CN116508702A - 一种光滩海草种植器兼鱼礁装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光滩海草种植器兼鱼礁装置，包括竹筒体以及套设在竹筒体外周的草毯，竹筒体包括由上向下依次连通的空腔段、填土段和插入段，空腔段顶部敞口，侧壁上设有若干个孔洞；填土段中填充有种植土；插入段底部呈V型；草毯设置在填土段和插入段的交接处。本发明还提供了一种前述光滩海草种植器兼鱼礁装置的安装方法。本发明的有益之处在于，通过设置竹筒体与草毯，将种植器和鱼礁合二为一，既可以提供水生植物的种植生长空间，又可以作为鱼礁为底栖生物提供适宜的底栖环境和食物来源。

Description

一种光滩海草种植器兼鱼礁装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及水生态修复技术领域，尤其涉及一种光滩海草种植器兼鱼礁装置及其安装方法。

背景技术

近年来，由于陆源污染物排入和近岸工程产生的大量悬浮泥沙，天然湿地逐渐减少，部分海岸滩涂的“植被”正在快速消失，同时由于出海口来沙的不断堆积，部分滩涂正在变成一片片“荒漠”。例如，海南岛周边、广西北海等地的海岸带，均有海草床在快速消失，海底正在变成一片“荒漠”。在河流的入海口同样有光滩亟需修复，例如，长江口仅横沙岛就有几百平方公里的光滩，无任何植被，已呈现典型的海底“荒漠”景象，很多鱼类、水生物等失去栖息场所，生物多样性严重不足。

对于这种光滩，最有效的途径就是人工种植海草修复，海草是海岸带的天然生态屏障，成片生长的海草床能减弱海浪能、水流能，保持海床稳定，对海底基质巩固及岸线维护具有重要作用。但光滩上无法种植水生植物，撒的草籽会很快被潮水冲走，其次，草籽、草苗在沙地也难以直接生长。海域风浪较大，大量悬沙被带入海草修复区，植株较矮小的泰来草、海菖蒲等易被碎屑掩埋，成活率低。例如，海南岛东海岸在高隆湾这类开放水域采用“海底土方格”，即采用铁片固定种植方格大小，同时压住渔网，使其能够网住松散底质，以此来减缓微环境水流，沉降悬浮物，捕抓营养盐，从而达到稳定底质和固定海草植株的作用。但这种方法水下操作不便，网格难以完全固定种植土和海草，致使海草成活率较低。其他现有方法同样存在人力耗费大、材料消耗多、不够环保、构件固定不稳等缺陷。

综上，现有的光滩急需水生态修复技术以治理海洋水域荒漠化问题，从而为各类食物链底层的饵料生物提供栖息避难场所。如何人工种植海草，以改善光滩的生态，需要创新的生态修复方法。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种海草种植器兼鱼礁装置，其既可以在光滩上为海草提供种植基床，也可以为浮游生物和底栖生物提供栖息场所。

本发明提供了一种光滩海草种植器兼鱼礁装置，包括竹筒体以及套设在所述竹筒体外周的草毯，所述竹筒体包括由上向下依次连通的空腔段、填土段和插入段，所述空腔段为水生植物提供生长空间，其顶部敞口，侧壁上设有若干个孔洞；所述填土段用于种植所述水生植物，其中填充有种植土；所述插入段底部呈V型，用于插入沙土层；所述草毯设置在所述填土段和插入段的交接处。

优选地，所述空腔段的顶部还设有浮力圈。

优选地，所述浮力圈采用EPS板制成。

优选地，所述草毯采用植物纤维编织而成。

优选地，所述竹筒体的外壁上还开有两组预留孔，所述两组预留孔设置在所述填土段和插入段的交接处，每组预留孔中穿设有一个沿所述填土段径向延伸的横档，所述横档上放置有草垫。

优选地，所述竹筒体的外壁上还开有一圈凹槽，所述凹槽设置在所述填土段和插入段的交接处，所述草毯的内侧圆向上翻折形成翻边，所述翻边通过绳索绑扎固定于所述凹槽内。

优选地，所述草毯的厚度为20～100mm。

优选地，所述草毯和填土段的外壁之间通过拉索相连接。

优选地，所述竹筒体采用毛竹制成。

本发明还提供了一种前述光滩海草种植器兼鱼礁装置的安装方法，包括以下步骤：

S1：将组装好的种植器通过船舶运输至指定水域中，然后在船上使种植器保持竖向状态，将所述种植土装入所述填土段中，上层种植土一并掺入水生植物的种子；

S2：从船边将竖向的种植器投放至指定位置，待种植器下沉至光滩的滩面，并在重力和潮流作用下逐渐插入沙土层中。

本发明的有益之处在于，通过设置竹筒体与草毯，将种植器和鱼礁合二为一，既可以提供水生植物的种植生长空间，又可以作为鱼礁为底栖生物提供适宜的底栖环境和食物来源。该装置结构简单，利用不倒翁原理，即重心始终在浮心下方，使竹筒体在水中始终保持竖向姿态；根据沙地振动成桩的基本原理，利用潮流往复作用，不断摇晃竹筒体，帮助其慢慢嵌入沙土层。该装置易于生产组装，使用安全可靠且环境友好，有效地解决了无法在光滩上种植水生植物的问题。

附图说明

图1是本发明光滩海草种植器兼鱼礁装置的结构示意图；

图2是竹筒体的结构示意图；

图3是本发明光滩海草种植器兼鱼礁装置的俯视图；

图4是本发明光滩海草种植器兼鱼礁装置的应用示意图；

图5是插入段插入沙土层时的示意图。

元件标号说明：

1 竹筒体

11 空腔段

111 孔洞

12 填土段

13 插入段

14 凹槽

15 预留孔

2 浮力圈

3 种植土

41 圆环一

42 圆环二

43 拉索

51 横档

52 草垫

6 草毯

61 扇形单元

62 加强筋

7 水生植物

8 沙土层

81 滩面

G 重力

F 浮力

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖向”、“顶”、“底”、“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，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。

如图1和图4所示，本发明提供了一种光滩海草种植器兼鱼礁装置，其包括竹筒体1以及套设在竹筒体1外周的草毯6。其中，竹筒体1包括由上向下依次连通的空腔段11、填土段12和插入段13。空腔段11为水生植物7提供生长空间，其顶部敞口，且侧壁上设有若干个孔洞111，水生植物7(如海草)会从孔洞111或空腔段11的顶部敞口中伸出，进而在更大的水域中摇曳生长；填土段12中填充有种植土3，用于种植水生植物7；插入段13则用于插入光滩滩面81以下的沙土层8中，将种植器固定在光滩中。采用植物纤维编织而成的草毯6呈圆环状，其以竹筒体1为中心，且设置在填土段12和插入段13的交接处。草毯6主要起到三个作用：一是在布置种植器的过程中，利用浮力使竹筒体1保持竖向姿态稳定下降；二是提供抗倾覆力，避免竹筒体1在波浪作用下过度倾斜；三是在插入段13插入沙土层8中后，草毯6如同吸盘一般紧贴在竹筒体1四周的滩面81上，紧紧抓住沙土层8，其可以避免竹筒体1四周的沙土层8被潮流冲刷，为竹筒体1提供支撑，保证竹筒体1稳定站立在光滩中，为水生植物7提供良好的生长环境。由此可知，本发明通过组合竹筒体1和草毯6，为水生植物7提供种植器，允许草籽在竹筒空腔内发芽、生长，直至伸出竹筒体1，或漂浮在水中，或缠绕于竹筒体1上，进而为浮游生物和底栖生物提供栖息、繁殖、生长空间，形成鱼礁。竹筒体1和草毯6的植物纤维都具有亲和性，既为浮游生物提供栖息地，也为鱼类提供了生物链。若干年后，竹筒体1、草毯6慢慢腐烂，水生植物7早已长成一片片，竹筒体1和草毯6即使腐朽仍为植物提供养分，为浮游生物提供生境和食物来源。

我国竹类资源丰富，竹子具有成本低、可再生、可自身降解等特点。此外，竹子材质天然，具有良好的生物亲和性，十分适合作为种植器。如图1和图2所示，竹筒体1可采用毛竹、刚竹、淡竹、紫竹等品种的竹子制作而成，本发明优选地采用毛竹，毛竹资源丰富，材质天然，其表面附着的微生物磷脂含量和脱氢酶活性较大，能为微生物附着生长和繁殖提供空间，能不断促进水中污染物的降解，特别适宜水生生物栖息。毛竹在海水中十几年后才能被分解，天然无污染；腐烂分解时，还能形成木质素，不会破坏环境，且能继续为水生植物、水生动物提供营养。

制作竹筒体1时，按照竹筒体1的设计长度，在单根毛竹上截取一截，然后打通竹节处，形成直通的空腔。接着将每截毛竹筒中较细的一端作为竹筒体1的插入段13，较粗的一端作为空腔段11，确保粗端在上，细端在下，以保证竹筒体1中填满种植土3后，如图5所示，浮力F的浮心始终在重力G的重心上方，从而使竹筒体1在水中始终处于竖向姿态。这里的“竖向”指的是，空腔段11、填土段12和插入段13保持由上向下分布。即使竹筒体1在潮流的作用下产生侧倾，但因为浮心在重心之上，在浮力的作用下，倾侧力消失后即能恢复到正常状态。在洋流的作用下竹筒体1如不倒翁般不断摇摆，插入段13搅松沙土，种植器在重力和潮流作用下逐渐下沉，直至插入段13完全嵌入沙土层8后，在草毯6的阻力和沙土层8的反力支撑下达到平衡。整个过程中无需人工控制，无需任何动力。毛竹筒可以按照需要的长度进行截取，无废弃、无浪费。

优选地，竹筒体1的重力G不小于浮力F的2倍，以便于在重力的作用下，插入段13能竖向扎入沙土层8。

在本发明的一个具体实施例中，竹筒体1的长度可以是其直径的5.0～8.0倍，其平均直径宜大于120mm，长度宜为800～1000mm，其中插入段13的长度不小于200mm。如图1和图2所示，插入段13包括顶部的平直部以及底部的V型部，其中V型部可以通过在初始的圆筒上切削出两条相对的斜边而形成。两条斜边使得插入段13的宽度由上向下逐渐变小，形成便于插入沙土层8中的尖端。斜边与上下方向之间的夹角可以根据插入段13的外径来确定，斜边的长度优选地为150mm。

如图1、图2和图4所示，在竹筒体1的外壁、填土段12和插入段13的交接处设有两组预留孔15，每组预留孔15包括两个相对设置在竹筒体1外壁上的预留孔15，其中穿设有一个沿填土段12径向延伸的横档51，两个交叉设置的横档51上放置有草垫52。预留孔15的宽度不大于10mm，高度为5mm。草垫52是由草编织而成的多层结构，其既可以防止种植土3从填土段12中漏出，又可以供水生植物7的根系穿过，进而从插入段13的缺口中穿出，根植于沙土层8中。为便于水生植物7的初期生长，种植土3的厚度不宜小于200mm。种植土3具体地为植物碎屑与土的混合物，两者体积比以1:1为宜，能增加营养且有利于植物根系的伸展。种植土3处于干燥或半干燥状态，其从竹筒体1顶部敞口灌注于填土段12内，上层种植土中掺入水生植物的种子，让种子自然发芽生长。水生植物7的种类宜根据不同的海域进行选择，例如，在上海市横沙岛的光滩宜选用海菖蒲、海三菱藨草等。植物的根系可穿透草垫52慢慢扎入沙土层8中，随着植物的生长，日渐发育的植物根系使种植器与光滩有机地结合在一起，并不断向外扩展，在种植器以外形成新长出的植物，由点至面，为底栖生物提供了适宜的底栖生境和食物来源。

在空腔段11的侧壁上开设孔洞111时，为避免打孔引起竹筒体1开裂，宜先打小孔作为引孔，释放应力后，再在小孔上扩大为大孔。优选地，在空腔段11的顶部敞口处还设有浮力圈2，浮力圈2的作用为：一是提供浮力，提高竹筒体1的浮心，使竹筒体1始终能竖向立于水中；二是作为竹筒体1的紧箍环，即使竹筒体1开裂，也能帮助其保持完整性。浮力圈2具体地采用泡沫塑料制成圆环形，如EPS泡沫板，然后将其套设在空腔段11的顶部。EPS泡沫板是具有吸水性小、抗腐、防冻、抗氧化、抗紫外线等优点的轻质材料，其可以不受海水、化学品、油渍及水生物的侵蚀，其具有环境友好、质量轻及机械强度较高等特点，使用寿命至少长达10年以上，除遇强自然力及人为的不当使用，几乎不需花费任何保养和维修费用。考虑到竹筒体1的顶部外径并非一个固定值，设计浮力圈2的内径时可以依据竹筒体1的外径平均值，现场安装时，若浮力圈2的内径偏小，则用刀截除其内部，扩大内径；若浮力圈2的内径偏大，则可以在将浮力圈2套接于竹筒体1顶部后用绳索绑扎固定浮力圈2，或在浮力圈2内侧塞入竹片来固定。浮力圈2的厚度和高度按所需浮力计算确定。

如图1-3所示，在竹筒体1的外壁上还设有一圈凹槽14，凹槽14位于填土段12和插入段13的交接处，草毯6的内侧圆向上翻折形成翻边，翻边通过绳索绑扎固定于凹槽14内。草毯6采用植物纤维编织而成，植物纤维采用水稻秸秆、小麦秸秆、椰棕、山棕或麻纤维中的任意一种或多种。其具体地分为六个扇形单元61，相邻的两个扇形单元61之间相互铰接，以方便草毯6如雨伞的伞布般在相邻两个扇形单元61的交接处折叠而收拢，打开后形成一个完整的圆环。草毯6的厚度一般为20～100mm，内侧圆直径与竹筒体1的外径相匹配，外侧圆直径一般为竹筒体1外径的10～15倍。优选地，在填土段12的外壁上沿自身外周分布由多个圆环一41，同时在草毯6的外侧圆和内侧圆之间还设有一圈加强筋62，加强筋62上设有多个圆环二42，圆环一41和圆环二42之间通过拉索43相连接。拉索43可以增大竹筒体1的抗倾力矩，当潮流作用于竹筒体1上时，竹筒体1会向一侧倾斜，此时拉索43被拉紧后带动草毯6，草毯6提供反向拉力，即抗倾覆力，使竹筒体1保持竖向稳定。具体地，拉索43与竹筒体1之间夹角不小于45度。

套设在竹筒体1外侧的草毯6于收拢状态被抛掷水中，利用浮力和拉索43，在水中慢慢打开，竹筒体1的重心较浮心低，在重力G和浮力F作用下，其可以保持竖向落至滩面81。在此过程中草毯6如同打开的降落伞，一直帮助竹筒体1保持稳定下落，落至滩面81后张开的草毯6如同吸盘，为竹筒体1提供支撑。

本发明还提供了一种前述光滩海草种植器兼鱼礁装置的安装方法，包括以下步骤：

S1：将组装好的种植器通过船舶运输至指定水域中，然后在船上使种植器保持竖向状态，使插入段13的尖端立于船面上，将配置好的种植土3装入填土段12中，上层种植土一并掺入水生植物的种子；

S2：从船边将竖向的种植器投放至指定位置，待种植器下沉至光滩的滩面81，并在重力和潮流作用下自动插入沙土层8中，凭借自身的结构特性保持竖向站立；

S3：依据设定的种植器间距，向水中投入下一个种植器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，包括竹筒体以及套设在所述竹筒体外周的草毯，

所述竹筒体包括由上向下依次连通的空腔段、填土段和插入段，所述空腔段为水生植物提供生长空间，其顶部敞口，侧壁上设有若干个孔洞；所述填土段用于种植所述水生植物，其中填充有种植土；所述插入段底部呈V型，用于插入沙土层；

所述草毯设置在所述填土段和插入段的交接处。

2.根据权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述空腔段的顶部还设有浮力圈。

3.根据权利要求2所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述浮力圈采用EPS板制成。

4.根据权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述草毯采用植物纤维编织而成。

5.根据权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述竹筒体的外壁上还开有两组预留孔，所述两组预留孔设置在所述填土段和插入段的交接处，每组预留孔中穿设有一个沿所述填土段径向延伸的横档，所述横档上放置有草垫。

6.根据权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述竹筒体的外壁上还开有一圈凹槽，所述凹槽设置在所述填土段和插入段的交接处，所述草毯的内侧圆向上翻折形成翻边，所述翻边通过绳索绑扎固定于所述凹槽内。

7.根据权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述草毯的厚度为20～100mm。

8.根据权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述草毯和填土段的外壁之间通过拉索相连接。

9.根据权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置，其特征在于，所述竹筒体采用毛竹制成。

10.一种如权利要求1所述的光滩海草种植器兼鱼礁装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将组装好的种植器通过船舶运输至指定水域中，然后在船上使种植器保持竖向状态，将所述种植土装入所述填土段中，在上层的种植土中一并掺入水生植物的种子；

S2：从船边将竖向的种植器投放至指定位置，待种植器下沉至光滩的滩面，并在重力和潮流作用下逐渐插入沙土层中。