RU190503U1 - Искусственный биотоп - Google Patents

Abstract

Искусственный биотоп относится к области экологии, мониторинга водной среды в качестве искусственного субстрата для формирования биоценоза, сохранения биологического разнообразия, повышения биологической продуктивности морской акватории, увеличения самоочищающей способности морской экосистемы и ее устойчивости к неблагоприятным факторам: антропогенному воздействию, гипоксии, инвазии чужеродных организмов-вселенцев, а также механико-биологического фильтра в зонах повышенной антропогенной нагрузки и предназначена для оценки состояния этой среды по показателям развития индикаторного сообщества, является средством реабилитации водных экосистем.Решение вышеуказанной задачи достигается за счет выполнения искусственного биотопа в виде коллектора из пропиленового каната с полипропиленовыми волокнами и мононитями, нижняя часть которого крепится к железобетонному грузу, а верхняя - к пластиковому бую, снабженному кольцом для крепления каната. Кроме того, увеличение полезной площади искусственного субстрата решается за счет вплетения полипропиленовых волокон и мононитей в несущий коллектор из витого полипропиленового каната и закрепления пучков волокон узлом, что предотвращает потерю субстрата при гидродинамической нагрузке от волнового воздействия. При этом груз, удерживающий биотоп на дне моря, изготовлен из высокопрочного армированного бетона, заглублен в грунт дна, что обеспечивает устройству устойчивую фиксацию и прочное сцепление с дном.Конструкция устанавливается на дне моря на необходимой глубине, груз заглубляется в толщу дна. На поверхности коллектора и субстрата начинают осаждаться микроорганизмы, споры водорослей, личинки водных животных, которые развиваясь, формируют локальный биоценоз.

Description

Искусственный биотоп относится к области экологии, мониторинга водной среды в качестве искусственного рифа с искусственным субстратом для формирования биоценоза, сохранения биологического разнообразия, повышения биологической продуктивности морской акватории, увеличения самоочищающей способности морской экосистемы и ее устойчивости к неблагоприятным факторам: антропогенному воздействию, гипоксии, инвазии чужеродных организмов-вселенцев, а также механико-биологического фильтра в зонах повышенной антропогенной нагрузки и предназначена для оценки состояния этой среды по показателям развития индикаторного сообщества, является средством реабилитации водных экосистем.

Морская мелиорация, осуществляемая за счет строительства искусственных рифов, способствует снижению уровня загрязненности в этих районах за счет обрастателей-биофильтраторов, поселяющихся на рифах и которые являются индикаторами состояния окружающей среды и требует проведения мониторинга происходящих процессов.

Из уровня техники известны различные конструкции для создания искусственных рифов на дне водоемов [Сайт www.reefboll.org.], конструкции, выполненные в виде коллекторов с полипропиленовыми волокнами, гравитационных якорей, поплавков [Сокольский А.Ф, Попова Н.В, Колмыков Е.В, Курапов А.А. Биоэкологические основы и практические результаты разработки системы защиты биологического разнообразия Каспийского моря от загрязнения. Астрахань. 2005. с. 26-36;

Афанасьев Д.В, Корпакова И.Г, Барабашин Т.О, и др. Экосистема Азовского моря: перифитон искусственных субстратов. Ростов-на-Дону. 2009. с. 12-18.]

Их основным недостатком является:

- возможность нарушения геометрической формы конструкции орудиями лова и якорными цепями;

Также известен рифовый модуль, выполненный из двух элементов: донного из железобетона и пелагического в виде тросов из полипропилена [Патент на полезную модель 93773, МПК В63В 35/32, опублик. 2010 г.], расходящихся конусом от донного элемента до верхней части плавучей окружности и кольца, смонтированного в верхней части пелагического элемента. Донный элемент в верхней части снабжают ушками для крепления пелагического элемента.

Полезная модель относится к области защиты водной среды и ее мониторинга с целью оценки ее состояния по показателям развития индикаторного сообщества.

Основным существенным недостатком данного аналога является низкая штормоустойчивость и, соответственно, жизнестойкость из-за малого веса донного элемента и недолговечного способа креплений пелагического элемента, подверженность конструкции разрушению орудиями лова и якорными цепями; отсутствие надежного сцепления с грунтом.

Известна конструкция искусственного рифа [Патент на изобретение 2314386, МПК Е02В 3/06, опублик. 2006 г.], который выполнен в виде трехмерной пространственной структуры, состоящей из колонок и рядов проницаемых для волн бетонных модулей, которые имеют четыре прямоугольные опоры для фиксации на массивном основании рифа, имеющего стационарное якорное зацепление с донным грунтом. Проницаемый бетонный модуль выполнен в форме равносторонней четырехгранной усеченной пирамиды рамной конструкции, одна из четырех прямоугольных опор которой помещена в центральное перфорированное квадратное отверстие модуля основания, причем площадь сечения упомянутого квадратного отверстия равна площади отверстия верхнего сечения модуля рамной конструкции и имеет размер, обеспечивающий размещение в каждом квадратном отверстии одновременно до четырех опор, соседних в колонке и ряду модулей рамной конструкции, а модуль основания на нижней поверхности снабжен опорами для зацепления с донным грунтом.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к подводным проницаемым гидробиотехническим сооружениям, и может быть использовано в мелководных зонах морей и водоемов в качестве искусственного субстрата и механического стимулятора развития биоценоза, и механико-биологического фильтра в зонах повышенной антропогенной нагрузки

Основными недостатками данного аналога является:

- не технологичность конструкции - донные модули занимают значительный объем, что приводит к неоправданно высоким затратам на транспортировку. Кроме того, монтаж рифа на морском дне осуществляется водолазами, что ставит работы в зависимость от метео - гидрологических условий и сопровождается значительными трудозатратами;

- подверженность конструкции разрушению орудиями лова и якорными цепями;

- привлечение объемной донной частью рифа сорных рыб, уничтожающих кормовую базу в районе биостанции и являющихся тупиковым звеном трофической цепи и конкурентами ценных видов рыб;

Известен [Патент 179174 опублик. 03.05.2018 бил. №13] донно-пелагический рифовый модуль, наиболее близкий по признакам к заявляемой полезной модели, который включает донную и пелагическую части. Донная часть рифового модуля выполнена в виде пирамидальной железобетонной конструкции, состоящей из сборного основания и рядов, проницаемых для волн элементов. Пелагическая часть рифового модуля выполнена в виде двухмерной пространственной структуры. Она содержит нижнее и верхнее сборные кольца, их изготавливают из обрезков пластиковой трубы, концы которых скрепляют пластиковыми соединительными муфтами. Нижнее кольцо прикрепляют в распор капроновыми тросами и полипропиленовыми тросами, концы которых заканчиваются петлями и используются для сборки пелагической части.

Полезная модель относится к области защиты водной среды, к рыбному хозяйству и может быть использована в качестве искусственного субстрата для воспроизводства морских организмов и для мониторинга водной среды Основными недостатками данного аналога является:

- подверженность конструкции разрушению орудиями лова и якорными цепями;

- отсутствие надежного сцепления с грунтом, сложность конструкции и технического исполнения. Запас плавучести пелагической части из-за утяжеления конструкции в результате обрастания не обеспечивает стабильного положения в толще воды.

Кроме этого все описанные конструкции имеют общий существенный недостаток: сбор биологического материала для исследований не представляется возможным в полном объеме без нарушения конструкции, т.к. микробиологические исследования обрастаний искусственного субстрата, имеющие особо важное значение и являющиеся одной из главных составляющих мониторинга биологической продуктивности и процессов очищения водоемов, возможны только при наличии образца искусственного субстрата, в противном случае происходит потеря представителей сообществ обрастаний и недостоверная оценка воздействия искусственного рифа на микрофлору водной толщи и донных отложений.

Целью создания полезной модели является:

- мониторинг и экологическая мелиорация морской акватории, а именно: интегральная оценка состояния морской среды, сохранение биоразнообразия, повышение самоочищающей способности и устойчивости экосистемы к антропогенному воздействию, увеличение кормовой базы гидробионтов, создание биотопа с благоприятными условиями жизни,, который позволит создать высокопродуктивное сообщество водных животных, продуцирующее в окружающее пространство большое количество личинок и молоди, являясь, таким образом, своеобразным инкубатором разных видов гидробионтов;

- увеличение на биотопе площади полезной поверхности, подходящей для заселения и жизнедеятельности морских организмов;

- повышение продуктивности биоценоза за счет размещения субстрата в слоях воды с благоприятными условиями обитания;

- увеличение информативности экологического мониторинга за счет получения данных, охватывающих все горизонты водной толщи;

- возможность направленного формирования состава биоценоза и снижения пресса потребителей кормовой базы со стороны сорных видов рыб;

- увеличении полезной площади субстрата при компактности конструкции для накопления и сбора достоверной информации для мониторинга состояния окружающей среды;

- доступности использования для анализа всего спектра представителей водных и донных биоценозов, формирующихся на искусственном биотопе без нарушения целостности конструкции;

- надежная и устойчивая фиксация устройства в грунт дна, отсутствие необходимости в использовании грузоподъемных плавстредств, а также грузоподъемной техники на берегу.

Решение вышеуказанной задачи достигается за счет выполнения искусственного биотопа в виде коллектора из пропиленового каната с полипропиленовыми волокнами и мононитями, нижняя часть которого крепится к железобетонному грузу, а верхняя - к пластиковому бую, снабженному кольцом для крепления каната. Кроме того, поставленная задача решается в полезной модели за счет вплетения полипропиленовых волокон и мононитей в несущий коллектор из витого полипропиленового каната и закрепления пучков волокон узлом, что предотвращает потерю субстрата при гидродинамической нагрузке от волнового воздействия. При этом груз, удерживающий биотоп на дне моря, изготовлен из высокопрочного армированного бетона, заглублен в грунт дна, что обеспечивает устройству устойчивую фиксацию и прочное сцепление с дном. Удобство сбора материала для исследований заключается в том, что за счет простоты конструкции, устройство легко разбирается и собирается, а пучки волокон, образующие субстрат, при сборе материала для исследований в случае необходимости легко снимаются или срезаются, что не нарушает целостности конструкции, обеспечивая объективность оценки состояния среды по показателям развития всего индикаторного сообщества.

Биотоп заявляемой конструкции отличается минимальными затратами материальных и финансовых ресурсов при изготовлении, транспортировки, установки и разборки, замены составных элементов, минимальными трудозатратами при монтаже, обслуживании и ремонте, прочностью и устойчивостью, экологической пластичностью, возможностью регулировать плотность и расположение субстрата в толще воды, доступности сбора материала для исследований всех уровней

Изложенная сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 - общий вид модуля искусственного биотопа, где искусственный биотоп состоит из груза (1), несущего коллектора (2), искусственного субстрата (3) и буя (4).

на фиг. 2 - буй;

на фиг. 3 - груз.

Буй на фиг. 2 имеет обтекаемую форму, выполнен из усиленного пластика и имеет кольца в нижней и верхней частях для крепления коллектора и дополнительного буя в целях выравнивания плавучести в случае значительного обрастания коллектора с субстратом.

Груз на фиг. 3 представляет собой плоский армированный бетонный блок с верхним рымом для крепления коллектора, который заглубляется в толщу дна.

Коллектор изготовлен из витого полипропиленового каната с верхней и нижней петлями для крепления груза и буя.

Искусственный субстрат выполнен из полипропиленовых волокон с добавлением мононитей, вплетенных в коллектор на расстоянии не более 50 мм друг от друга. Волокна имеют длину от 155 до 250 мм и расположены поперек коллектора.

Искусственный биотоп работает следующим образом. Конструкция устанавливается на дне моря на необходимой глубине, груз заглубляется в толщу дна. На поверхности коллектора и субстрата начинают осаждаться микроорганизмы, споры водорослей, личинки водных животных, которые развиваясь, формируют локальный биоценоз.

Состояние, видовой состав сообществ гидробионтов, уровень накопления токсикантов организмами служат показателями для оценки качества морской среды.

Ни из документации, ни из научно-технической литературы данной области техники, к которой относится заявленная полезная модель неизвестно об устройстве такого же назначения, имеющего идентичные существенные признаки.

Из опыта эксплуатации искусственных биотопов также неизвестно об устройстве с идентичными признаками. Отсюда правомерен вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

Указанная выше совокупность существенных признаков, а каждый из существенных признаков достаточен этой совокупности - необходим для решения поставленной задачи с получением технического результата. Между приведенной выше совокупностью существенных признаков и получаемым техническим результатом существует необходимая причинно-следственная связь. Совокупность существенных признаков является причиной получения технического результата.

Заявленная полезная модель может быть неоднократно реализована на практике с использованием указанной выше совокупностью существенных признаков, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Действующая опытная модель искусственного биотопа изготовлена непосредственно в ООО «ИПРОКАМ» и испытана при проведении соответствующих работ в Каспийском море.

Claims (4)

1. Искусственный биотоп, содержащий коллектор, груз, искусственный субстрат, отличающийся тем, что нижняя часть коллектора крепится к железобетонному грузу, имеющему верхний рым, а верхняя - к бую, снабженному кольцом для крепления коллектора, изготовленного из витого полипропиленового каната с петлями для крепления к грузу и бую, при этом груз изготовлен из высокопрочного армированного бетона и предназначен для заглубления в грунт дна.

2. Биотоп по п. 1, отличающийся тем, что буй имеет обтекаемую форму, выполнен из усиленного пластика и имеет кольца в нижней и верхней частях для крепления коллектора и дополнительного буя.

3. Биотоп по п. 1, отличающийся тем, что искусственный субстрат выполнен из полипропиленовых волокон с добавлением мононити, вплетенных в коллектор на расстоянии не более 50 мм друг от друга и завязанных узлом.

4. Биотоп по п. 3, отличающийся тем, что волокна имеют длину от 155 до 250 мм и расположены поперек коллектора.

Images