2-14以及声纳2-8可进行风机周围海洋环境监测包括监测鱼类活动，贝类、藻类的生长等情况，并可同时进行风机桩底的冲刷情况监测。通过CPU主板2-7对数据整理后由数据信号发射器2-5传输至内地监测中心。该系统主板可同时多核运行处理所监测到的数据并通过数据信号发射器进行实时传输。

浮筒可在陆地上完成组装，由两部分对称的半空心圆筒组成，两个半空心圆筒的外围由两个铰接连接。在内部安装信号发射器2-5，然后用电线2-6先后连接CPU主板2-7以及声呐2-8。再由电线连接风机结构监测相机2-4，空气环境离子监测器2-17，以及浮筒2-9底部海洋环境离子监测器2-10和海洋生物活动监测相机2-14。装配完成之后，在两个半圆筒的边界上粘贴防水橡皮圈，将该装置放置到风机支撑结构上。随后在表面以及交界处涂抹防水材料，确保装置的防水性能。至此，监测装置安装完成。当然的，器件间接触部分也可以粘贴防水橡皮圈和涂抹防水材料(或仅粘贴防水橡皮圈)，比如支柱与浮筒连接的部分，从而能进一步防止筒内进水。

将该装置固定在海上风机单桩基础上，其可伴随着波浪运动在升降架上进行上下浮动。该风机上设置有太阳能发电装置2-11，可为系统提供充足的能源供应。通过使用该结构监测和海洋环境监测系统，可实时监测风机所处空气环境中的腐蚀性离子数量及腐蚀等级以及海洋环境中腐蚀性离子数量及腐蚀等级，还可通过结构监测相机随时监测风机表面发生的变化，在一定程度上可为该海域风机提高运行寿命提供了数据支撑和安全保障。同时，海洋环境离子监测器2-10可提供该海域的环境数据，声呐2-8可提供该海域鱼群的数量运动等数据，海洋生物活动监测相机2-14可随时监测该海域海洋生物的活动情况，特别是在风机建成后长时间内该海域生物活动情况，包括贝类、藻类、鱼类等各种海洋生物，该相机还可以提供风机桩底的冲刷情况数据。

本发明具有以下优点：

1.该结构监测和海洋环境监测系统可同时对空气环境和海洋环境进行同时监测并实时发回数据，为风机结构的安全稳定提供了很好的实时数据并可提前进行结构失效预报，也同时为风电场建设后对海洋环境造成的变化进行一个长期的监测和提供大量的数据。

2.该结构监测和海洋环境监测系统可伴随涨潮和落潮进行升降运动，可使该系统一直进行空气和海洋的同时监测，也减小了海水进入该系统中对内部零件造成影响的风险。

3.该结构监测和海洋环境监测系统结构设计合理，生产安装方案技术成熟。

4.该结构监测和海洋环境监测系统不仅适用于近海的固定式风机，也适用于安装在深远海的浮式风机。

如图3所示，水平轴风机2-1通过塔筒2-2与海床相连。该装置由浮筒2-9以及各个系统组成，可通过升降架2-12随着波浪上下浮动，移动上限为升降架的顶板2-3，移动下限为升降架的顶板2-13。该系统的发电装置为太阳能发电装置2-11以及在风机发电中的一部分为系统提供充足的能源供应。该系统由结构监测和海洋环境监测系统组成，结构监测系统主要由空气环境离子监测器2-17和风机结构监测相机2-4组成，可监测风机所处的空气环境中的腐蚀性离子数量及腐蚀等级以及海洋环境中腐蚀性离子数量及腐蚀等级，并可同时监测到风机周围鸟类活动的情况，在一定程度上可为该海域风机提高运行寿命提供了数据支撑和安全保障。海洋环境监测系统由海洋环境离子监测器2-10、海洋生物活动监测相机2-14、信号发射器2-5、电线2-6、CPU主板2-7、声呐2-8构成，通过海洋环境离子监测器2-10对风机桩体周围海洋环境中的腐蚀性离子和海洋水质进行监测并通过主板对数据处理后通过数据信号发射器2-5传输至内地监测中心。通过海洋生物活动监测相机2-14与声呐2-8可进行实时风机周围海洋环境监测包括监测鱼类活动，贝类、藻类的生长等情况，随后通过CPU主板2-7对数据处理后通过数据信号发射器2-5传输至内地监测中心。该系统主板2-7可同时多核运行处理所监测到的数据并通过数据信号发射器2-5进行及时传输。

为了能够进一步提高本发明取得的效果，在安装浮筒前，须确保内部所有监测装置安装正确，各监测装置可有效正确进行监测，数据信号发射器可及时发回数据。确保浮筒安装时与风机垂直，可在升降支架上随波浪运动正常升降。

对于风机结构及风电场的环境监测，通常是在风机或其周围安装监测装置，而该监测装置的监测作用单一，仅对海上部分监测。而对于海洋环境，也一般使用单独监测装置对海下部分监测，并由特定的固定装置将其固定。风电场具有强烈的外部环境和风机结构的监测需求，本发明通过浮筒在风机单桩伴随着波浪运动，一个浮筒既有水面接触部分，又与空气接触部分，而风机的监测需求已经提供了对于监测装置的固定部分，因而，通过浮筒的随浪运动，实现了能够在最少成本和工程构件下的风电场和海洋环境的一并监测，而使得浮筒在海面漂浮，是因为海水的水面受到潮汐等影响会发生变化，固定高度，会使得部分时间浮筒无法与水面接触而对海洋环境无法监测，部分时间海水(如涨潮)淹没了浮筒上表面，若此时海水浑浊，采集装置位于浑浊的海水中，则无法得到准确的风电场的监测结果，为此，浮筒被风机单桩限位在竖向滑动，能够尽量避免上述情况。虽然本发明将风机单桩作为限位(固定)监测装置的部分，然而，对于风机结构，若额外的载荷对其作用，可能会对风电产生影响，为了能够降低影响，使用支柱分散浮筒对单桩的作用，将载荷作用在较小面积的支柱，且载荷小，也能部分增强滑动的流畅性。而海平面与浮筒筒身的接触面，其与浮筒上表面的距离大于潮差的距离，极尽可能降低了海水涨潮的时候淹没位于浮筒上表面的风机监测的相关部件的可能。

本发明还可进行长期的海上风机的结构监测和海洋环境监测并向内地监测中心实时发送数据。其系统配备有太阳能发电以及储电系统，能为监测工作提供充足的能源供应，同时风机发电也可为装置供应一部分电能。该结构监测和海洋环境监测系统安装简单、可操作性强、成本较低、可循环利用，并且可实现能源自给，不管是对近海固定式风机还是深远海浮式风机都具有很好的适用性。为风机的安全稳定运行提供大量实测数据；也为在建设风电场的同时保证该海域的生态环境建设提供了大量的数据支撑，对可持续发展的理念具有重要的推动作用。

实施例3：是实施例1中的集成系统与实施例2中的监测系统的组合，监测系统安装在集成系统上方的风机单桩部分，如图5所示，具体的集成系统位于监测系统的所述底板13的下方。滩涂环境修复、养殖和监测的方法包括如下步骤：

水平轴风机通过风机单桩与滩涂的海床相连，集成系统位于海平面下，通过水生植物对于滩涂环境净化，通过养殖物产生经济价值，并保持滩涂生物的多样性，通过升降架浮筒2-9随着波浪上下浮动，移动上限为升降架的顶板2-3，移动下限为升降架的顶板2-3，发电装置为太阳能发电装置2-11以及在风机发电中的一部分为系统提供能源供应；进行结构监测和海洋环境监测：结构监测用于监测风机所处的空气环境中的腐蚀性离子数量及腐蚀等级以及海洋环境中腐蚀性离子数量及腐蚀等级，并可同时监测到风机周围鸟类活动的情况；海洋环境监测对风机桩体周围海洋环境中的腐蚀性离子和海洋水质进行监测，进行实时风机周围海洋环境监测，其包括监测海洋生物活动情况；监测数据通过CPU主板2-7对数据处理后，通过数据信号发射器2-5传输至内地监测中心。

在该方案中，监测系统除了能够对风电场结构和空气环境以及对应风机区域的海洋环境进行监测，在与集成系统后，集成系统能够将对应风机区域的海洋环境净化，保护滩涂，最大可能降低风机对于海洋区域的影响，监测系统能够对于该区域环境的净化数据支持，从而，依赖于风机，能够将对应区域滩涂保护，并且能够对于对应区域的风电场结构和保护效果做出监测，在尽量降低风电场的滩涂环境的影响，还可以产生沙虫等养殖物的经济效益，对于风机塔筒进行了最为充分的利用，即实现了塔筒在纵向的海平面及海面下的资源充分使用，既能保护滩涂环境，降低风电场影响，又能实时监测，保护和监督完善，真正形成了充分的资源保护、利用及监督的完整链条。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，其特征在于：包括锥形网箱(1-1)，锥形网箱(1-1)套接并固定在风机单桩的外周，风机单桩底端部固定在滩涂泥中，锥形网箱(1-1)主要由下部为锥形的圆筒形架体及覆盖并固定在架体外部的网罩(1-4)组成，锥形部盛装重力填充物(1-9)而使锥形的部分能插入滩涂泥面内而对锥形网箱(1-1)固定，所述的锥形网箱(1-1)在竖向包括上中下三层，上层是用于种植可为滩涂生态修复的水生植物的植物网箱，中层是设置有可储水的海绵层(1-5)的海绵网箱，上层的水生植物栽种并固定在海绵层(1-5)，下层被位于其上方的海绵层(1-5)及其下方的重力填充物(1-9)隔离，隔离空间及锥形部形成下层的养殖网箱，下层和重力填充物(1-9)的部分位于滩涂泥中，重力填充物(1-9)间形成的间隙被滩涂泥填充，重力填充物(1-9)表面被滩涂泥部分覆盖，养殖网箱中的该部分的滩涂泥是其中养殖物的生活空间。

2.如权利要求1所述的适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，其特征在于：锥形网箱(1-1)的顶部圆面设置若干吊索，并通过吊索挂接在风机单桩。

3.如权利要求1所述的适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，其特征在于：水生植物是藨草、海藻、水葫芦、水花生中的一种或多种，养殖网箱中的养殖物是双齿围沙虫和/或贝类。

4.如权利要求1所述的适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，其特征在于：所述重力填充物(1-9)为石头，石头直径为2～3cm，养殖网箱外周及底部的网罩(1-4)为细密网罩(1-7)，孔径为0.3～0.6cm左右，植物网箱中相邻水生植物间的间距为10～30cm，植物网箱外周的网罩(1-4)孔径为1～1.5cm。

5.如权利要求4所述的适用于滩涂风电的生态修复与养殖的集成系统，其特征在于：植物网箱的网罩(1-4)为尼龙材质网罩(1-4)，养殖网箱的网罩(1-4)为不锈钢材质的网罩(1-4)。

6.一种滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统，其特征在于：包括如权利要求1-5任一项所述的集成系统和环境监测系统，监测系统安装在集成系统上方的风机单桩部分，监测系统包括安装在风机单桩的升降架及伴随着波浪运动在升降架上进行上下浮动的浮筒(2-9)，浮筒(2-9)在竖向的浮动范围由升降架限制，浮筒(2-9)的上底面安装用于监测风机的监测装置，浮筒(2-9)的下底面安装用于监测海洋环境的监测装置，且监测数据通过信号发射器(5)传输至上位机。

7.如权利要求6所述的滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统，其特征在于：所述的升降架包括顶板(2-3)、底板(2-13)及位于顶板(2-3)和底板(2-13)之间并对二者支撑连接的支柱(2-12)，风机单桩贯穿顶板(2-3)和底板(2-13)的中央开口，并将顶板(2-3)和底板(2-13)紧固在风机单桩，顶板(2-3)和底板(2-13)在风机单桩竖向相对设置，支柱(2-12)以风机单桩为中心围绕在其周围，支柱(2-12)的上、下端面分别固定在顶板(2-3)、底板(2-13)，浮筒(2-9)自底面被风机单桩及支柱(2-12)贯穿，能够使得浮筒(2-9)以风机单桩及支柱(2-12)为竖向轴而在顶板(2-3)和底板(2-13)间竖向运动，且浮筒(2-9)上表面与海平面(2-15)距离始终高于最大潮位，集成系统位于所述底板(2-13)的下方。

8.如权利要求6所述的滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统，其特征在于：浮筒(2-9)为圆柱筒，浮筒(2-9)的上底面安装空气环境离子监测器(2-17)及风机结构监测相机(2-4)作为监测风机的监测装置，浮筒(2-9)的下底面安装海洋生物活动监测相机(2-14)及海洋环境离子监测器(2-10)作为监测海洋环境的监测装置，监测海洋环境的监测装置还包括位于浮筒(2-9)的内部安装声呐(2-8)；空气环境离子监测器(2-17)、风机结构监测相机(2-4)、海洋生物活动监测相机(2-14)和声呐(8)与位于浮筒(2-9)内部的CPU主板(2-7)连接，且所述的CPU主板(2-7)连接位于浮筒(2-9)内部的信号发射器(2-5)。

9.如权利要求6所述的滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统，其特征在于：还包括安装在浮筒(2-9)上底面的外表面的太阳能发电装置(2-11)，其用于系统供电，所述的风机单桩是风机的风机单桩，风机单桩的顶部是风机，风机单桩的底部固定在海平面(2-15)下的海床，风机作为供电装置用于系统供电。

10.如权利要求6所述的滩涂风电场生态修复、养殖与环境监测的系统，其特征在于：所述浮筒(2-9)，由两部分对称的半空心圆筒组成，两个半空心圆筒的外围由两个铰接连接，在两个半圆筒的边界上粘贴防水橡皮圈，在表面以及交界处涂抹防水材料。

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