适合东南沿海滩涂地区的封闭实验装置及其建造方法与流程

本发明涉及水域生态实验装置，尤其涉及自然水域用的的封闭式实验装置，以及该装置的建造方法。

背景技术：

东南沿海滩涂地区的特性是多风浪、水位相对变化较大，在夏秋季节还要面临台风带来的飓风巨浪的侵袭。在这种地区构建实验装置无法选用传统的封闭实验装置，是由于封闭实验装置的阻风效应，在台风等大风天气时容易被吹倒破坏掉。同时目前封闭实验装置相对密闭无法应对水位的快速涨落，容易被压塌。

技术实现要素：

为克服上述缺陷，本发明提供适合东南沿海滩涂地区的封闭实验装置，并提供它的建造方法。

本发明提供的适合东南沿海滩涂地区的封闭实验装置，包括支柱、隔水围幔、漂浮框，支柱固定装配，隔水围幔和支柱套接装配，漂浮框和支柱套接装配，支柱和漂浮框之间具有间隙，支柱和漂浮框之间具有垫片，支柱包括支柱限位端和支柱固定端，隔水围幔包括隔水围幔漂浮端和隔水围幔固定端，支柱固定端和隔水围幔固定端固定装配，隔水围幔漂浮端和漂浮框固定装配。

根据本发明提供的适合东南沿海滩涂地区的封闭实验装置，通过漂浮框的设置使得隔水围幔的漂浮端漂浮于水面，风浪带来的冲击力将会被其漂浮状态缓冲为柔性冲击力，不再是原先的刚性冲击力，完全消除了传统封闭实验装置带来的阻风效应，延长其使用寿命。

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是适合东南沿海滩涂地区的封闭实验装置实施例处于高水位状态的整体结构示意图。

图2是适合东南沿海滩涂地区的封闭实验装置实施例处于低水位状态的整体结构示意图。

图3是图1的俯视图。

图4是漂浮框3的漂浮单元34的结构示意图。

图5是第一凸框28、第一盖板26、第一贯通孔23的装配示意图。

图6是图5的侧视示意图。

具体实施方式

根据图1至图6所示，本发明的适合东南沿海滩涂地区的封闭实验装置实施例，包括支柱1、隔水围幔2、漂浮框3，支柱1固定装配，隔水围幔2和支柱1套接装配，漂浮框3和支柱1套接装配，支柱1和漂浮框3之间具有间隙9，支柱1和漂浮框3之间具有垫片8，支柱1包括支柱限位端11和支柱固定端12，隔水围幔2包括隔水围幔漂浮端21和隔水围幔固定端22，支柱固定端12和隔水围幔固定端22固定装配，隔水围幔漂浮端21和漂浮框3固定装配。

支柱1可以是不锈钢管，或以柱状木桩为佳，支柱1具有相当的强度，至少是不能轻易便被损毁的材质。支柱1固定装配是指支柱1是固定安装在环境之中的，支柱1一般需要三个以上才能合围形成内侧封闭的生态系统。隔水围幔2合围形成封闭。漂浮框3合围形成封闭。图3表示了八个支柱1和隔水围幔2所合围形成的大致正方体形状，而漂浮框3合围形成的大致是正方形。

隔水围幔2和支柱1套接装配指的是隔水围幔2以套接的形式安装到支柱1外围，同理漂浮框3也是以套装的形式安装到支柱1外围，换句话说支柱1是被包围在隔水围幔2形成的包围或是漂浮框3形成的包围之中。

支柱1整体上被人为划分为两部分，即是图1中的上部分为支柱限位端11，下部分为支柱固定端12，同理隔水围幔2整体上被人为划分为两部分，上部分为隔水围幔漂浮端21，下部分为隔水围幔固定端22，隔水围幔固定端22和支柱固定端12相互固定连接形成固定装配关系，隔水围幔漂浮端21和漂浮框3相互固定连接形成固定装配关系，由此隔水围幔漂浮端21和漂浮框3形成了水域里的漂浮状态，同时支柱限位端11限位作用于隔水围幔漂浮端21和漂浮框3的整体，即漂浮框3受其内侧的支柱1阻挡作用，使它们仍然被限定在原址周边区域，不会随风浪移到别处，漂浮框3合围后形成的形状周长稍大于支柱1合围后形成的形状周长，即是图3所示的漂浮框3和支柱1外侧之间具有间隙9，可以带来隔水围幔2和漂浮框3的整体在风浪时可在水中位移，不至于将风浪的压力直接传导到支柱1上，使得隔水围幔2抗风浪能力明显增强，支柱1和漂浮框3之间的垫片8兼具耐磨和缓冲作用，不仅用来缓冲漂浮框3随风浪摆动时撞击支柱1的撞击力，同时防止因后述环境水体的水位下降，支柱1和漂浮框3接触摩擦导致的磨损，材质上优选聚四氟乙烯材质，垫片8可以固定连接到支柱1，或是固定连接到漂浮框3，或是固定连接到下述的接头35。

支柱1的支柱固定端12的下部设置有柱尖头，用来插入到图1和图2以虚线所标示的水体环境中的底部，隔水围幔2底部也埋入水体环境底部中，从而使得隔水围幔2底部与水体底部完全隔离，以求形成全封闭的围隔。

当然漂浮框3合围后形成的形状周长等于支柱1合围后形成的形状周长，也是可行的方案，但是那样就相当于漂浮框3是和支柱1限位端11相互固定连接的关系，风浪带来的冲击力直接传导到支柱1，缺乏缓冲作用久而久之会导致漂浮框3的磨损。

漂浮框3可以是一体式结构也可以是分体式组装结构。

漂浮框3一体式结构是包括浮体31和浮体隔水围幔32，浮体隔水围幔32具有包裹部321、粘结部322、装配部333，包裹部321包裹浮体31，粘结部322位于包裹部321和装配部333之间，装配部333和隔水围幔漂浮端21固定装配。浮体31是指可以漂浮在水面的物体，本专利选用泡沫橡胶材质制成的条状物，一体式结构意味着其是一体成型的泡沫橡胶条。本专利的浮体隔水围幔32的粘结部322是浮体隔水围幔32包裹浮体31后将边缘热粘接而得到，包裹浮体31后多余的一部分浮体隔水围幔32则作为装配部333和隔水围幔漂浮端21固定连接，可以通过热粘接将装配部333和隔水围幔漂浮端21固定装配在一起。此结构提供一个简单可行的装配方案，而且在独立使用浮体31时还能使浮体31得到隔水效果，只要增大浮体31的尺寸即可彻底杜绝水从围隔上部进入的非必要的可能性。

漂浮框3包括刚性套33，刚性套33设有中空331和装配贯通孔332，浮体31、包裹部321、粘结部322的整体和中空331套接装配，装配部333和装配贯通孔332套接装配。

装配贯通孔332是将中空331和外界贯通的通孔。刚性套33所谓的刚性是指材料在外力作用下不发生变形或变形率较低能力，刚性套33可以理解为是硬材质的套筒，装配贯通孔332可以视为是套筒上的一道开缝，可以将浮体31、包裹部321、粘结部322的整体装入套筒内部的中空331，装配部333则置于装配贯通孔332之中。刚性套33的存在可以使得漂浮框3具备抗形变强度，保护内部的浮体31延长其使用寿命。

漂浮框3分体式结构可以是包括漂浮单元34和接头35，漂浮单元34和接头35插接装配。插接装配指的是漂浮单元34插入接头35完成装配，拔出接头35完成拆卸，漂浮单元34和接头35的装配可以是紧配合，可以是螺纹配合，也可额外设置固定装置连接，接头35是中空的且大致呈直角弯曲的管状，通过单元拼接的方式使得漂浮框3的形状选择多样化，可塑性更强，且易于维修。

漂浮单元的具体结构参考上述一体式结构的漂浮框3，与其相同不再赘述。

在某些场合的应用前提下，隔水围幔2安装水域水位变化时，为解决围隔内外水位差，需要自动控制水位，使得围隔内侧和围隔外侧的水位相同，通过安装自动水位控制器加以解决，具体说是当围隔外侧环境水位升高时，自动水位控制器控制下进水，围隔内侧水位随之升高，当围隔外侧水位降低时，自动水位控制器控制下排水，围隔内侧水位随之降低，实现自动控制。

除了上述的自动化机电控制方案之外，还提供机械式控制方案：隔水围幔2包括第一贯通孔23和第二贯通孔24，第一贯通孔23和第二贯通孔24位于围隔安装水域的水底以上5-10cm处，第一贯通孔23和第二贯通孔24分别设有内衬网25，隔水围幔2设有第一盖板26和第二盖板27，第一盖板26和隔水围幔2铰接装配，第二盖板27和隔水围幔2铰接装配，第一盖板26位于隔水围幔2外侧，第二盖板27位于隔水围幔2内侧，第一盖板26重力作用覆盖第一贯通孔23，第二盖板27重力作用覆盖第二贯通孔24。

第一贯通孔23和第二贯通孔24是贯通围隔内侧和围隔外侧的通孔，内衬网25防止围隔内外生物的进入或逃逸。第一盖板26的铰接部位位于第一贯通孔23上部的隔水围幔2，第二盖板27的铰接部位位于第二贯通孔24上部的的隔水围幔2。第一盖板26和第二盖板27作用原理是相同的，但安装方向相反。第一盖板26用于出水而第二盖板27用于进水，在仅受重力作用时，第一盖板26自然下垂覆盖第一贯通孔23，第二盖板27自然下垂覆盖第二贯通孔24。当环境中水位上涨时，在水位落差带来的压力作用下，围隔外侧的水压会克服第一盖板26的重力，自动打开第一盖板26向围隔内侧进水，相反当环境中水位下落时，围隔内侧的水压会克服第二盖板27的重力，自动打开第二盖板27向围隔外侧出水，进出水完成后会自动闭合以阻止围隔内外侧水交换。

第一盖板26和第二盖板27都是上端明显较下端轻，在图1中呈现上轻下重才能更好地适用重力的自然下垂。当然也可以在下端加装重物获得重力。事实上它选用密度较大的材质即可获得需要的重力作用。

图5和图6示出针对上述自动进出水的改进结构：

隔水围幔2设有第一凸框28和第二凸框，第一凸框28设有第一凸框通孔281和第一凸框斜面282，第二凸框设有第二凸框通孔和第二凸框斜面，第一凸框通孔281和第一贯通孔23贯通装配，第二凸框通孔和第二贯通孔24贯通装配，第一凸框斜面282和第二凸框斜面分别相对于隔水围幔2具有斜度，第一盖板26重力作用覆盖第一凸框斜面282，第二盖板27重力作用覆盖第二凸框斜面。

第一凸框28固定装配在第一贯通孔23的周围，其中间的第一凸框通孔281和第一贯通孔23形成贯通，它的第一凸框斜面282可以最大限度降低第一盖板26因水体下层的暗流导致其脱离第一贯通孔23带来的不受控制的进出水，增强第一盖板26相对于第一贯通孔23的覆盖性能。同理第二盖板27、第二凸框(图中未标示)、第二凸框通孔(图中未标示)的配合原理和第一盖板26、第二凸框28、第一凸框通孔281相同。

浮体31是泡沫橡胶材质，浮体隔水围幔32和隔水围幔2都是聚乙烯编织布材质。这些都是在自然水域研究时常用的材质，容易购买和维护。

本实施例在应用到沿海滩涂时的建造方式如下：

准备材料：支架1选用木桩直径10cm、长4m左右，横向连接件选用青竹直径5cm、长4m左右，硬质片选用竹片宽3～4cm、长0.5m左右，隔水围幔2选择2.5米宽、200g/m²、长21m包括1m接头的聚乙烯编织布。

安装前平整环境底部，支架1合围组成支架框架，每根支架间隔2.5米，打入环境底部1m深，地面以上2m处用横向连接件将各支架1联结固定。

支架框架打好后，在两支架之间联结线上挖0.5m深、直而窄的沟。将隔水围幔2下部的隔水围幔固定端22紧沿支架1外侧包围在支架1上，埋入上述沟内0.5m深，埋直压实；隔水围幔固定端22两端有1m重叠，拉紧热粘合后，剪去多余材料。

上述隔水围幔固定端22安装好后，在每个支架1外侧加一根硬质片，夹住隔水围幔固定端22，并用钢钉钉在支架1上。硬质片要沿环境底部钉，长度不高于环境水位的最低深度。

将隔水围幔漂浮端21上缘和漂浮框3热粘结，形成一个整体。

选择直径0.15m的柱状泡沫橡胶条作为浮体31，粘接成长度21米左右包括1m接头，泡沫橡胶条密度小于水以便于浮条带浮在水面上。

浮体隔水围幔32同样选择聚乙烯编织布规格300g/m²、宽0.7m、长21m包括1m接头，外裹浮体31后热粘结。

刚性套选用内径0.15m的pvc管，切掉60°的弧面后，套在浮体31和浮体隔水围幔32上，四个角使用垂直接头35过渡，pvc管插接到接头35，使漂浮框3成大致5m×5m的正方形。

隔水围幔2两端总长(以20m计)的1/4处分别裁剪一个进水和一个出水窗口。窗口安装在环境水体最低水位的中间位置，即隔水围幔2的下缘向上0.5m加最低水位的1/2处。进出水窗口规格4cm×6cm，然后先缝上内衬网25，固定第一凸框28或第二凸框，最后在进出水口各自的内衬网25上沿处的隔水围幔2安装铰链，第一盖板26和第二盖板分别铰接在铰链。