对扣式浮船礁群及其方法与流程

本发明涉及鱼礁技术领域，尤其是涉及一种利用废弃的木船制成的能够浮于水中的对扣式浮船礁群及其方法。

背景技术：
人工鱼礁是人为在海中设置的构造物，其目的是改善海域生态环境，营造海洋生物栖息的良好环境，为鱼类等水生物提供繁殖、生长、索饵和避敌的场所，达到保护、增殖和提高渔获量的目的。目前国内外已经广泛开展人工鱼礁建设，进行近海海洋生物栖息地和渔场的修复，而且取得了较好的效果。为有效压减严重过剩的海洋捕捞强度，保护海洋生态环境，修复振兴渔场，渔政部门正在开展渔场“一打三整治”专项执法行动，涉渔“三无”船舶(指用于渔业生产经营活动，无船名号、无船籍港、无船舶证书的船舶)将被取缔，因此，会出现大量需要处理或者拆解的渔船；如何合理利用废弃的船舶是当前迫切需要解决的问题。中国专利授权公开号：CN201509499U，授权公开日2010年6月23日，公开了一种人工鱼礁，由钢筋混凝土预制件拼接而成，包括：礁体，由多个拼接件拼接而成，每一个拼接件在顶部具有第一连接装置，在底部具有第二连接装置，通过所述第一连接装置和第二连接装置，所述多个拼接件逐层拼接形成所述礁体；底座，用于支撑所述礁体，所述底座的顶部具有第一连接装置，用于与所述礁体中的最下层拼接件底部的第二连接装置相连接；顶部件，覆盖在所述礁体中最上层的拼接件之上，所述顶部件的底部具有第二连接装置，用于与所述礁体中的最上层拼接件顶部的第一连接装置相连接。该发明的不足之处是，建造人工鱼礁没有利用现有的废弃物，造成了资源的浪费。

技术实现要素：
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的人工鱼礁没有利用现有的废弃物，造成了资源浪费的不足，提供了一种利用废弃的木船制成的能够浮于水中的对扣式浮船礁群及其方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种对扣式浮船礁群，包括若干行开口上下相对的对扣式木船对，相邻行的对应木船对之间均设有若干条连通管，每行木船对的相邻木船对之间均设有若干条连通管；每对木船对包括相互连接的上木船和无底板的下木船，每个下木船的侧板上均设有若干个通孔；各条下木船下部均设有相适配的压载水箱，每个压载水箱上均设有第一进水管和第一出水管，每个第一进水管上均设有第一进水泵，每个第一出水管上均设有出水泵，一个压载水箱中设有水位传感器；各行木船对露出水面之外的一体式结构上设有风力发电机、风速测量仪、太阳能电池板、蓄电池、控制壳体和N个制氧机；所述控制壳体内设有控制器、存储器和电源管理芯片；所述控制器分别与各个第一进水泵、各个出水泵、水位传感器、存储器、电源管理芯片、风速测量仪和各个制氧机电连接，风力发电机和太阳能电池板通过电源管理芯片与蓄电池电连接；制氧机的氧气出口通过输气管依次与设于各个下木船上的若干个出气管相连接，每个出气管下端均伸入水面之下，输气管上部设有气体单向阀门。各行相互连接的对扣式废弃木船对用于提供本发明浮于水面上的浮力；各条连通管用于将各条木船连通，从而使水生物可以在各个木船覆盖的水域中自由穿梭；风力发电机和太阳能电池板用于产生电能，蓄电池用于储存电能，电源管理芯片用于电源管理，制氧机用于将空气中的氧气分离出来，将氧气通过输气管输入对扣式浮船礁群下方的水域中；风速测量仪用于检测风速。存储器中设有风速信噪比SNR′和制氧机数量之间的对应关系表TB1，风速信噪比SNR′和压载水箱中水位的对应关系表TB2，控制器可以风浪强度的变化控制制氧机输出不同量的氧气，并控制压载水箱中的水量；从而在本发明的对扣式浮船礁群保持稳定的前提下，控制输入水域中的氧气浓度，使水中的氧气含量始终满足水生物的生存需要。各个压载水箱、各个第一进水管、各个第一出水管、各个第一进水泵、各个出水泵和水位传感器的设置，用于调节压载水箱中的水量；当风浪较大时，使各个压载水箱中的水量增大，从而使本发明的浮船礁群露出水面的部分少一些，确保本发明的浮船礁群不会被风浪掀翻；当风浪较小时，使各个压载水箱中的水量减小，从而使本发明的浮船礁群露出水面的部分多一些，从而使本发明的浮船礁群所覆盖的面积更大，给水生物更大的保护面积。可以使用定位结构将本发明固定在预定的水域中，也可以拖动本发明移动到另外的水域中，然后进行固定；克服了传统的人工鱼礁移动困难的问题。本发明将废弃木船连接起来浮于水面上，在靠近水面的水域中给水生物提供阴凉的庇护所，并且可以根据风强变化给水域中补充不同的氧气量，并根据风强变化调整浮船礁群进入水中的深度，有利于水生物健康成长并形成藻场；本发明使废弃的木船发挥了更好的利用价值，减少了资源的浪费，为海洋资源的改善和恢复提供了有力支持。因此，本发明具有可浮于水面上，在靠近水面的水域中给水生物提供阴凉的庇护所，并且可以给水域补充氧气，有利于水生物健康成长并形成藻场；使废弃的木船发挥了更好的利用价值，减少了资源的浪费，为海洋资源的改善和恢复提供了有力支持；便于移动，稳定性好的特点。作为优选，位于浮船礁群中部的一个下木船上还设有水温传感器，所述一体式结构上设有热水器和第二进水泵；各个下木船内侧均设有喷头，各个喷头通过出水管与热水器的出水口相连通，第二进水泵与伸入水中的第二进水管相连接，第二进水管上端与热水器进水口相连通；水温传感器、热水器和第二进水泵均与控制器电连接。水温传感器、热水器和第二进水泵的设置，使本发明可以根据水温的变化而调节所覆盖的水域温度，给水生物提供更好的生存环境。作为优选，各条下木船下部均设有若干条便于藻类附着的绳索，各个绳索一端均与对应的下木船相连接，各个绳索自由端伸入水中。藻类可以附着在各个绳索上，水生物可以在藻类上产卵，使藻类成为活性卵的卵基。作为优选，各个出气管下端与水面之间的距离均大于2.5米。作为优选，各个出气管下端均设有过滤网。一种对扣式浮船礁群的方法，包括如下步骤：(6-1)存储器中设有风速信噪比SNR′和制氧机数量之间的对应关系表TB1，风速信噪比SNR′和压载水箱中水位的对应关系表TB2，风速测量仪每隔时间间隔T1检测当前的风速，得到风速电信号S(t)；水位传感器与风速测量仪同步检测压载水箱中的水位h′；风力发电机将风能转化为电能和太阳能电池板将太阳光转化为电能，电能存储到蓄电池中；蓄电池用于给各个器件供电；(6-2)当控制器得到新的风速电信号S(t)，则将S(t)输入二阶线性系统随机共振模型中；并使二阶线性系统随机共振模型共振；其中，x(t)是振动质点的位移，Ω为角频率，r和ω分别是设定的衰减系数和线性振动质点的频率，c是设定的信号调解系数，b是设定的二次噪声ξ2(t)的系数，ξ(t)为三歧噪声，ξ(t)∈{-a，0，a}，a＞0，噪声的歧化过程遵循泊松分布，其概率分布为ps(a)＝ps(-a)＝q，ps(0)＝1-2q，其中0＜q＜0.5；噪声均值与相关性遵循<ξ(t)>＝0，<ξ(t)ξ(t+τ)>＝2qa2e-λτ；其中λ为相关率，三歧噪声ξ(t)的平直度为控制器利用公式计算并得到输出信噪比SNR′；(6-3)控制器控制制氧机工作：(6-3-1)控制器利用SNR′1检索对应关系表TB1，检索到对应关系表TB1中与SNR′1最接近的输出信噪比SNR′m，并得到与SNR′m相对应的制氧机数量M，M≤N；(6-3-2)控制器控制M个制氧机工作，制氧机产生的氧气通过输气管及各个出气管进入水中；(6-4)控制器控制各个第一进水泵和各个出水泵工作，调整压载水箱的水量：(6-4-1)控制器利用SNR′检索对应关系表TB2，检索到对应关系表TB2中与SNR′最接近的输出信噪比SNR′h，并得到与SNR′h相对应的水位h；(6-4-2)初始状态，每个压载水箱中均设有定量的水；各个出水泵和各个第一进水泵均未工作；当控制器得到新的压载水箱中的水位h′，进行如下处理：当h′≥105％h，控制器控制各个出水泵工作；当h′≤95％h，控制器控制各个出水泵停止工作，各个第一进水泵工作；当95％h＜h′＜105％h，控制器控制各个出水泵和各个第一进水泵均停止工作。作为优选，所述位于浮船礁群中部的一个下木船上还设有水温传感器，所述一体式结构上设有热水器和第二进水泵；各个下木船内侧均设有喷头，各个喷头通过出水管与热水器的出水口相连通，第二进水泵与伸入水中的第二进水管相连接，第二进水管上端与热水器进水口相连通；水温传感器、热水器和第二进水泵均与控制器电连接；包括如下步骤：(7-1)存储器中设有与检测的水温相关的出水温度对应表TB′和加热阈值L，控制器控制第二进水泵工作，使热水器中始终保持固定容量的水，水温传感器检测水温；(7-2)当控制器得到检测的水温V且V≤L，控制器在当前时刻T0根据检测的水温V查询TB′，得到与水温V对应的热水器出水温度Wv，控制器调节热水器的出水温度至Wv；(7-2-1)当热水器中的水温达到Wv，控制器控制热水器放水；(7-2-2)当热水器中的水温达到Wv′时，控制器控制热水器停止放水，其中(7-3)经过时间间隔T后，返回步骤(7-2)。因为风速是经常变化的，风速变化会导致水中的含氧量变化，因此，本发明首先检测风速的变化，当风速大时，使参与制氧气的制氧机数量减少，从而节省电能；当风速小时，使参与制氧气的制氧机数量增多，从而给水下输入更多氧气，确保水生物健康成长。作为优选，所述任意一个下木船上还设有水温传感器，所述一体式结构上设有热水器和水泵；各个下木船内侧均设有喷头，各个喷头通过出水管与热水器的出水口相连通，水泵与伸入水中的进水管相连接，进水管上端与热水器进水口相连通；水温传感器、热水器和水泵均与控制器电连接；包括如下步骤：(7-1)存储器中设有与检测的水温相关的出水温度对应表TB′和加热阈值L，控制器控制水泵工作，使热水器中始终保持固定的容量的水；(7-2)水温传感器检测水温V且V≤L，控制器在当前时刻T0根据检测的水温查询对应表TB′，得到与水温V对应的Wv，控制器调节热水器的加热温度至Wv；(7-2-1)当热水器中的水温达到Wv，控制器控制热水器放水；(7-2-2)当热水器中的水温达到Wv′时，控制器控制热水器停止放水，其中(7-3)经过时间间隔T后，返回步骤(7-2)。本发明可以根据水中温度的变化而调整补充到水中的热水的温度，热水是喷淋到水面上的，不会对水生物造成危害，并且热水可以调节水温，从而使水生物在寒冷的季节也愿意来到本发明的浮船礁群所覆盖的水域休养生息。作为优选，所述对应关系表TB1中，风速信噪比SNR′和制氧机数量之间呈反比。作为优选，所述出水温度对应表TB′中检测的水温与出水温度之间成反比。作为优选，时间间隔T为6至11分钟；因此，本发明具有如下有益效果：(1)可浮于水面上，在靠近水面的水域中给水生物提供阴凉的庇护所，并且可以给水域补充氧气及调节水温，有利于吸引水生物来到浮船礁下方，有利于水生物健康成长并形成藻场；(2)使废弃的木船发挥了更好的利用价值，减少了资源的浪费，为海洋资源的改善和恢复提供了有力支持；(3)稳定性好，不易倾覆，便于移动。附图说明图1是本发明的一种结构示意图；图2是本发明的各个木船的一种连接结构图；图3是本发明的一种原理框图；图4是本发明的实施例1的一种流程图。图中：木船对1、连通管2、上木船3、下木船4、通孔5、风力发电机6、太阳能电池板7、蓄电池8、控制壳体9、制氧机10、控制器11、电源管理芯片12、出气管13、绳索14、压载水箱15、风速测量仪16、存储器17、水温传感器18、热水器19、第二进水泵20、第一进水泵21、出水泵22、水位传感器23。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。实施例1如图1、图2所示的实施例是一种对扣式浮船礁群，包括2行开口上下相对的对扣式木船对1，相邻行的对应木船对之间均设有6条连通管2，每行木船对的相邻木船对之间均设有15条连通管2；每对木船对包括相互连接的上木船3和无底板的下木船4，每个下木船的侧板均设有8个通孔5；各条下木船下部均设有相适配的压载水箱15，每个压载水箱上均设有第一进水管和第一出水管，每个第一进水管上均设有第一进水泵21，每个第一出水管上均设有出水泵22，一个压载水箱中设有水位传感器23；如图3所示，各行木船对露出水面之外的一体式结构上设有风力发电机6、风速测量仪16、太阳能电池板7、蓄电池8、控制壳体9和N个制氧机10；控制壳体内设有控制器11、存储器17和电源管理芯片12；控制器分别与各个第一进水泵、各个出水泵、水位传感器、存储器、电源管理芯片、风速测量仪和各个制氧机电连接，风力发电机和太阳能电池板通过电源管理芯片与蓄电池电连接；制氧机的氧气出口通过输气管依次与设于各个下木船上的4个出气管13相连接，每个出气管下端均伸入水面之下，输气管上部设有气体单向阀门。本实施例中，N为8。各条下木船下部均设有4条便于藻类附着的绳索14，各个绳索一端均与对应的下木船相连接，各个绳索自由端伸入水中。各个出气管下端与水面之间的距离均为2.7米；各个出气管下端均设有过滤网。浮船礁群下部还设有6条用于与设于水底的固定结构连接的牵引绳。本实施例中的固定结构为设于水底的混凝土立柱。可用船将本发明移动至预定的水域；将4条定位绳与混凝土立柱连接；水生物在藻类上产卵；当需要移动本发明时，断开4条定位绳与混凝土立柱的连接，利用船将本发明移动至新的水域，并将4条定位绳与新的固定结构连接即可。如图4所示，一种对扣式浮船礁群的方法，包括如下步骤：步骤100，存储器中设有风速信噪比SNR′和制氧机数量之间的对应关系表TB1，风速信噪比SNR′和压载水箱中水位的对应关系表TB2，风速测量仪每隔时间间隔T1检测当前的风速，得到风速电信号S(t)；水位传感器与风速测量仪同步检测压载水箱中的水位h′；T1为6分钟。步骤200，数据处理：当控制器得到新的风速电信号S(t)，则将S(t)输入二阶线性系统随机共振模型中；并便二阶线性系统随机共振模型共振；其中，x(t)是振动质点的位移，Ω为角频率，r和ω分别是设定的衰减系数和线性振动质点的频率，c是设定的信号调解系数，b是设定的二次噪声ξ2(t)的系数，ξ(t)为三歧噪声，ξ(t)∈{-a，0，a}，a＞0，噪声的歧化过程遵循泊松分布，其概率分布为ps(a)＝ps(-a)＝q，ps(0)＝1-2q，其中0＜q＜0.5；噪声均值与相关性遵循<ξ(t)>＝0，<ξ(t)ξ(t+τ)>＝2qa2e-λτ；其中λ为相关率，三歧噪声ξ(t)的平直度为控制器利用公式计算并得到输出信噪比SNR′；步骤300，控制器控制制氧机工作：步骤310，控制器利用SNR′1检索对应关系表TB1，检索到对应关系表TB1中与SNR′1最接近的输出信噪比SNR′m，并得到与SNR′m相对应的制氧机数量M，M＝4；步骤320，控制器控制M个制氧机工作，制氧机产生的氧气通过输气管及各个出气管进入水中；步骤400，控制器控制各个第一进水泵和各个出水泵工作，调整压载水箱的水量：步骤410，控制器利用SNR′检索对应关系表TB2，检索到对应关系表TB2中与SNR′最接近的输出信噪比SNR′h，并得到与SNR′h相对应的水位h；步骤420，初始状态，每个压载水箱中均设有定量的水；各个出水泵和各个第一进水泵均未工作；当控制器得到新的压载水箱中的水位h′，进行如下处理：当h′≥105％h，控制器控制各个出水泵工作；当h′≤95％h，控制器控制各个出水泵停止工作，各个第一进水泵工作；当95％h＜h′＜105％h，控制器控制各个出水泵和各个第一进水泵均停止工作；风速越大，得到的风速信噪比SNR′越大；对应关系表TB1中，SNR′越大M值越小；反之，SNR′越小，M值越大。风速越大，得到的风速信噪比SNR′越大；对应关系表TB2中，风速越大，水位h越大；反之，SNR′越小，水位h越小。实施例2实施例2包括实施例1的所有结构及步骤，还包括如下的结构及步骤：如图3所示，本发明中部的一个下木船上还设有水温传感器18，一体式结构上设有热水器19和第二进水泵20；各个下木船内侧均设有喷头，各个喷头通过出水管与热水器的出水口相连通，水泵与伸入水中的进水管相连接，进水管上端与热水器进水口相连通；水温传感器、热水器和水泵均与控制器电连接。步骤510，存储器中设有与检测的水温相关的出水温度对应表TB′和加热阈值L，控制器控制第二进水泵工作，使热水器中始终保持固定容量的水，水温传感器检测水温；L为15摄氏度。步骤520，当控制器得到检测的水温V且V≤L，控制器在当前时刻T0根据检测的水温V查询TB′，得到与水温V对应的热水器出水温度Wv，控制器调节热水器的出水温度至Wv；步骤521，当热水器中的水温达到Wv，控制器控制热水器放水；步骤522，当热水器中的水温达到Wv′时，控制器控制热水器停止放水，其中步骤530，经过时间间隔T后，返回步骤520。当检测的水温较低，则控制器使Wv增大，从而向水中输出较高温度的热水，使水域中的水温升高；反之，当检测的水温较高，则控制器使Wv降低，从而向水中输出较低温度的热水，使水域中的水达到合适的温度。本实施例中，时间间隔T为10分钟，应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。