RU2302730C2

RU2302730C2 - Artificial reef

Info

Publication number: RU2302730C2
Application number: RU2005129844/12A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Грицыхин (RU); Владимир Александрович Грицыхин; Дмитрий Федорович Афанасьев (RU); Дмитрий Федорович Афанасьев; Валентин Валентинович Громов (RU); Валентин Валентинович Громов; Ирина Григорьевна Корпакова (RU); Ирина Григорьевна Корпакова; Юрий Валентинович Конев (RU); Юрий Валентинович Конев; Борис Дмитриевич Елецкий (RU); Борис Дмитриевич Елецкий
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Донская подводно-строительно-монтажная компания"
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-07-20
Also published as: RU2005129844A

Abstract

FIELD: fish industry, in particular, artificial reefs used in multiplication of hydrobionts, as well as in building of hydrotechnical constructions.

SUBSTANCE: artificial reef is formed as multilayer pyramidal construction made from supporting ferroconcrete plates on which ferroconcrete blocks are mounted, said blocks being formed as rectangular parallelepipeds defining carcasses. Plates are equipped with rods provided in their lower base and adapted for adhesion with basin bottom. Bases of supporting plates and blocks are made equal in sizes, with their width being equal to 1/2 of their length. Blocks are positioned in parallel and close with respect to one another, each being fixed at site of intersection of four plates or four plates of lower layer, and are attached thereto by means of grooves provided in upper bases of plates and blocks and adapted for receiving of wedges which are provided in lower bases of blocks. Wedges are inserted simultaneously into grooves of two adjacent blocks or plates of lower layer. Vertical size of wedges is 2-4 times as great as depth of grooves for creating cavities between said layers, and 20-45% of blocks are equipped with continuous horizontal and/or vertical wall/walls. During assembling of reef, these blocks are arranged so as to define additional refuge for certain kinds of hydrobionts.

EFFECT: wider operational capabilities, increased stability of construction and convenient operation.

7 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к искусственным рифам для размножения гидробионтов, а также может применяться в строительстве гидротехнических сооружений.The present invention relates to the fishing industry, namely to artificial reefs for the reproduction of aquatic organisms, and can also be used in the construction of hydraulic structures.

Известен искусственный риф для размножения водных животных (1), для изготовления которого использованы отслужившие свой срок автомобильные покрышки, соединенные между собой гибкими связями.Known artificial reef for the reproduction of aquatic animals (1), for the manufacture of which used outdated automobile tires, interconnected by flexible connections.

Недостатком известного устройства является неустойчивость конструкции, т.к. в случае шторма оно может разрушиться или поменять местоположение. Кроме того резина в условиях длительного нахождения в морской воде начинает выделять в окружающую среду различные токсические вещества, например соединения серы.A disadvantage of the known device is the instability of the structure, because in the event of a storm, it may collapse or change location. In addition, rubber in conditions of prolonged exposure to sea water begins to release various toxic substances into the environment, such as sulfur compounds.

Известен искусственный риф (2), изготовленный из бетона и пластмассы, армированной стекловолокном, образующими внешние слои профильных элементов.Known artificial reef (2) made of concrete and plastic reinforced with fiberglass, forming the outer layers of the profile elements.

Недостатком известной конструкции является использование для изготовления рифа пластмассы и стекловолокна, что делает конструкцию ломкой, неэкологичной, дорогостоящей. К таким материалам могут крепиться не все группы гидробионтов. Кроме того, в конструкции не предусмотрены убежища для некоторых гидробионтов, например кальмаров, омаров. Отсутствие опорного элемента делает конструкцию неустойчивой.A disadvantage of the known design is the use of plastic and fiberglass for the manufacture of the reef, which makes the structure brittle, environmentally friendly, and expensive. Not all groups of hydrobionts can be attached to such materials. In addition, the design does not provide shelters for some aquatic organisms, such as squid, lobster. The absence of a supporting element makes the structure unstable.

Наиболее близким к предложенному являются выбранные в качестве прототипа составные блоки для сборки пирамидальных искусственных рифов (3), выполненные из бетона в виде каркаса прямоугольного параллелепипеда с равными сторонами. Из блоков с помощью соединительных элементов выполняют призматические секции различных размеров, которые с помощью крепежных элементов соединяют между собой в виде пирамиды с полостями внутри. При этом блоки верхнего слоя, расположенные над полостями нижнего слоя, опираются на края только двух блоков нижнего слоя, что делает конструкцию собранной пирамиды недостаточно устойчивой. Кроме того, отсутствие нижнего опорного яруса дополнительно снижает устойчивость рифа, что делает возможным разрушение его при сложной гидродинамической обстановке.Closest to the proposed are selected as a prototype composite blocks for the assembly of pyramidal artificial reefs (3), made of concrete in the form of a frame of a rectangular parallelepiped with equal sides. Prismatic sections of various sizes are made of blocks using connecting elements, which are connected with each other in the form of a pyramid with cavities inside using fastening elements. Moreover, the blocks of the upper layer located above the cavities of the lower layer are based on the edges of only two blocks of the lower layer, which makes the design of the assembled pyramid insufficiently stable. In addition, the absence of a lower reference layer further reduces the stability of the reef, which makes it possible to destroy it under difficult hydrodynamic conditions.

Сложность крепежных элементов и крепежа приводит к высокой трудоемкости при сборке и разборке рифа.The complexity of the fasteners and fasteners leads to high complexity when assembling and disassembling the reef.

Кроме того, известная конструкция рифа имеет ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия убежищ для некоторых видов гидробионтов, например омаров, кальмаров, и малой площади прикрепления некоторых видов гидробионтов, например зоо- и фитобентоса.In addition, the well-known reef design has limited functionality due to the lack of shelters for some species of aquatic organisms, such as lobsters, squid, and the small area of attachment of certain aquatic organisms, such as zoo and phytobenthos.

Кубическая форма составных блоков неэкономична из-за неэффективного использования железобетона.The cubic shape of the composite blocks is uneconomical due to the inefficient use of reinforced concrete.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение устойчивости конструкции, а также удобство в эксплуатации.The objective of the invention is to expand the functionality and increase the stability of the structure, as well as ease of use.

Это достигается тем, что искусственный риф, представляющий собой пирамидальной формы многослойную конструкцию из железобетонных блоков, выполненных в виде каркаса прямоугольного параллелепипеда, скрепленных между собой, дополнительно содержит опорные железобетонные плиты, выполненные со стержнями в нижнем основании для сцепления с дном водоема, основания опорных плит и блоков имеют одинаковые размеры, при этом ширина равна 1/2 их длины, блоки установлены параллельно и вплотную друг другу и каждый - в месте пересечения 4-х плит или 4-х блоков нижнего слоя, и крепится к ним посредством выполненных в верхних основаниях плит и блоков канавок под клинья, которые выполнены в нижних основаниях блоков, и каждый вставляется одновременно в канавки двух рядом расположенных блоков или плит нижнего слоя, при этом вертикальный размер клиньев в 2-4 раза превышает глубину канавок для создания пространства между слоями, 20-45% блоков выполнены со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками, и эти блоки располагают при сборке рифа так, что образуются дополнительные убежища для некоторых видов гидробионтов.This is achieved by the fact that the artificial reef, which is a pyramidal shape of a multilayer structure of reinforced concrete blocks made in the form of a rectangular parallelepiped frame, fastened together, additionally contains reinforced concrete slabs made with rods in the lower base for engagement with the bottom of the reservoir, the base of the base plates and the blocks have the same dimensions, with the width equal to 1/2 of their length, the blocks are installed parallel and close to each other and each at the intersection of 4 plates or 4 blocks s of the lower layer, and is attached to them by means of plates and blocks of grooves for wedges made in the upper bases, which are made in the lower bases of blocks, and each is inserted simultaneously into the grooves of two adjacent blocks or plates of the lower layer, while the vertical size of the wedges is 2- 4 times the depth of the grooves to create a space between the layers, 20-45% of the blocks are made with a continuous horizontal and / or vertical wall / walls, and these blocks are placed during reef assembly so that additional shelters are formed for some types of hydrobionts.

Наличие опорных железобетонных плит, укладываемых на грунт и имеющих в нижнем основании стержни для жесткого сцепления с грунтом, делает конструкцию рифа более устойчивой.The presence of supporting reinforced concrete slabs laid on the ground and having rods in the lower base for rigid adhesion to the ground makes the reef structure more stable.

Выполнение крепления элементов рифа в виде канавок под клинья в плитах и блоках, наличие клина на каждой из четырех нижних сторон основания блока, установка каждого блока верхнего слоя в месте пересечения четырех плит или блоков нижнего слоя, вставка при этом каждого клина верхнего слоя одновременно в канавки двух прилегающих плит или блоков нижнего слоя скрепляет каждый верхний блок одновременно с четырьмя нижними плитами или блоками и их между собой, упрощает сборку или разборку рифа и одновременно обеспечивает его высокую устойчивость, что позволяет использовать предложенный риф также и в качестве волнолома на мелководье.The fastening of reef elements in the form of grooves for wedges in the plates and blocks, the presence of a wedge on each of the four lower sides of the base of the block, the installation of each block of the upper layer at the intersection of four plates or blocks of the lower layer, while inserting each wedge of the upper layer simultaneously into the grooves two adjacent plates or blocks of the lower layer fastens each upper block simultaneously with the four lower plates or blocks and between them, simplifies the assembly or disassembly of the reef and at the same time ensures its high stability s, which allows the use of the proposed reef as well as a breakwater in the shallows.

Одноразмерность оснований плит и блоков и соотношение ширины равной 1/2 их длины позволяет создавать из них сцепленную, устойчивую мозаику рифа.The uniform dimension of the bases of the plates and blocks and the ratio of the width equal to 1/2 of their length allows you to create an interlocked, stable mosaic of reef from them.

Выполнение вертикального размера клиньев в 2-4 раза больше глубины канавок и образование за счет этого полостей между слоями способствует циркуляции водных масс в рифе и дополнительно может использоваться гидробионтами в качестве убежища.The vertical size of the wedges is 2-4 times greater than the depth of the grooves and the formation of cavities between the layers due to this contributes to the circulation of water masses in the reef and can additionally be used by hydrobionts as a refuge.

Выполнение 20-45% блоков со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками и различное сочетание модификаций блоков позволяет при сборке формировать большую полезную площадь рифа, создавая ниши, удобные для обитания и размножения некоторых видов гидробионтов, а также образовать внутри рифа микроциркуляторные вихри для улучшения аэрационного и трофического режимов рифа, что способствует развитию организмов широкого размерного и видового диапазона - зоо- и фитобентоса, эпифитона, перифитона, планктонных организмов.The implementation of 20-45% of blocks with a continuous horizontal and / or vertical wall / walls and a different combination of block modifications allows forming a large reef useful area during assembly, creating niches that are convenient for living and breeding of some species of aquatic organisms, as well as forming microcirculatory vortices inside the reef for improving aeration and trophic regimes of the reef, which contributes to the development of organisms of a wide size and species range - zoo and phytobenthos, epiphyton, periphyton, planktonic organisms.

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, and therefore the claimed device meets the criterion of "novelty."

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый искусственный риф. На фиг.2 - общий вид двух слоев рифа в аксонометрии. На фиг.3 - пустотелый блок, общий вид в аксонометрии. На фиг.4 - передняя грань блока. На фиг.5 - боковая грань блока. На фиг.6 - блок, вид сверху. На фиг.7 - опорная плита, вид сверху.Figure 1 schematically shows the proposed artificial reef. Figure 2 is a General view of two layers of reef in a perspective view. Figure 3 - hollow block, General view in a perspective view. Figure 4 - the front face of the block. Figure 5 is a side face of the block. Figure 6 is a block, a top view. In Fig.7 - base plate, top view.

Искусственный риф представляет собой пирамидальной формы многослойную конструкцию, основание которой составляют опорные железобетонные плиты 1, расположенные на дне водоема, на которых слоями вплотную и параллельно друг другу установлены пустотелые блоки 2. Опорные железобетонные плиты 1 в нижнем основании снабжены стержнями 3 для сцепления с дном водоема, а в верхнем основании выполнены с двумя поперечными и двумя продольными канавками 4, расположенными симметрично относительно осей симметрии основания плит и сужающимися в глубину плиты. Размеры плит 1 могут варьировать в зависимости от целей сооружаемой конструкции, при этом ширина ее L должна быть равна 1/2 ее длины 2L. Высота плит 1 определяется, исходя из характера грунта, особенностей водоема, размеров сооружаемого рифа. Блоки 2 выполнены из железобетона в виде каркаса по форме прямоугольного параллелепипеда, длина и ширина которого совпадает с длиной и шириной плит 1, а высота колеблется в пределах 1-2/3 L в зависимости от волновой эрозии и застраиваемой акватории. На каждой из четырех сторон нижнего основания блока 2 в центральной части выполнено по одному продольному клину 5 (для вставки в канавки 4 нижнего слоя). В каждой из четырех сторон верхнего основания блока 2 под клинья 5 выполнены по две поперечные канавки 4, расположенные симметрично осям симметрии основания блока 2 и перпендикулярно стороне. Канавки 4 сужаются в глубину. Продольный размер клиньев 5 в 2 раза больше длины канавки 4 (или ширины одной стороны блока 2). Толщина клиньев 5 совпадает или на 0,2-0,4 см меньше ширины канавки 4 в ее нижнем основании. Вертикальный размер клиньев 5 в 1,5-2,5 раза больше глубины канавки 4. 20-45% Блоков 2 выполнены со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками, и эти блоки 2 располагают при сборке рифа так, что образуются убежища для некоторых видов гидробионтов.The artificial reef is a pyramidal shape with a multilayer structure, the base of which is made of reinforced concrete slabs 1 located on the bottom of the reservoir, on which hollow blocks 2 are installed in layers close to and parallel to each other. The reinforced concrete slabs 1 in the lower base are equipped with rods 3 for coupling with the bottom of the reservoir , and in the upper base are made with two transverse and two longitudinal grooves 4 located symmetrically relative to the axis of symmetry of the base of the plates and tapering in depth you. The dimensions of the plates 1 may vary depending on the purpose of the structure under construction, while its width L should be equal to 1/2 of its length 2L. The height of the plates 1 is determined based on the nature of the soil, the characteristics of the reservoir, the size of the reef being built. Blocks 2 are made of reinforced concrete in the form of a frame in the shape of a rectangular parallelepiped, the length and width of which coincides with the length and width of the slabs 1, and the height varies between 1-2 / 3 L depending on wave erosion and the built-up water area. On each of the four sides of the lower base of block 2 in the central part, one longitudinal wedge 5 is made (for insertion into the grooves 4 of the lower layer). In each of the four sides of the upper base of block 2 under the wedges 5 there are two transverse grooves 4 located symmetrically to the axes of symmetry of the base of block 2 and perpendicular to the side. Grooves 4 taper in depth. The longitudinal size of the wedges 5 is 2 times the length of the groove 4 (or the width of one side of the block 2). The thickness of the wedges 5 is the same or 0.2-0.4 cm less than the width of the groove 4 in its lower base. The vertical size of wedges 5 is 1.5-2.5 times greater than the depth of groove 4. 20-45% of Blocks 2 are made with a continuous horizontal and / or vertical wall / walls, and these blocks 2 are placed during reef assembly so that shelters are formed for some types of hydrobionts.

Риф устанавливают на грунте с помощью подводной техники. Сначала на грунт параллельно и вплотную друг другу укладываются несущие плиты 1. При этом в месте стыковки плит 1 канавки 4 одной плиты переходят в канавки 4 другой. На плиты 1 параллельно и вплотную друг другу устанавливают блоки 2, каждый в месте пересечения 4-х плит 1, чтобы центральные оси блоков 2 совпадали с точкой пересечения плит 1. Крепление осуществляется посредством вставки каждого клина 5, расположенного на поперечных сторонах блоков 2 в продольные канавки 4 примыкающих друг к другу плит 1, а клиньев 5, расположенных на продольных сторонах блоков 2, - в канавки 4 поперечных сторон двух примыкающих друг другу плит 1. При этом каждый клин 5 вставляется одновременно в канавки 4 двух вплотную расположенных плит 1. Таким образом, происходит крепление каждого верхнего блока 2 к 4-м нижним плитам 1 и этих плит 1 между собой. Причем в месте стыковки блоков 2 канавки 4 одного блока 2 переходят в канавки 4 другого. Следующий слой блоков 2 устанавливают параллельно нижнему, и каждый блок 2 - в месте пересечения четырех нижних блоков 2. При этом поперечные клинья 4 вставляют в продольные канавки 4-х двух рядом расположенных блоков 2 нижнего слоя, продольные клинья 5 - в поперечные канавки 4-х двух рядом расположенных блоков 2 нижнего слоя, и т.д., образуя скрепленную конструкцию пирамидальной формы с пустотами внутри и между слоями блоков 2, а также нишами, удобными для обитания и размножения некоторых видов гидробионтов.The reef is installed on the ground using underwater technology. First, carrier plates 1 are laid parallel and close to each other on the ground. At the same time, at the junction of the plates 1, the grooves 4 of one plate go into the grooves 4 of the other. Blocks 2 are installed on plates 1 in parallel and close to each other, each at the intersection of 4 plates 1 so that the central axes of the blocks 2 coincide with the intersection point of the plates 1. Fastening is done by inserting each wedge 5 located on the transverse sides of the blocks 2 into the longitudinal the grooves of 4 adjacent plates 1, and the wedges 5 located on the longitudinal sides of the blocks 2, into the grooves 4 of the transverse sides of the two adjacent plates 1. Moreover, each wedge 5 is inserted simultaneously into the grooves 4 of two closely spaced x plates 1. Thus, there is a mount each upper block 2 to the 4th lower plates 1 and these plates 1 together. Moreover, at the junction of the blocks 2, the grooves 4 of one block 2 go into the grooves 4 of the other. The next layer of blocks 2 is installed parallel to the bottom, and each block 2 is at the intersection of the four lower blocks 2. In this case, the transverse wedges 4 are inserted into the longitudinal grooves of 4 two adjacent blocks 2 of the lower layer, the longitudinal wedges 5 are inserted into the transverse grooves 4- x two adjacent blocks 2 of the lower layer, etc., forming a bonded pyramidal structure with voids inside and between the layers of blocks 2, as well as niches suitable for living and breeding of some species of hydrobionts.

Поверхностная очистка рифа осуществляется на месте набором скребков с использованием легкого водолазного снаряжения.Surface reef cleaning is carried out on site by a set of scrapers using lightweight diving equipment.

В случае необходимости демонтаж рифа осуществляется с борта судна с помощью канатов с крюками. При этом крюками подцепляются верхние перекладины верхнего ряда блоков и поднимаются лебедкой на борт судна.If necessary, the reef is dismantled from the side of the vessel using ropes with hooks. At the same time, the upper crossbars of the upper row of blocks are hooked and lifted by the winch to the side of the vessel.

На мелководье, при сильной волновой эрозии риф собирается таким образом, чтобы со стороны моря он имел более пологую сторону, чем со стороны берега. При этом достигается эффект волнолома, когда идущая волна постепенно ослабевает, доходя до верхушки сооружения.In shallow water, with strong wave erosion, the reef is collected in such a way that it has a flatter side from the sea than from the coast. At the same time, the effect of a breakwater is achieved, when the traveling wave gradually weakens, reaching the top of the structure.

Предложенная конструкция позволяет создавать искусственные рифы разной высоты, длины и ширины, разного объема и степени доступности внутренних поверхностей и ориентировать их в пространстве с учетом гидродинамических характеристик акватории.The proposed design allows you to create artificial reefs of different heights, lengths and widths, different volumes and degrees of accessibility of internal surfaces and orient them in space, taking into account the hydrodynamic characteristics of the water area.

Предложенная конструкция крепления элементов путем вставки клиньев блоков верхнего слоя в канавки плит или блоков нижнего слоя, при котором каждый блок верхнего уровня связывается одновременно с четырьмя нижележащими конструктивными элементами, что обеспечивает высокую устойчивость рифа и позволяет дополнительно использовать его в качестве волнолома.The proposed design of fastening elements by inserting wedges of blocks of the upper layer into the grooves of the plates or blocks of the lower layer, in which each block of the upper level is connected simultaneously with four underlying structural elements, which ensures high stability of the reef and allows its additional use as a breakwater.

Конструкция рифа и простое крепление элементов его между собой обеспечивает нормальный, свободный водообмен в рифе и облегчает заливку, перенос и монтаж и демонтаж конструкции.The reef construction and simple fastening of its elements among themselves provides normal, free water exchange in the reef and facilitates the pouring, transfer and installation and dismantling of the structure.

Сочетание нескольких модификаций блока 2, выражающееся в выполнении некоторых стенок сплошными, кроме организации ниш для некоторых видов гидробионтов, обеспечивает образование внутри рифа макроциркуляционных полей, что улучшит аэрационный и трофический режимы рифа и будет способствовать развитию организмов широкого размерного и видового диапазона - зоо- и фитобентоса, эпифитона, перифитона, планктонных организмов.The combination of several modifications of block 2, expressed in the fulfillment of some walls as solid, in addition to organizing niches for some species of aquatic organisms, ensures the formation of macrocirculation fields inside the reef, which will improve the aeration and trophic regimes of the reef and will contribute to the development of organisms of a wide size and species range - zoo and phytobenthos , epiphyton, periphyton, planktonic organisms.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в полифункциональности, дешевизне и легкости установки и демонтажа, высокой прочности и устойчивости, экологической безопасности используемых материалов, универсальности вариантов укладки элементов, возможности создания большого количества модификаций конструктивных элементов, что позволяет быстро адаптировать риф к меняющимся режимам акватории и изменению хозяйственного назначения.The advantages of the proposed device are multifunctionality, low cost and ease of installation and dismantling, high strength and sustainability, environmental safety of the materials used, the versatility of stacking options, the ability to create a large number of modifications of structural elements, which allows you to quickly adapt the reef to changing water regimes and changes in economic purposes .

Использованные источники информацииInformation Sources Used

1. Авт. св. №1329712, МКТ A 01 K 61/00.1. Auth. St. No. 1329712, MKT A 01 K 61/00.

2. Заявка Японии №58-846, МКИ A 01 K 61/00.2. Application of Japan No. 58-846, MKI A 01 K 61/00.

3. Заявка Японии №61-51844, МКИ A 01 K 61/00.3. Japanese application No. 61-51844, MKI A 01 K 61/00.

Claims

An artificial reef, which is a pyramidal shape of a multilayer structure of reinforced concrete blocks made in the form of frames of rectangular parallelepipeds fastened together, characterized in that it additionally contains reinforced concrete slabs made with rods in the lower base for engagement with the bottom of the reservoir, the base of the base plates and the blocks have the same dimensions, with the width equal to 1/2 of their length, the blocks are installed parallel and close to each other, each at the intersection of 4 plates or 4 blocks the lower layer and are attached to them by means of plates and blocks of grooves for wedges made in the upper bases, which are made in the lower bases of the blocks, and each is inserted simultaneously into the grooves of two adjacent blocks or plates of the lower layer, while the vertical size of the wedges is 2-4 times exceeds the depth of the grooves to create cavities between the layers, and 20-45% of the blocks are made with a continuous horizontal and / or vertical wall / walls and these blocks are placed during reef assembly so that additional shelters are formed for some ry types of hydrobionts.