CN215836569U - 一种带种植基床的树型鱼礁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海洋工程和水环境工程技术的一种带种植基床的树型鱼礁装置。技术方案为：基床树礁包括下部的种植基床和上部的树型鱼礁；种植基床包括基床主体和套在基床主体外的大浮力圈；基床主体为一个中间设有插孔的圆柱体；基床主体圆筒内填种植土料，用于种植沉水植物；树型鱼礁的底部插入插孔内并固定。其既能种植水生植物，同时又能构建鱼礁。该装置标准化设计、工厂化制作、装配式施工；既为光滩提供了种植基床，又同时提供了鱼礁，特别适用于长江口等的光滩生态建设；结构简单，生态环保，节省投资，施工方便，设施可靠。

Description

一种带种植基床的树型鱼礁装置

技术领域

本实用新型属于海洋工程和水环境工程技术，特别涉及海洋光滩构建生态系统的一种带种植基床的树型鱼礁装置。

背景技术

近年来，由于陆源污染物排入和近岸工程产生大量的悬浮泥沙，天然湿地减少，部分海岸滩涂的“植被”在快速消失，或由于出海口来沙的不断堆积，部分滩涂正在变成一片“荒漠”。例如，上海市横沙岛仅0m至2m高程线的面积就有几百平方公里，无任何植被，是名副其实的光滩。光滩使很多鱼类失去栖息场所，生物多样性降低，栖息密度下降。目前采用的混凝土框架鱼礁、块石鱼礁等，实践表明光有鱼礁，无法创造水生态环境，因为光滩无生态基底，鱼礁的作用无法发挥。

长江口横沙岛2m高程以下滩涂生物资源衰退严重，已呈现生态荒漠化趋势。由于滩面无任何植物，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。这种光滩最有效的途径就是人工修复，但光滩上无法种植水生植物，目前所采用的鱼礁功能单一，没有辅助种植功能；如果在光滩上只建鱼礁，很难改变光滩的面貌，也无法吸引鱼类、水生物进驻。有水草、有鱼礁，有吃的、有玩的，才能打造适宜的水生态环境，鱼及水生动物才能趋之若鹜，才能留得住。

人工鱼礁是人为在海中设置的构造物，其目的是改善海域生态环境，营造海洋生物栖息的良好环境，为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所，达到保护、增殖和提高渔获量的目的。但在光滩上只建鱼礁，无任何水生植物，很难改变光滩的面貌，也无法吸引鱼类、水生动物进驻。因此，设置鱼礁和改变水生植物状况，需要同时进行，两者不可偏废。

综上所述，光滩急需一种水生态修复技术，以治理水域荒漠化，为各类食物链底层的饵料生物提供栖息避难场所。鱼礁是海洋牧场建设中的一个关键环节，它可以改变海洋中鱼类的生存环境，起到增殖、聚集的效果。因此，海洋生态环境建设离不开鱼礁设置，但光滩不利于传统的鱼礁发挥作用，亟需创新鱼礁型式，创新光滩水生植物种植模式，以改变光滩的恶劣环境。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种带种植基床的树型鱼礁装置，既能种植水生植物，同时又能构建鱼礁。该装置标准化设计、工厂化制作、装配式施工；既为光滩提供了种植基床，又同时提供了鱼礁，特别适用于海洋光滩生态建设；结构简单，生态环保，节省投资，施工方便，设施可靠。

本实用新型的技术方案为：基床树礁包括下部的种植基床和上部的树型鱼礁；种植基床包括基床主体和套在基床主体外的大浮力圈；基床主体为一个中间设有插孔的圆柱体；基床主体内填种植土料，用于种植沉水植物；树型鱼礁的底部插入插孔内并固定。

基于上述技术特征：钢丝网构成基床主体的外网，竹片网位于钢丝网的内侧；插孔的周边采用竹片网围合。

基于上述技术特征：草帘设置于竖向的竹片网的内侧；草垫铺在基床主体底面的竹片网之上。

基于上述技术特征：种植土料分上下两层，下层土料密度比上层土料密度大。

基于上述技术特征：大浮力圈套接于基床主体的上部，大浮力圈的顶面高出基床主体的顶面。

基于上述技术特征：毛竹直筒为树型鱼礁的树干；毛竹树枝插入毛竹直筒上的斜向孔洞内并固定，毛竹树枝环绕布置于毛竹直筒，毛竹直筒外套有若干个小浮力圈。

基于上述技术特征：毛竹树枝在种植基床面上的投影长度小于种植基床的半径。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型解决了光滩种植水生植物的难题，结合种植基床，合理设置鱼礁，提出一种资源节约、低碳环保的基床树礁新技术。

(2)构件标准，相同构件便于通用，便于标准化制作，工厂化制作，装配式施工；结构简单，安全可靠。基床树礁材料较易开发和生产；无需安装，投放于沙滩表面即可，并能长期保持。

(3)光滩无法生长植物，带有种植基床的树型鱼礁，基床也是鱼礁，落至滩面后，慢慢扎根于沙滩。在光滩上一个个种植基床类似于花盆，盆底为稀疏的草垫容易被植物根系穿透；浅盆种植，落地生根。

种植基床既是水生植物的载体，同时也是鱼礁，与树礁构成一个完整的礁体。组成种植基床的竹片网具有亲和性，为浮游生物提供栖息地，从而也为鱼类提供了生物链。

(4)树型鱼礁全部为毛竹制作，毛竹资源丰富，材质天然,具有良好的生物亲和性,特别适宜水生物栖息，树状结构，树枝附着大量藤壶和水藻后，如同树叶，可以看到一片由树组成的水下森林。以上所述构件均为标准构件，具有通用性，因此，便于工厂制作，便于现场安装。

(5)以点带面，改造光滩生态。好像种在盆里的树和花草，水草在水底摇曳，小鱼小虾在周边嬉戏。该种植基床的边上会不断长些新的植物，不断扩大，连成片，光滩又见点点新绿。植物依存于鱼礁，根植于光滩。当水生植物存活、扩展，又为水生动物提供栖息场所，水生植物、鱼礁构成良性生物系统，相辅相成，不断扩大。使光滩免遭冲刷，物种增多。

(6)基床树礁采用毛竹材料，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。待毛竹材料腐烂分解之时，水生植物早已生长成片。

(7)基床树礁，由于重心始终在浮力中心的下面，在潮流作用下，即使发生倾斜，当潮流解除后，随即恢复，具备一定抗潮流的特点。生态修复作用明显，尤其适合长江口沙质滩涂的生态修复。

附图说明

图1为基床树礁平面图。

图2为基床树礁立面图。

图3为种植基床平面图。

图4为种植基床剖面图。

图5为树型鱼礁立面图。

图6为树型鱼礁构件的组装示意图。

图7为基床树礁的组装示意图。

图中标号示意为：种植基床1；树型鱼礁2；基床树礁3；钢丝网4；竹片网5；草帘6；草垫7；大浮力圈8；拉手9；插孔10；种植土11；植物土12；沉水植物13；光滩沙层14；毛竹直筒15；小浮力圈16；毛竹树枝17；竹片插板18；斜向孔洞19；插板孔洞20。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

一、主要构件和作用

如图7所示，本基床树礁3由种植基床1和树型鱼礁2组成。该装置标准化设计、工厂化制作、装配式施工。以下分种植基床1和树型鱼礁2两个部分，予以阐述各构件的组成和作用。

1、种植基床，如图1至图4所示。

种植基床1包括基床主体和套在基床主体外的大浮力圈8。基床主体为一个中间设有垂直插孔10的圆柱体，基床主体包括钢丝网4、竹片网5、草帘6和草垫7，内填的种植土料。同时，可带有拉手9。种植基床1是树型鱼礁2的支撑体，其作用是为种植水生植物提供基床，又为树型鱼礁2提供支撑。种植基床的结构与构造举例：

基床主体直径为0.5m至0.8m，基床高度以300mm为宜，以满足种植厚度，但不宜太厚而增大基床重量。基床主体加大浮力圈8的比重大于水的比重，一般为1300至1500kN/m³为宜。在种植土料、基床主体确定后，以调整大浮力圈8的浮力予以控制。

1)钢丝网4：钢丝网4和竹片网5组成支撑外墙，钢丝网4采用镀锌钢筋制作，直径根据强度需要确定，网目一般大于300mm左右。网片可采用冷拔热镀锌钢丝，电阻压焊而成。钢丝网尺寸、形状相同，安装方式相同，便于标准化生产和安装。

2)竹片网5：钢丝网4内侧布置竹片网5，竹片网5为竹片编织网状结构，一般可采用较大网目的竹片网，如网目大于150mm；竹片网5由铁丝绑扎于钢丝网4上，两者相互依存，一般每片竹片网5有2至5个绑扎点即可。竹片网5既能降解水中有害物质，又能为水中微生物附着生长和繁殖提供空间，增多的微生物又能更多的促进水中污染物的降解，良性循环，生态环保。竹片网5的亲和性，为浮游生物提供栖息地，从而也为鱼类提供了生物链。竹片网5即使是十多年后腐烂了，也能为水生物提供食物链，为水生植物继续提供基床，对环境无污染。

竹片网5既能降解水中有害物质，又能为水中微生物附着生长和繁殖提供空间，不断促进水中污染物的降解。竹片网5属于自然生态材料,具有生物亲和性,表面粗糙,比表面积大。我国竹类资源丰富，竹子因其成本低,可再生,环境污染低,可自身降解。竹子材质天然,具有良好的生物亲和性,是一种具有应用潜力的材料,目前以竹纤维为原料制备成的新型竹纤维生物膜载体对水处理的效果比较稳定。竹筒从中部剖开成片,编织成网片。竹片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。

3)草帘6和草垫7：草帘6设置于基床外围竖向竹片网5的内侧，采用多点固定于竹片网5上，其作用是拦截种植土外泄，且作用与上述竹片网5作用相同，为水生物提供栖息场所。草垫7是铺在基床底的竹片网5之上，尽量稀疏、层薄，以保持种植土不从底部露出即可，同时方便植物根系穿过直达滩面沙层。

4)种植土料：上层为常规的种植土11，下层为植物土12。植物土12为植物碎屑与土的混合物，两者体积比为1:3为宜，以减小基床重量，且能增加植物根系的伸展。

基床主体内的种植土料填充时，下部土料密度宜大，上部密度宜小，以尽量降低基床的重心。

种植土料上种植沉水植物13，沉水植物种植方法有人工移植法，即将种苗植入于基床主体；种子法是将海草种子埋入基床主体的种植土料中，让其自然发芽生长。各地应选用适宜的水生植物，例如，上海市横沙岛光滩宜选用海菖蒲、海三菱藨草等。植物的根系可穿透基床底稀疏的草垫7，穿透大网目的竹片网5，慢慢扎入光滩沙层14，随着植物的生长，日渐发育的植物根系使基床主体与光滩有机地结合在一起，并不断向外扩展，基床主体以外形成新长出的植物，由点至面。光滩植被扩散后，为底栖生物提供了适宜的底栖生境和食物来源。

5)大浮力圈8：大浮力圈为一个圆环体，其顶面应高出基床主体面不小于100mm，以保护基床主体的种植土面避免水流冲刷。大浮力圈8内径稍大于基床主体外径，高度小于基床主体高度的1/3，宽度按照所需浮力计算确定；圈体套接于基床主体的顶面处，并与基床主体的钢丝网4绑扎固定。

大浮力圈8设置于种植基床的周边，外凸悬挑的圈体如同鱼鳍，对种植基床抗潮流冲击有平衡作用。且种植基床的浮力中心高于重力中心，因此，种植基床能始终保持不倒的姿态。

大浮力圈8采用EPS泡沫板制作，EPS板具有吸水性小、抗腐、防冻、抗氧化、抗紫外线的轻质材料，不受海水、化学品、油渍及水生物的侵蚀；无污染、不破坏环境；质量轻及较高的机械强度等特点。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。组装简易、快速、灵活，整体采用模块结构，可配合各种状况的需要，确定浮力圈尺寸大小和形状，造价便宜。

6)拉手9和插孔10

拉手9为U型，塑料绳索制作，与种植基床顶面和侧面钢丝相交处连接，主要作用是人工操作时的抓手。

插孔10为一个垂直的预留孔洞，设置于圆柱形的基床主体的中心位置，直径比毛竹直筒外径稍大，孔洞周边采用竹片网5围合。毛竹直筒插入后，两者间的空隙可采用毛竹碎片填充固定。

种植基床既是水生植物的载体，同时也是鱼礁，与树型鱼礁构成一个完整的礁体。竹片网具有亲和性，为浮游生物提供栖息地，从而也为鱼类提供了生物链。

2、树型鱼礁，如图1、图2、图5和图6所示。

如图6所示：树型鱼礁2包括毛竹直筒15、小浮力圈16、毛竹树枝17和竹片插板18。

(1)毛竹直筒15：毛竹直筒15是树型鱼礁2的树干，取单根毛竹的中、下部较粗段制作。于直筒筒身，均匀布置45度的斜向孔洞19，尽量避开毛竹节；为了避免打孔引起开裂，宜先打小孔作为引孔，释放应力后，再在小孔上扩大为大孔。供毛竹树枝17插接，但直筒的同一水平截面处不宜超过两个孔洞，且两个孔洞宜相对应设置。毛竹直筒15下段插入种植基床1预留的插孔10，毛竹直筒底端采用竹片插板18限位，于基床主体的顶面采用小浮力圈16相抵而限位。直筒长度可以是基床主体直径的2.0至2.5倍，直筒的平均直径宜大于120mm。

(2)小浮力圈16：小浮力圈16为一个圆环体，既提供浮力，使树型鱼礁能悬浮于水中，同时又是毛竹直筒15的紧箍环，即使毛竹直筒15开裂，也能保持其完整性。沿毛竹直筒15竖向应设置不少于3道，与种植基床接触的底道圈，也起到挡件限位作用；毛竹直筒15顶设置一道圈体，避免毛竹直筒15从顶端引起开裂。小浮力圈16套接于毛竹直筒15，并采用塑料绳索与毛竹直筒15交叉绑扎。小浮力圈16的内径与毛竹直筒15外径相等，其厚度和高度按所需浮力计算确定。

(3)毛竹树枝17：毛竹树枝17可以采用毛竹的梢段制作，插入端直径一般不宜超过50mm，45度插入毛竹直筒15后以毛竹碎片填紧固定。树枝长度，以在种植基床面上的投影长度小于种植基床的半径为宜，树枝长度可长可短，不宜同一长度。

毛竹树枝17环绕毛竹直筒15空间上应均匀分布，向不同的方向伸展，形成开敞空间。临近毛竹直筒15是小空间，向外是大空间，空间构成丰富。树状结构，易于藻类等水生生物的附着生长，形成类似于挂满枝头树叶。水流环绕树干、树枝运动，形成上升流、环绕流，把营养丰富的海水带上来，吸引鱼群前来觅食；树枝、附着的藻类，能产生震动和阴影，许多鱼类喜欢阴影，故愿意游过来，能给鱼类提供栖息之地。

(4)碎竹片：碎竹片作为填充缝隙，为辅助材料，以毛竹制作。小浮力圈16与毛竹直筒15间、毛竹树枝17插入斜向孔洞19间，两者相接有空隙时，均可采用碎竹片填充，从而将构件固定牢固。

(5)竹片插板18：竹片插板18为竹片制作，为2根长度相等的竹片板，宽度小于50mm，长度不小于毛竹直筒15直径的2倍，穿插于毛竹直筒15底端的插板孔洞20，两端露出的长度相等，其作用是将毛竹直筒15与种植基床连接。

(6)设计要求

树型鱼礁按照悬浮在水中设计，因此，其比重应小于水的比重，从而能在水中悬浮。所谓悬浮，指浸没在液体中的物体，浮力等于它的重量，物体在该液体中的状态，它所受到的浮力和它的重力相等。

单个树型鱼礁设计时，可以按照平均ρ_浮＝950kg/m³进行设计，工厂完成制作。计算中宜考虑部分毛竹树枝17的浮力，并以小浮力圈16进行控制。以悬浮进行设计的树型鱼礁，与种植基床竖向连接后，自然就形成了自身的竖向悬浮。

树型鱼礁全部为毛竹制作，毛竹资源丰富，材质天然,具有良好的生物亲和性,特别适宜水生物栖息，树状结构，易于藻类等水生生物的附着生长，形成饵料场。以上所述构件均为标准构件，具有通用性，因此，便于工厂制作，便于现场安装。

二、具体实施方法

本装置形状尺寸相同，因而相同构件可标准化在工厂生产；这样制作加工方便，还可以提高效率，而且可降低材料消耗，确保产品质量，并能减少大量现场工作量，提高该装置的工程质量。

工厂制作基床树礁3，相同构件的尺寸、形状和要求均相同，因此，可以在工厂标准化生产，并在工厂完成组装。送至需要建设的光滩水域，船上投放即可。

1、种植基床制作

种植基床1包括基床主体和套在基床主体外的大浮力圈8；基床主体为一个中间设有垂直插孔10的圆柱体，基床主体包括钢丝网4、竹片网5、草帘6和草垫7，内填的种植土料。同时，可带有拉手9。按照设计尺寸，完成以下各个构件制作和装配。

(1)钢丝网4制作，并完成底部和侧壁组装，顶面钢丝网暂不组装，先形成圆筒状；

(2)竹片网5制作，并安装于钢丝网4的内侧，基床主体的中心部位预留插孔四周布置竹片网5；

(3)草帘6、草垫7制作，草帘6悬挂于竹片网5的内侧，草垫7铺设于底部竹片网5上面；

(4)上述三步完成后，形成一个无盖的空箱圆筒，中心部位预留插孔10；

(5)种植土料制作，并填充于空箱圆筒内，随后在种植土上移植沉水植物13；

(6)圆筒顶面铺设大网目的竹片网5，再铺设大网目的钢丝网4，两者分别与竖向的竹片网5和钢丝网4连为一体；

(7)制作拉手9，对称安装于基床主体侧面和顶面相交的钢丝网4上；

(8)制作大浮力圈8，并套接于基床主体外侧，与钢丝网绑扎。

至此，完成单个种植基床，同样方法加工第二个，如此循环……

2、树型鱼礁制作

树型鱼礁2由毛竹直筒15、小浮力圈16、毛竹树枝17、插板孔洞20、碎竹片和竹片插板18组成，所述相同的构件，其形状、尺寸和作用相同，相同材料和制作，可以通用。

(1)小浮力圈16制作，碎竹片制作，竹片插板18制作；

(2)毛竹直筒15制作，套接小浮力圈16，碎竹片固定，随后完成45度的斜向孔洞19，底端预留方孔作为插板孔洞20；

(3)毛竹树枝17制作，并插装于毛竹直筒15，碎竹片固定。

以上(1)至(3)完成单个树型鱼礁，同样方法组装第二个，如此循环……

3、基床树礁组装

(1)将单个树型鱼礁2插接于种植基床预留的插孔10；

(2)毛竹直筒15底端安装竹片插板18，小浮力圈16套接于种植基床1顶面。

至此，组装完成后即形成一个完整的基床树礁3。同样方法组装第二个，如此循环……。

4、现场布置

若干个基床树礁3，集中采用船运至光滩现场。

(1)在船上可采用起吊设备，吊起一个基床树礁3，并将该装置放置于设定的水域；

(2)在船上也可采用人工提起一个基床树礁3，顺着船边投放于指定的水域。

在船上将该装置放入水中时，不管是水平放置还是垂直放置，因基床树礁类似于不倒翁，在自身结构的自控下，在水中始终以竖向姿态下沉至光滩的滩面，通过自身的重量而站立。

如此类推，同样方法依次布置下一个。

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

Claims (7)

1.一种带种植基床的树型鱼礁装置，其特征在于：基床树礁(3)包括下部的种植基床(1)和上部的树型鱼礁(2)；所述种植基床(1)包括基床主体和套在所述基床主体外的大浮力圈(8)；所述基床主体为一个中间设有插孔(10)的圆柱体；基床主体内填种植土料，所述种植土料用于种植沉水植物(13)；所述树型鱼礁(2)的底部插入所述插孔(10)内并固定。

2.根据权利要求1所述的一种带种植基床的树型鱼礁装置，其特征在于：钢丝网(4)构成所述基床主体的外网，竹片网(5)位于所述钢丝网(4)的内侧；所述插孔(10)的周边采用所述竹片网(5)围合。

3.根据权利要求2所述的一种带种植基床的树型鱼礁装置，其特征在于：草帘(6)设置于竖向的所述竹片网(5)的内侧；草垫(7)铺在所述基床主体底面的所述竹片网(5)之上。

4.根据权利要求1所述的一种带种植基床的树型鱼礁装置，其特征在于：所述种植土料分上下两层，下层土料密度比上层土料密度大。

5.根据权利要求1所述的一种带种植基床的树型鱼礁装置，其特征在于：所述大浮力圈(8)套接于所述基床主体的上部，所述大浮力圈(8)的顶面高出所述基床主体的顶面。

6.根据权利要求1所述的一种带种植基床的树型鱼礁装置，其特征在于：毛竹直筒(15)为所述树型鱼礁(2)的树干；毛竹树枝(17)插入所述毛竹直筒(15)上的斜向孔洞(19)内并固定，所述毛竹树枝(17)环绕布置于所述毛竹直筒(15)，所述毛竹直筒(15)外套有若干个小浮力圈(16)。

7.根据权利要求6所述的一种带种植基床的树型鱼礁装置，其特征在于：所述毛竹树枝(17)在所述种植基床(1)面上的投影长度小于所述种植基床(1)的半径。

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