專利名稱：人工上升流浮式水生生物資源增殖礁及其制作方法
技術領域：
本發明涉及一種人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，適宜安放于海洋環境中， 或其他經常具有較大波浪的貧營養深水環境中，并涉及其制作方法。
背景技術：
除極少數的化能合成作用外，地球上的天然有機物基本上都是直接或間接地來源 于光合作用，在陸地上即是綠色植物，在水域中主要是浮游植物及其他水生植物，這些直接 由無機物制造有機物的過程通常也稱為初級生產，初級生產過程直接決定了生態系統中食 物的多寡和生物的盛衰。水域中水生植物的初級生產除與陽光、溫度等因素有關，主要受 氮、磷、硅、鐵等營養鹽含量的限制。因為，水域中的殘體、糞便等有機顆粒一般會沉積到水 底，其礦化后形成的營養鹽在較深的水域一般難以再輸送到表層，在較深的水域中通常會 存在表層與深層的營養鹽含量差異，也就是較深的水域中通常存在一個營養鹽差異較大的 躍層，該深度稱為營養鹽躍層深度。如果因為某種因素，將高營養鹽含量的深層水帶至表 層，則會顯著的促進該水域的初級生產力和生物的繁盛。典型自然現象就是世界上著名的 四大海洋漁場，北海道、紐芬蘭、北海、秘魯漁場均位于暖、寒流交匯的地方以及秘魯寒流海 域，因為暖、寒流交匯海域通常會形成較強的海洋上升流，秘魯寒流則因洋流作用而形成強 大的秘魯上升流，從而造就了秘魯漁場這個世界上最大的漁場。人為地制造上升流以提高水域初級生產力、促進漁業繁榮的思想多見于學術刊物 等報道，各類人工魚礁一般也都有改變水域流場形成上升流的功能，形成上升流的效果也 常常成為評估人工魚礁的功能指標之一。以人為外源動力制造上升流需要消耗大量的能 源，效益上可能不是十分合理。在海洋等經常具有大規模波浪的水域，其波浪能是一種永不 耗竭的新能源，可以利用波浪能產生人工上升流，以提高表層水體的營養鹽含量和水域初 級生產力，進而促進水生生物的繁盛。有關人工上升流的專利設計有一些，大都是關于改善 流場、流態等相關工程設計，其中有一項申請號為2006200889613的專利設計，是一種框架 式人工藻礁，其是一種沉水性礁體設計，與常規人工魚礁一樣利用對海流阻擋作用所產生 的流場效應而形成較弱小的上升流。目前，尚未見到有關利用波浪的能量制造人工上升流 促進水生生物繁盛的專利設計。

發明內容
為解決目前國內現有技術和設計原理在該領域內的缺陷和不足，本發明的目的在 于提供一種人工上升流浮式水生生物資源增殖礁及其制作方法，利用波浪的能量自動將水 域中高營養鹽含量的深層水抽吸到表層，制造人工上升流式的涌升流，人為加速生物要素 的生物地化循環，增加水域表層水的營養鹽含量，進而提高水域初級生產力，從而促進所投 放水域水生生物資源的繁盛。本發明的目的還在于提供上述人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的制造方法， 以使這種人工上升流浮式水生生物資源增殖礁滿足上述要求。
本發明的目的是這樣來達到的，研制了一種人工上升流浮式水生生物資源增殖 礁，該人工上升流浮式水生生物資源增殖礁由浮子1、單向閥2、上升流管3及配重4連接構 成，其特征在于浮子1設置在上升流管3上方，單向閥2安裝在上升流管3內，配重4設置 在升流管3下方，浮子1通過錨系纜繩5與固定錨6相連接。所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的單向閥2安裝在上升流管3中，上 升流管3中液體的流向只能向上，而不能向下流動。所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的單向閥2距上升流管3上部的距離 Ll與所投放水域波浪常年平均的波高相一致，所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的上升流管3的整體長度L2大于所 投放水域的營養鹽躍層深度。所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的浮子1由塑料材料制作而成，單向 閥2、上升流管3、錨系纜繩5由塑料、鋼質耐腐蝕的材料制作而成，配重4、固定錨6由混凝 土、鋼質耐腐蝕的材料制作而成。本發明為了確保上述技術更好的實現，提供了一種人工上升流浮式水生生物資源 增殖礁的制作方法，具體步驟如下①、制造人工上升流浮式水生生物資源增殖礁主體各部件模具；②、將①過程選取的各部件模具進行鑄造成型或其他加工成型；③、將②過程加工成型的各部件組裝而成。本發明的優點是結構簡單，設計科學，人工上升流浮式水生生物資源增殖礁可以 有效地利用波浪能量，形成人工上升流場，將所投放水域深層營養鹽抽吸到表層水體，提高 初級生產力、促進水生生物繁盛，費用低廉，具有較大的實用性與便捷性，經濟實用，適宜廣 泛推廣。


圖1為人工上升流浮式水生生物資源增殖礁結構圖。其中，圖中標號1為浮子，2為單向閥，3為上升流管，4為配重，5為錨系纜繩，6為 固定錨，7為水面波浪線，8為水底固體界面。
具體實施例方式參見圖1，本發明研制了一種人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，采取如下步 驟該人工上升流浮式水生生物資源增殖礁由浮子1、單向閥2、上升流管3及配重4 連接構成，其特征在于浮子1設置在上升流管3上方，單向閥2安裝在上升流管3內，配重 4設置在升流管3下方，浮子1通過錨系纜繩5與固定錨6相連接。所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的單向閥2安裝在上升流管3中，使 上升流管3中液體的流向只能向上，而不能向下流動。所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的單向閥2距上升流管3上部的距離 Ll與所投放水域波浪常年平均的波高相一致。所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的上升流管3的整體長度L2大于所
4投放水域的營養鹽躍層深度。所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁的浮子1由塑料材料制作而成，單向 閥2、上升流管3、錨系纜繩5由塑料、鋼質耐腐蝕的材料制作而成，配重4、固定錨6由混凝 土、鋼質耐腐蝕的材料制作而成。本發明為了確保上述技術更好的實現，提供了一種人工上升流浮式水生生物資源 增殖礁的制作方法，具體步驟如下①、制造人工上升流浮式水生生物資源增殖礁主體各部件模具；②、將①過程選取的各部件模具進行鑄造成型或其他加工成型；③、將②過程加工成型的各部件組裝而成。本發明由若干單體人工上升流浮式水生生物資源增殖礁組成礁群，從而形成較好 的上升流流場以促進水生生物繁盛。每個單體人工上升流浮式水生生物資源增殖礁由浮子 1、單向閥2、上升流管3、配重4、錨系纜繩5、固定錨6構成。浮子1、上升流管3、配重4的 豎直連接構造使人工上升流浮式水生生物資源增殖礁主體部分(以下簡稱浮式礁)在流場 的作用下盡量保持垂直狀態，單向閥2使得上升流管3中的流向只能向上而不能向下。浮 式礁主體部分通過錨系纜繩5錨系在固定錨6上，通過投放固定錨6而安放在適宜的水域。如說明書附圖1所示，7為水面波浪線，8為水底固體界面，本發明的人工上升流浮 式水生生物資源增殖礁在所投放水域隨波浪而上下浮動的情況如下當浮式礁由波峰至波 谷向下運動時，由于波浪的作用，將迫使上升流管3中的水體向上流動，促使單向閥2打開； 同理，當浮式礁由波谷至波峰向上運動時，由于波浪的作用，將迫使上升流管3中的水體有 向下流動的趨向，所產生的后果即是迫使單向閥2關閉，阻止上升流管3中的水體向下流 動；這樣上升流管3中的水體在波浪和單向閥2的聯合作用下只能向上流動而不能向下流 動，在波浪的連續作用下，即可將上升流管3下部的水體一點點地逐漸抽吸到上部，從而制 造一種人為地上升流場作用，起到提高初級生產力、促進水生生物繁盛的作用。本發明所設計的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁適宜投放于海洋、湖泊等經 常具有較大波浪的貧營養鹽深水水域，利用波浪的能量將高營養鹽含量的深層水體抽吸到 表層，從而提高水域表層營養鹽含量和初級生產力，促進水生生物繁盛。設所投放水域波浪 常年的平均波高為λ，單向閥2距上升流管3上部的距離為Li，則Ll的長度宜與λ相當。 設上升流管3的整體長度為L2，所投放水域的營養鹽躍層深度為L，則L2應當大于L。錨系 纜繩5的長度略大于所投放水域的水深。另外，本發明并不意味著被示意圖及說明書所局限，在沒有脫離設計宗旨及其原 理的前提下可以有所變化。
權利要求
人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，由浮子(1)、單向閥(2)、上升流管(3)及配重(4)連接構成，其特征在于浮子(1)設置在上升流管(3)上方，單向閥(2)安裝在上升流管(3)內，配重(4)設置在升流管(3)下方，浮子(1)通過錨系纜繩(5)與固定錨(6)相連接。
2.根據權利要求1所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，其特征在于所述的 單向閥(2)安裝在上升流管(3)中，上升流管(3)中液體的流向只能向上，而不能向下流動。
3.根據權利要求1所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，其特征在于所述的 單向閥(2)距上升流管(3)上部的距離Ll應當與所投放水域波浪常年平均的波高相一致。
4.根據權利要求1所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，其特征在于所述的 上升流管(3)的整體長度L2應大于所投放水域的營養鹽躍層深度。
5.根據權利要求1所述的人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，其特征在于所述的 浮子(1)由塑料材料制作而成，單向閥(2)、上升流管(3)、錨系纜繩(5)由塑料、鋼質耐腐 蝕的材料制作而成，配重(4)、固定錨(6)由混凝土、鋼質耐腐蝕的材料制作而成。
6.根據權利要求1或2或3或4或5或任意一項所述的人工上升流浮式水生生物資源 增殖礁制作方法，其特征在于它包括以下方法步驟①、選取人工上升流浮式水生生物資源增殖礁主體各部件模具；②、將①過程選取的各部件模具進行鑄造成型或其他加工成型；③、將②過程加工成型的各部件組裝而成。
全文摘要
本發明提供一種人工上升流浮式水生生物資源增殖礁，由浮子(1)、單向閥(2)、上升流管(3)及配重(4)連接構成，其特征在于浮子(1)設置在上升流管(3)上方，單向閥(2)安裝在上升流管(3)內，配重(4)設置在升流管(3)下方，浮子(1)通過錨系纜繩(5)與固定錨(6)相連接。本發明制作方法步驟制造各部件模具、進行鑄造成型或其他加工成型、組裝。本發明的優點是結構簡單，設計科學，人工上升流浮式水生生物資源增殖礁可以有效地利用波浪能量，形成人工上升流場，將所投放水域深層營養鹽抽吸到表層水體，提高初級生產力、促進水生生物繁盛，費用低廉，具有較大的實用性與便捷性，經濟實用，適宜廣泛推廣。
文檔編號A01K61/00GK101946686SQ20101029301
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月17日 優先權日2010年9月17日
發明者張晶, 張楠, 張秀梅, 游奎, 馬彩華, 高天翔 申請人:中國海洋大學