一种基于海上风电场的海洋养殖方法及装置与流程

本发明涉及水产养殖领域，更具体地说，它涉及一种基于海上风电场的海洋养殖方法及装置。

背景技术：

海上风力发电的发展则非常迅速，2014-2018年全球海上风电装置将新增261MW，到2018年底，全球海上风电累计装机有望达到32948MW。随着技术的进步，海上风力发电在水深和离岸方面也有了突破，选址已经向远海深海发展。在海洋养殖方面，主要是利用网箱、浮筏养殖，目前我国的海上养殖大多分布在近海，而深海部分利用少，随着水产养殖业的发展，中国沿海近岸浅水区域养殖容量已逐渐饱和，由于养殖密度较大，导致近海水质恶化，养殖成活率明显降低。

目前，对于海上养殖来说，20米等深线的外海海域由于拓展成本高，技术难度大，没有有效的消波防波设施而得不到有效利用，而对于海上风力发电场的海域只用来进行海上风力发电，这样理想的海域只用作海上风力发电的单一用途，没有进行多用途利用则有点浪费。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种基于海上风电场的海洋养殖方法，使得其充分利用建设有海上风电基础的远海域进行海上养殖，解决海区有效养殖面积小，水产养殖单一化且污染大的问题。

为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种基于海上风电场的海洋养殖方法，包括以下步骤：

a.在海面插入单桩式风电基础并形成呈围合区域状的风电场区，在该风电基础之间固定养殖连接设施；

b.在风电场区的中心处设置设备平台，设备平台与各个风电基础之间连接有加强杆，把藻类养殖装置固定于加强杆的下方，构成上层养殖区；

c.把鱼类养殖网箱固定在加强杆下方，构成中层养殖区；

d.把贝类养殖网箱设置在风电基础的每一单桩上，构成下层养殖区；

e.按季节在藻类养殖装置上放置不同种苗；

f.把鱼苗放入鱼类养殖箱，以上层养殖区掉落的藻类作为饵料；

g.把贝类放入贝类养殖箱，以鱼类吃剩的藻类及鱼类排泄物为饵料；

h.在风电场区的底部放入人工鱼礁，用来底播贝类、鱼类或虾类等生物。

进一步优化为：所述的上层养殖区位于海平面以下的2～5m；所述的中层养殖区位于海平面以下的5～10m；所述的下层养殖区位于海平面以下的10～20m。

通过上述技术方案，首先利用在海上建立起的风电场作为海洋牧场的部分基础设置，为海洋牧场在远海得以实施提供了保障，有效扩展了海域养殖面积，并提高了养殖设施抗台风、大浪的安全等级；其次利用上层养殖区的自然掉落的藻类作为中层养殖区鱼类和下层养殖区贝类的养殖饲料；又将海底的鱼类和贝类的排泄物作为龙须菜、海带等澡类养殖的肥料，由于单桩式风电基础呈围合区域状行程风电基础，且由于人工鱼礁的存在，使得海洋水流产生涡旋，这样海底沉积的鱼虾贝类粪便排泄物就会随涡旋上浮，由藻类吸收，如此形成一个循环的、生态的、绿色的养殖环境，在提高经济效益的同时，保持海区环境的自然属性。

本发明的第二目的在于提供一种能够实现上述养殖方法的装置。

为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种用于实现上述技术方案中养殖方法的装置，包括海藻养殖部分，鱼虾类养殖部分，贝类养殖部分，开放收网部分；

海藻养殖部分包括夹苗绳和所述加强杆，夹苗绳间隔固定于加强杆下方，且夹苗绳的底端位于海平面下方2-5m处；

虾鱼虾养殖部分包括鱼虾养殖网箱和所述加强杆，鱼虾养殖网箱固设置于加强杆下方，且鱼虾养殖网箱位于海平面下方5-10m处；

贝类养殖部分包括贝类养殖网箱，于每一单桩上设置有第一滑轨，在所述设备平台上设置有第一牵引电机，贝类养殖网箱上设置有与第一滑轨配合的第一滑块，第一牵引电机驱动贝类养殖网箱沿单桩上下滑动；

开放收网部分包括围绕在各个风电基础单桩上的网衣，网衣的上端固定在各个单桩上，网衣的中部固定于各个贝类养殖网箱上，网衣的下端设置有一圈收合圈，且该收合圈受设置于设备平台上的第二牵引电机驱动收合。

通过上述技术方案，将夹苗绳固定在加强杆下方，且夹苗绳的底部处于海平面下方2-5m处，从而形成上层养殖区，在夹苗绳上可以投入龙须草、海藻等藻类；将鱼虾养殖网箱固设置于加强杆下方，且处于海平面下方5-10m处，从而形成中层养殖区，可以在鱼虾养殖网箱内投放各类鱼苗进行培育养殖；利用风电基础的单桩，在单桩上滑移设置贝类养殖网箱，且贝类养殖网箱受设置在设备平台上的第一牵引电机驱动，可以将贝类养殖网箱设置在合适的深度进行养殖，而需要收取贝类的时候，则可以通过第一牵引电机，将贝类养殖网箱驱动上升，操作非常方便；开放收网部分的设置则是利用了风电基础下方的人工鱼礁，利用鱼类天生的贴触性，鱼类会在人工鱼礁周边形成鱼群并且繁衍生息，在平常时候，网衣的下端处于打开状态，鱼类可以自由进出网衣并积累数量，而到了收获季，则第二牵引电机将驱动收合圈将网衣的下端收合，从而将处于风电基础围合范围内的鱼群围住，之后第一牵引电机和第二牵引电机一起动作，贝类养殖网箱将带着网衣一起上升，方便将此范围内的鱼群和上层养殖区、中层养殖区、下层养殖区中的海产一起进行捞起，增加了收益效果。

进一步优化为：于每一单桩与加强杆的连接处均设置有第一滑轮，每一第一滑块均连接有第一牵引绳，每一第一牵引绳的一端固定于第一滑块，另一端绕过第一滑轮之后受控于第一牵引电机。

通过上述技术方案，第一牵引绳的一端固定在第一牵引电机上受第一牵引电机的牵引收卷，另一端绕过第一滑轮之后固定在第一滑块上，从而当需要将贝类养殖网箱提起的时候，只需要通过第一牵引电机对第一牵引绳的收卷，贝类养殖网箱能够够在第一牵引绳的作用下上升，而当第一牵引电机反向转动的时候，贝类养殖网箱则能够在自身重力的影响下随着第一牵引绳一起下降；其中第一滑轮的设置，将能够减少第一牵引绳从沿着竖直方向向水平方向换向时的摩擦力，提高第一牵引绳的使用寿命。

进一步优化为：每一所述加强杆上均设置有穿线通道，所述第一牵引绳穿过穿线通道之后受控于第一牵引电机。

通过上述技术方案，通过在加强杆上设置的穿线通道，使得第一牵引绳能够穿过穿线通道之后被第一牵引电机驱动收卷，提高了第一牵引绳在传动过程中的整齐性，减少了在传动过程中第一牵引绳打结缠绕的现象。

进一步优化为：所述设备平台的下方设有一支柱，该支柱的底部插入海底，所述支柱设有第二滑轨，第二滑轨配合有第二滑块，所述第二滑块上设有第二滑轮，所述收合圈穿设有可将收合圈收合缩口的伸缩绳，该伸缩绳穿过第二滑轮之后受控于第二牵引电机。

通过上述技术方案，当第二牵引电机驱动伸缩绳收卷时，伸缩绳将先从收合圈部分逐渐被拉出，然后绕过第二滑轮之后收卷在第二牵引电机上，在这个过程中收合圈将会逐渐把网衣的下端收合封口；在收合圈封合之后，若第二牵引电机继续带动伸缩绳收卷，网衣的下端将随着第二滑轮一起沿着第二滑块和第二滑轨的配合向支柱的上方滑移上升，完成收网步奏。

进一步优化为：所述设备平台还设有第三牵引电机，该第三牵引电机通过第二牵引绳驱动第二滑块沿着支柱方向的上下运动。

通过上述技术方案，通过第三牵引电机和第二牵引绳的配合，使得第二滑块沿着支柱方向的上下运动变得更加顺畅。

进一步优化为：所述人工鱼礁设置于支柱和单桩下方，并且所述人工鱼礁与支柱和单桩紧靠。

通过上述技术方案，将人工鱼礁设置在支柱和单桩的下方且紧靠支柱和单桩，将起到对支柱和单桩的加固效果，从而增加风电基础和海洋养殖装置对抗风浪的能力。

进一步优化为：所述支柱上间隔设置有若干照明灯。

通过上述技术方案，在支柱上间隔设置若干照明灯，照明灯的电能可以直接从风电基础上汲取，且根据鱼儿的趋光性，照明灯的设置可以吸引鱼群的聚集。

进一步优化为：所述支柱上间隔设置有若干摄像头。

通过上述技术方案，摄像头的设置配合照明灯，能够随时方便观察风电基础下方鱼虾的情况，从而方便在鱼虾聚集量大的时候，通过第二牵引电机使得网衣的下端封口，进行对鱼虾的捕捞，提高对鱼虾的捕捞有效效率。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过利用风电基础，实现了海洋养殖的远洋养殖目的，且将养殖区域设置成上层养殖区、中层养殖区和下层养殖区，形成一个较为完善的生态区，提高养殖产品的存活效果和生长效果，并且利用设置在风电基础下方的人工鱼礁能够自然使得鱼群聚集的特性，设置了开放收网装置，能够在实现人工养殖的同时，对海洋自然孕育的鱼虾进行捕捞，增加养殖的产量，提高收益效果。

附图说明

图1为本实施例的海洋养殖设备网衣张开时的状态图；

图2为本实施例的海洋养殖设备网衣底部闭合时的状态图；

图3为本实施例中的单个单桩与设备平台支架的结构示意图；

图4为本实施例中的设备平台与网衣之间的结构示意图。

图中，1、单桩；11、扇叶；2、设备平台；21、支柱；211、照明灯；3、加强杆；4、网衣；5、人工鱼礁；61、第一牵引电机；62、第二牵引电机；63、第三牵引电机；71、夹苗绳；72、鱼类养殖网箱；73、贝类养殖网箱；81、第一滑轮；82、第二滑轮；91、第一牵引绳；92、伸缩绳；93、第二牵引绳。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。

实施例

一种基于海上风电场的海洋养殖方法及装置，参见附图1-3，首先在合适的海域插上风电基础，采用单桩1形式的风电基础并且围合成一个圈，在围合范围的海面中心位置设置一个设备平台2，且为了加固设备平台2，在设备平台2的下方设置一个支撑它的支柱21，支柱21和单桩1一样都插入海底下进行固定，且在设备平台2和每个单桩1之间都水平连接有加强杆3，从而将设备平台2与风电基础形成一个整体。

参见附图3，在加强杆3的下方间隔的设置有夹苗绳71、鱼类养殖网箱72，这里的加强杆3处于海平面上方0.5米左右，而夹苗绳71的底端处于海面下方的2-5米处并且形成上层养殖区，鱼类养殖网箱72则处于海面下方的5-10米处并且形成中层养殖区，在单桩1上设置有第一滑轨(图中未显示)，在单桩1位于加强杆3的同一水平面处设置有第一滑轮81，加强杆3上设置有穿线通道，且穿线通道与第一滑轮81的上表面处于同一平面；在第一滑轨上配合有带有第一滑块(图中未显示)的贝类养殖网箱73，而第一滑块固定有第一牵引绳91，第一牵引绳91的一端固定在第一滑块上，另一端绕过第一滑轮81穿过穿线通道之后缠绕在第一牵引电机61的转轴上。

参见附图2和附图4，在设备平台2上除了设置有第一牵引电机61之外还设置有第二牵引电机62和第三牵引电机63，在各个单桩1的内侧设置有网衣4，网衣4的上端固定在各个单桩1上，中部固定在各个贝类养殖网箱73上，下部设置有一圈收合圈(图中未显示)，收合圈可在伸缩绳92的作用下实现对网衣4底部的打开和封合效果；在支柱21上设置有沿着支柱21长度方向的第二滑轨(图中未显示)，第二滑轨滑移配合有带有第二滑块的第二滑轮82；伸缩绳92穿过第二滑轮82之后缠绕在第二牵引电机62上，而第三牵引电机63则缠绕有第二牵引绳93，第二牵引绳93的另一端固定在第二滑块上。

在进行养殖的时候，按照以下步骤进行：

a.在海面插入单桩1式风电基础并形成呈围合区域状的风电场区，在该风电基础之间固定养殖连接设施；

b.在风电场区的中心处设置设备平台2，设备平台2与各个风电基础之间连接有加强杆3，把藻类养殖装置固定于加强杆3的下方，构成上层养殖区；

c.把鱼类养殖网箱72固定在加强杆3下方，构成中层养殖区；

d.把贝类养殖网箱73设置在风电基础的每一单桩1上，构成下层养殖区；

e.按季节在藻类养殖装置上放置不同种苗；

f.把鱼苗放入鱼类养殖箱，以上层养殖区掉落的藻类作为饵料；

g.把贝类放入贝类养殖箱，以鱼类吃剩的藻类及鱼类排泄物为饵料；

h.在风电场区的底部放入人工鱼礁5，用来底播贝类、鱼类或虾类等生物。

利用上层养殖区的自然掉落的藻类作为中层养殖区鱼类和下层养殖区贝类的养殖饲料；又将海底的鱼类和贝类的排泄物作为龙须菜、海带等澡类养殖的肥料，由于单桩1式风电基础呈围合区域状行程风电基础，且由于人工鱼礁5的存在，使得海洋水流产生涡旋，这样海底沉积的鱼虾贝类粪便排泄物就会随涡旋上浮，由藻类吸收，如此形成一个循环的、生态的、绿色的养殖环境，在提高经济效益的同时，保持海区环境的自然属性。

而在使用海洋养殖装置的时候，先通过第二牵引电机62和第三牵引电机63将伸缩绳92和第二牵引绳93放下，使得网衣4的下端开口张开，并且将设置在支柱21上的照明灯211和摄像头都打开，一边用照明灯211进行对鱼类的吸引，一边用摄像头进行对鱼群的观察；利用设置在支柱21和单桩1底部的人工鱼礁5，一方面对支柱21和单桩1进行加工，另一方面利用鱼类的贴触性，吸引鱼群的聚集，利用海洋的天然坏境，进行对鱼类的自然野生开放式养殖，处于此范围内的鱼类强壮且肥美；当倒了人工养殖的上层养殖区、中层养殖区和上层养殖区中的水产丰收的季节时，首先开动第二驱动电机，伸缩绳92将先从收合圈部分逐渐被拉出，然后绕过第二滑轮82之后收卷在第二牵引电机62上，在这个过程中收合圈将会逐渐把网衣4的下端收合封口；接着第二牵引电机62、第三牵引电机63和第一牵引电机61一起发动，使得网衣4的下端和中部一起上升，且随带着贝类养殖网箱73也一起上升，完成收网步骤；最后进行对上层藻类的收集、中层鱼类的收集、下层贝类的收集和网衣4内鱼虾的收集，完成了养殖和野生的同时养殖效果，提高经济收益。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。