大氣碳吸收的仿地學方法
【專利摘要】本發明提出了一種大氣碳吸收的仿地學方法。該方法的技術方案是模擬碳酸鹽巖的沉積作用過程，用人工修建障壁裙的方法生產珊瑚類生物骨骼碳酸鹽，用修建人造泄湖及鮞粒灘或建設顆粒碳酸鹽生產廠的方法生產鮞粒類無機顆粒碳酸鹽。用投放鮞核、添加深水營養鹽、排放海水淡化濃鹽水及使用人造涌浪設備等手段加快碳酸鹽沉積物的沉積速率，加大其產出量，形成了能有效增大碳吸收強度的濱淺海仿地泵、深海人工島仿地泵和漠表海仿地泵。本發明在宇宙地球的尺度上廣泛地、大量地生產能凈吸收大氣CO2的碳酸鹽沉積物，為對抗溫室氣體這個人類面臨的最為嚴峻的挑戰提供了解決途徑。同時還帶來了碳酸鈣工業礦產等附產品和其他有益效果。
【專利說明】大氣碳吸收的仿地學方法
(-)【技術領域】。
[0001]本發明涉及大氣碳吸收的仿地學方法【技術領域】。
(二)【背景技術】。
[0002]大氣中CO2等溫室氣體濃度升高導致的全球氣候變化是人類共同關注的問題，是世界經濟可持續發展和國際社會所面臨的最為嚴峻的挑戰之一。除陸地的綠色植物外，海洋是人類活動所產生的CO2的最終歸宿。但隨著大氣中CO2濃度的逐年增加，現在海洋自然吸收CO2的能力比工業革命以前已降低了好幾倍?，F在人們把解決溫室氣體問題的希望主要集中在節能減排或陸地綠化上，雖然大氣與海洋的CO2交換也已引起了極大重視，但尚未找到海洋增匯減源的有效辦法。本發明就是要利用仿地學方法為海洋、湖泊以及漠表海水域增加碳吸收能力，從而達到全球性增匯的目的。
(三)
【發明內容】
。
[0003]本發明所要解決的技術問題是怎樣模仿地質歷史上有大量紀錄的碳酸鹽巖的沉積作用過程，人工制造出有高鈣骨骼的生物碳酸鹽和生產速度高的顆粒碳酸鹽，加快碳酸鹽的生產速度和增加其生產力，從而通過廣闊的海湖水域有效地解決大氣碳吸收問題。
[0004]本發明所采用的技術方案是使用一種大氣碳吸收的仿地學方法。大氣碳吸收的仿地學方法是模擬碳酸鹽巖的沉積作用過程，人為地擴展、改造或建造適于碳酸鹽沉積物形成的地形、水體組分、水動力及其他必要條件，加快碳酸鹽沉積物的沉積速率，加大其產出量，以形成一個除現有生物泵、物理泵之外的仿地泵，增加對大氣CO2吸收的強度和速度，減少溫室氣體含量及其對氣候的影響。所述的仿地泵包括人工生產珊瑚類及其他生物骨骼碳酸鹽、鮞粒類及其他無機顆粒碳酸鹽。其生產條件為處在南北緯40°之間、不含陸緣碎屑沉積物、深度不超過20米、正常鹽度或超高鹽度的海洋或湖泊水域。生產珊瑚類骨骼碳酸鹽的方法是人工修建障壁裙。障壁裙是一個具有向海傾斜斜坡的延長型堆積體或結構架，其走向與海岸線或人工島的島體邊緣線一致。障壁裙可以固定在淺海大陸架的海底，也可懸掛在以島礁為基座或以其他方式定位的深海區人工島島體的側邊緣上。在障壁裙的向海一側可以排放或不排放深海富營養水，可以加或不加人造涌浪設備。生產鮞粒類及其他無機顆粒碳酸鹽的方法是修建人造泄湖及鮞粒灘或建設顆粒碳酸鹽生產廠，可以投放或不投放鮞核，加或不加海水淡化裝置(2)排放的濃鹽水，用人造涌浪設備或自擾動機械來實現鮞粒的懸浮和成長。仿地泵包括濱淺海仿地泵、深海人工島仿地泵和漠表海仿地泵。
[0005]人造涌浪設備采用舷寬和吃水深度達到使用要求的船或艇，在設定距離和速度范圍內，間歇地平行障壁裙或鮞粒灘邊緣行駛，形成設定波幅的涌浪。
[0006]人造泄湖和鮞粒灘不同的仿地泵有不同的結構形式，濱淺海仿地泵和漠表海仿地泵由造浪溝、擋浪堤和鮞粒灘組成。濱海潮坪泄湖直接在天然碳酸鹽潮坪(I)的下部修筑擋浪堤，在擋浪堤的向岸一側修一條與擋浪堤平行、供造浪設備通行的造浪溝。潮坪的表面為鮞粒灘的底面。漠表海泄湖修成設計大小的池狀蓄水體。造浪溝修在水池的中線部位。造浪溝的兩側各修一個向造浪溝緩傾斜的鮞粒灘，就象一本從中間翻開的書。多個這樣的泄湖個個相連組成漠表海。深海人工島仿地泵修筑巴哈馬臺地型人工泄湖和鮞粒灘。在島體的邊緣設涌浪可以漫過的邊緣脊，邊緣脊內側的島體上設淺水泄湖及從邊緣脊向島內緩傾斜的鮞粒灘。
[0007]濱淺海仿地泵的顆粒碳酸鹽生產廠設置兩個不同鹽度的蓄水體，一個儲蓄海水淡化后的濃鹽水，一個儲蓄正常鹽度的海水。在濱海潮坪潮水可以到達的部位修建一個堤壩低于高潮面的正常鹽度蓄水體，向海一側的臨海堤壩留有換水水閘，在海水退潮時開閘放水，漲潮時閉閘蓄水。緊挨著正常鹽度蓄水體，修建堤壩高于浪潮面的濃鹽水蓄水體。在隔離兩個蓄水體的中間堤壩上架設搖臂或纜車支架。在搖臂或支架上懸掛筒狀或其他形狀的造粒籠。造?；\的壁面部分或全部留有不大于0.1mm孔徑的孔眼。造粒籠上還安裝有鮞核進料口、成品鮞出料口和可搖動或旋轉造?；\的自擾動機械。造粒籠可通過搖臂或纜車支架反復浸入兩個蓄水體。深海人工島泵的顆粒碳酸鹽生產廠只在島體邊部修建濃鹽水蓄水池，在島體邊緣架設搖臂，造?；\通過搖臂反復浸入蓄水池和海水。多個這樣的造粒裝置組成一個顆粒碳酸鹽生產廠，碳酸鹽顆?？苫厥绽?。
[0008]本發明的有益效果在于:
[0009]第一，珊瑚類生物是高鈣骨骼生物，在其生命活動過程中基本上不釋放CO2,鮞粒類顆粒碳酸鹽是無機化學沉淀成因的，對CO2只有凈吸收。這兩類碳酸鹽的生產速度和生產力又都是碳酸鹽巖中最高的。所以仿地泵以這兩類碳酸鹽為主要產物從沉積物類型本身上看就具有很聞的碳吸收效率。
[0010]第二，珊瑚類骨骼碳酸鹽及鮞粒類顆粒碳酸鹽都是強水動力條件下生成的，人造涌浪設備的使用不僅可以滿足它們生長的需要，而且可通過人為地增加涌浪的頻度和力度，提高珊瑚和鮞粒的生長速度。人造涌浪所使用的船或艇可以作為旅游或運輸工具使用，可降低成本甚至可盈利。
[0011]第三，用于防治臺風的網格狀人工島格子間排放的深海富營養水有利于鈣藻類浮游生物生長，而鈣藻類又是珊瑚喜歡捕捉和粘附的造礁成分。在島上建造顆粒碳酸鹽生產廠不僅能充分利用太陽能光伏熱水發電裝置的殘余濃鹽水，而且避免了再建正常鹽度蓄水體，節省了很多成本。深海人工島仿地泵把原來不能生成珊瑚和鮞粒的廣大海域變成了碳酸鹽生成地，對于在宇宙地球的尺度上廣泛地、大量地生產能凈吸收大氣CO2的碳酸鹽沉積物具有重要意義。
[0012]第四，鮞粒碳酸鹽的生長分為懸浮快速成長和沉降再平衡兩個階段。顆粒碳酸鹽生產廠設置兩個不同鹽度的蓄水體，先讓造?；\在碳酸鈣過飽和的濃鹽水中懸浮成長，然后又放到碳酸鈣不飽和的正常鹽水中作再平衡，這與地質上的鮞粒形成過程完全一致。加上人為的投放鮞核和增加鮞粒的懸浮頻率，鮞粒的生產效率肯定比地質過程要高得多。鮞粒類顆粒碳酸鹽是重要的工業原料，而且其顆粒狀形態也更便于工業利用。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】。
[0013]圖1，顆粒碳酸鹽生產廠側剖面圖。I—濱海碳酸鹽潮坪，2—海水淡化裝置，3—濃鹽水蓄水體，4—造?；\，5—自擾動機械，6—搖臂，7—中間堤壩，8—海水高潮面，9-常鹽度蓄水體,10-臨海堤壩。(五)【具體實施方式】。
[0014]實施例一，修建海南島濱淺海仿地泵。
[0015]1、修建障壁裙。工廠加工長30m呈三角支撐的結構架，架子的一個斜面加裝厚板，厚板面上不規則的固定安設石灰巖巖塊，架子底面安設錐狀丁。將加工好的結構架投放到有現代點礁存在的海底，使其板面朝向廣海方向即成。多個這樣的結構架平行海岸延伸就構成一個障壁裙。游艇式造浪船在障壁裙外側50m處高速行駛，進行造浪活動。
[0016]2、修建顆粒碳酸鹽生產廠。在海岸上修建海水淡化裝置2。在浪潮面能夠到達的濱海碳酸鹽潮坪I部位修建正常鹽度蓄水池9。池子周圍的堤壩三面低于浪潮面，臨海堤壩10修有閘門。靠岸一側的堤壩高于最高浪潮面，是連接濃鹽水池3的中間堤壩7。在中間堤壩7上安設兩個搖臂支架，搖臂6的底端軸安設在支架軸承上，搖臂6的頂端固定圓柱形橫梁，造?；\4通過軸承懸掛在橫梁兩端。造粒籠4為長30m、直徑2m的圓筒，筒壁上間隔地設置留有孔徑為0.05_孔眼的孔板。在造?；\4的一端留有一個可閉合的進出料口。開工前先往濃鹽水池3內注入深度不低于1.5m的濃鹽水，并保證正常鹽度蓄水池9也已注滿水。向造?；\內4加入I噸粒徑為0.1-0.5mm的重質碳酸鈣顆粒，將造?；\4浸入濃鹽水池3中，用自擾動機械5使造粒籠4在池中往復擺動10分鐘，啟動搖臂控制裝置，將造?；\4從濃鹽水池3中提出，浸入正常鹽度蓄水池9中，靜止浸泡I小時后，再重新浸入濃鹽水蓄水池3。如此反復進行，到鮞粒直徑長大到3mm后出料，即完成一個生產過程。每隔3天，在海水退潮到臨海堤壩以下時，開閘放空正常鹽度蓄水池9，漲潮后再注滿，重新開始生產。這樣的生產車間可在海灘上成片設置，形成設計規模的生產廠。
[0017]實施例二,修建塔克拉瑪干沙漠漠表海仿地泵。
[0018]在塔克拉瑪干沙漠上按漠表海修筑方法，修筑一個長5km、寬230m的人造泄湖。在泄湖的長軸中線部位修一個寬30m、深6m尖底形造浪溝。在造浪溝兩側分別修一個向造浪溝傾斜、寬100m、坡度為3°的鮞粒灘。向兩側鮞粒灘斜坡上部投放鮞核，然后將從波斯灣長途引入的高鹽度海水注入泄湖，用造浪船在造浪溝中反復穿行。待鮞粒長大到不再隨涌浪運動、墜入到造浪溝底部時，將鮞粒撈出，再重新投放鮞核，開始下一個生產流程。泄湖堤壩寬30m，上面修有公路。多個這樣的泄湖隔堤相連，就構成漠表海仿地泵。
[0019]實施例三，修建馬爾代夫深海人工島仿地泵。
[0020]馬爾代夫國土由十九個環礁組成。在每個礁體活體珊瑚礁以下部位設固定人工島的基座，將帶下沉網格的島核與基座固定連接。然后，按網格狀筏式人工島的建設方法將國土連成一片。整個島體修成網眼直徑3kl、連線島體寬300m的大網眼人工島。在島體的外邊緣或格子狀島體的島體邊緣安裝深7m、傾角45°的障壁裙擋板，擋板的上邊緣與一個
0.5m高的邊緣脊銜接，邊緣脊內側修一個寬80m、坡度為3°的鮞粒灘，鮞粒灘位于寬150m、深Im的泄湖外邊緣。在島體迎風側排放從200m深水區抽提的富營養水，在距障壁裙和邊緣脊50m的范圍內用吃水深度不小于3.5m的船快速行駛，制造能漫過邊緣脊的涌浪，便可同時生產出珊瑚類生物骨骼碳酸鹽和鮞粒類顆粒碳酸鹽。
【權利要求】
1.一種大氣碳吸收的仿地學方法，包括使用防治臺風方法及多功能長城和漠表海技術，其特征在于所述的大氣碳吸收的仿地學方法是模擬碳酸鹽巖的沉積作用過程，人為地擴展、改造或建造適于碳酸鹽沉積物形成的地形、水體組分、水動力及其他必要條件，加快碳酸鹽沉積物的沉積速率，加大其產出量，以形成一個除現有生物泵、物理泵之外的仿地泵，增加對大氣CO2吸收的強度和速度，減少溫室氣體含量及其對氣候的影響。所述的仿地泵包括人工生產珊瑚類及其他生物骨骼碳酸鹽、鮞粒類及其他無機顆粒碳酸鹽。其生產條件為處在南北緯40°之間、不含陸緣碎屑沉積物、深度不超過20米、正常鹽度或超高鹽度的海洋或湖泊水域。生產珊瑚類骨骼碳酸鹽的方法是人工修建障壁裙。障壁裙是一個具有向海傾斜斜坡的延長型堆積體或結構架，其走向與海岸線或人工島的島體邊緣線一致。障壁裙可以固定在淺海大陸架的海底，也可懸掛在以島礁為基座或以其他方式定位的深海區人工島島體的側邊緣上。在障壁裙的向海一側可以排放或不排放深海富營養水，可以加或不加人造涌浪設備。生產鮞粒類及其他無機顆粒碳酸鹽的方法是修建人造泄湖及鮞粒灘或建設顆粒碳酸鹽生產廠，可以投放或不投放鮞核，加或不加海水淡化裝置排放的濃鹽水，用人造涌浪設備或自擾動機械來實現鮞粒的懸浮和成長。仿地泵包括濱淺海仿地泵、深海人工島仿地泵和漠表海仿地泵。
2.根據權利要求1所述的大氣碳吸收的仿地學方法，其特征在于所述的人造波浪設備采用舷寬和吃水深度達到使用要求的船或艇，在設定距離和速度范圍內，間歇地平行障壁裙或鮞粒灘邊緣行駛，形成設定波幅的涌浪。
3.根據權利要求1所述的大氣碳吸收的仿地學方法，其特征在于所述的人造泄湖和鮞粒灘不同的仿地泵有不同的結構形式，濱淺海仿地泵和漠表海仿地泵由造浪溝、擋浪堤和鮞粒灘組成。濱海潮坪泄湖直接在天然碳酸鹽潮坪(I)的下部修筑擋浪堤，在擋浪堤的向岸一側修一條與擋浪堤平行、供造浪設備通行的造浪溝。潮坪(I)的表面為鮞粒灘的底面。漠表海泄湖修成設計大小的池狀蓄水體。造浪溝修在水池的中線部位。造浪溝的兩側各修一個向造浪溝緩傾斜的鮞粒灘，就象一本從中間翻開的書。多個這樣的泄湖個個相連組成漠表海。深海人工島仿地泵修筑巴哈馬臺地型人工泄湖和鮞粒灘。在島體的邊緣設涌浪可以漫過的邊緣脊，邊緣脊內側的島體上設淺水泄湖及從邊緣脊向島內緩傾斜的鮞粒灘。
4.根據權利要求1所述的大氣碳吸收的仿地學方法，其特征在于所述的濱淺海仿地泵的顆粒碳酸鹽生產廠設置兩個不同鹽度的蓄水體，一個儲蓄海水淡化后的濃鹽水，一個儲蓄正常鹽度的海水。在濱海潮坪(I)潮水可以到達的部位修建一個堤壩低于高潮面(8)的正常鹽度蓄水體(9)，向海一側的臨海堤壩(10)留有換水水閘，在海水退潮時開閘放水，漲潮時閉閘蓄水。緊挨著正常鹽度蓄水體(9)，修建堤壩高于浪潮面的濃鹽水蓄水體(3)。在隔離兩個蓄水體的中間堤壩(7)上架設搖臂(6)或纜車支架。在搖臂(6)或支架上懸掛筒狀或其他形狀的造?；\(4)。造?；\的壁面部分或全部留有不大于0.1mm孔徑的孔眼。造粒籠上還安裝有鮞核進料口、成品鮞出料口和可搖動或旋轉造?；\的自擾動機械(5)。造?；\(4)可通過搖臂(6)或纜車支架反復浸入兩個蓄水體。深海人工島泵的顆粒碳酸鹽生產廠只在島體邊部修建濃鹽水蓄水池，在島體邊緣架設搖臂(6)，造?；\(4)通過搖臂(6)反復浸入濃鹽水蓄水體(3)和海水。多個這樣的造粒裝置組成一個顆粒碳酸鹽生產廠，碳酸鹽顆?？苫厥绽?。
【文檔編號】E02B3/00GK103556599SQ201310590916
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】馬瑞志 申請人:馬瑞志