CN116326525A - 一种抗倾覆人工鱼礁 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗倾覆人工鱼礁,涉及人工鱼礁领域,包括稳定块和棱柱状的导流件,导流件为两端敞开的框架结构,内部形成沿轴向的导流通道,导流件的周向侧面依次设有多组间隔布置的引流口,导流件侧面底部连接有多个稳定块;导流通道内设置沿轴向分布的螺旋导流叶片,以使流体形成螺旋流输出至导流件外,针对目前人工鱼礁受海底流场影响易发生倾倒的问题,为框架结构的导流体周向安装多个稳定块,利用稳定块扩大人工鱼礁底面范围、重量较大的结构分布在外围以提高稳定性,从导流件周向设置多组引流口,平衡各个方向的流场作用,减少人工鱼礁在海底流场的偏移受力,提高人工鱼礁的抗倾覆能力。
Description
技术领域
本发明涉及人工鱼礁领域,具体涉及一种抗倾覆人工鱼礁。
背景技术
投放人工鱼礁,可以改善海域生态,为海洋生物提供良好的栖息环境,为海洋鱼类以及海珍品提供避敌场所,从而达到保护、增殖和提高渔获量的目的。人工鱼礁在投放至海床上后,其周围流场会发生相应的变化,在范围内形成以“上升流”、“背涡流”等为主的流场结构。其次,人工鱼礁作为一种附着基,可以在其表面附着大量生物,达到吸引鱼类、提高渔获量的目的。
人工鱼礁投入海底后,在改变海底流场结构的同时,也会受到水流反作用力的影响,目前的人工鱼礁多为空心多面体结构,防冲刷能力弱,发生不均匀沉陷并且受到水流反作用力影响时容易发生倾覆,在流场影响下使人工鱼礁被掩埋,使其生态功能受到影响而减弱甚至丧失;可以通过增加固定结构等方式建立人工鱼礁与海床之间的连接来达到稳定人工鱼礁的目的,但固定结构不便在水下操作,导致其实现难度、成本较高,不便在渔场推广。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷,提供一种抗倾覆人工鱼礁,为框架结构的导流体周向安装多个稳定块,利用稳定块扩大人工鱼礁底面范围、重量较大的结构分布在外围以提高稳定性,从导流件周向设置多组引流口,平衡各个方向的流场作用,减少人工鱼礁在海底流场的偏移受力,提高人工鱼礁的抗倾覆能力。
为了实现上述目的,采用以下方案:
一种抗倾覆人工鱼礁,包括稳定块和棱柱状的导流件,导流件为两端敞开的框架结构,内部形成沿轴向的导流通道,导流件的周向侧面依次设有多组间隔布置的引流口,导流件侧面底部连接有多个稳定块;导流通道内设置沿轴向分布的螺旋导流叶片,以使流体形成螺旋流输出至导流件外;引流口内设置倾斜的引流板,引流板作用流经的流体并使流体输出至螺旋导流叶片。
进一步地,沿导流件周向上,所述稳定块位于相邻组的引流口之间,相邻稳定块结合导流件侧面形成连通引流口的凹形部。
进一步地,所述稳定块沿导流件轴向布置,稳定块底面与导流件底面平齐,稳定块顶面与导流件顶面平齐。
进一步地,所述稳定块呈长方体状结构,稳定块的一个侧面贴合并连接导流件周向侧面,稳定块未连接导流件的侧面上分布有多个盲孔。
进一步地,每组引流口包括于导流件同一侧面的多个引流口,同组引流口沿导流件轴向依次间隔布置,多组引流口沿导流件周向均匀分布。
进一步地,所述导流件的周向侧面的底部设有镂空口,多个周向侧面的底部的镂空口分别连通导流通道。
进一步地,所述导流体为六棱柱状框架结构,导流体的两个端面敞开,导流体顶部端面敞开作为导流通道的出口。
进一步地,所述导流体的端面上安装有支架,螺旋导流叶片端部通过支架连接导流体。
进一步地,所述螺旋导流叶片包括叶轮轴和多个叶片,叶轮轴与导流通道同轴布置,叶片以螺旋线轨迹安装在叶轮轴上。
进一步地,所述引流板安装于引流口的下边沿,引流板与导流通道轴线呈45°夹角布置。
与现有技术相比,本发明具有的优点和积极效果是:
(1)针对目前人工鱼礁受海底流场影响易发生倾倒的问题,为框架结构的导流体周向安装多个稳定块,利用稳定块扩大人工鱼礁底面范围、重量较大的结构分布在外围以提高稳定性,从导流件周向设置多组引流口,平衡各个方向的流场作用,减少人工鱼礁在海底流场的偏移受力,提高人工鱼礁的抗倾覆能力。
(2)导流件周向设置引流口,能够汇集各个方向的水流至导流件内部,螺旋导流叶片将各个方向的水流进行导引,形成螺旋流并导流至导流件顶部输出,形成螺旋状的上升流,提高上升流影响路径的长度,提高对范围内的扰动能力。
(3)采用六棱柱结构,侧边连接的稳定块能够形成口袋状结构,可以将不同方向的来流汇入人工鱼礁中,引流口内部设置倾斜引流板,使来流进入导流通道内部后改变方向朝上运动,配合中心螺旋导流叶片的导流效果,在不同来流方向的条件下都可以很好的产生上升流,促进底层海水与上层水体的交换。
(4)棱柱状的导流件为框架结构,导流件侧面连接多个均匀分布的稳定块,增加了与海底的接触面积,有效的增加抗倾覆力矩,同时,分布有引流口的导流件侧面底部设有镂空口,可以减轻泥沙冲淤现象,防止人工鱼礁因底部海床被海流搬运掏空而导致的掩埋或倾覆。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1中抗倾覆人工鱼礁的正视图。
图2为本发明实施例1中抗倾覆人工鱼礁的俯视图。
图3为本发明实施例1中抗倾覆人工鱼礁的结构示意图。
其中,1.导流件,2.稳定块,3.引流板,4.第一盲孔,5.第二盲孔,6.支架,7.螺旋导流叶片,8.镂空口,9.引流口。
具体实施方式
实施例1
本发明的一个典型实施例中,如图1-图3所示,给出一种抗倾覆人工鱼礁。
目前的人工鱼礁多采用空心多面体结构,在侧面上开设孔洞、通道或布置引流结构对海底的流场进行干涉,形成上升流、乱流等多种流场结构,为各类水下生物提供多样性的生境。通过人工鱼礁影响水流形成上升流等所需流场时,水流对人工鱼礁也会产生反作用力,使得人工鱼礁产生不均匀沉降,导致人工鱼礁倾覆被掩埋,导致其功能丧失。
基于此,本实施例中提供一种抗倾覆人工鱼礁,采用中间导流件1结合周向连接稳定块2的结构,实心结构的稳定块2从导流件1外圈进行配重,框架结构的导流件1能够引导水流以螺旋流方式输出到导流件1外,结合重量分配和对水流疏导的方式达到提高人工鱼礁整体稳定性的效果,从而减少人工鱼礁倾覆的风险。
下面,结合附图对上述抗倾覆人工鱼礁进行详细说明。
参见图1,抗倾覆人工鱼礁包括导流件1和稳定块2,导流件1作为中心结构,多个稳定块2围绕稳定块2分布并分别连接导流件1,导流件1为框架结构,稳定块2为实心结构,在稳定块2从环向连接导流件1后,形成从导流件1外围的多点配重,并且扩展整个人工鱼礁的底面范围,增加人工鱼礁的稳定性。
导流件1呈棱柱状,棱柱的棱线对应位置为杆件,杆件组合连接,导流件1内部形成沿轴向的导流通道,导流通道内设置螺旋导流叶片7。
导流件1为棱柱状,导流件1的轴线为其两端面中心点的连线,本实施例中采用正棱柱状的导流件1,因此导流件1的轴线与导流件1端面内接圆的圆点共线,导流件1的轴线与其侧面棱线平行、等高。
导流件1为框架结构,导流件1的一个端面水平放置时,其侧面呈竖直状态。导流件1的周向侧面设有多组引流口9,多组引流口9以组为单位分布环绕导流件1轴线分布,相邻组引流口9间隔布置。如图1、图3所示,每组引流口9对应多个引流口9,且同组引流口9分布在导流件1的同一侧面上,从导流件1的多个侧面方向对水流进行引导,将导流件1外部的水体引入到导流件1内。
导流件1的侧面连接有多个稳定块2,稳定块2能够对导流件1进行配重,稳定块2的侧面能够起到导引水流的作用,将水流导致至引流口9内。
导流通道内设置沿轴向分布的螺旋导流叶片7,在水体穿过引流口9进入导流件1内后,水流能够在螺旋导流叶片7作用下形成螺旋流,螺旋流能够沿螺旋导流叶片7的轴线螺旋上升,从而形成上升流,穿过导流件1的顶部端面后,输出到人工鱼礁外,将底部海水导引至表层海水。
为了对流经导流件1的水体进行导引,引流口9内设置有倾斜的引流板3,能够改变流经引流口9的水流的方向;比如,在水流水平流入引流口9时,受到倾斜引流板3的导引作用,使得水流能够以相对水平面倾斜向上的方向输出,从而进入到导流通道内,倾斜向上的水流收到螺旋导流叶片7的作用,形成螺旋上升的水流。在此过程中,引流板3的作用是将进入引流口9内的水流进行整流和导向,使其朝向螺旋导流叶片7输出,并使导流后的流体输出至螺旋导流叶片7,形成所需的上升流。
需要指出的是,引流板3能够对水流导引形成斜向上方的水流,为了使其能够与螺旋导流叶片7相适配,可以为导流板配置曲面弧度,使得流经引流板3的水流预先产生小幅度旋流,旋流方向与螺旋导流叶片7形成的螺旋流的旋向相同,提高导流件1对水流的导流效果。
参见图2,沿导流件1周向上,稳定块2位于相邻组的引流口9之间,相邻稳定块2结合导流件1侧面形成连通引流口9的凹形部。该凹形部呈等腰梯形状断面,将汇集的水流导引至引流口9,使水流能够从引流口9进入到导流件1内。
可以理解的是,稳定块2安装于导流件1侧面后,稳定块2对所连接位置的框架结构的裸露位置进行封堵,将相邻组的引流口9进行隔离,减少不同组引流口9之间的干涉作用,疏导水流顺利进入导流件1内。
稳定块2沿导流件1轴向布置,稳定块2底面与导流件1底面平齐,稳定块2顶面与导流件1顶面平齐。稳定块2与导流件1等高布置,增大整体的重量,并将重量分布在人工鱼礁的外圈,稳定块2呈长方体,从地面位置增加了与海底的接触面积,有效的增加抗倾覆力矩。
稳定块2的一个侧面贴合并连接导流件1周向侧面,对框架结构的导流件1侧面进行封堵,导流件1非对接稳定块2的侧面上分布有多个盲孔。如图3所示,对应长方体状稳定块2的短边方向上挖空4个第二盲孔5,长边方向上挖空4个第一盲孔4,其中第二盲孔5的直径大于第一盲孔4的直径。
人工鱼礁的侧面挖空大、小两种规格的盲孔,可以提高鱼礁的生境异质性,增大鱼礁整体的有效表面积,增加了海洋生物的生存空间,为附着和半附着生物提供栖息地。
另外,中间的导流件1呈正多边形中空柱体状设置,这种中空部分利于体型较小的鱼类在此聚集、索饵、繁殖、生长、和避敌,具有较为良好的生物遮蔽效应。
结合图1和图3,每组引流口9包括于导流件1同一侧面的多个引流口9,同组引流口9沿导流件1轴向依次间隔布置,多组引流口9沿导流件1周向均匀分布。
对分布有引流口9的导流件1侧面上设置多个引流口9,将稳定块2汇集的水流进行分流导引,将大流量的水流划分为多股小流量的水流进行导引,提高导引效果。
每个引流口9内均设置有对应的引流板3,引流板3安装于引流口9的下边沿,引流板3与导流通道轴线呈45°夹角布置。
本实施例中,以导流件1为正六棱柱结构为例,导流件1设有六个侧面,设置三组引流口9、三个稳定块2,三组引流口9间隔分布在三个侧面上,相邻组引流口9之间的侧面上安装稳定块2,沿导流件1周向上形成引流口9、稳定块2依次交替分布的方式。
每组引流口9配置为三个,沿导流件1轴向上,依次间隔布置。导流件1的周向侧面的底部设有镂空口8,镂空口8位于同一侧面上引流口9的下方,多个周向侧面的底部的镂空口8分别连通导流通道。
镂空口8内不设置导流板,直接将导流件1的内外进行连通,导流件1侧面底部的镂空口8呈矩形状,由于镂空口8靠近底部设置,能够使水流和夹带的泥沙穿过,从而避免泥沙在导流件1侧面的堆积,可以减轻泥沙冲淤现象,防止人工鱼礁因底部海床被海流搬运掏空而导致的掩埋或倾覆。
导流体为六棱柱状框架结构,导流体的两个端面敞开,导流体顶部端面敞开作为导流通道的出口;导流体的端面上安装有支架6,螺旋导流叶片7端部通过支架6连接导流体。
采用六棱柱结构,侧边连接的稳定块2能够形成口袋状结构,可以将不同方向的来流汇入人工鱼礁中,引流口9内部设置倾斜引流板3,使来流进入导流通道内部后改变方向朝上运动,配合中心螺旋导流叶片7的导流效果,在不同来流方向的条件下都可以很好的产生上升流,促进底层海水与上层水体的交换。
另外,螺旋导流叶片7包括叶轮轴和多个叶片,叶轮轴与导流通道同轴布置,叶片以螺旋线轨迹安装在叶轮轴上。螺旋导流叶片7相对于导流件1不发生转动,利用引流口9输入导流通道内的水流惯性进行引导,多个叶片沿叶轮轴环向间隔布置,相邻叶片之间结合叶轮轴形成螺旋线形的槽道,水流进入此槽道后,沿槽道内流动从而形成螺旋流,水流流动至导流件1顶部后,穿过导流件1顶部端面以多股螺旋流的形式输出,提高其在水体内的爬升能力。
需要指出的是,在不威胁航行的前提下,可根据拟投礁海区水深的比例来确定抗倾覆人工鱼礁的高度,即抗倾覆人工鱼礁的轴向高度与水深的比值在0.1~0.4之间。
以高度为4m的抗倾覆人工鱼礁为例,进行具体说明:
I、从流场角度:该抗倾覆人工鱼礁有9块与垂直方向成45°角的引流板3,且拥有引流板3的三个侧面均匀分布在导流件1周向的各个方向,同时三个嵌入的稳定块2也对不同方向的来流有将其引导至引流板3表面的作用,且抗倾覆人工鱼礁内部也有一成螺旋上升的螺旋导流叶片7,可让来流进入抗倾覆人工鱼礁内部后改变方向朝上运动至较高的水层,可带动底层营养盐等物质与中、上层水体进行交换,改善抗倾覆人工鱼礁海区内的流场环境,极大的提高了抗倾覆人工鱼礁区域附近的初级生产力,从而形成饵料场,吸引鱼群前来索饵。
II、从生物效应:其中每个嵌入的稳定块2,配备了4个大圆柱形盲孔(底面圆直径1.5m,高0.3m)与4个小圆柱型盲孔(底面圆直径0.8m,高0.3m),提高抗倾覆人工鱼礁的生境异质性,增大抗倾覆人工鱼礁整体的有效表面积,为藻类、贝类、棘皮动物等附着和半附着生物提供附着的机会,随着附生生物群落演替的进行,可以显著增加抗倾覆人工鱼礁附近生物多样性。
III、从遮蔽效应分析:该抗倾覆人工鱼礁空方体积大,约为65.6m3,其镂空体积较多,且具有较为复杂的空间结构,可为鱼类等水生生物的聚集、索饵、繁殖、生长、和避敌提供必要而安全的栖息场所,具有较为良好的生物遮蔽效应。
以上所述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)
1.一种抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,包括稳定块和棱柱状的导流件,导流件为两端敞开的框架结构,内部形成沿轴向的导流通道,导流件的周向侧面依次设有多组间隔布置的引流口,导流件侧面底部连接有多个稳定块;导流通道内设置沿轴向分布的螺旋导流叶片,以使流体形成螺旋流输出至导流件外;引流口内设置倾斜的引流板,引流板作用流经的流体并使流体输出至螺旋导流叶片。
2.如权利要求1所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,沿导流件周向上,所述稳定块位于相邻组的引流口之间,相邻稳定块结合导流件侧面形成连通引流口的凹形部。
3.如权利要求1或2所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,所述稳定块沿导流件轴向布置,稳定块底面与导流件底面平齐,稳定块顶面与导流件顶面平齐。
4.如权利要求3所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,所述稳定块呈长方体状结构,稳定块的一个侧面贴合并连接导流件周向侧面,稳定块未连接导流件的侧面上分布有多个盲孔。
5.如权利要求1所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,每组引流口包括于导流件同一侧面的多个引流口,同组引流口沿导流件轴向依次间隔布置,多组引流口沿导流件周向均匀分布。
6.如权利要求1或5所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,所述导流件的周向侧面的底部设有镂空口,多个周向侧面的底部的镂空口分别连通导流通道。
7.如权利要求1所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,所述导流体为六棱柱状框架结构,导流体的两个端面敞开,导流体顶部端面敞开作为导流通道的出口。
8.如权利要求7所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,所述导流体的端面上安装有支架,螺旋导流叶片端部通过支架连接导流体。
9.如权利要求1或7或8所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,所述螺旋导流叶片包括叶轮轴和多个叶片,叶轮轴与导流通道同轴布置,叶片以螺旋线轨迹安装在叶轮轴上。
10.如权利要求1所述的抗倾覆人工鱼礁,其特征在于,所述引流板安装于引流口的下边沿,引流板与导流通道轴线呈45°夹角布置。
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