海洋牧场装置的制作方法

本发明涉及海洋牧场领域，特别涉及一种适用于在深海养殖区域进行综合支持作业的多功能海洋牧场装置。

背景技术：

“积极推进以海洋牧场建设为主要形式的区域性综合开发，建立海洋牧场示范区”，既是市场的需求也是海洋牧场领域的发展目标，在各方面积极努力下，使全国海洋牧场建设进入了相对快速发展的时期。

海洋渔业休闲旅游是现代渔业和旅游业及其相关产业耦合而成的一种新的复合型产业，其作用体现在带动旅游业发展的同时，又能促进渔业养殖技术装备的升级，以提高海洋渔业休闲旅游参与者的愉悦感和舒适度。因此，如何形成并实现海洋渔业休闲旅游参与者的较大愉悦价值，以提高海洋渔业休闲旅游活动的质量，来增加经济效益，同样也是海洋牧场技术领域研发设计部门必须要面对的另一个实际问题。

受以往技术、资金、政策等条件制约，我国海洋牧场长期存在局部利用过度和发展空间尚未充分挖掘的矛盾问题。我国拥有42亿亩的大陆架渔场，其中浅海滩涂面积就有2亿亩，目前我国海水养殖面积约3000万亩，仅占浅海滩涂可利用面积15%左右，水域滩涂利用空间和潜力依然很大。现在我国海洋渔业主要依赖海洋捕捞和海水养殖两大产业类型，但都面临着不同问题，发展余地也显得不大。同时，由于近海渔业资源日趋枯竭、捕捞强度过大等原因，迫使我国作业渔场不断向外海转移，而相关区域的海水养殖受当前生产装备技术水平限制，很难扩展到30米等深线以外的海域。在30-80米等深线的海域范围内，相对形成一个渔业利用空白区域，处于“没鱼捞”和“没法养”的状态。究其原因主要有两点：1）目前主要在浅海作业的海洋牧场装备难以适应深海的恶劣环境条件；2）深海海洋牧场装备尚未很好解决其能源供给问题。

因此，如何针对深海海域的海况及自然条件来研究并开发出一种运动性能优良、能源自给、绿色环保的多功能的海洋牧场装置，并能结合实际需求来实现深海养殖综合支持、环境监测、绿色能源开发、深海旅游观光等功能模块的布置，以克服现有海洋牧场设施装备在向深海进军中存在的问题，为我国渔业产业结构调整提供新的空间和培育新的经济增长点，是本发明的研究重点。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明在于提供一种海洋牧场装置，以解决现有技术中海洋牧场装置难以适用于深海海域等问题。

针对上述技术问题，本发明提出一种海洋牧场装置，包括：上部主体结构、浮力结构和定位连接结构。上部主体结构上搭载多个功能模块；浮力结构，用以支撑所述上部主体结构并对所述海洋牧场装置提供浮力；所述浮力结构包括多个竖向支撑管和多个横向支撑管，所述竖向支撑管的上端与所述上部主体结构的底面连接，所述横向支撑管设置于相邻两个竖向支撑管之间；所述定位连接结构上端与所述竖向支撑管的下端相连，定位连接结构下端定位于海底。

在优选方案中，所述定位连接结构包括：海底固定结构和绷紧式系泊结构；所述海底固定结构定位于海底；所述绷紧式系泊结构连接于所述竖向支撑管和所述海底固定结构之间。

在优选方案中，所述绷紧式系泊结构为钢管、钢锚链或缆绳。

在优选方案中，所述海底固定结构为重力式基础或桩基础。

在优选方案中，所述上部主体结构为箱型结构或桁架型结构。

在优选方案中，所述多个功能模块包括：绿色能源模块、机械功能模块、交通模块、海洋环境监测模块和休闲旅游模块。

在优选方案中，所述绿色能源模块包括：风力发电设备和太阳能发电设备，其设置于所述上部主体结构上表面的侧边位置；所述机械功能模块包括：起重设备、动力设备；所述交通模块包括直升机起降场，上下梯子；所述海洋环境监测模块包括：深海水质监测模块、风浪流数据监测模块；所述休闲旅游模块包括：野餐区域、休闲区域和活水养鱼池。

在优选方案中，所述上下梯子设置于所述上部主体结构的侧边，且所述起重设备靠近所述上下梯子设置。

在优选方案中，所述上部主体结构上表面的中间区域设有两层建筑，其内设有多个功能房间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明海洋牧场装置，其上部主体结构为上部多功能模块提供了强度支撑和空间布局。浮力结构为整个海洋牧场装置提供浮力，并保证在深水恶劣环境下的优良操作性和安全性。定位连接结构确保整个海洋牧场装置在深海恶劣环境中的持久定位能力和作业稳定性。本发明海洋牧场装置具有水平面内的自振周期大，即使在深海恶劣的环境条件下也能获得良好运动响应的特点，满足了海洋牧场在深海应用的运动性能要求；还具有上部空间充裕、功能布局灵活的特点，提供了深海牧场的能源供给等多功能模块搭载平台。

附图说明

图1是本实施例海洋牧场装置的整体结构示意图。

图2是本实施例上部主体结构第一层的平面布置示意图。

图3是本实施例上部主体结构第二层的平面布置示意图。

图4是本实施例海洋牧场装置的侧面结构示意图。

附图标记说明如下：100、海洋牧场装置；2、上部主体结构；3、浮力结构；31、竖向支撑管；32、横向支撑管；4、绷紧式系泊结构；5、海底固定结构；201、风电设备；202、太阳能板；203、直升机起降场；204、上下梯子；205、起重设备；206、会议室；207、餐厅；208、娱乐室；209、厨房；210、储藏室；211、环境监测室；212、设备室；213、能源动力转化供应室；214、卫生间；215、总控制室；216、渔业设施监控室；217、楼梯；218、第一休息室；219、第二休息室；220、太阳能板；221、风力监测设备。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图4所示，本实施例的海洋牧场装置100，设计水深60米，其包括：上部主体结构2、浮力结构3和定位连接结构。

上部主体结构2为四方形箱型主体结构，长40米，宽38米，高度3米。上部主体结构2上搭载多个功能模块。

在其它实施例中，上部主体结构2还可以是其它形状的箱型结构，或是桁架型主体结构。

浮力结构3用以支撑上部主体结构2并对海洋牧场装置100提供浮力。浮力结构3包括具有防腐能力的四个竖向支撑管31和四个横向支撑管32，均为方形筒状支撑管。四个竖向支撑管31分别位于上部主体结构2四角位置的下方；竖向支撑管31的上端与上部主体结构2的底面连接，横向支撑管32设置于相邻两个竖向支撑管31之间。具体地，在本实施例中，竖向支撑管31长15米，竖向支撑管31和横向支撑管32的截面长宽均为3米；在上部主体结构2长度方向和宽度方向上，相邻两个竖向支撑管31的间距均为22米。

在实际使用中，竖向支撑管31和横向支撑管32还可以是圆形筒状支撑管，或其它形状支撑管，此处不作限定。

在其它实施例中，竖向支撑管31和横向支撑管32还可以是除四个之外的其它多个数量。

在其它实施例中，竖向支撑管31不限于设置在上部主体结构2的四角位置，可根据上部主体结构2的形状结构调整位置。

定位连接结构的上端与竖向支撑管31的下端相连，定位连接结构的下端定位于海底。

进一步地，定位连接结构包括：绷紧式系泊结构4和海底固定结构5。海底固定结构5定位于海底；绷紧式系泊结构4连接于竖向支撑管31和海底固定结构5之间。

在本实施例中，绷紧式系泊结构4为四根高强度圆钢管，四根高强度圆钢管的长度均为46米，截面环形外径为2米。

在其它实施例中，绷紧式系泊结构4还可以是钢锚链或聚酯纤维材料的高强度缆绳等；圆钢管还可以由其它结构形式的钢管代替，如，方管等。

海底固定结构5为整个海洋牧场装置100的定位结构，可根据张力需要和海底地质条件选择重力式基础或桩基础两种基础形式。

在本实施例海洋牧场装置100中，浮力结构3承受较大的工作重量并为整个海洋牧场装置100提供浮力，其中部分浮力抵消整个海洋牧场装置100的重量，而剩余浮力则作为绷紧式系泊结构4的张力来源，改善其抗倾覆站立稳性，以提高可搭载多功能模块的海洋牧场装置100对海洋环境载荷的适应能力。

绷紧式系泊结构4的主要工作原理为：浮力结构3的剩余浮力作用在竖向绷紧式系泊结构4上，使绷紧式系泊结构4处于绷紧状态，较大的绷紧力使整个结构平面外的运动较小，近似于刚性。绷紧式系泊结构4将浮力结构3和海底固定结构5连接在一起，可为整个海洋牧场装置100提供一个相对平稳安全的前提条件。而海洋牧场装置100的本体（即浮力结构3）主要是直立筒状结构，所受水平方向的波浪力远大于竖直方向，通过绷紧式系泊结构4在平面内的柔性，实现整个海洋牧场装置100在平面内的运动响应。从总体结构特点上来看，整个海洋牧场装置100就像一个倒置的钟摆，可以通过调整绷紧式系泊结构4和其它系统参数，来使其运动周期都远离常见的海洋能量集中频带，使其在环境载荷作用下的运动响应得到了有效的控制。

海底固定结构5与绷紧式系泊结构4相连接，配合保证了浮力结构3、上部主体结构2在深海恶劣环境条件下的运动稳定性。

进一步地，在本实施例海洋牧场装置100中，上部主体结构2的上表面尺寸为40米x38米，其具备了大面积存储支持及大空间设备布置功能，同时较为宽敞的空间也为活水养鱼池、风力发电设备、太阳能发电设备等多功能模块的搭载设置及后续渔业养殖作业者的操作、海洋渔业休闲旅游者的参与提供了基础条件。上部主体结构2的上表面上的中间区域设有一类似于蒙古包的两层建筑，其内设有多个功能房间。

在实际使用中，蒙古包的两层建筑还可以是其它形状，此处不作限定。

在上部主体结构2上的多个功能模块包括：绿色能源模块、机械功能模块、交通模块、海洋环境监测模块和休闲旅游模块。

其中，绿色能源模块包括风力发电设备和太阳能发电设备等，以满足渔业养殖作业者和海洋渔业休闲旅游参与者的日常用电需求，为海洋牧场装置100提供动力。交通模块包括直升机起降场203和上下梯子204等，以使渔业养殖作业者和海洋渔业休闲旅游参与者方便的进出海洋牧场装置100。机械功能模块包括：起重设备205、动力设备等，以使养殖饲料、后勤补给等物品方便的运入海洋牧场装置100。海洋环境监测模块包括：深海水质监测模块、风浪流数据监测模块等，以提供深海海域长期环境监测的宝贵数据。休闲旅游模块包括：野餐区域、休闲区域和活水养鱼池，以使海洋渔业休闲旅游参与者的愉悦感和舒适度得以满足。

为了方便描述上部主体结构2上表面的布置，以图2纸张方向为参考方向来进行说明。上部主体结构2上表面的四角位置上均设置有绿色能源模块中的风电设备201，在上部主体结构2上表面左右两侧且靠近风电设备201的位置上设有绿色能源模块中的太阳能板202。交通模块中的直升机起降场203沿上部主体结构2上表面向外延伸突出，其与图示方向下方的一侧边相连，方便人员乘坐直升机快速便捷往来。上下梯子204设置于直升机起降场203相对的另一侧边，即图示方向的上方侧面，方便渔业养殖作业者和海洋渔业休闲旅游参与者上下进出海洋牧场装置100。机械功能模块中起重设备205为轻型吊车，设置在上下梯子204所在的一侧边上，方便养殖饲料、后勤补给等物品吊运至海洋牧场装置100上。

参阅图2，在上部主体结构2上表面中部的蒙古包结构建筑的首层布置为：左侧部分布置了可容纳20人的会议室206，可供多人就餐的餐厅207，娱乐室208，厨房209和储藏室210。右侧部分布置了环境监测室211，设备室212，能源动力转化供应室213，卫生间214，总控制室215，渔业设施监控室216以及楼梯217。会议室206、餐厅207和娱乐室208的设置，提高了海洋牧场工作人员的舒适度。厨房209内置有各种厨具；储藏室210设在厨房209的隔壁，其内设置储物架，可放置食物、饮用水等。卫生间214布置于右中部。楼梯217以方便在蒙古包结构的建筑内上下。渔业设施监控室216内设有支持高频地波雷达、温盐深剖面仪等设备；海洋环境监测模块设置于渔业设施监控室216内，渔业养殖作业者可以在其中进行水质、水文、气象监测。渔业设施监控室216、总控制室215和设备室212的设置确保了海洋牧场装置100及养殖作业经营顺畅。能源动力转化供应室213，将多种绿色能源设施产能转化，为整个海洋牧场装置100提供能源动力。

参阅图3，蒙古包结构建筑二层的布置有第一休息室218和第二休息室219，其内设有衣柜、书桌和座椅等家具，可供多人就寝。

参阅图4，蒙古包结构建筑的顶部布置了绿色能源模块中的太阳能板220。蒙古包结构建筑的上方布置了风力监测设备221，提供风力相关环境数据，以支持海洋牧场装置100的可靠运营。

本实施例中，上部主体结构宽阔型的设计布置，为绿色能源、机械动力、交通运输、旅游休闲等多功能模块的搭载，提供了充裕的选择范围和布置空间，全面提升了海洋牧场装置的综合性能。打造了以海洋牧场管理为主，且具备旅游观光、环境监测、绿色能源等多种功能的综合性装备。同时，有效提高了传统海洋牧场装置的功能和技术水准。本实施例的海洋牧场装置可根据实际需要搭载不同的功能模块，赋予了海洋牧场装置新的意义，极大的促进了深海海洋牧场装置的市场推广和产业发展。

本发明的海洋牧场装置可搭载多种功能模块,并结合实际需求来实现深海养殖综合支持、环境监测、绿色能源开发、深海旅游观光等多种复合功能。该海洋牧场装置，其上部主体结构为上部多功能模块提供了强度支撑和空间布局。高强度圆管式定位连接结构，连接上部主体结构并定位于海底，确保整个海洋牧场装置在深海恶劣环境中的作业稳定性。浮力结构为整个海洋牧场装置提供浮力。

本发明海洋牧场装置的结构设计，极大的改善了其在深海恶劣环境条件下的运行特征，以使海洋牧场装置结构更加安全可靠，保证了所搭载的多功能模块的顺利运行，从而使得海洋牧场装置向深远海进军具背了可靠的技术支持，为海洋牧场装置作业范围的拓展和我国深海养殖产业的转型升级，提供装备和技术方面保障。

虽然已参照以上典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。