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申请/专利权人：浙江海洋大学

摘要：本发明公开一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，属于海洋牧场人工鱼礁技术领域，包括底层鱼礁，底层鱼礁的两端通过纲绳连接浮体，浮体上设有若干组发电机组，纲绳之间连接有网衣，网衣中部下方设有藻类孢子播种器。本发明将波浪能和潮能发电装置与浮鱼礁的浮体结构组合在一起，实现海洋能到电能的一级转换，还可吸引鱼类聚集，极大的改善了海域的初级生产力。

主权项：1.一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，包括底层鱼礁（1），其特征在于：所述底层鱼礁（1）的两端通过纲绳（2）连接浮体（3），所述浮体（3）上设有若干组发电机组（4），所述纲绳（2）之间连接有网衣（5），所述网衣（5）中部下方设有藻类孢子播种器（6）；所述藻类孢子播种器（6）包括浮力瓶（23），所述浮力瓶（23）顶部密封连接有橡胶套（20），所述浮力瓶（23）内部通过薄铁片（21）隔成三层容纳腔（24），所述容纳腔（24）内部存放有藻类孢子（22）；所述底层鱼礁（1）两侧端面开设有半圆通孔（12），所述底层鱼礁（1）侧面设有第一支撑组件（19），所述底层鱼礁（1）顶面设有回字形通孔（18），所述底层鱼礁（1）底面开设有矩形通孔（13）；所述回字形通孔（18）通过加强筋（11）相连，所述回字形通孔（18）的边缘处设有5°-10°的向内拔模角度，所述第一支撑组件（19）包括第一支撑杆（9）与第二支撑杆（10），所述第一支撑杆（9）与第二支撑杆（10）相围成长方形，所述第一支撑杆（9）与第二支撑杆（10）通过加强筋（11）连接底层鱼礁（1）。

全文数据：一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁技术领域本发明属于海洋牧场人工鱼礁技术领域，具体涉及一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁。背景技术我国海洋牧场基于海洋生态系统原理，在特定海域，通过人工鱼礁、增殖放流等措施，构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所，增殖养护渔业资源，改善海域生态环境，实现渔业资源可持续利用。海洋牧场建设作为解决海洋渔业资源可持续利用和生态环境保护矛盾的金钥匙，是转变海洋渔业发展方式的重要探索，也是促进海洋经济发展和海洋生态文明建设的重要举措。尽管目前全国海洋牧场建设已初具规模，经济效益、生态效益和社会效益日益显著，但在发展过程中还存在基础研究不足的问题，制约着海洋牧场的建设。我国南方渔场海域是长江、钱塘江、瓯江和珠江等的出海口，从陆上带来了丰富的饵料，尤其是东海海域在台湾暖流和黄海沿岸流的交汇处，水温和盐分都适用鱼类生长和繁殖，是鱼类（头足类、甲壳类）重要的产卵场。南方海洋牧场环境因子不同于北方海域，并且主要以鱼、虾、蟹、头足类等高级消费者为增养殖对象，因此海洋牧场建设的模式应以浮式鱼礁、养殖筏式、养殖网箱等中上层人工生境构建为基础，增殖天然饵料、养殖藻场和创造鱼类保育场，为鱼类产卵和幼体庇护提供良好的栖息环境。农业部印发的《国家级海洋牧场示范区建设规划（2017-2025）》中提出：截止到2025年，规划在东海区共建设20个国家级海洋牧场示范区（包括2015-2016年已建情况），形成示范海域面积500多平方千米，其中：建设人工鱼礁区面积160平方千米，投放人工鱼礁500多万空立方米。可见，国家高度重视和大力支持东海沿海地区海洋牧场的建设，而如何选择浮鱼礁类型、确定投放布局、保证结构安全和材料安全、保证聚鱼和庇鱼效果是科学创造鱼类产卵场和保育场的重要前提。发明内容本发明的目的在于提供一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，将波浪能和潮能发电装置与浮鱼礁的浮体结构组合在一起，实现海洋能到电能的一级转换，还可吸引鱼类聚集，极大的改善了海域的初级生产力。本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，包括底层鱼礁，底层鱼礁的两端通过纲绳连接浮体，浮体上设有若干组发电机组，纲绳之间连接有网衣，网衣中部下方设有藻类孢子播种器。浮鱼礁主体由浮体、纲绳、网衣、发电机组及底层鱼礁组成一个整体，透水性、生物附着和结构安全以及鱼礁效应非常优越，结构的整体性强，创新性的将波浪能和潮能发电装置与浮鱼礁的浮体结构组合在一起，位于浮鱼礁浮体上的发电机组能很好的捕捉到潮流能与风浪能，通过整流输送到发电装置，实现海洋能到电能的一级转换，且不影响浮鱼礁网衣内鱼类的增养殖，合理的利用了资源，该装置施工简单，制作成本较底，且具有持续发电和海洋能利用高等特点，可为海洋设备和离岸孤岛供电，藻类孢子播种器可每隔一定的时间周期对鱼礁附近海域自动播种，改善周边环境，从而提高聚鱼性。作为优选，藻类孢子播种器包括浮力瓶，浮力瓶顶部密封连接有橡胶套，浮力瓶内部通过薄铁片隔成三层容纳腔，容纳腔内部存放有藻类孢子。将橡胶套充满氢气，该橡胶套不是很厚，再连同鱼礁、纲绳等装置一同放入指定海域中，在下沉到一定高度时通过海底气压的影响橡胶套会炸裂，放置在最上层的藻类孢子会散落至底层鱼礁表面或内部，藻类孢子在水中会迅速大面积繁殖，黏附于底层鱼礁表面，能有效的改善鱼礁周边的环境，从而提高聚鱼的效果，薄铁片为球墨铸铁其厚度在0.75mm在水中大概一年时间会被腐蚀，第二层容纳腔、第三层容纳腔内的藻类孢子会依次排出。作为优选，底层鱼礁内部镂空，且底层鱼礁内部对称设有中心柱。底层鱼礁内部镂空且设有中心柱一方面给鱼类提供了良好的生存场所，另一方面有利于微生物、藻类的附着生长。作为优选，中心柱内部中空，中心柱表面开设有若干流通孔，相邻的流通孔之间设有斜柱，斜柱侧面对称设有厚壳贻贝壳。中心柱表面设置的通孔减小了水流对厚壳贻贝壳内部的冲击，通过在斜柱上开设多个厚壳贻贝壳位鱼类产卵提供了良好的场所，同时贝类也可以在厚壳贻贝壳内栖息，斜柱上下对称的设置增加了底层鱼礁内部环境的复杂程度，可吸引大量的鱼类至鱼礁内部。作为优选，斜柱连接中心柱的表面且斜柱环布于中心柱的表面，厚壳贻贝壳之间的间距为45cm-55cm，厚壳贻贝壳的深度为10cm-15cm。底层鱼礁内部设置的中心柱适当的增加了鱼礁的整体重量增强了鱼礁整体的稳定性，厚壳贻贝壳的间距设置的不能太密集，设置过密容易出现鱼类打斗的现象。作为优选，底层鱼礁两侧端面开设有半圆通孔，底层鱼礁侧面设有第一支撑组件，底层鱼礁顶面设有回字形通孔，底层鱼礁底面开设有矩形通孔。底层鱼礁大面积镂空，鱼礁底面与海底的接触面大，保证了鱼礁的抗风浪性，整体结构复杂，通透性好，有充分复杂的、适宜趋礁鱼类定居的洞穴及空间，可吸引鱼类聚集，让鱼幼体可以在洞穴中潜伏、自由穿梭。作为优选，回字形通孔通过加强筋相连，回字形通孔的边缘处设有5°-10°的向内拔模角度，第一支撑组件包括第一支撑杆与第二支撑杆，第一支撑杆与第二支撑杆相围成长方形，第一支撑杆与第二支撑杆通过加强筋连接底层鱼礁。在水体流路上设置底层鱼礁且鱼礁的对流面为倾斜面受到水体冲击使水流可生成很强的局部上升流，在鱼礁背流面形成漩涡，使海水底层的营养物质向上推涌，营养盐也将通过再悬浮和扩散过程而释放到上层水体里，并可引起富有生物的增加和水质的改善并提升了海域的初级生产力，同时采用回字形对称框架和向内拔模倾斜的设计对上升流有良好的导流、聚集作用，有利于海水底层的营养物质向上推动。作为优选，第一支撑组件的两侧设有圆孔，圆孔的外围开设有长槽。第一支撑组件两侧的圆孔与长槽为了增加底层鱼礁的复杂程度，有效的吸引鱼类及各类生物的聚集。与现有技术相比，本发明的有益效果为：1）将波浪能和潮能发电装置与浮鱼礁的浮体结构组合在一起，位于浮鱼礁浮体上的发电机组能很好的捕捉到潮流能与风浪能，通过整流输送到发电装置，实现海洋能到电能的一级转换，且不影响浮鱼礁网衣内鱼类的增养殖，合理的利用了资源；2）藻类孢子播种器能使藻类孢子在水中会迅速大面积繁殖，黏附于底层鱼礁表面，能有效的改善鱼礁周边的环境；3）底层鱼礁的特殊设计使海水底层的营养物质向上推涌，营养盐也将通过再悬浮和扩散过程而释放到上层水体里，并可引起富有生物的增加和水质的改善并提升了海域的初级生产力。本发明通过上述技术方案提供了一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，弥补了现有技术的不足。附图说明图1为本发明一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁的结构示意图；图2为本发明的侧视图；图3为本发明的俯视图；图4为本发明藻类孢子播种器的结构示意图；图5为本发明底层鱼礁的结构示意图；图6为本发明底层鱼礁的主视图；图7为本发明底层鱼礁的俯视图；图8为本发明底层鱼礁的仰视图；图9为本发明中心柱与斜柱的结构示意图；图10为本发明浮鱼礁投放前后表层水体叶绿素a含量的对比图；图11为本发明浮鱼礁投前后底层水体的叶绿素a含量的对比图附图标记说明：1底层鱼礁；2纲绳；3浮体；4发电机组；5网衣；6藻类孢子播种器；7长槽；8圆孔；9第一支撑杆；10第二支撑杆；11加强筋；12半圆通孔；13矩形通孔；14流通孔；15中心柱；16斜柱；17厚壳贻贝壳；18回字形通孔；19第一支撑组件；20橡胶套；21薄铁片；22藻类孢子；23浮力瓶；24容纳腔。具体实施方式以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：实施例1：如图1-9所示，一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，包括底层鱼礁1，底层鱼礁1的两端通过纲绳2连接浮体3，浮体3上设有若干组发电机组4，纲绳2之间连接有网衣5，网衣5中部下方设有藻类孢子播种器6。浮鱼礁主体由浮体、纲绳、网衣、发电机组及底层鱼礁组成一个整体，透水性、生物附着和结构安全以及鱼礁效应非常优越，结构的整体性强，创新性的将波浪能和潮能发电装置与浮鱼礁的浮体结构组合在一起，位于浮鱼礁浮体上的发电机组能很好的捕捉到潮流能与风浪能，通过整流输送到发电装置，实现海洋能到电能的一级转换，且不影响浮鱼礁网衣内鱼类的增养殖，合理的利用了资源，该装置施工简单，制作成本较底，且具有持续发电和海洋能利用高等特点，可为海洋设备和离岸孤岛供电，藻类孢子播种器可每隔一定的时间周期对鱼礁附近海域自动播种，改善周边环境，从而提高聚鱼性。藻类孢子播种器6包括浮力瓶23，浮力瓶23顶部密封连接有橡胶套20，浮力瓶23内部通过薄铁片21隔成三层容纳腔24，容纳腔24内部存放有藻类孢子22。将橡胶套充满氢气，该橡胶套不是很厚，再连同鱼礁、纲绳等装置一同放入指定海域中，在下沉到一定高度时通过海底气压的影响橡胶套会炸裂，放置在最上层的藻类孢子会散落至底层鱼礁表面或内部，藻类孢子在水中会迅速大面积繁殖，黏附于底层鱼礁表面，能有效的改善鱼礁周边的环境，从而提高聚鱼的效果，薄铁片为球墨铸铁其厚度在0.75mm在水中大概一年时间会被腐蚀，第二层容纳腔、第三层容纳腔内的藻类孢子会依次排出。底层鱼礁1内部镂空，且底层鱼礁1内部对称设有中心柱15。底层鱼礁内部镂空且设有中心柱一方面给鱼类提供了良好的生存场所，另一方面有利于微生物、藻类的附着生长。中心柱15内部中空，中心柱15表面开设有若干流通孔14，相邻的流通孔14之间设有斜柱16，斜柱16侧面对称设有厚壳贻贝壳17。中心柱表面设置的通孔减小了水流对厚壳贻贝壳内部的冲击，通过在斜柱上开设多个厚壳贻贝壳位鱼类产卵提供了良好的场所，同时贝类也可以在厚壳贻贝壳内栖息，斜柱上下对称的设置增加了底层鱼礁内部环境的复杂程度，可吸引大量的鱼类至鱼礁内部。斜柱16连接中心柱15的表面且斜柱16环布于中心柱15的表面，厚壳贻贝壳17之间的间距为45cm-，厚壳贻贝壳17的深度为10cm。底层鱼礁内部设置的中心柱适当的增加了鱼礁的整体重量增强了鱼礁整体的稳定性，厚壳贻贝壳的间距设置的不能太密集，设置过密容易出现鱼类打斗的现象。底层鱼礁1两侧端面开设有半圆通孔12，底层鱼礁1侧面设有第一支撑组件19，底层鱼礁1顶面设有回字形通孔18，底层鱼礁1底面开设有矩形通孔13。底层鱼礁大面积镂空，鱼礁底面与海底的接触面大，保证了鱼礁的抗风浪性，整体结构复杂，通透性好，有充分复杂的、适宜趋礁鱼类定居的洞穴及空间，可吸引鱼类聚集，让鱼幼体可以在洞穴中潜伏、自由穿梭。回字形通孔18通过加强筋11相连，回字形通孔18的边缘处设有10°的向内拔模角度，第一支撑组件19包括第一支撑杆9与第二支撑杆10，第一支撑杆9与第二支撑杆10相围成长方形，第一支撑杆9与第二支撑杆10通过加强筋11连接底层鱼礁1。在水体流路上设置底层鱼礁且鱼礁的对流面为倾斜面受到水体冲击使水流可生成很强的局部上升流，在鱼礁背流面形成漩涡，使海水底层的营养物质向上推涌，营养盐也将通过再悬浮和扩散过程而释放到上层水体里，并可引起富有生物的增加和水质的改善并提升了海域的初级生产力，同时采用回字形对称框架和向内拔模倾斜的设计对上升流有良好的导流、聚集作用，有利于海水底层的营养物质向上推动。第一支撑组件19的两侧设有圆孔8，圆孔8的外围开设有长槽7。第一支撑组件两侧的圆孔与长槽为了增加底层鱼礁的复杂程度，有效的吸引鱼类及各类生物的聚集。实施例2：本发明的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁在实际使用过程中：将鱼礁投入水中，礁体的上部由浮体3提供浮力，将潮流和波流的发电装置4固定在浮体3上，当浮鱼礁随波浪上下运动时，通过发电机组4将潮能和波能转换为电能，可为海洋设备和离岸孤岛供电，同时不影响网衣内鱼类的增养殖，网衣5上设置的藻类孢子播种器6在下沉到一定水深时藻类孢子播种器6端部的橡胶套20会炸裂，放置在最上层的藻类孢子22会散落至底层鱼礁1表面或内部，藻类孢子22在水中会迅速大面积繁殖，黏附于底层鱼礁表面，能有效的改善鱼礁周边的环境，薄铁片21在水中大概一年时间会被腐蚀，第二层容纳腔、第三层容纳腔内的藻类孢子22会依次排出，底层鱼礁1的特殊设计会在水流流经时产生会产生漩涡带动使海水底层的营养物质向上推涌提升了海域的初级生产力。实施例3：对比试验：将本发明的浮鱼礁投入舟山某海域前用5L的有机玻璃采水器，在4个标记的站位采集表、底层水样各500ml，投入浮鱼礁满一年后，再以上述同样方式再取表、底层水样各500ml，使用0.45μm孔径混合纤维滤膜配合真空抽滤设备过滤一定体积样品，抽滤后将滤膜向内对折，放入编好号的自封袋，保存在超低温冷柜（-20℃）中。为保证样品完全冷冻，至少一昼夜后才能萃取测定。此冷冻样品最长保存3个月。取1L烧杯装适量90％乙醇在控温水浴锅中预热，水浴温度80-85℃；取出冷冻好的滤膜，剪碎并立即加入4mL热乙醇，水浴2min，在将萃取的样品放到室温下避光处，样品萃取4-6h，最长不超过12h，萃取结束后，用25mm的玻璃纤维滤膜过滤萃取液并定容至10mL；将制备好的样品在分光光度计上用90％乙醇作为空白对照进行比色，再用公式计算出叶绿素a的含量，叶绿素a的含量变化见说明书附图10、11，附图10、11比对能发现在投放本发明的浮鱼礁前表层水体与底层水体的叶绿素a的含量明显低于浮鱼礁投放后表层水体与底层水体的叶绿素a含量，通过叶绿素a的含量可以直接显示海域的初级生产力。上述实施例1、2中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

权利要求：1.一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，包括底层鱼礁（1），其特征在于：所述底层鱼礁（1）的两端通过纲绳（2）连接浮体（3），所述浮体（3）上设有若干组发电机组（4），所述纲绳（2）之间连接有网衣（5），所述网衣（5）中部下方设有藻类孢子播种器（6）。2.根据权利要求1所述的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，其特征在于：所述藻类孢子播种器（6）包括浮力瓶（23），所述浮力瓶（23）顶部密封连接有橡胶套（20），所述浮力瓶（23）内部通过薄铁片（21）隔成三层容纳腔（24），所述容纳腔（24）内部存放有藻类孢子（22）。3.根据权利要求1所述的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，其特征在于：所述底层鱼礁（1）内部镂空，且底层鱼礁（1）内部对称设有中心柱（15）。4.根据权利要求1所述的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，其特征在于：所述中心柱（15）内部中空，所述中心柱（15）表面开设有若干流通孔（14），相邻的所述流通孔（14）之间设有斜柱（16），所述斜柱（16）侧面对称设有厚壳贻贝壳（17）。5.根据权利要求4所述的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，其特征在于：所述斜柱（16）连接中心柱（15）的表面且斜柱（16）环布于中心柱（15）的表面，所述厚壳贻贝壳（17）之间的间距为45cm-55cm，所述厚壳贻贝壳（17）的深度为10cm-15cm。6.根据权利要求1所述的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，其特征在于：所述底层鱼礁（1）两侧端面开设有半圆通孔（12），所述底层鱼礁（1）侧面设有第一支撑组件（19），所述底层鱼礁（1）顶面设有回字形通孔（18），所述底层鱼礁（1）底面开设有矩形通孔（13）。7.根据权利要求6所述的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，其特征在于：所述回字形通孔（18）通过加强筋（11）相连，所述回字形通孔（18）的边缘处设有5°-10°的向内拔模角度，所述第一支撑组件（19）包括第一支撑杆（9）与第二支撑杆（10），所述第一支撑杆（9）与第二支撑杆（10）相围成长方形，所述第一支撑杆（9）与第二支撑杆（10）通过加强筋（11）连接底层鱼礁（1）。8.根据权利要求6所述的一种基于潮流和波浪发电的中上层浮鱼礁，其特征在于：所述第一支撑组件（19）的两侧设有圆孔（8），所述圆孔（8）的外围开设有长槽（7）。

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