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1、(10)申请公布号 CN 102613116 A (43)申请公布日 2012.08.01 CN 102613116 A *CN102613116A* (21)申请号 201210096315.1 (22)申请日 2012.04.02 A01K 61/00(2006.01) (71)申请人 国家海洋局第一海洋研究所 地址 266061 山东省青岛市崂山区仙霞岭路 6 号 (72)发明人 刘大海 李胜 (74)专利代理机构 青岛海昊知识产权事务所有 限公司 37201 代理人 王铎 (54) 发明名称 一种用于保护海岛的人工低潮高地装置 (57) 摘要 本发明公开了一种用于保护海岛的人工低潮 高。
2、地装置， 包括水下部分的人工鱼礁和水上部分 的科研观测平台及海岛标志性石碑， 其特征在于 水下人工鱼礁礁体整体呈四棱台形状， 由多层浇 注体组装而成 ； 顶层由长方体浇注体组成， 以下 各层由中间的长方体浇注体、 与长方体相接的立 方体浇注体、 最外围的楔形体浇注体和四棱角的 三棱锥浇注体组装而成 ； 人工鱼礁通过 “倒钩型” 构件固定于海底地基上， 使整个装置更加稳定。 本发明把海岛标志性石碑和人工鱼礁有机结合起 来， 既能保护渔业资源、 改善海洋生态环境， 又能 更好的保护我国海岛生态环境， 保护海岛的完整 性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (。
3、19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种用于保护海岛的人工低潮高地装置， 包括水下部分的人工鱼礁和水上部分的科 研观测平台及海岛标志性石碑， 其特征在于水下人工鱼礁礁体整体呈四棱台形状， 由多层 浇注体组装而成 ； 顶层由长方体浇注体组成， 以下各层由中间的长方体浇注体、 与长方体相 接的立方体浇注体、 最外围的楔形体浇注体和四棱角的三棱锥浇注体组装而成 ； 所述人工 鱼礁通过 “倒钩型” 构件固定于海底地基上。 2. 根据权利要求 1 所述的用于保护海岛的人工低潮高地装置， 其特征在于所述浇注体 是。
4、由型号为 20 和 14 的钢筋和设计强度为 C40 的含环保型高抗硫酸硅酸盐水泥的混凝 土浇筑而成。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于保护海岛的人工低潮高地装置， 其特征在于所述浇 注体是空心体。 4. 根据权利要求 1 所述的用于保护海岛的人工低潮高地装置， 其特征在于所述科研观 测平台四周由不锈钢的栅栏围成， 在一侧设有入口， 入口垂直向下延伸有供船舶停靠的阶 梯。 5. 根据权利要求 1 或 4 所述的用于保护海岛的人工低潮高地装置， 其特征在于所述平 台中间是用于排泄因大浪在平台上形成积水的透水性结构。 6. 根据权利要求 1 或 4 所述的用于保护海岛的人工低潮高地装置，。
5、 其特征在于所述科 研观测平台中间设有一座庇护所， 从顶部往下有一部分是封闭的， 在里面搭载科研观测所 需的各种仪器， 庇护所顶部是平面型的， 在上面安装有绿色环保型发电装置。 7. 根据权利要求 1 所述的用于保护海岛的人工低潮高地装置， 其特征在于所述科研观 测平台上入口相邻的方位设立有海岛标志性石碑。 权 利 要 求 书 CN 102613116 A 2 1/4 页 3 一种用于保护海岛的人工低潮高地装置 技术领域 0001 本发明涉及一种保护海岛的人工低潮高地装置， 既可对已经灭失或即将灭失的海 岛进行保护和修复， 又能保护渔业资源， 同时又具有在此基础上进行科研观测的功能， 属于 海。
6、岛保护、 修复及海洋观测技术领域。 背景技术 0002 1988-1995 年我国开展了 “全国海岛资源综合调查” 。据调查结果显示， 我国面积 500 平方米以上的海岛有 6961 个 （不含海南岛本岛和香港、 台湾、 澳门所属海岛） ， 面积为 6691 平方公里， 面积小于 500 平方米的海岛， 因只对部分进行了概查， 故未作统计。目前， 在海岛开发利用过程中， 存在着无序、 粗放式开辟， 以及因为人类开辟活动， 如围海造地、 挖 沙、 炸岛等一系列问题导致海岛失踪有逐年加剧的趋势。 我国海岛正以惊人的速度失踪， 数 据显示已经多达 806 个。另据相关资料显示， 我国约有 1400 。
7、多个海岛没有正式名称。因 此， 海岛命名也是目前所面临的迫切问题， 特别是因过度开发而引起的即将消失的海岛， 更 要进行海岛命名， 树立具有法律效力的海岛标志， 并进行相应的修复及保护措施， 以保证其 继续存在。 0003 人工鱼礁是人为在海中设置的构造物， 其目的在于改善域海域生态环境， 为海域 生物营造良好的栖息、 生存和繁殖场所， 从而达到保护和增殖渔业资源的目的。除此之外， 人工鱼礁所设结构可以改变即将灭失海岛周围因波浪辐射应力、 潮汐所形成的流场， 减弱 波浪场及流场对海岛海岸线的侵蚀及破坏。目前， 人工鱼礁建设在国内外已经得到了广泛 的发展， 并取得了较好的环境效果和经济效果。 0。
8、004 中国海岸侵蚀具有普遍性、 多样性和加剧发展第三个特点， 侵蚀岸线长度占全国 大陆岸线的13以上， 尤以渤海和黄海沿岸较重。 但因沿海泥沙来源丰富、 堆积条件较好， 使总体侵蚀强度通常稍轻于国外许多海岸。中国海岸的侵蚀因素有海平面上升、 风暴潮加 剧、 入海泥沙减少和多种不合理的人为开发活动等9种， 其中7种与全球变化有直接或间接 关系。 它们主要通过增强海洋动力作用、 减少沿岸泥沙和降低海岸稳定性三个原因， 加剧海 岸侵蚀。 0005 海岸侵蚀导致一些地区的地下水质被破坏、 盐碱地增加、 海滨浴场和渔港遭到破 坏， 沿岸农田、 公路和居民区也受到威胁。导致海岸侵蚀的原因很多， 除风暴潮。
9、等引起的自 然过程外， 生态恶化、 径流减少、 不合理采砂、 护岸植被破坏等是重要的人为原因。 海岸侵蚀 会使海岸线减短， 比如海水倒灌。所以导致海岛越变越小， 特别是对砂质岸线的海岛。 0006 人工鱼礁礁体的复杂程度对海洋生物种类的分布及资源量产生起着决定性影响， 也对波浪辐射应力和潮汐所产生波浪场及流场的消弱作用有着显著地影响， 从而能减少对 海岸线的侵蚀， 以及海岛的逐渐缩小。因此， 在人工礁体构建过程中应该考虑以下四个方 面 ：（1） 设计礁体时既要充分考虑有足够大的内部空间和阴影面积， 好多鱼类喜欢阴影， 内 部空间可以给它们提供良好的繁殖场所和生存、 避难的环境， 又要尽可能的增。
10、大礁体的表 面积， 以利于藻类等初级生产力生物附着 ；（2） 人工礁体会产生上升流、 涡流等多种流体， 说 明 书 CN 102613116 A 3 2/4 页 4 改良环境， 把底部营养盐带到海水表层， 促使鱼类前来觅食 ；（3） 人工礁体能使从远处传来 的波浪所形成的波浪场改变方向， 一部分形成上升流， 一部分被装置本身所消弱 ；（4） 人工 礁体内部结构使潮流发生方向的改变而产生上升流和涡流， 从而减弱对海岛海岸线的侵蚀 和海岛的破坏。 0007 目前， 我国的海上观测平台数量少， 观测缺乏针对性， 而且海上观测平台用途单 一、 资源也未得到有效利用 ； 人工鱼礁虽然形态多种多样， 复杂。
11、程度也不尽相同， 但是作用 却大同小异， 用途比较单一。对海岛及其岸线的保护和修复修建一些防波堤， 成本高、 效率 低， 海岛本身没有命名。 发明内容 0008 针对上述问题， 本发明的目的是提供一种用于海岛保护和修复的人工低潮高地装 置， 将单纯的人工鱼礁、 海岛及其海岸线保护及修复、 海岛标志性石碑和海上科研观测平台 相结合， 既可以通过把人工鱼礁投放在浅海， 实现保护渔业资源、 改善海洋生态环境的目 的， 又能减少波浪、 潮流等对海岛海岸线的侵蚀和破坏， 防止海岛面积的缩小甚至消失， 作 为海岛存在的一个标志， 同时还可以在其平台上进行必要的科学研究及观测。 0009 本发明的目的是这样。
12、实现的 ： 本发明的装置包括水下部分的海岛海岸线保护人 工鱼礁和水上部分的科研观测平台及海岛标志性石碑， 其特征在于水下人工鱼礁礁体整体 呈四棱台形状， 由多层浇注体组装而成， 根据实际海域水深不同， 其组装所需要的层数也不 同， 其顶层由长方体浇注体组成， 以下每一层都是由不同尺寸的长方体、 立方体、 楔形体和 三棱锥浇注体组装而成。本发明的人工鱼礁通过 “倒钩型” 构件固定于海底地基上， 使整个 装置更加稳定。 0010 本发明装置的整体形状是四棱台形状， 波浪作用产生的波浪辐射应力会形成波浪 增水和沿岸流， 棱台呈坡状型， 以便减小波浪增水和沿岸流对海岛及其岸线的侵蚀， 防止海 岛面积缩。
13、小及海岛的消失。 0011 所述浇注体是由型号为 20 和 14 的钢筋和设计强度为 C40 的含环保型高抗硫 酸硅酸盐水泥的混凝土浇筑而成， 环保型水泥可以减小对海洋生态环境的污染。其中型号 为 20 的钢筋是受力筋， 其在浇注体中的分布间隔是 40cm ； 型号为 14 的钢筋是分布筋， 与受力筋互相垂直， 用于固定受力筋， 以及抵抗温度变形， 分布间距是 40cm。 0012 所述浇注体都是空心体， 这样不但更有利于上升流的形成， 将底部营养盐带到表 层， 为鱼类提供更丰富的饵料， 减小波浪对水下礁体形成的推力， 而且也使波浪和潮流等海 洋动力作用对海岛海岸线的侵蚀和破坏消弱， 防止海岛。
14、面积的缩小及海岛的消失， 同时也 为鱼类繁殖和栖息提供良好的场所。 0013 所述科研观测平台四周由不锈钢的栅栏围成， 在一侧设有入口， 入口垂直向下延 伸有供船舶停靠的阶梯， 可供船舶停靠， 科研人员登上平台 ； 平台中间是透水性结构， 用于 排泄波浪和风暴潮在平台上形成的积水。 0014 所述科研观测平台中间设有一座庇护所， 从顶部往下有一部分是封闭的， 在里面 可以搭载科研观测所需的各种仪器， 庇护所顶部是平面型的， 在上面安装绿色环保型发电 装置， 以便为观测仪器提供电力。 0015 所述科研观测平台上入口相邻的方位设立有海岛标志性石碑， 以达到保护和标志 说 明 书 CN 10261。
15、3116 A 4 3/4 页 5 海岛的作用。 0016 本发明装置的海底底质是粉砂淤泥质， 应采用软地基处理方法， 用打桩的方式将 地基夯实， 使其沉降变得足够坚固， 然后采用钢筋混凝土进行加固， 最后再利用 “倒钩型” 构 件将地基与海岛生态修复装置进行连接。 0017 本发明具有以下优点 ： （1） 水上科研观测平台有足够的空间可以用来进行科学研究和观测 ； （2） 顶部安装有绿色环保型发电装置， 为观测仪器提供足够的电力， 同时也保护了海洋 生态环境 ； （3） 平台中间是透水性结构， 用于排泄大浪引起的平台积水 ； （4） 把海岛标志性石碑和人工鱼礁有机结合起来， 既能保护渔业资源、。
16、 改善海洋生态环 境， 又能更好的保护我国海岛生态环境， 保护海岛的完整性 ； （5） 水下人工鱼礁礁体良好的结构更有效地形成了上升流， 将底部营养盐带到表层， 为 鱼类提供更丰富的饵料， 足够的空间为鱼类的栖息和繁殖提供了良好的场所， 改良鱼类的 生境。 0018 （6） 组成水下人工礁体的各个构件是空心状的， 这样会形成上升流， 减弱流场对海 岛的掏蚀和破坏 ； （7） 棱台的坡度使波浪辐射应力所形成的波浪增水和沿岸流对海岛及其岸线的侵蚀和 破坏减弱， 从而起着保护和修复海岛的作用 ； （8） 整个庞大的装置会产生回旋流， 减少流场对海岛的直接作用。 附图说明 0019 图 1 是本发明整。
17、体结构示意图。 0020 图 2 是本发明长方体浇注体的结构示意图。 0021 图 3 是本发明立方体浇注体的结构示意图。 0022 图 4 是本发明楔形浇注体的结构示意图。 0023 图 5 是本发明三棱椎形浇注体的结构示意图。 0024 图 6 是本发明的科研观测平台结构示意图。 0025 图 7 是本发明与地基连接的 “倒钩型” 构件结构示意图。 0026 其中， 1、 人工鱼礁 ； 2、 科研观测平台 ； 3、 海岛标志性石碑 ； 11、 三棱锥形浇注体 ； 12、 楔形浇注体 ； 13、 立方体浇注体 ； 14、 长方体浇注体 ； 15、 倒钩型构件 ； 21、 科研观测平台 栅栏 。
18、； 22、 入口 ； 23、 庇护所 ； 24、 透水性结构。 具体实施方式 0027 下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步说明。 0028 如图 1 所示， 本发明包括水下部分的人工鱼礁 1、 水上部分的科研观测平台 2 和海 岛标志性石碑 3 等三部分， 人工鱼礁 1 整体形状是四棱台形状， 由四层高 2m 的浇注体结构 组装而成， 自上而下， 第一层由 442m 的长方体浇注体 14 组成， 第二层中间是 442m 的长方体浇注体 14， 周围和它相接的是 222m 立方体浇注体 13， 和立方体浇注体 13 相 接的是最外围的222m的楔形体浇注体12以及直三棱锥形浇注体11。。
19、 不同浇注体的形 说 明 书 CN 102613116 A 5 4/4 页 6 状如图2-5所示， 楔形体浇注体12的倾斜度为0.5， 可以减小波浪辐射应力所形成的波浪增 水和沿岸流， 从而消弱对海岛及其岸线的侵蚀和破坏， 防止海岛面积的缩小及海岛的消失， 达到保护海岛的作用。 从第三层开始每往下一层， 多加一圈立方体浇注体13， 以保证整个鱼 礁的四棱台形状， 追加层数根据实际水深来确定 ； 浇注体之间以及层与层之间都是由具有 力学结构的构件连接， 足以承受各个方向的压力 ； 浇注体都是空心的， 能够形成上升流， 将 底部营养盐带到表层， 提供更丰富的饵料， 同时为鱼类栖息和繁殖提供足够的空。
20、间， 除此之 外， 形成的上升流减少海流对海岛的掏蚀作用 ； 长方体浇筑体 14 外部边缘厚度可达 50cm， 立方体浇注体 13、 三棱锥形浇注体 11 和楔形浇注体 12 外部边缘厚度为 30cm， 根据力学计 算， 足以承受上部承载以及侧方流体对其的压力。 0029 科研观测平台 2 尺寸为 44m， 平台周围是由高度为 1m 的不锈钢栅栏 21 围成， 一 侧设有 1m 宽的入口 22， 以供船舶停靠， 科研人员登上平台 ； 平台中间设立一座庇护所 23， 尺寸为 222m， 顶部向下 0.5m 封闭， 科研观测搭载的仪器安装在此处， 庇护所 23 顶部是 330.4m的平顶， 上面安。
21、装有太阳能电池板， 为观测仪器的正常运行提供足够的电力。 平 台中间是 2.52.5m 的透水性结构 24， 用于排泄波浪和风暴潮引起的平台积水。 0030 海岛标志性石碑 3 包括碑体和基座， 碑体长 140 厘米、 厚 20 厘米、 高 80 厘米， 基座 长为 140 厘米、 厚为 40 厘米、 高为 20 厘米。字体颜色为红色， 岛名的字体为黑体。 0031 根据力学计算，“倒钩型” 构件整体高度确定为 220cm， 是由钢筋混凝土浇筑而成。 如图 7 所示，“倒钩型” 构件 15 上部为半圆形结构， 其半径为 40cm， 防止泥沙进入礁体， 对人 工礁体装置起到保护的作用， 给鱼类生。
22、存提供一个更好的场所 ； 下部结构长度为180cm，“倒 钩型” 高为 40cm， 宽为 40cm。将 “倒钩型” 构件下部以打桩的方式嵌入地基， 然后对地基进 行加固处理， 使其嵌入地基更为稳定。 0032 本发明由各构件组装而成， 将各构件运送到现场进行组装， 然后使用吊机投入海 中。 说 明 书 CN 102613116 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102613116 A 7 2/3 页 8 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102613116 A 8 3/3 页 9 图 7 说 明 书 附 图 CN 102613116 A 9 。