RU121125U1

RU121125U1 - UNDERWATER LIGHTING DEVICE FOR RECULTIVATION OF DEEP-WATER BIOCENOSIS

Info

Publication number: RU121125U1
Application number: RU2012117125/13U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Фёдорович Афанасьев; Сергей Юльевич Чередников; Владимир Александрович Грицыхин; Ирина Султановна Инютина
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2012-10-20

Abstract

1. Подводное осветительное устройство для рекультивации глубоководных биоценозов, содержащее подводный фонарь с источником питания, отличающееся тем, что источник питания расположен на поверхности воды, выполнен из солнечных батарей, смонтированных в плавучей, прозрачной водонепроницаемой емкости, и связанных с подводным фонарем посредством кабеля. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плавучая водонепроницаемая емкость выполнена в виде пирамиды, с застекленными боковыми гранями, одна из которых выполнена с возможностью разъема, а основание снабжено поплавками и закреплено к якорю посредством якорного троса. ! 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что якорный трос верхним концом прикреплен к одному из углов основания пирамиды, имеет длину на 1/4-1/3 больше глубины места установки якоря, а на расстоянии 1/4-1/3 от его якорного конца к нему подвешен балластный груз, масса которого составляет 1/4-1/3 массы якоря. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к солнечным батареям дополнительно подключены литиевые аккумуляторы. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на дне водоема в зоне искусственного освещения размещены носители с водными растениями и засыпан слой ракушек. 1. An underwater lighting device for deep-sea biocenoses reclamation, containing an underwater lantern with a power source, characterized in that the power source is located on the water surface, made of solar batteries mounted in a floating transparent waterproof container and connected to the underwater lantern by means of a cable. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the floating waterproof container is made in the form of a pyramid, with glazed side faces, one of which is detachable, and the base is equipped with floats and is fixed to the anchor by means of an anchor cable. ! 3. The device according to claim 2, characterized in that the upper end of the anchor cable is attached to one of the corners of the pyramid base, has a length 1 / 4-1 / 3 greater than the depth of the anchor installation site, and at a distance of 1 / 4-1 / 3 from its anchor end, a ballast weight is suspended from it, the mass of which is 1 / 4-1 / 3 of the mass of the anchor. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that lithium batteries are additionally connected to the solar batteries. ! 5. The device according to claim 1, characterized in that at the bottom of the reservoir in the zone of artificial lighting, carriers with aquatic plants are placed and a layer of shells is covered.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к рыбной промышленности, а именно, к искусственным сооружениям, стимулирующим биопродуктивность донных биоценозов.The proposed utility model relates to the fishing industry, namely, to artificial structures that stimulate the bio-productivity of bottom biocenoses.

Известна система промыслового освещения, используемая в устройстве для лова рыбы (авт. свид. №2020810 МКИ A01K 75/02) (1). Система состоит из палубных светильников и концентрирующих светильников, которые установлены на плавучем буе, имеющим дугообразную форму. Известная система не позволяет освещать глубоководные биоценозы.A known system of commercial lighting used in a device for fishing (ed. Certificate. No. 2020810 MKI A01K 75/02) (1). The system consists of deck lights and concentrating lights that are mounted on a floating buoy having an arched shape. The known system does not allow to illuminate deep-sea biocenoses.

Известен флуоресцирующий материал, накапливающий световое излучение (патент JP №2847473 МКИ A01K 97/00) (2). Материал изготавливают в виде матричного кристалла, содержащего химическое соединение МА1204, где М - один из следующих элементов: кальций, стронций, барий. Материалом покрывают подводную деталь, например деталь рыболовной снасти. Материал сохраняет свечение в течение продолжительного времени. Недостатком флуоресцирующего материала является очень слабое рассеянное свечение, что не может обеспечить необходимый уровень фотосинтеза водорослей.Known fluorescent material that accumulates light radiation (JP patent No. 2847473 MKI A01K 97/00) (2). The material is made in the form of a matrix crystal containing the chemical compound MA1204, where M is one of the following elements: calcium, strontium, barium. The material covers an underwater part, such as a piece of fishing tackle. The material retains a glow for a long time. The disadvantage of fluorescent material is a very weak diffuse glow, which cannot provide the necessary level of algal photosynthesis.

Наиболее близким к предложенному, является, выбранное в качестве прототипа, устройство для выращивания моллюсков (патент JP №03370918 МКИ A01K 61/00) (3), включающее размещенный в воде полупроводниковый лазер или светодиод, испускающий видимое монохроматическое излучение, направленное на моллюсков.Closest to the proposed, is selected as a prototype, a device for growing mollusks (JP patent No. 03370918 MKI A01K 61/00) (3), including a semiconductor laser or LED placed in water, emitting visible monochromatic radiation directed at the mollusks.

Недостатком устройства является малая площадь освещения из-за однонаправленности светового воздействия лазера. Поступление в водоемы в больших количествах различных взвесей, органических веществ и различных примесей приводит к ухудшению самоочищающей способности водоемов и снижению прозрачности воды. Известно, что продуктивность водоемов часто лимитируется прозрачностью воды и уровнем освещенности фотической зоны акватории. Чем выше уровень освещенности и объем фотической зоны, тем выше продуктивность водоема. В то же время, антропогенное воздействие на акватории включает в себя загрязнение взвесями, в том числе неорганического происхождения, и увеличение трофности водоемов с последующей экранизацией донных сообществ макрофитов вплоть до их полного отмирания. Таким образом, в мутной воде угнетается деятельность продуцентов кислорода - донных водорослей, что во многих случаях приводит к исчезновению донных растительных сообществ. Такое изменение растительных ассоциаций, нарушение биохимических процессов в водоеме приводит к изменению всего гидробиологического комплекса, воздействуя и на растительные и животные группировки.The disadvantage of this device is the small area of lighting due to the unidirectional light exposure of the laser. The entry into water bodies in large quantities of various suspensions, organic substances and various impurities leads to a deterioration in the self-cleaning ability of water bodies and a decrease in the transparency of water. It is known that the productivity of water bodies is often limited by the transparency of water and the level of illumination of the photic zone of the water area. The higher the level of illumination and the volume of the photic zone, the higher the productivity of the reservoir. At the same time, the anthropogenic impact in the water area includes pollution by suspensions, including those of inorganic origin, and an increase in the trophicity of water bodies with subsequent screening of macrophyte bottom communities until they die off completely. Thus, the activity of oxygen producers, bottom algae, is suppressed in muddy water, which in many cases leads to the disappearance of bottom plant communities. Such a change in plant associations, disruption of biochemical processes in a water body leads to a change in the entire hydrobiological complex, affecting both plant and animal groups.

Задачей предлагаемой полезной модели является стимулирование роста и размножения донных автотрофных организмов.The objective of the proposed utility model is to stimulate the growth and reproduction of bottom autotrophic organisms.

Технический результат - повышение продуктивности донных автотрофных сообществ водоема.The technical result is an increase in the productivity of bottom autotrophic communities of the reservoir.

Это достигается тем, что в известном подводном осветительном устройстве для рекультивации глубоководных биоценозов, содержащем подводный фонарь с источником питания, согласно полезной модели, источник питания расположен на поверхности воды, выполнен из солнечных батарей, смонтированных в плавающей, прозрачной водонепроницаемой емкости, и связанных с подводным фонарем посредством кабеля.This is achieved by the fact that in the known underwater lighting device for the reclamation of deep-sea biocenoses containing an underwater flashlight with a power source, according to a utility model, the power source is located on the surface of the water, made of solar panels mounted in a floating, transparent waterproof container, and connected with underwater flashlight through cable.

При этом плавающая прозрачная водонепроницаемая емкость выполнена в виде пирамиды, с застекленными боковыми гранями, одна из которых выполнена с возможностью разъема, а основание снабжено поплавками и закреплено к якорю посредством якорного троса.In this case, the floating transparent waterproof container is made in the form of a pyramid, with glazed side faces, one of which is made with the possibility of a connector, and the base is equipped with floats and fixed to the anchor by means of an anchor cable.

Якорный трос верхним концом прикреплен к одному из углов основания пирамиды, имеет длину на 1/4-1/3 больше глубины места установки устройства, а на расстоянии 1/4-1/3 от его якорного конца к нему подвешен балластный груз, масса которого составляет 1/4-1/3 массы якоря.An anchor cable with its upper end attached to one of the corners of the base of the pyramid, has a length 1 / 4-1 / 3 greater than the depth of the installation site, and at a distance 1 / 4-1 / 3 from its anchor end, a ballast weight is suspended from it, the mass of which is 1 / 4-1 / 3 of the mass of the anchor.

Кроме того, к солнечным батареям дополнительно подключены литиевые аккумуляторы.In addition, lithium batteries are additionally connected to the solar panels.

На дне водоема в зоне искусственного освещения размещены носители с водными растениями, и засыпан слой ракушек.At the bottom of the reservoir in the zone of artificial lighting, carriers with aquatic plants are placed, and a layer of shells is covered.

Использование подводных фонарей стимулирует рост глубоководных биоценозов, находящихся на глубине, куда не проникает солнечное освещение.The use of underwater lights stimulates the growth of deep-sea biocenoses located at a depth where sunlight does not penetrate.

Использование солнечных батарей делает конструкцию автономной и независимой от наземных источников питания.The use of solar panels makes the design autonomous and independent of ground power sources.

Доукомплектование солнечных батарей литиевыми аккумуляторами, запасающими избыток электроэнергии, позволяет продлить период освещения донных биоценозов.Re-equipping solar panels with lithium batteries storing excess electricity, allows you to extend the lighting period of bottom biocenoses.

Размещение на дне водоема в зоне искусственного свещения носителей (субстратов) с водорослями позволяет создавать очаги зарастания в водоемах, не имеющих растительности, а также возможность создания в нужном месте водоема места повышенной биологической продуктивности. Засыпка дна вокруг субстрата россыпью ракушек повысит уровень отражения света от дна и количество отраженного света в толще воды, что значительно увеличит фотосинтез водных биоценозов.Placing carriers (substrates) with algae at the bottom of the reservoir in the zone of artificial luminescence allows the creation of foci of overgrowth in reservoirs that do not have vegetation, as well as the possibility of creating places of increased biological productivity in the right place of the reservoir. Filling the bottom around the substrate with loose shells will increase the level of light reflection from the bottom and the amount of reflected light in the water column, which will significantly increase the photosynthesis of aquatic biocenoses.

Длина якорного троса на 1/4-1/3 больше глубины установки якоря обеспечивает оптимальную степень площади освещения дна и одновременно устойчивость якоря.The length of the anchor cable is 1 / 4-1 / 3 more than the depth of installation of the anchor provides an optimal degree of coverage of the bottom and at the same time stability of the anchor.

Крепление на тросе балластного груза массой 1/4 1/3 от массы якоря и на расстоянии от него на 1/4-1/3 длины якорного троса, оптимально увеличивает эффективность работы якоря, снижает ударные нагрузки на якорный трос, обеспечивает амортизацию волновых и ветровых воздействий. При этом предотвращается возможность повреждения якорного крепежа и разрыв якорного троса.Fastening on a cable ballast cargo weighing 1/4 1/3 of the mass of the anchor and at a distance from it by 1 / 4-1 / 3 of the length of the anchor cable, optimally increases the efficiency of the anchor, reduces shock loads on the anchor cable, provides shock absorption of wave and wind impacts. This prevents the possibility of damage to the anchor fasteners and rupture of the anchor cable.

Совокупность отличительных признаков описываемого устройства обеспечивает достижение поставленной задачи.The set of distinctive features of the described device ensures the achievement of the task.

Сравнение прототипа с заявляемым техническим решением показало, что указанные выше признаки являются отличительными, в связи, с чем заявляемое устройство соответствует критерию "новизны".Comparison of the prototype with the claimed technical solution showed that the above signs are distinctive, in connection with which, the claimed device meets the criterion of "novelty."

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид предлагаемого подводного осветительного устройства.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a General view of the proposed underwater lighting device.

Устройство содержит плавучую прозрачную водонепроницаемую емкость 1, внутри которой смонтированы кремниевые солнечные батареи 2, электрически связанные посредством кабеля 3 с подводным фонарем 4. Электрическая цепь: фонарь 4 - кабель 3 - солнечные батареи 2 электроизолированы от воды и металлических деталей конструкции. В фонаре 4 предусмотрена водоупорная защита. Плавучая, прозрачная водонепроницаемая емкость 1 выполнена в виде четырехгранной пирамиды, основание которой выполнено из двух рам 5, связанных между собой вертикальными опорами 6. Одна из сторон основания выполнена с возможностью разъема. Через нее пространство между рамами 5 заполняют поплавками 7. Каркас емкости 1 сварен из уголкового профиля. Поверхность верхней рамы 5 настилается листовым железом. Просветы между листовым железом и примыкающим к нему уголковым профилем каркаса герметизируются. В треугольные грани пирамиды вставляются стекла и герметизируются водостойкими затвердевающими полимерными смолами. На поверхности основания емкости 1 на электроизоляторе монтируются кремниевые солнечные батареи 2. Для доступа к солнечным батареям 2 одна из боковых граней емкости 1 выполнена с возможностью разъема. К одному из углов нижней рамы 5 закреплен якорный трос 8, другой конец которого закреплен к якорю 9. Якорный трос 8 имеет длину на 1/4-1/3 больше глубины места установки якоря 9, что позволяет устройству свободно дрейфовать, совершая круговые движения вокруг якоря 9, и при этом освещать значительную площадь затемненного дна. На тросе 8 на 1/4-1/3 его длины от якорного конца крепится балластный груз 10, масса которого составляет 1/4-1/3 массы якоря 9. Устройство работает лишь при наличии дневного света. Возможно доукомплектование солнечных батарей литиевыми аккумуляторами, запасающими избыток электроэнергии, что может продлить период освещения донных биоценозов. В случае необходимости восстановления природных биоценозов, утраченных в результате загрязнения водоема, на освещаемом участке дна помещают носители 11 (субстраты), на которые прикрепляют уже взрослые талломы водорослей, взятые из другого местообитания, или производят «обсеменение» субстрата спорами или зиготами водорослей, подобранными по экологическому оптимуму для конкретного водоема, которые извлекают из воды и усваивают соли тяжелых металлов, пестициды, нефтепродукты, поглощают большое количество других растворенных веществ. В качестве носителей можно использовать бракованные железобетонные изделия, что существенно удешевляет работы. Кроме того, для увеличения уровня освещенности целесообразно обсыпать дно вокруг субстрата ракушкой, что повысит уровень отражения света от дна и увеличит количество отраженного света в толще воды.The device contains a transparent transparent waterproof container 1, inside of which silicon solar panels 2 are mounted, electrically connected via cable 3 to an underwater light 4. Electric circuit: flashlight 4 - cable 3 - solar panels 2 are insulated from water and metal structural parts. Flashlight 4 provides waterproof protection. The floating, transparent waterproof container 1 is made in the form of a tetrahedral pyramid, the base of which is made of two frames 5, interconnected by vertical supports 6. One of the sides of the base is made with the possibility of a connector. Through it, the space between the frames 5 is filled with floats 7. The frame of the tank 1 is welded from a corner profile. The surface of the upper frame 5 is laid with sheet metal. The gaps between the sheet metal and the adjacent corner profile of the frame are sealed. Glass is inserted into the triangular faces of the pyramid and sealed with waterproof hardening polymer resins. On the surface of the base of the tank 1 on the insulator mounted silicon solar panels 2. To access the solar panels 2, one of the side faces of the tank 1 is made with the possibility of a connector. An anchor cable 8 is fixed to one of the corners of the lower frame 5, the other end of which is fixed to the anchor 9. The anchor cable 8 has a length 1 / 4-1 / 3 greater than the depth of the installation location of the anchor 9, which allows the device to freely drift, making circular movements around anchors 9, and at the same time illuminate a significant area of the darkened bottom. On a cable 8, 1 / 4-1 / 3 of its length from the anchor end, a ballast weight 10 is attached, the mass of which is 1 / 4-1 / 3 of the mass of the anchor 9. The device only works in the presence of daylight. It is possible to understaff solar panels with lithium batteries storing excess electricity, which can extend the period of lighting of bottom biocenoses. If it is necessary to restore the natural biocenoses lost as a result of water body pollution, carriers 11 (substrates) are placed on the illuminated bottom section, onto which adult algae thalli are taken, taken from another habitat, or the soil is “seeded” with spores or zygotes of algae selected according to ecological optimum for a particular reservoir, which are extracted from water and assimilate salts of heavy metals, pesticides, oil products, absorb a large number of other dissolved substances. Defective reinforced concrete products can be used as carriers, which significantly reduces the cost of work. In addition, to increase the level of illumination, it is advisable to sprinkle a shell around the bottom of the substrate, which will increase the level of light reflection from the bottom and increase the amount of reflected light in the water column.

Сборку устройств осуществляют на суше. На борту судна их доставляют в заданный район, где устанавливают на якоре 9. Длину якорного троса 8 подбирают на 1/4-1/3 больше глубины места постановки устройств. Открывают разъемную сторону нижней рамы 5. Внутреннее пространство между рамами 5 заполняют поплавками 7. Разъемную сторону рамы 5 закрывают. В качестве поплавков 7 можно использовать, например пластиковые герметичные бочки емкостью 200 л, или мешки с пустой пластиковой тарой. От солнечных батарей 2 электрический ток подается по кабелю 3 к светодиодному фонарю 4, размещенному на глубину ниже компенсационной точки фотосинтеза. Устройства освещают глубоководные биоценозы, находящиеся ниже компенсационной точки фотосинтеза и испытывающие недостаток света.The assembly of devices is carried out on land. On board the vessel they are delivered to a predetermined area, where they are anchored 9. The length of the anchor cable 8 is selected 1 / 4-1 / 3 more than the depth of the device. Open the detachable side of the lower frame 5. The inner space between the frames 5 is filled with floats 7. The detachable side of the frame 5 is closed. As floats 7, you can use, for example, plastic sealed barrels with a capacity of 200 l, or bags with empty plastic containers. From solar panels 2, electric current is supplied via cable 3 to the LED flashlight 4, located at a depth below the compensation point of photosynthesis. The devices illuminate deep-sea biocenoses below the compensation point of photosynthesis and lack light.

Использование устройств рекомендовано в морях и акваториях, а также на участках водоемов с низким уровнем естественной продукции. Профилактическое обслуживание осуществляется на месте с борта судна или с использованием легководолазного снаряжения минимум 2 раза в год. На акваториях с сезонным обледенением или устойчивыми штормами рекомендуется временно демонтировать устройства на время непогоды до наступления благоприятных условий эксплуатации.The use of devices is recommended in the seas and water areas, as well as in areas of reservoirs with a low level of natural products. Preventive maintenance is carried out on site from the side of the vessel or using light-diving equipment at least 2 times a year. In water areas with seasonal icing or persistent storms, it is recommended to temporarily dismantle the devices during bad weather until favorable operating conditions occur.

Предлагаемая модель автономна и проста в обслуживании. Устройство позволяет поддерживать развитие глубоководных биоценозов, находящихся ниже компенсационной точки фотосинтеза и испытывающих недостаток света, а также создавать очаги зарастания в водоемах, не имеющих растительности.The proposed model is autonomous and easy to maintain. The device allows you to support the development of deep-sea biocenoses located below the compensation point of photosynthesis and experiencing a lack of light, as well as create foci of overgrowth in water bodies without vegetation.

В результате увеличивается самоочистительная способность воды и повышается продуктивность водоемов.As a result, the self-cleaning ability of water increases and the productivity of water bodies increases.

Использованные источникиUsed sources

1. Авт. свид. №2020810 МКИ A01K 75/021. Auth. testimonial. No. 2020810 MKI A01K 75/02

2. Патент JP №2847473 МКИ A01K 97/002. JP patent No. 2847473 MKI A01K 97/00

3. Патент JP №03370918 МКИ A01K 61/003. JP patent No. 03370918 MKI A01K 61/00

Claims

1. Underwater lighting device for the reclamation of deep-sea biocenoses, containing an underwater lamp with a power source, characterized in that the power source is located on the surface of the water, made of solar panels mounted in a floating, transparent waterproof container, and connected to the underwater lamp through a cable.

2. The device according to claim 1, characterized in that the floating waterproof container is made in the form of a pyramid, with glazed side faces, one of which is made with the possibility of a connector, and the base is equipped with floats and fixed to the anchor by means of an anchor cable.

3. The device according to claim 2, characterized in that the anchor cable with its upper end is attached to one of the corners of the base of the pyramid, has a length 1 / 4-1 / 3 greater than the depth of the anchor, and at a distance of 1 / 4-1 / 3 from its anchor end, a ballast load is suspended from it, the mass of which is 1 / 4-1 / 3 of the mass of the anchor.

4. The device according to claim 1, characterized in that lithium batteries are additionally connected to the solar panels.

5. The device according to claim 1, characterized in that at the bottom of the reservoir in the zone of artificial lighting, carriers with aquatic plants are placed and a layer of shells is covered.