一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置的制作方法

本发明涉及一种海洋牧场装置，具体涉及一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置。

背景技术：

目前，随着新型海洋牧场发展的需要，在近远海和岛礁附近种植海藻日益受到关注。种植的海藻不仅有助于净化海水环境，而且海藻可以有诸多的用途，比如可以作为日常食用品、保健品、园艺产品和生物燃料等。因此世界各国都在尝试提升海藻的产量。

由于近岸的海域空间有限，而在近海区域里海上风电场得到蓬勃发展，这促使利用海上风电场桩柱进行海藻种植想法的形成，以增加适用海藻种植的海域面积。

随着海上风电和新型海洋牧场发展的需要，利用海上风电场桩柱进行海藻种植可以充分利用已有的海上风电场的海底空间，具有环保和经济效益。

又由于随着种植海藻所处水深的增加，以及恶劣的波浪和海流条件，对种植海藻的浮式结构物的系泊锚固和海藻的种植回收提出了更高的要求。值得注意的是，在近远海的海域种植海藻的多个工程性挑战：海洋风暴环境较多样、系泊锚固成本较高和海藻种植装置回收。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本发明的目的在于提出一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，通过利用了海上风电场的桩柱和海域空间，不仅可以减低系锚安装成本，而且增加了海上风电场的海洋空间利用率，具有经济可靠，安装和回收便捷的特点，具有广阔的工程应用前景。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，包括固定埋在海床上的海上风电场桩柱、固定在海上风电场桩柱上的连接环、与所述连接环通过系泊缆绳连接的方形框，所述方形框上设置有若干组平行设置的悬挂缆绳，且所述悬挂缆绳的两端分别与方形框的相对两个边框连接，所述悬挂缆绳上均匀设置有用于种植海藻的养殖线。

上述的一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，所述方形框所在的水平面与海平面的间距设置为2米。

上述的一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，所述方形框为不锈钢方形框，其4个角分别通过一条系泊缆绳与所述连接环连接，所述连接方式采用插编的方式，插编长度大于0.5米。

上述的一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，所述系泊缆绳为合成纤维缆绳，其破断强度大于100吨的聚乙烯缆绳、聚酯缆绳、芳纶缆绳、尼龙缆绳中的任意一种；所述悬挂缆绳也为合成纤维缆绳。

上述的一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，所述系泊缆绳采用插编的方式，一端与连接环连接，另一端与方形框的一个角连接，且插编长度大于0.5米，保证相连接部位的强度与可靠性。

上述的一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，所述连接环与海上风电场桩柱采用不锈钢材料的螺栓和螺母进行固定连接。

上述的一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，所述连接环为不锈钢圆环。

上述的一种利用海上风电场桩柱进行海藻种植的装置，根据所述海上风电场桩柱的桩径大小来设置连接环的直径大小，配置的原则是连接环的内直径等于桩柱的直径。

本发明的有益效果为：

（1）通过利用了海上风电场的桩柱和海域空间，不仅可以减低系锚安装成本，而且增加了海上风电场的海洋空间利用率；

（2）本发明的装置由于采用单点方框式，在海藻生长完成时，可以将其整体吊离海面，具有收割海藻和回收系泊装置方便快捷的特点；

（3）本发明的装置采用高强聚乙烯或芳纶等高强度的纤维缆绳作为主体系缆，自重轻，强度高，对海藻的承载力强，回收操作便捷，可以保障所提出的系泊装置，具有更强的抵抗恶劣海洋极端环境的能力，因此，本发明的装置具有广阔的应用前景和极重要的工程应用价值；

（4）本发明能够广泛应用于近远海和岛礁附近采用浮式结构物种植海藻，可以采用在陆上搭配安装完成，然后将整个装置运输至指定海域，不仅可以大大节约海上安装时间，提升作业效率，而且可以减低系锚安装成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1为本发明的结构示意图。

图中附图标记的含义：

1、海床，2、海上风电场桩柱，3、方形框，4、悬挂缆绳，5、系泊缆绳，6、连接环，7、海藻，8、海平面。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明的海藻种植装置，包括固定埋在海床1上的海上风电场桩柱2、固定在海上风电场桩柱2上的连接环6、与连接环6通过系泊缆绳5连接的方形框3，方形框3上设置有若干组平行设置的悬挂缆绳4，且悬挂缆绳4的两端分别与方形框3的相对两个边框连接，悬挂缆绳4上均匀设置有用于种植海藻7的养殖线。

进一步地，方形框3所在的水平面与海平面8的间距设置为2米，这样使得悬挂缆绳4在海平面8的2米以下，但又不低于2米很多，优选将悬挂缆绳4的水深设置为1.8-2.4米，这不仅可以保证海藻7（包括海带）有足够的光照，而且可以减低海流流速对海藻7（包括海带）生长的不利影响，这是考虑到了实际海洋环境中，在靠近海平面8附近，通常波生流的流速较大，而波浪产生的波压力和波生流随着离海平面8距离的增加而衰减，在教科书：邹志利、严以新《海岸动力学》第四版，高等学校水利学科教学指导委员会组织编审，人民交通出版社，该书第39页记载了波浪产生的波压力和波生流随着离海平面8距离的增加而衰减。

进一步地，方形框3为不锈钢方形框3，其4个角分别通过一条系泊缆绳5与连接环6连接，具体为：系泊缆绳5采用插编的方式，一端与连接环6连接，另一端与方形框3的一个角连接，且插编长度大于0.5米，保证相连接部位的强度与可靠性。

为保障所本发明的海藻种植装置的使用，且具有更强的抵抗恶劣海洋极端环境的能力，系泊缆绳5为合成纤维缆绳，其破断强度大于100吨的聚乙烯缆绳、聚酯缆绳、芳纶缆绳、尼龙缆绳中的任意一种；悬挂缆绳4也为合成纤维缆绳；本发明充分利用了合成纤维缆的优点。由于合成纤维缆绳（高强聚乙烯缆绳、聚酯缆绳、尼龙缆绳或芳纶缆绳）在水中仍然具有很好的抗拉强度、抗疲劳性能、耐腐蚀性，而且纤维缆绳的密度接近于海水的密度；鉴于此，本发明中用于种植海藻7（包括海带）的养殖线也可以使用合成纤维缆绳。

优选地，连接环6为不锈钢圆环，连接环6与海上风电场桩柱2采用不锈钢材料的螺栓和螺母进行固定连接。

进一步地，本发明的海藻7种植的装置可以根据海上风电场桩柱2的桩径大小来设置连接环6的直径大小，配置的原则是保证连接环6的内直径等于桩柱的直径，还可以根据海上风电场桩柱2的间距大小，确定用于连接悬挂缆的方形框3的尺寸，确定的原则是方形框3的尺寸小于或等于海上风电场桩柱净距的一半，以使得既可以充分利用桩柱净距，又可以避免相邻的两个方形框3不重叠。

在陆上预制和安装完方形框3后，采用小船将本发明的海藻种植装置托运至海上风电场桩柱2处进行安装。

在捕捞海藻7时，可以采用吊装设备将整个单点方框式系泊装置进行起吊到收割船中；收割完毕后，可以重复利用现有的海藻7种植的装置进行海藻7种植。

本发明的充分利用了合成纤维缆的优点和海上风电场桩柱2，减低海洋牧场的运营成本。由于合成纤维缆绳（高强聚乙烯缆绳、聚酯缆绳、尼龙缆绳和芳纶缆绳）在水中仍然具有很好的抗拉强度、抗疲劳性能、耐腐蚀性，而且纤维缆绳的密度接近于海水的密度，因此本发明的海藻种植装置自重较轻，对桩基的承载力影响小，而纤维系缆的承载力强，回收操作便捷，具有广阔的工程应用前景。

此外，本发明的海藻种植装置依托海上风电场桩柱2进行系泊，减低了海藻种植成本，可以充分利用海上风电场剩余的空间资源，同时可以净化风电场附近的水质。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。