适用构建牡蛎礁生境的生态防波堤结构的制作方法

1.本发明涉及一种适用构建牡蛎礁生境的生态防波堤结构。适用于海洋工程技术领域。


背景技术：

2.我国海岸线漫长，沿海遍布港口、航道及海滩，包含丰富的植被资源和自然资源。为缓解泥沙进入港区及航区引起淤积、保护沙滩侵蚀，需建设近岸防波堤或离岸防波堤，传统的防波堤常采用混凝土结构，或混凝土 扭块结构，虽然消浪效果好、越浪小，但生态友较差。在滨海生态修复领域，牡蛎礁修复是主要内容之一，因其能够为其他生物提供优良的生境。然而，随着海岸带开发，牡蛎礁已是全球退化最严重的海洋栖息地之一。因此，基于牡蛎礁重建的海洋生态修复已成为该领域的研究热点及难点。
3.中国专利cn 104686418 a公布了一种用于修复牡蛎礁的人工礁体构建工程的实施方法，步骤如下：首先，在落潮或低水位时在牡蛎礁修复点或待构建地点设置浮标标记；在高潮或高水位时，将人工礁体建造材料装载到投放到浮标标记处；然后将人工摆放和构建基本的礁体类型；最后分季度监测构建礁体上牡蛎幼体的自然附着数量和生长情况，采集人工礁体构建对牡蛎礁修复的情况，并对不同的人工摆放和构建基本的礁体类型进行比对。本发明利用一些废旧的水工建筑物(空心砖或涵洞)以及废弃的牡蛎壳作为礁体，通过一系列模块组给和布设方法，让自然海区中的牡蛎苗直接附着于人工礁体上，达到增殖牡蛎种群、扩增活体牡蛎礁面积，让天然牡蛎礁及其生态系统得以修复的目标。
4.中国专利cn 205124717 u公布了一种人工牡蛎组合礁体，包括导向砖和牡蛎壳礁袋，导向砖为长方体镂空结构，牡蛎壳礁袋由网袋内部填充牡蛎壳组成，牡蛎壳礁袋沿导向砖长边方向设置于导向砖上方，导向砖与牡蛎壳礁袋形成的组合礁体矩阵排布形成礁体群。本实用新型用材普通，结构简单，能够辅助恢复牡蛎礁的自然生境，增强自然礁体的繁殖和生长能力，增强生物多样性，为海洋生物提供具有保护作用的栖息地，达到恢复水生生态和养护水生生物资源的生态效果。
5.中国专利cn 208039153 u本实用新型公布了一种能够保持水流畅通的生态防波堤，包括防波堤堤身，在防波堤堤身的底部设有过流涵洞，在防波堤堤身的两侧分别设有与其活动连接且浸没于水下的生物附着体，在生物附着体上设有孔洞。本实用新型既能保证防波堤消波基本性能，又可以通过底部涵洞维持堤身两侧水体的畅通，使防波堤掩护水域的水体交换得到基本保证；结构简洁，稳定可靠，施工方便。从仿生学角度，与抛石等堤身结构组成多种材料的生物附着体，为鱼类等海洋生物创造出多种栖息地环境。综上，本实用新型结构简单，成本低，经济性好，能够在有效发挥防波堤基本功能的前提下，维护堤身两侧水体畅通、创造生物栖息地空间，且结构稳定可靠，便于施工与安装。
6.中国专利cn 210395236 u公布了一种新型复合式生态防波堤，包括防波堤堤身，所述防波堤堤身近水侧为斜坡式结构，且所述防波堤堤身近水侧底部延伸形成护底；所述防波堤堤身近水侧的斜坡下部表面设有若干扭王字块，所述扭王字块表面设有混凝土块
体，所述混凝土块体填补所述扭王字块表面的缝隙；所述防波堤堤身近水侧的斜坡上部表面设有扭王字块，所述扭王字块表面覆盖土壤，所述土壤表面种植有绿化植物；所述防波堤堤身近水侧的斜坡上部及下部的分界线为水位线。本实用新型既能够保持防波堤基本功能，又能够最大程度地满足生态、美化方面的需求。
7.综上所述，目前牡蛎礁修复着眼于空心砖进行生态修复，防波堤主要通过钻孔过水或表面增设王子扭块结合植被改善生态性，两者未实现有效结合，且防波堤生态效果欠佳。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种适用构建牡蛎礁生境的生态防波堤结构，以发挥防波堤消浪、保护海岸结构物及资源功能的同时，改善海洋生态环境，为滨海防波堤建设及生态改善提供技术支撑。
9.本发明所采用的技术方案是：一种适用构建牡蛎礁生境的生态防波堤结构，其特征在于：具有防波堤主体和设置于防波堤主体迎浪侧的多个斜坡式礁体结构；
10.其中防波堤主体具有由小粒径心石构建的内部主体结构和大粒径面石构建的面层结构；
11.所述斜坡式礁体结构具有矩形砌石结构和位于矩形砌石结构上方的斜坡体，矩形砌石结构边缘内嵌多个为牡蛎附壳幼体提供生存场所的生态混凝土牡蛎框，斜坡体顶面为由靠近防波堤主体端向远离防波堤主体端斜向下倾斜的斜坡面。
12.所述防波堤主体为梯形砌石结构，两侧坡度小于等于1:2.5。
13.所述心石粒径宜介于30～50cm之间；面石粒径宜不小于100cm，面层结构厚度约200cm。
14.所述心石直铺于海床上，所述面石铺于所述内部主体结构上并在与海床接触部位经格宾垫层铺于海床上。
15.所述格宾垫层厚度介于30～50cm之间，网孔直径小于等于10cm。
16.所述斜坡体的宽度从其远离防波堤主体端至靠近防波堤主体端逐渐减小。
17.所述斜坡体上斜坡面的坡度小于等于1：5。
18.所述矩形砌石结构下部铺设格宾垫层，格宾垫层厚度介于30～50cm之间，网孔直径小于等于10cm。
19.所述生态混凝土牡蛎框为正方体框架，内部填网袋包裹的附壳幼体。
20.相邻斜坡式礁体结构之间间距小于等于20m。
21.本发明的有益效果是：本发明利用大粒径面石与小粒径心石构建防波堤主体，确保了防波堤主体的消浪性和空隙性，有利于波浪作用下为生物提供栖息场所，防波堤可充分利用建筑废弃材料，满足节能性。
22.本发明通过构建迎浪侧的坡度较小的斜坡式礁体结构，间隔分布、内嵌生态混凝土牡蛎框，一方面可形成小波浪作用下的缓坡破波带，从而形成仿海滩动力环境，提升水动力多样性；另一方面，进一步减小波浪的正面冲击，改善牡蛎及其他生物的生存环境。
23.本发明提出适用构建牡蛎礁生境的生态防波堤构建方法，适用性较广，发挥防波堤消浪、保护海岸结构物及资源功能的同时，改善海洋生态环境。
附图说明
24.图1为实施例的剖视图。
25.图2为实施例的平面布置示意图。
26.图3为实施例中生态混凝土牡蛎框的结构示意图。
27.11、内部主体结构；12、面层结构；13、格宾垫层；14、导航系统；23、斜坡体；24、矩形砌石结构；25、生态混凝土牡蛎框；30、附壳幼体。
具体实施方式
28.如图1、2所示，本实施例为一种适用构建牡蛎礁生境的生态防波堤结构，具有防波堤主体和设置于防波堤主体迎浪侧的多个斜坡式礁体结构，相邻斜坡式礁体结构之间间距不大于20m。
29.本实施例中防波堤主体具有由小粒径的心石构建的内部主体结构和大粒径的面石构建的面层结构，心石直接铺于海床上，面石铺于内部主体结构和经格宾垫层铺于内部主体结构两侧的海床上。
30.本例中防波堤主体为横截面呈梯形的砌石结构，两侧坡度不大于1:2.5。心石粒径宜介于30～50cm之间；面石粒径宜不小于100cm，面层结构厚度约200cm。
31.本例中斜坡式礁体结构块石粒径介于40～90cm之间，该礁体结构具有矩形砌石结构和位于矩形砌石结构上方的斜坡体，矩形砌石结构下部经格宾垫层置于海床上。
32.本实施例中矩形砌石结构边缘内嵌多个生态混凝土牡蛎框，为牡蛎附壳幼体提供生存场所。如图3所示，生态混凝土牡蛎框由生态混凝土浇筑，为一正方体框架，嵌入礁体结构内，内部可填网袋包裹的附壳幼体，为人工放置牡蛎附壳幼体提供稳固空间。
33.本实施例中斜坡体顶面为由靠近防波堤主体端向远离防波堤主体端斜向下倾斜的斜坡面，斜坡面坡度不大于1:5，有利于形成小波浪爬坡破碎。斜坡体宽度从其远离防波堤主体端至靠近防波堤主体端逐渐减小，该斜坡体远离防波堤主体端的宽度与矩形砌石结构宽度相近，靠近防波堤主体端的宽度远小于另一端的宽度，斜坡体在平面上整体呈三角形布置，结构稳定可靠，为下方生态混凝土牡蛎框提供更多布置空间。
34.本实施例中格宾垫层厚度介于30～50cm之间，网孔直径不大于10cm。本例中在防波堤主体顶部设置导航系统，提醒来往船只避让。