CN117617167B - 适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁及其构建方法，在潮间带、潮下带和水面位置分别依次设置括潮间带礁体、潮下带礁体和牡蛎礁式拦沙潜堤，多个潮间带礁体交错排列在潮间带上，潮下带上设有多个混凝土管，潮下带礁体铺设在混凝土管上，且混凝土管穿过潮下带礁体表面；多个牡蛎礁式拦沙潜堤通过多个浮箱悬浮在水面位置，多个牡蛎礁式拦沙潜堤交错设置；潮间带礁体、潮下带礁体和牡蛎礁式拦沙潜堤内部均填充有混合基质。解决拦沙潜堤难以附着生物的局限性，提高其结构稳定性和生态效益。在解决上述问题的前提下，选用能满足设计功能的环保材料，避免对海洋生境造成污染输入。

Description

适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁及其构建方法

技术领域

本发明涉及海洋生态修复技术领域，尤其是涉及一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁及其构建方法。

背景技术

海岸带是海陆相互作用的关键活跃地带，是最有价值的生态系统之一，承担着海陆物质输送，能量传输和信息传递的重要作用。且由于具备海运便利、地形平坦、水产优势等得天独厚的条件，大部分经济发达城市集中于海岸带地区，活跃的人类活动以及自然条件变化等因素的胁迫下，许多海岸带地区面临岸线侵蚀-淤积、海水水质污染和生境退化等问题。贝类可以大量聚集生长形成生物礁从而消浪并保护海岸线，形成特有的栖息地并为其它无脊椎动物和鱼类提供栖息环境。作为滤食性动物，同时还具有改善水质等重要功能。在海岸带生境退化的背景下，生物礁栖息地逐渐丧失，岸线稳定及海水水质自净能力进一步下降进入恶性循环。此时，需要人工改善潮间带及近岸浅海区域的环境条件，构建以滤食性贝类为主的多样性生态系统，现有的方案措施主要包括投放可供贝类附着的结构和基质、补充人工育苗壮苗附苗的滤食性贝类、种植海草床等。

目前市面上用于海岸带生境修复的人工礁体装置，所针对的物种较为单一，在投放建设的初期，仅配置营造一种或两种物种的栖息生境，在这类环境中发育形成稳定多样的生态系统需要较长的时间，而单一的生物群落较为脆弱，抵抗环境干扰的能力差，很容易退化。

布置于潮间带的礁体，考虑到海洋生物的习性，对潮水淹没时间具有严格的要求，这大大限制了礁体的布置范围和礁体高度，礁体高度被迫降低减少了礁体的生境复杂程度，限制了礁体生态系统的生物多样性。

为了避免生物礁被泥沙掩埋，可布置潜堤来消浪并拦截潮汐作用下下层海水输送的高浓度泥沙。附着一定贝类可以提高潜堤的结构强度和生态效益，但传统的拦沙潜堤在泥沙掩埋的环境下，难以进行生物附着。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁及其构建方法，解决目前市面上用于海岸带生境修复的人工礁体装置，所针对的物种较为单一，而单一的生物群落较为脆弱，抵抗环境干扰的能力差，很容易退化的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁，在潮间带、潮下带和水面位置分别依次设置包括潮间带礁体、潮下带礁体和牡蛎礁式拦沙潜堤，多个潮间带礁体交错排列在潮间带上，潮下带上设有多个混凝土管，潮下带礁体铺设在混凝土管上，且混凝土管穿过潮下带礁体表面；

多个牡蛎礁式拦沙潜堤通过多个浮箱悬浮在水面位置，多个牡蛎礁式拦沙潜堤交错设置；

潮间带礁体、潮下带礁体和牡蛎礁式拦沙潜堤内部均填充有混合基质。

优选方案中，潮间带礁体包括下层椰壳纤维编织网和上层椰壳纤维编织网，下层椰壳纤维编织网和上层椰壳纤维编织网边缘通过缝合形成网兜，混合基质设置在下层椰壳纤维编织网上表面，混合基质与上层椰壳纤维编织网之间设有多块聚氨酯块石。

优选方案中，聚氨酯块石是通过聚氨酯胶黏形成的块状结构，块状结构铺设在混合基质与上层椰壳纤维编织网之间。

优选方案中，潮下带礁体包括多个堆叠的椰壳纤维网袋，椰壳纤维网袋内部填充有混合基质，多个椰壳纤维网袋堆叠成梯台结构，多个堆叠的椰壳纤维网袋首尾相连组成潮下带礁体外壁，外壁相邻的椰壳纤维网袋互相捆绑连接。

优选方案中，多个堆叠的椰壳纤维网袋首尾相连组成的外壁内部堆放混合基质。

优选方案中，混凝土管由多个扇面组件拼接组成，相邻的扇面组件端部通过连接扣固定形成混凝土管，混合基质沿混凝土管外圈铺设。

优选方案中，牡蛎礁式拦沙潜堤包括多个浮箱，浮箱通过多根第二钢索与开孔钢板箱连接，相邻的第二钢索之间通过多根椰壳纤维绳连接，开孔钢板箱内部填充混合基质，开孔钢板箱下端面通过第一钢索与混凝土桩连接，混凝土桩插入到潮下带内部。

优选方案中，混合基质采用牡蛎、扇贝、白云岩块石材料混合制成。

优选方案中，聚氨酯块石选用的碎石粒径为1毫米~5毫米，聚氨酯与碎石比例1:9，聚氨酯胶结后形成的单个块状物为边长30厘米左右的立方体结构。

优选方案中，混合基质的制备方法为：

采用长度7—15厘米规格的牡蛎、扇贝外壳混合，淡水冲洗去除杂质后暴晒消毒；

将天然白云岩块石材料破碎，选取20~40厘米的块石与消毒后的贝类外壳以贝石比1:3~1:5左右的比例，混合均匀制成混合基质。

该方法包括：

S1、在潮间带选定平均每天水位维持深度大于30厘米时间在6小时以上的区域作为潮间带礁体布置区域；

在该区域内首先铺设下层椰壳纤维编织网，起基质固定支撑作用；

在下层椰壳纤维编织网铺设20-30厘米左右厚度的混合基质，在混合基质上放置聚氨酯块石，聚氨酯块石之间间距30-40厘米，在每个潮间带礁体单元上布设密度为8×16个；

在聚氨酯块石上覆盖上层椰壳纤维编织网，上下两层椰壳纤维网边缘使用椰壳纤维绳捆绑固定；

S2、在潮下带选定平均低潮水深在1.2—1.6米之间的区域作为潮下带礁体投放区，使用运输工具或人工将椰壳纤维网袋放置到所述位置，5个平行放置的椰壳纤维网袋堆砌成梯台结构，该结构首尾相连构成宽约25-30米，长约45-55米左右的潮下带礁体单元的外壁，外壁上相邻的椰壳纤维网袋之间使用椰壳纤维绳捆绑固定；

在外壁所围区域内，以上顶面间隔约5-8米，每个单元内2×4个的密度组装扇面混凝土墙组件布置混凝土管；

使用运输工具或人工在潮下带礁体外壁与混凝土管之间的区域填充混合基质，堆积高度60厘米~70厘米；

S3、使用运输工具或人工将开孔钢板箱放置到目标区域，每个开孔钢板箱尾使用第三钢索捆绑相连，形成长约30-40米的牡蛎礁式拦沙潜堤；

每个开孔钢板箱下等距离布置3-4根混凝土桩，混凝土桩插入底质2-3米固定，使用约15-20厘米长的第一钢索实现混凝土桩尾部开孔与开孔钢板箱的连接；

使用第二钢索将开孔钢板箱与浮箱连接，该第二钢索有效长度为最高潮位水深减去牡蛎礁式拦沙潜堤高度，再减去15-20厘米；

相邻浮箱之间，浮箱与开孔钢板箱的第二钢索之间固定椰壳纤维绳；

S4、普通潮水位时，开孔钢板箱沉底作为拦沙潜堤，在低于最高潮15-20厘米左右至最高潮的潮水位区间内，开孔钢板箱在海水浮力的作用下被逐渐抬高，其表面淤积的少量泥沙在其运动的过程中可被水流带走，开孔钢板箱箱体及内部充填的混合基质持续维持可供贝类生存的环境；

S5、不同的牡蛎礁式拦沙潜堤单元可同时施工，也可依次施工；

S6、潮间带礁体单元之间留存5-8米左右间隔、潮下带礁体之间留存15-20米左右间隔作为水流、物质、生物通道和礁体面积增长的预留地；

牡蛎礁式拦沙潜堤的牡蛎礁式拦沙潜堤采取三排交错布置，横向间隔5-6米左右，纵向间隔15-20米左右；

S7、人工礁体投放完成后，在施工范围内海域开展生物调查，在生物种质资源丰富的条件下，人工生态礁体可自然吸引海水中的贝类、藻类、海草种子、虾蟹类底栖生物附着、生长、繁殖，逐步形成稳定有益的生态系统；

但一般情况下，由于施工过程中对海域生态不可避免的造成一些不利影响，需要进行人工附苗来加速人工礁体上生态系统的发育；

S8、混合基质上可通过椰壳纤维绳挂养附着附近海域收集或人工育苗的多种本地贝类；

混凝土管内可通过“泥丸法”播撒本地品种的海草种子，并投放虾、蟹底栖动物；

S9、聚氨酯块石表面、混凝土管表面和浮箱钢索之间的椰壳纤维绳上可布置多种本土的藻类。

本发明提供了一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁及其构建方法，针对潮间带、近岸浅海、潜堤附近高泥沙浓度区域的环境特点，统筹配置多物种栖息生境，提高礁体的生物多样性，从而增加礁体的生态效益和稳定性；减少潮间带礁体布置对淹没时间的限制，扩展可布置潮间带礁体的范围并提高潮间带礁体高度；解决拦沙潜堤难以附着生物的局限性，提高其结构稳定性和生态效益。在解决上述问题的前提下，选用能满足设计功能的环保材料，避免对海洋生境造成污染输入。

使用本发明技术建成的人工礁体具有五大优势：（1）增加了贝类栖息生境的范围，潮间带礁体可布置于更多的潮位区间，布置更多的礁体提供了更好的护滩性能；拦沙潜堤表面附着贝类也不在会因泥沙淤积掩埋而死亡，可提高拦沙潜堤的结构强度和生态效益；（2）多种生物栖息空间合理配置，各物种栖息空间联系紧密，可以互相配合，对彼此产生有益的影响，提高了各物种的种群规模，个体质量，代谢活性，礁体具有很高的生物多样性和生态稳定性；（3）更大规模、更高活性的滤食性贝类可以提供强于传统礁体的水质净化能力（4）选用材料合理，聚氨酯块石、椰壳纤维、白云岩、混凝土、钢材均为环保材料，未使用化工、石油、塑料制品，不会对海洋生境造成不利影响，其中的白云岩代替传统的石灰石，保证硬质附着基质和提供Ca元素功能的前提下，具有更粗糙的表面，有利于贝类附着，聚氨酯块石的多孔透水结构可满足高潮时储水，退潮时给礁体持续提供水分的需要；（5）建造成本低廉，运输、组装、施工方便

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明人工生态礁平面布置示意图；

图2是本发明潮间带礁体安装示意图；

图3是本发明潮间带礁体安装示意图；

图4是本发明牡蛎礁式拦沙潜堤安装示意图。

图中：潮间带礁体1；潮下带礁体2；牡蛎礁式拦沙潜堤3；潮间带4；潮下带5；水面位置6；下层椰壳纤维编织网7；混合基质8；聚氨酯块石9；上层椰壳纤维编织网10；椰壳纤维网袋11；混凝土管12；扇面组件13；连接扣14；椰壳纤维绳15；开孔钢板箱16；混凝土桩17；第一钢索18；浮箱19；第二钢索20。

具体实施方式

实施例1

如图1-4所示，一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁，在潮间带4、潮下带5和水面位置6分别依次设置包括潮间带礁体1、潮下带礁体2和牡蛎礁式拦沙潜堤3，多个潮间带礁体1交错排列在潮间带4上，潮下带5上设有多个混凝土管12，潮下带礁体2铺设在混凝土管12上，且混凝土管12穿过潮下带礁体2表面；

多个牡蛎礁式拦沙潜堤3通过多个浮箱19悬浮在水面位置6，多个牡蛎礁式拦沙潜堤3交错设置；

潮间带礁体1、潮下带礁体2和牡蛎礁式拦沙潜堤3内部均填充有混合基质8。

包括潮间带礁体、潮下带礁体和牡蛎礁式拦沙潜堤，分别针对潮间带、近岸浅海、潜堤附近高泥沙浓度区域环境的特点，统筹配置利于贝类附着繁殖、水草生长、虾蟹栖息、海藻着生的栖息生境。以贝类附着繁殖礁体为主，海藻、海草、虾蟹栖息生境空间内嵌于其中，滤食性贝类净化水质、提高水体透明度，有利于海草、海藻的光合作用；海藻海草的生长为牡蛎提供丰富的食物资源；虾蟹类可捕食贝类，引起贝类个体优胜略汰，淘汰老弱病残的个体，提高种群活性，综合提高了人工生态礁体的生物多样性，从而增加礁体的生态效益和稳定性。潮间带礁体通过配置聚氨酯块石，其多孔透水结构具有储水功能，在潮水退去后依靠重力和毛细作用持续为生物礁体提供一定的水分，减少潮间带礁体布置对淹没时间的限制，扩展可布置潮间带礁体的范围并提高潮间带礁体高度，提高了其护滩能力，并为海藻提供潮间带着生基质。配置浮箱的周期上浮式拦沙潜堤为礁体布置区域拦截大部分泥沙，预防礁体被泥沙掩埋并提高水体透明度，同时自身可抵抗泥沙淤积，解决拦沙潜堤难以附着生物的局限性，附着牡蛎可提高其结构稳定性，浮箱之间和连接浮箱的钢索之间布置绳索，从上至下依次为绿藻、褐藻、红藻多种藻类提供栖息空间，进一步提高了装置的生态效益。同时，本发明各单元均选用能满足上述设计功能的环保材料，不会对海洋生境造成污染输入，且组装布置简单方便，成本低廉。

优选方案中，潮间带礁体1包括下层椰壳纤维编织网7和上层椰壳纤维编织网10，下层椰壳纤维编织网7和上层椰壳纤维编织网10边缘通过缝合形成网兜，混合基质8设置在下层椰壳纤维编织网7上表面，混合基质8与上层椰壳纤维编织网10之间设有多块聚氨酯块石9。

优选方案中，聚氨酯块石9是通过聚氨酯胶黏形成的块状结构，块状结构铺设在混合基质8与上层椰壳纤维编织网10之间。

所述潮间带礁体1由下层椰壳纤维编织网7、混合基质8、聚氨酯块石9和上层椰壳纤维编织网10组装而成，椰壳纤维编织网7、10由椰壳纤维绳编织制成，上下层边缘通过同材料的椰壳纤维绳捆绑连接形成网兜起固定内容物的作用，所述混合基质8铺设在下层椰壳纤维编织网7之上，所述聚氨酯块石9为碎是通过聚氨酯胶黏形成的块状结构，布置于混合基质8和上层椰壳纤维编织网10之间；

优选方案中，潮下带礁体2包括多个堆叠的椰壳纤维网袋11，椰壳纤维网袋11内部填充有混合基质8，多个椰壳纤维网袋11堆叠成梯台结构，多个堆叠的椰壳纤维网袋11首尾相连组成潮下带礁体2外壁，外壁相邻的椰壳纤维网袋11互相捆绑连接。

优选方案中，多个堆叠的椰壳纤维网袋11首尾相连组成的外壁内部堆放混合基质8。

优选方案中，混凝土管12由多个扇面组件13拼接组成，相邻的扇面组件13端部通过连接扣14固定形成混凝土管12，混合基质8沿混凝土管12外圈铺设。

所述潮下带礁体2由多个椰壳纤维网袋11、混合基质8、混凝土管12组装而成，椰壳纤维网袋11内部填充混合基质8，五个平行的椰壳纤维网袋11堆放成梯台结构，该结构首尾相连围成潮下带礁体外壁，外壁上相邻的椰壳纤维网袋通过椰壳纤维绳捆绑固定，所述外壁内堆放所述混合基质8，混合基质8内布置有扇面组件13通过限位装置14组装拼接的混凝土管12；

优选方案中，牡蛎礁式拦沙潜堤3包括多个浮箱19，浮箱19通过多根第二钢索20与开孔钢板箱16连接，相邻的第二钢索20之间通过多根椰壳纤维绳15连接，开孔钢板箱16内部填充混合基质8，开孔钢板箱16下端面通过第一钢索18与混凝土桩17连接，混凝土桩17插入到潮下带5内部。所述牡蛎礁式拦沙潜堤由椰壳纤维绳15、开孔钢板箱16、混凝土桩17、钢索18、浮箱19和钢索20组装而成，开孔钢板箱16内部填充混合基质8，混凝土桩17插入底质5固定，混凝土桩17尾部开孔和开孔钢板箱16通过钢索18连接，浮箱19和开孔钢板箱16通过钢索20连接。之间和连接浮箱的钢索20之间。

优选方案中，混合基质8采用牡蛎、扇贝、白云岩块石材料混合制成。

优选方案中，混合基质8的制备方法为：

采用长度7—15厘米规格的牡蛎、扇贝外壳混合，淡水冲洗去除杂质后暴晒消毒；

将天然白云岩块石材料破碎，选取20~40厘米的块石与消毒后的贝类外壳以贝石比1:4的比例，混合均匀制成混合基质8。

混合基质中的贝类外壳成份含有多种贝类分泌物，可在海水中诱导吸引贝类附着，并为贝类提供多种生长繁殖所需的营养成份；白云岩块石一般情况下会在表面发育不完全解理而形成不规则的刀砍纹，在海水中逐渐增加表面的粗糙程度，有利于贝类附着，且可为贝类外壳的形成提供丰富的CaCO₃。将混合基质填充进椰壳纤维网袋和开孔钢板箱。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1-4所示结构，混合基质8包括回收的多种贝类外壳和白云岩块石。所述贝类外壳为自然海域或养殖塘回收的本地贝类外壳，壳身高度为7~15厘米。所述白云岩块石粒径为20~40厘米。贝类外壳和白云岩混合质量比为1:3~1:5。

所述椰壳纤维绳15由椰壳纤维制成，直径1~1.5厘米。

所述椰壳纤维编织网，由椰壳纤维绳编织制成，宽5米、长10米，厚度1~1.5厘米，网面网格不大于5厘米。

所述的椰壳纤维网袋11由椰壳纤维编织网制成，长2米，宽30厘米，高30厘米，每个椰壳纤维网袋填充约180升混合基质。

所述聚氨酯块石9选用的碎石粒径为1毫米~5毫米，聚氨酯与碎石比例1:9，聚氨酯胶结后形成的单个块状物为边长30厘米左右的立方体结构；

所述混凝土管管壁厚度不小于2厘米，上顶面内径5米，下底面内径4.5米，下部为高度30厘米的圆柱，上部为高度40厘米的倒置圆台。安装时通过6个60度的扇面混凝土预制墙组装布设，便于运输和安装。所述相邻扇面混凝土预制墙通过限位装置拼接。

所述开孔钢板箱和钢索所用钢材为满足GB/T 712-2022《船舶与海洋工程用结构钢》标准的耐海水腐蚀钢材；长2米，宽30厘米，高60厘米，钢板厚度不小于10毫米，开孔孔径不大于50毫米，孔洞形状为圆型或方形，开孔面积占比为70%；

所述钢索直径不小于10毫米。

所述混凝土桩总长度2~2.5米，直径不小于50毫米，所述混凝土桩底部采用削尖处理，完全插入底质固定，尾部打孔，孔洞直径20毫米，杆身表面凹凸粗糙处理以增大与底质的摩擦系数。

所述浮箱为亚克力空心材质，每个开孔钢板箱连接的浮箱所提供的浮力之和按开孔钢板箱布置时“填充附着基”1.5倍重量所需浮力和椰壳纤维绳计划着生海藻所需浮力之和确定，以满足开孔钢板箱附着牡蛎后重量增加对抬高浮力的需要。

实施例2

结合实施例1-2进一步说明，如图1-4所示结构，S1、在潮间带4选定平均每天水位维持深度大于30厘米时间在6小时以上的区域作为潮间带礁体1布置区域；

在该区域内首先铺设下层椰壳纤维编织网7，起基质固定支撑作用；

在下层椰壳纤维编织网7铺设20-30厘米左右厚度的混合基质8，在混合基质8上放置聚氨酯块石9，聚氨酯块石9之间间距30-40厘米，在每个潮间带礁体1单元上布设密度为8×16个；

在聚氨酯块石9上覆盖上层椰壳纤维编织网10，上下两层椰壳纤维网边缘使用椰壳纤维绳捆绑固定；

S2、在潮下带5选定平均低潮水深在1.2—1.6米之间的区域作为潮下带礁体2投放区，使用运输工具或人工将椰壳纤维网袋11放置到所述位置，5个平行放置的椰壳纤维网袋11堆砌成梯台结构，该结构首尾相连构成宽约25-30米，长约45-55米左右的潮下带礁体单元的外壁，外壁上相邻的椰壳纤维网袋11之间使用椰壳纤维绳捆绑固定；

在外壁所围区域内，以上顶面间隔约5-8米，每个单元内2×4个的密度组装扇面混凝土墙组件布置混凝土管；

使用运输工具或人工在潮下带礁体2外壁与混凝土管12之间的区域填充混合基质8，堆积高度60厘米~70厘米；

S3、使用运输工具或人工将开孔钢板箱16放置到目标区域，每个开孔钢板箱16尾使用第三钢索捆绑相连，形成长约30-40米的牡蛎礁式拦沙潜堤；

每个开孔钢板箱16下等距离布置3-4根混凝土桩17，混凝土桩17插入底质2-3米固定，使用约15-20厘米长的第一钢索18实现混凝土桩17尾部开孔与开孔钢板箱16的连接；

使用第二钢索20将开孔钢板箱16与浮箱19连接，该第二钢索20有效长度为最高潮位水深减去牡蛎礁式拦沙潜堤高度，再减去15-20厘米；

相邻浮箱19之间，浮箱19与开孔钢板箱16的第二钢索20之间固定椰壳纤维绳15；

S4、普通潮水位时，开孔钢板箱16沉底作为拦沙潜堤，在低于最高潮15-20厘米左右至最高潮的潮水位区间内，开孔钢板箱16在海水浮力的作用下被逐渐抬高，其表面淤积的少量泥沙在其运动的过程中可被水流带走，开孔钢板箱16箱体及内部充填的混合基质8持续维持可供贝类生存的环境；

S5、不同的牡蛎礁式拦沙潜堤3单元可同时施工，也可依次施工；

S6、潮间带礁体1单元之间留存5-8米左右间隔、潮下带礁体2之间留存15-20米左右间隔作为水流、物质、生物通道和礁体面积增长的预留地；

牡蛎礁式拦沙潜堤3的牡蛎礁式拦沙潜堤采取三排交错布置，横向间隔5-6米左右，纵向间隔15-20米左右；

S7、人工礁体投放完成后，在施工范围内海域开展生物调查，在生物种质资源丰富的条件下，人工生态礁体可自然吸引海水中的贝类、藻类、海草种子、虾蟹类底栖生物附着、生长、繁殖，逐步形成稳定有益的生态系统；

但一般情况下，由于施工过程中对海域生态不可避免的造成一些不利影响，需要进行人工附苗来加速人工礁体上生态系统的发育；

S8、混合基质上可通过椰壳纤维绳挂养附着附近海域收集或人工育苗的多种本地贝类；

混凝土管内可通过“泥丸法”播撒本地品种的海草种子，并投放虾、蟹底栖动物；

S9、聚氨酯块石表面、混凝土管表面和浮箱钢索之间的椰壳纤维绳上可布置多种本土的藻类。

针对潮间、潮下与潜堤所在的高浓度泥沙等区域的不同环境特点，对人工礁体进行了设计。潮间带礁体通过聚氨酯块石，降低了礁体对于潮水淹没时间的要求，大大扩展了礁体的布置范围和礁体高度，礁体覆盖了更广的滩涂区域，使其免受水流冲积，具有更好的护滩性能，配合外海测的牡蛎礁式拦沙潜堤，降低整个礁体区域海水的泥沙含量，降低礁体被泥沙淤积风险，提高水体透明度。多种生物栖息空间合理配置，混合基质上附着生长多种贝类，聚氨酯块石、混凝土桩表面、浮箱与钢索上固定的椰壳纤维绳上着生多种藻类，混凝土管内生长多种海草、虾蟹并吸引部分鱼类活动产卵。各物种栖息空间联系紧密，可以互相之间产生有益的影响，滤食性贝类净化水质，提高水体透明度，有利于海草与藻类生长与光合作用、海草与藻类为贝类、虾蟹等底栖动物和鱼类提供丰富的食物来源、虾蟹鱼类捕食贝类引起其个体的优胜略汰，提高贝类活性与质量，形成了稳定有益的生态系统。牡蛎礁式拦沙潜堤借助海水浮力，随潮汐周期性上浮抬高，避免表面泥沙不断淤积，从而具备表面可附着贝类的特点，坝体表面附着贝类可增加其结构强度、消浪性能并提高生态效益。

上述现象表明该实施例构建的生态礁体相较于传统的礁体，具有显著更好的消浪护滩性能，生物多样性、生态稳定性和水质净化能力。且整个礁体构建过程物料成本低廉、运输组装方便，同时，所使用的材料均为环保材料，不会对海洋生境造成不利影响。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁，其特征是：在潮间带（4）、潮下带（5）和水面位置（6）分别依次设置包括潮间带礁体（1）、潮下带礁体（2）和牡蛎礁式拦沙潜堤（3），多个潮间带礁体（1）交错排列在潮间带（4）上，潮下带（5）上设有多个混凝土管（12），潮下带礁体（2）铺设在混凝土管（12）上，且混凝土管（12）穿过潮下带礁体（2）表面；

多个牡蛎礁式拦沙潜堤（3）通过多个浮箱（19）悬浮在水面位置（6），多个牡蛎礁式拦沙潜堤（3）交错设置；

潮间带礁体（1）、潮下带礁体（2）和牡蛎礁式拦沙潜堤（3）内部均填充有混合基质（8）；

潮间带礁体（1）包括下层椰壳纤维编织网（7）和上层椰壳纤维编织网（10），下层椰壳纤维编织网（7）和上层椰壳纤维编织网（10）边缘通过缝合形成网兜，混合基质（8）设置在下层椰壳纤维编织网（7）上表面，混合基质（8）与上层椰壳纤维编织网（10）之间设有多块聚氨酯块石（9）；

潮下带礁体（2）包括多个堆叠的椰壳纤维网袋（11），椰壳纤维网袋（11）内部填充有混合基质（8），多个椰壳纤维网袋（11）堆叠成梯台结构，多个堆叠的椰壳纤维网袋（11）首尾相连组成潮下带礁体（2）外壁，外壁相邻的椰壳纤维网袋（11）互相捆绑连接；

多个堆叠的椰壳纤维网袋（11）首尾相连组成的外壁内部堆放混合基质（8）；

混凝土管（12）由多个扇面组件（13）拼接组成，相邻的扇面组件（13）端部通过连接扣（14）固定形成混凝土管（12），混合基质（8）沿混凝土管（12）外圈铺设；

牡蛎礁式拦沙潜堤（3）包括多个浮箱（19），浮箱（19）通过多根第二钢索（20）与开孔钢板箱（16）连接，相邻的第二钢索（20）之间通过多根椰壳纤维绳（15）连接，开孔钢板箱（16）内部填充混合基质（8），开孔钢板箱（16）下端面通过第一钢索（18）与混凝土桩（17）连接，混凝土桩（17）插入到潮下带（5）内部。

2.根据权利要求1所述一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁，其特征是：聚氨酯块石（9）是通过聚氨酯胶黏形成的块状结构，块状结构铺设在混合基质（8）与上层椰壳纤维编织网（10）之间。

3.根据权利要求1所述一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁，其特征是：混合基质（8）采用牡蛎、扇贝、白云岩块石材料混合制成。

4.根据权利要求1所述一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁，其特征是：聚氨酯块石（9）选用的碎石粒径为1毫米~5毫米，聚氨酯与碎石比例1:9，聚氨酯胶结后形成的单个块状物为边长30厘米的立方体结构。

5.根据权利要求1所述一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁，其特征是：混合基质（8）的制备方法为：

采用长度7—15厘米规格的牡蛎、扇贝外壳混合，淡水冲洗去除杂质后暴晒消毒；

将天然白云岩块石材料破碎，选取20~40厘米的块石与消毒后的贝类外壳以贝石比1:3~1:5的比例，混合均匀制成混合基质（8）。

6.根据权利要求1-5任一项所述一种适用于潮间带与近岸浅海的组合式人工生态礁的构建方法，其特征是：该方法包括：

S1、在潮间带（4）选定平均每天水位维持深度大于30厘米时间在6小时以上的区域作为潮间带礁体（1）布置区域；

在该区域内首先铺设下层椰壳纤维编织网（7），起基质固定支撑作用；

在下层椰壳纤维编织网（7）铺设20-30厘米厚度的混合基质（8），在混合基质（8）上放置聚氨酯块石（9），聚氨酯块石（9）之间间距30-40厘米，在每个潮间带礁体（1）单元上布设密度为8×16个；

在聚氨酯块石（9）上覆盖上层椰壳纤维编织网（10），上下两层椰壳纤维网边缘使用椰壳纤维绳捆绑固定；

S2、在潮下带（5）选定平均低潮水深在1.2—1.6米之间的区域作为潮下带礁体（2）投放区，使用运输工具或人工将椰壳纤维网袋（11）放置到所述投放区位置，5个平行放置的椰壳纤维网袋（11）堆砌成梯台结构，该结构首尾相连构成宽25-30米，长45-55米的潮下带礁体单元的外壁，外壁上相邻的椰壳纤维网袋（11）之间使用椰壳纤维绳捆绑固定；

在外壁所围区域内，以上顶面间隔5-8米，每个单元内2×4个的密度组装扇面混凝土墙组件布置混凝土管；

使用运输工具或人工在潮下带礁体（2）外壁与混凝土管（12）之间的区域填充混合基质（8），堆积高度60厘米~70厘米；

S3、使用运输工具或人工将开孔钢板箱（16）放置到目标区域，每个开孔钢板箱（16）尾使用第三钢索捆绑相连，形成长30-40米的牡蛎礁式拦沙潜堤；

每个开孔钢板箱（16）下等距离布置3-4根混凝土桩（17），混凝土桩（17）插入底质2-3米固定，使用15-20厘米长的第一钢索（18）实现混凝土桩（17）尾部开孔与开孔钢板箱（16）的连接；

使用第二钢索（20）将开孔钢板箱（16）与浮箱（19）连接，该第二钢索（20）有效长度为最高潮位水深减去牡蛎礁式拦沙潜堤高度，再减去15-20厘米；

相邻浮箱（19）之间，浮箱（19）与开孔钢板箱（16）的第二钢索（20）之间固定椰壳纤维绳（15）；

S4、普通潮水位时，开孔钢板箱（16）沉底作为拦沙潜堤，在低于最高潮15-20厘米至最高潮的潮水位区间内，开孔钢板箱（16）在海水浮力的作用下被逐渐抬高，其表面淤积的少量泥沙在其运动的过程中被水流带走，开孔钢板箱（16）箱体及内部充填的混合基质（8）持续维持供贝类生存的环境；

S5、不同的牡蛎礁式拦沙潜堤（3）单元同时施工，或者依次施工；

S6、潮间带礁体（1）单元之间留存5-8米间隔、潮下带礁体（2）之间留存15-20米间隔作为水流、物质、生物通道和礁体面积增长的预留地；

牡蛎礁式拦沙潜堤（3）的牡蛎礁式拦沙潜堤采取三排交错布置，横向间隔5-6米，纵向间隔15-20米；

S7、人工礁体投放完成后，在施工范围内海域开展生物调查，在生物种质资源丰富的条件下，人工生态礁体自然吸引海水中的贝类、藻类、海草种子、虾蟹类底栖生物附着、生长、繁殖，逐步形成稳定有益的生态系统；

由于施工过程中对海域生态不可避免的造成一些不利影响，需要进行人工附苗来加速人工礁体上生态系统的发育；

S8、混合基质上通过椰壳纤维绳挂养附着附近海域收集或人工育苗的多种本地贝类；

混凝土管内通过“泥丸法”播撒本地品种的海草种子，并投放虾、蟹底栖动物；

S9、聚氨酯块石表面、混凝土管表面和浮箱钢索之间的椰壳纤维绳上布置多种本土的藻类。