CN112369354A - 一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构 - Google Patents

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CN112369354A CN202011218443.XA CN202011218443A CN112369354A CN 112369354 A CN112369354 A CN 112369354A CN 202011218443 A CN202011218443 A CN 202011218443A CN 112369354 A CN112369354 A CN 112369354A
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Abstract

本发明提出了一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，涉及水生态保护与修复技术领域。一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，包括桥梁支撑主体，桥梁支撑主体为墩柱或承台，桥梁支撑主体的外壁面开设有鱼巢主体。本发明通过桥梁支撑主体与鱼巢主体相结合的鱼类生境修复方法，在设计及建设桥梁支撑主体的初期，即在其侧壁进行修筑鱼巢主体，达到桥梁建设主体与鱼类生境修复的协调发展；且通过在桥梁支撑主体内开设鱼巢主体能够为鱼类的栖息繁殖提供适宜空间，可用于修复水生态系统，增加生物多样性，保护水域生态环境，减少桥梁建设对水生态的负面影响，协调生态保护与工程建设之间的关系。

Description

一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构
技术领域
本发明涉及水生态保护与修复技术领域，具体而言，涉及一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构。
背景技术
随着人类社会的发展，经济建设与生态保护的矛盾日益突出，物种多样性下降明显。水生态系统作为生态系统的重要组成部分，在维持全球物质循环和水循环中具有重要的作用。近年来，国家铁路、公路等路网建设进程不断加快，跨河、涉水桥梁工程日益增多，直接的涉水桥梁工程不可避免的对水生态系统产生了负面影响，其中鱼类作为水生态系统中的顶级消费者，受到最直接显著的影响。
在桥梁设计过程中，为了满足通行功能和确保安全，一般主要考虑通行、防洪、景观等功能，很少考虑水生物的栖息繁衍等功能。目前的涉水桥墩均直接占用、破坏和影响了鱼类的栖息生境，造成渔业资源损失，从而进一步破坏了生态平衡，且长期内无法恢复，严重制约了经济建设与生态保护之间的协调发展。
涉水桥梁工程对鱼类的影响主要分为施工期和运营期，对鱼类的影响主要包括涉水桥墩占用鱼类栖息生境；施工期过程中产生的泥沙、噪音、振动以及底质破坏等影响因子会改变区域内水生态环境，降低影响区域内的饵料资源密度和生物量，以及降低区域内鱼类密度，破坏鱼类产卵场、索饵场和越冬场等重要生境，甚至造成鱼类早期资源以及成鱼的死亡。
中国专利CN104285865A公布了一种复合型人工鱼巢及其设置方法，包括一框架结构，所述框架结构上设有多层卵粘介质层，各卵粘介质层均由间隔排列的卵粘介质固定杆组成；所述卵粘介质层包括分别设在框架结构顶部和中部的软性介质层和硬性介质层，所述软性介质层中的卵粘介质固定杆上固定有软性卵粘介质，所述硬性介质层中的卵粘介质固定杆上固定有硬性卵粘介质。该专利公布的鱼巢结构为一框架式中空结构，高流速水环境下不能较好地为鱼类提供避难所，而且该结构一般只适于设置在河底、岸脚位置。
中国专利CN106417136A公布了一种多维组合鱼巢，由多个鱼巢单元拼接而成，所述鱼巢单元为正六边形的柱体，所述鱼巢单元包括一个顶面、一个底面、六个侧面和一个巢体，所述顶面和底面设置有封或空，所述侧面上设置有壁或孔，所述巢体内设置有道、腔：所述封，是指所述顶面或底面的封盖结构；所述空，是指所述顶面或底面的楼空结构；所述壁，是指所述侧面的壁板结构；所述孔，是指所述侧面的开孔结构；所述道，是指所述巢体内的方形、圆形或其它形状的管状结构；所述腔，是指所述巢体内的空腔结构。该专利所述鱼巢结构通常只适于设置在岸坡或岸脚位置，与护岸融合。
中国专利CN109122449A公布了一种黄鳝鱼巢设置，包括：鱼巢为管状洞穴型，口小里大，长110-120厘米，直径8-12厘米，中间弯曲分岔出一洞口，作黄鳝呼吸空气用，两端洞口一作觅食，一可逃生。鱼巢两端装浮球，使其在水下10-15厘米处平衡，中部下方开适量圆孔直径1.5-2厘米，作黄鳝排泄和水体交换；多巢联结成巢排安放水体，巢排一端设置“凹”形食槽，宽18-20厘米，高15厘米，并与每个鱼巢觅食口相扣联。巢排上方种水生植物，隐蔽遮阴，降温降噪。该专利公布的鱼巢结构主要用于构建黄鳝栖息地，适用种群范围单一。
综上所述，现有人工鱼巢结构多适用于河床或河岸，尚不能应用于河道内生物栖息地构建，且涉水桥墩基础几乎没有设计孔洞或巢穴等相关功能，无法为鱼类提供适宜的栖息繁殖以及避难等生境，因此如何协调处理涉水桥墩建设与鱼类生态保护之间的关系成为急需解决的关键性问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其能够在设计和建设桥梁支撑结构的同时修建鱼巢，达到涉水桥墩建设与鱼类生境修复的协调发展。
本发明的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，包括桥梁支撑主体，所述桥梁支撑主体为墩柱或承台，所述桥梁支撑主体的外壁面开设有鱼巢主体。
在本发明的一些实施例中，上述所述鱼巢主体呈柱体状，所述鱼巢主体位于所述桥梁支撑主体的外壁面的位置具有开口。
在本发明的一些实施例中，上述所述鱼巢主体的端面面积自其开口至所述桥梁支撑主体内逐步增大。
在本发明的一些实施例中，上述所述鱼巢主体呈四棱柱状，所述鱼巢主体小口径的一端为所述开口。
在本发明的一些实施例中，上述所述鱼巢主体的高度为25cm-35cm，所述鱼巢主体的小口径端的边沿宽度为10cm-20cm，所述鱼巢主体的大口径端的边沿宽度为25cm-35cm。
在本发明的一些实施例中，上述所述鱼巢主体为多个，多个所述鱼巢主体环绕所述桥梁支撑主体均匀分布形成鱼巢组。
在本发明的一些实施例中，上述所述鱼巢组为多排，多排所述鱼巢组沿所述桥梁支撑主体延伸方向均匀排布。
在本发明的一些实施例中，上述任意一层所述鱼巢组内的鱼巢主体与其相邻的所述鱼巢组内的鱼巢主体呈交错排布。
在本发明的一些实施例中，上述所述鱼巢主体内底部铺设有鹅卵石。
在本发明的一些实施例中，上述所述鹅卵石的空隙间填充有河床质。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本实施例提供一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，包括桥梁支撑主体，桥梁支撑主体为墩柱或承台，桥梁支撑主体的外壁面开设有鱼巢主体。桥梁支撑主体用于支撑架设在顶部的桥梁，通过在桥梁支撑主体内开设鱼巢主体能够使桥梁整体与河道内的生物栖息地形成协同发展；本发明通过桥梁支撑主体与鱼巢主体相结合的鱼类生境修复方法，在设计及建设桥梁支撑主体的初期，即在其侧壁进行修筑鱼巢主体，达到桥梁建设主体与鱼类生境修复的协调发展；且通过在桥梁支撑主体内开设鱼巢主体能够为鱼类的栖息繁殖提供适宜空间，可用于修复水生态系统，增加生物多样性，保护水域生态环境，减少桥梁建设对水生态的负面影响，协调生态保护与工程建设之间的关系，产生较好的生态、经济及社会效益，便于大范围推广。
在实际使用时，设计人员在进行鱼巢设计时存在三种情况：(1)桥梁支撑主体为高桩承台时，承台底位于地面或冲刷线以上，且通过测量发现当地河道内的十年一遇水位线高于承台，设计人员则将承台及墩柱的壁厚增大，在冲刷线以上至十年一遇的水位线之间的承台及墩柱周侧部分设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案；(2)桥梁支撑主体为高桩承台时，承台底位于地面或冲刷线以上，且通过测量发现当地河道内的十年一遇水位线低于承台，设计人员则将承台的壁厚增大，在冲刷线以上的承台周侧部分设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案；(3)桥梁支撑主体为低桩承台时，承台位于地面或冲刷线以下，冲刷线以上仅为墩柱部分，设计人员则将墩柱的壁厚增大，且在冲刷线以上至十年一遇的水位线之间的墩柱周侧设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例所述鱼巢主体位于桥梁支撑主体的第一种筑巢结构示意图；
图2为本发明实施例所述鱼巢主体位于桥梁支撑主体的第二种筑巢结构示意图；
图3为本发明实施例所述鱼巢主体位于桥梁支撑主体的第三种筑巢结构示意图；
图4为本发明实施例所述鱼巢主体位于桥梁支撑主体的筑巢剖视结构示意图。
图标：1-桥梁支撑主体；101-墩柱；102-承台；103-鱼巢主体；1031-开口；1032-鹅卵石。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1至图3，图1所示为本发明实施例鱼巢主体103位于桥梁支撑主体1的第一种筑巢结构示意图；图2所示为本发明实施例鱼巢主体103位于桥梁支撑主体1的第二种筑巢结构示意图；图3所示为本发明实施例鱼巢主体103位于桥梁支撑主体1的第三种筑巢结构示意图。
本实施例提供一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，包括桥梁支撑主体1，桥梁支撑主体1为墩柱101或承台102，桥梁支撑主体1的外壁面开设有鱼巢主体103。桥梁支撑主体1用于支撑架设在顶部的桥梁，通过在桥梁支撑主体1内开设鱼巢主体103能够使桥梁整体与河道内的生物栖息地形成协同发展；本发明通过桥梁支撑主体1与鱼巢主体103相结合的鱼类生境修复方法，在设计及建设桥梁支撑主体1的初期，即在其侧壁进行修筑鱼巢主体103，达到桥梁建设主体与鱼类生境修复的协调发展；且通过在桥梁支撑主体1内开设鱼巢主体103能够为鱼类的栖息繁殖提供适宜空间，可用于修复水生态系统，增加生物多样性，保护水域生态环境，减少桥梁建设对水生态的负面影响，协调生态保护与工程建设之间的关系，产生较好的生态、经济及社会效益，便于大范围推广。
本发明中墩柱101是支承桥跨结构并将恒载和车辆活载传至地基的亚筑物、桥台设在桥梁两端，墩柱101则在两桥台之间，墩柱101的作用是支承桥跨结构，用于承载上部结构物的下部承重物；承台102(bearing platform)则是指的是为承受、分布由墩身传递的荷载，在桩基顶部设置的联结各桩顶的钢筋混凝土平台，高桩承台102一般用于港口、码头、海洋工程及桥梁工程；鱼巢一般主要是指给鱼类栖息繁殖提供的空间，鱼类在鱼巢中产卵，便以孵化成鱼的地方。墩柱101分为实体墩、柱式墩、和排架墩等，按平面形状可分为矩形墩、尖端形墩、圆形墩等；本实施例中的墩柱101采用圆形墩，其优点是能减轻墩身自重，节约圬工材料，比较美观，刚度和强度都较大，在有漂流物和流冰的河流中可以使用。
在实际使用时，设计人员在进行鱼巢设计时存在三种情况：(1)桥梁支撑主体1为高桩承台102时，承台102底位于地面或冲刷线以上，且通过测量发现当地河道内的十年一遇水位线高于承台102，设计人员则将承台102及墩柱101的壁厚增大，在冲刷线以上至十年一遇的水位线之间的承台102及墩柱101周侧部分设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案；(2)桥梁支撑主体1为高桩承台102时，承台102底位于地面或冲刷线以上，且通过测量发现当地河道内的十年一遇水位线低于承台102，设计人员则将承台102的壁厚增大，在冲刷线以上的承台102周侧部分设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案；(3)桥梁支撑主体1为低桩承台102时，承台102位于地面或冲刷线以下，冲刷线以上仅为墩柱101部分，设计人员则将墩柱101的壁厚增大，且在冲刷线以上至十年一遇的水位线之间的墩柱101周侧设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案。
在本发明的一些实施例中，如图4所示，鱼巢主体103呈柱体状，鱼巢主体103位于桥梁支撑主体1的外壁面的位置具有开口1031。
本实施例中的鱼巢主体103呈圆柱状，且其位于桥梁支撑主体1的外壁面一侧的端面为开口1031，便于鱼类进入其中栖息繁殖，鱼巢主体103具有一定深度，便于鱼类进行产卵及躲避天敌。
在本发明的一些实施例中，如图4所示，鱼巢主体103的端面面积自其开口1031至桥梁支撑主体1内逐步增大。
本实施例中的鱼巢主体103字开口1031一侧至桥梁支撑主体1内延伸部分容积逐步增大，使鱼巢主体103内能够容纳更多的鱼类，提高鱼巢主体103的利用率，且鱼巢主体103的开口1031为小口径端能够使部分小型鱼类在鱼巢主体103内躲避天敌，利用小口径开口1031阻隔大型鱼类进入鱼巢主体103内；同时小口径开口1031的开口1031能够阻挡部分水流带来的冲击，使鱼巢主体103内的环境处于相对稳定的状态。
在本发明的一些实施例中，如图4所示，鱼巢主体103呈四棱柱状，鱼巢主体103小口径的一端为开口1031。
本实施例中的鱼巢主体103为等腰四棱柱状，将鱼巢主体103采用棱柱状的设计便于鱼类进行栖息繁殖，使鱼卵能够稳定放置于鱼巢主体103内。
上述实施例中，鱼巢主体103呈五棱柱状。
上述实施例中，鱼巢主体103呈六棱柱状
在本发明的一些实施例中，如图4所示，鱼巢主体103的高度为25cm-35cm，鱼巢主体103的小口径端的边沿宽度为10cm-20cm，鱼巢主体103的大口径端的边沿宽度为25cm-35cm。
本实施例中的鱼巢主体103的高度为30cm，鱼巢主体103的小口径端的边沿宽度为15cm，鱼巢主体103的大口径端的边沿宽度为30cm。
上述实施例中的鱼巢主体103的高度为25cm，鱼巢主体103的小口径端的边沿宽度为10cm，鱼巢主体103的大口径端的边沿宽度为25cm。
上述实施例中的鱼巢主体103的高度为35cm，鱼巢主体103的小口径端的边沿宽度为20cm，鱼巢主体103的大口径端的边沿宽度为35cm。
在本发明的一些实施例中，如图1至图4所示，鱼巢主体103为多个，多个鱼巢主体103环绕桥梁支撑主体1均匀分布形成鱼巢组。设置多个鱼巢主体103能够增大鱼类栖息繁殖所需的空间，可使多种鱼类在桥梁支撑主体1处栖息，可使多种产沉粘性卵鱼类在桥梁支撑主体1处繁殖，进而增加生物多样性，产生较好的水生态环境保护效果。
上述实施例中，多个鱼巢主体103均相互连通，满足水流的相互连通流动。
在本发明的一些实施例中，如图1至图3所示，鱼巢组为多排，多排鱼巢组沿桥梁支撑主体1延伸方向均匀排布。
本实施例中的鱼巢组沿桥梁支撑主体1的竖直方向排布，能够提高桥梁支撑主体1的壁面利用率，进而增大鱼类的栖息空间。
在本发明的一些实施例中，如图1至图3所示，任意一层鱼巢组内的鱼巢主体103与其相邻的鱼巢组内的鱼巢主体103呈交错排布。相邻两层的鱼巢组内的鱼巢主体103采用交错排布，进一步提高了桥梁支撑主体1的壁面利用率。
在本发明的一些实施例中，如图1至图4所示，鱼巢主体103内底部铺设有鹅卵石1032。在鱼巢主体103内填铺鹅卵石1032，便于小型鱼类在其中躲藏天敌，且能够保持河底的原生状态，水生动植物则会寄附在鹅卵石1032处，为鱼类提供饵料。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，鹅卵石1032内填充有河床质。填充河床质能够为鱼类提供仿河床的基底，有利于鱼类产卵繁殖。
综上，本发明的实施例提供一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，包括桥梁支撑主体1，桥梁支撑主体1为承台102和墩柱101，桥梁支撑主体1的外壁面布设有鱼巢主体103。桥梁支撑主体1用于支撑架设在顶部的桥梁，通过在桥梁支撑主体1外侧构建鱼巢主体103，能够使桥梁与水生物栖息地保护形成协同发展；本发明为通过桥梁支撑主体1与鱼巢主体103相结合的鱼类生境修复的结构方法，在设计及建设桥梁支撑主体1的初期，即在在桥梁支撑主体1的侧壁设计蜂巢式鱼巢，达到桥梁建设与鱼类生境修复的协调发展；通过在桥梁支撑主体1外侧构建蜂巢式鱼巢主体103能够为水生物的栖息、繁殖提供必要的适宜生境，可用于水生态的保护与修复，增加生物多样性，保护水域生态环境，减少桥梁建设对水生态的负面影响，协调生态保护与工程建设之间的关系，产生较好的生态、经济及社会效益，便于大范围推广。
在实际使用时，设计人员在进行鱼巢设计时存在三种情况：(1)桥梁支撑主体1为高桩承台102时，承台102底位于地面或冲刷线以上，且通过测量发现当地河道内的十年一遇水位线高于承台102，设计人员则将承台102及墩柱101的壁厚增大，在冲刷线以上至十年一遇的水位线之间的承台102及墩柱101周侧部分设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案；(2)桥梁支撑主体1为高桩承台102时，承台102底位于地面或冲刷线以上，且通过测量发现当地河道内的十年一遇水位线低于承台102，设计人员则将承台102的壁厚增大，在冲刷线以上的承台102周侧部分设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案；(3)桥梁支撑主体1为低桩承台102时，承台102位于地面或冲刷线以下，冲刷线以上仅为墩柱101部分，设计人员则将墩柱101的壁厚增大，且在冲刷线以上至十年一遇的水位线之间的墩柱101周侧设计鱼巢，为鱼类提供栖息、繁殖、索饵、越冬以及避难等场所，实现涉水桥墩建设的鱼类生境修复方案。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，包括桥梁支撑主体，所述桥梁支撑主体为墩柱或承台，所述桥梁支撑主体的外壁面开设有鱼巢主体。
2.根据权利要求1所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鱼巢主体呈柱体状，所述鱼巢主体位于所述桥梁支撑主体的外壁面的位置具有开口。
3.根据权利要求2所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鱼巢主体的端面面积自其开口至所述桥梁支撑主体内逐步增大。
4.根据权利要求3所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鱼巢主体呈四棱柱状，所述鱼巢主体小口径的一端为所述开口。
5.根据权利要求4所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鱼巢主体的高度为25cm-35cm，所述鱼巢主体的小口径端的边沿宽度为10cm-20cm，所述鱼巢主体的大口径端的边沿宽度为25cm-35cm。
6.根据权利要求1所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鱼巢主体为多个，多个所述鱼巢主体环绕所述桥梁支撑主体均匀分布形成鱼巢组。
7.根据权利要求6所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鱼巢组为多排，多排所述鱼巢组沿所述桥梁支撑主体延伸方向均匀排布。
8.根据权利要求7所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，任意一层所述鱼巢组内的鱼巢主体与其相邻的所述鱼巢组内的鱼巢主体呈交错排布。
9.根据权利要求1所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鱼巢主体内底部铺设有鹅卵石。
10.根据权利要求9所述的一种基于桥梁支撑机构的生态环境修复用人工鱼巢结构，其特征在于，所述鹅卵石的空隙间填充有河床质。
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