一种增强海洋碳汇的海洋牧场养殖装置

1.本实用新型涉及海洋生态修复技术领域，特别是涉及一种增强海洋碳汇的海洋牧场养殖装置。


背景技术：

2.海洋牧场建设通过投放人工鱼礁和种植大型海藻(草)床等方式，重建海底生物栖息地，修复或改善已被破坏的生态环境，营造适宜生物生长、栖息、索饵以及产卵的生态系统，逐渐形成良性循环的海洋生态环境。此外，海洋牧场还可以提高近海自然生物碳汇，促进海洋对co2的吸收，实现碳汇渔业的可持续发展。因此，进行海洋牧场的建设意义非常重大。但是，海洋牧场建设在人工鱼礁方面，它的原材料往往是陈旧船只和其他废弃结构以及通过人工填放石头等方式费时费力，需要花费大量金钱和人力，且不能根本性解决碳汇渔业问题。
3.而针对上述提出的问题，通过放置人工系统制造人工垂向往复流，形成自海底到海面的海水流动，把底部富营养盐海水输送到海面的真光层，促进浮游植物和藻类生长，可有效增加初级生产力、改善渔场生态环境并提高海洋碳汇的能力。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种增强海洋碳汇的海洋牧场养殖装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现通过设置垂向造流装置，在垂向造流装置的作用下将底部富营养盐海水输送到海面附近，促进浮游植物和藻类生长，可增强海洋碳汇，促进碳中和。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种增强海洋碳汇的海洋牧场养殖装置，包括，
6.垂向造流装置，所述垂向造流装置包括与海底固定的支座，所述支座远离所述海底的一侧转动连接有外框体，所述外框体内固定有一驱动桨叶组，所述外框体通过海水与所述支座转动连接，所述驱动桨叶组用于提升海水；
7.人工海草层，铺设在所述海底，所述垂向造流装置与所述人工海草层对应设置。
8.优选的，所述外框体内固接有旋转轴，所述旋转轴靠近所述支座的一端与所述支座转动连接，所述驱动桨叶组与所述旋转轴固接。
9.优选的，所述外框体包括相对设置的两环体，两所述环体通过若干连接杆固接，所述旋转轴穿过两所述环体轴心位置，且所述旋转轴通过若干连板与两所述环体固接。
10.优选的，每一所述连接杆上均固接有驱动叶片，若干所述驱动叶片同向设置。
11.优选的，所述驱动叶片为柔性叶片。
12.优选的，所述驱动桨叶组包括若干由上至下套设在所述旋转轴上的驱动桨叶，若干所述驱动桨叶与所述旋转轴固接，所述驱动桨叶的叶片倾斜设置。
13.优选的，所述支座包括一支撑环，所述支撑环轴心位置设置有安装座，所述支撑环通过若干短板与所述安装座固接，所述旋转轴设置在所述安装座的端面上，且所述旋转轴
与所述安装座转动连接，所述支撑环上固接有若干固定杆，所述固定杆末端与所述海底固定。
14.优选的，海平面上设置有养殖箱，所述养殖箱与所述人工海草层对应设置，所述养殖箱上固接有若干锚索，所述锚索另一端固定在所述海底。
15.本实用新型公开了以下技术效果：
16.1.通过设置垂向造流装置，在外部潮流的作用下，使得外框体带动驱动桨叶组转动，由驱动桨叶组驱动海水产生垂向流，把底部富营养盐海水输送到海面的真光层附近，同时，该垂向造流装置无需外部动力装置，全程绿色无污染，对海洋环境影响小。
17.2.海洋牧场中的藻类、贝类和滤食性鱼类等海洋生物通过光合作用和大量滤食浮游植物从水体中直接吸收碳元素；同时，海洋牧场中以浮游生物和贝藻类等为食的鱼类、头足类、甲壳类以及棘皮动物等生物资源种类通过食物网机制和生长活动间接吸收碳元素，最终再将贝类、藻类、鱼类等经济品种采捕收获，实现海洋碳汇。
18.3.海洋牧场充分利用种间生态互补关系，零投饵或少量投饵养殖模式降低了生产能耗，从而实现了低碳高效生产。本装置主要针对上下盐差密度高的海域以及在人工影响下的部分富营养化海域，上升水流将底层营养盐输送到表层，促进水体浮游植物繁盛，加强水域生物泵的作用。可加快养殖海产品的生长速度，提升养殖产量。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为养殖装置的立体图；
21.图2为垂向造流装置的立体图；
22.图3为驱动桨叶与旋转轴连接关系的立体图；
23.其中，1-养殖箱，2-人工海草层，3-旋转轴，4-环体，5-连接杆，6-连板，7-驱动叶片，8-驱动桨叶，9-支撑环，10-安装座，11-固定杆，12-锚索。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.参照图1-3，本实用新型提供一种增强海洋碳汇的海洋牧场养殖装置，包括，垂向造流装置，垂向造流装置包括与海底固定的支座，支座远离海底的一侧转动连接有外框体，外框体内固定有一驱动桨叶组，外框体通过海水与支座转动连接，驱动桨叶组用于提升海水；人工海草层2，铺设在海底，垂向造流装置与人工海草层2对应设置。
27.在潮流的作用是，海水推动外框体旋转，外框体带动其内部的驱动桨叶组旋转，在驱动桨叶组的作用下，驱动桨叶组将海水搅动，并将底层的高盐密度海水向上输送，从而为表水层浮游生物和鱼类提供盐分和营养物质。在垂向造流装置所处区域人工种植海草或将在海岸线附近已培育一段时间的海草进行沉降，将需要修复的海底进行一定的人工恢复，同时新种植的海草以及在原区域内留存的其他海底植物提供一定的营养物质，该部分营养物质在垂向造流装置的作用下上升，同时人工种植水草可恢复海底生态，达到海底碳汇的目的。
28.本装置可通过浮游植物、人工海草层2上的植物同时进行光合作用，并且用于光合作用并吸收环境中二氧化碳的浮游植物以及水草之间在光恶化作用时都能够得到充足营养，能够快速大量繁殖，通过垂向造流装置将底部盐分及营养物质输送到海洋上层，作为养殖箱1内海产品的饲料，使得海洋碳汇量得以增加，提升了海洋碳汇的效果。
29.进一步优化方案，外框体内固接有旋转轴3，旋转轴3靠近支座的一端与支座转动连接，驱动桨叶组与旋转轴3固接。支座用来对外框体进行支撑，在旋转轴3的作用下，外框体可相对于支座旋转，同时旋转轴3带动驱动桨叶组旋转。
30.进一步优化方案，外框体包括相对设置的两环体4，两环体4通过若干连接杆5固接，旋转轴3穿过两环体4轴心位置，且旋转轴3通过若干连板6与两环体4固接。两环体4和若干连接杆5组成一外框体，驱动桨叶组位于外框体内，其一方面对驱动桨叶组进行支撑，使得驱动桨叶组与外框体同时运动，另一方面，外框体可对驱动桨叶组进行保护，使其不易损坏。
31.可选的，连接杆5可固定在两环体4相互靠近的端面，或连接杆5固定在环体4的内壁面，或连接杆5固定在环体4的外壁面，上述连接杆5的位置可根据实际使用进行选择。
32.具体的，若干连接杆5优选轴向设置在环体4的上，且相邻两连接杆5之间需要具有一定间距，以供海水进入。
33.进一步优化方案，每一连接杆5上均固接有驱动叶片7，若干驱动叶片7同向设置。驱动叶片7的存在，使得海水可较为容易的带动连接杆5旋转，进而带动驱动桨叶组旋转。其中，驱动叶片7可设置在相邻两连接杆5之间，且驱动叶片7两端分别与两连接杆5固定，以提高驱动叶片7的固定效果，防止其使用时与连接杆5脱离。
34.进一步优化方案，驱动叶片7为柔性叶片。固定在连接杆5上的驱动叶片7为柔性叶片，该种设置可防止在海水冲击下，冲击力作用于驱动叶片7使其发生形变，导致驱动叶片7破坏，因此将驱动叶片7设置为柔性叶片可显著提高其寿命。
35.可选的，驱动叶片7优选但不限于为rpet防水帆布，也可是其他具有柔性的帆布。
36.进一步优化方案，驱动桨叶组包括若干由上至下套设在旋转轴3上的驱动桨叶8，若干驱动桨叶8与旋转轴3固接，驱动桨叶8的叶片倾斜设置。驱动桨叶8为多片硬质叶片组合而成，若干叶片倾斜设置，使其可将海水由底部向上推动，进而将海水中携带的营养物质输送至海面附近。
37.进一步优化方案，支座包括一支撑环9，支撑环9轴心位置设置有安装座10，支撑环9通过若干短板与安装座10固接，旋转轴3设置在安装座10的端面上，且旋转轴3与安装座10转动连接，支撑环9上固接有若干固定杆11，固定杆11末端与海底固定。将支撑环9通过多个固定杆11固定在海底，旋转轴3可通过轴承固定在安装座10，并通过轴承相对于安装座旋
转。
38.具体的，固定杆11为一不易变形的杆体，其末端通过配重块(图中未示出)或者锚固等方式固定在海底，由于固定杆11的存在，使得外框体以及内部的驱动桨叶组不易与海底发生相对偏移，一方面提高了外框体以及内部的驱动桨叶组的固定效果，另一方面可使得海水更好的推动外框体旋转运动。
39.进一步优化方案，海平面上设置有养殖箱1，养殖箱1与人工海草层2对应设置，养殖箱1上固接有若干锚索12，锚索12另一端固定在海底。养殖箱1漂浮在海面上，在养殖箱1上优选设置有四个锚索12，将锚索12的一端锚固在海底，多个锚索12配合将养殖箱1固定在某一区域，同时由于锚索12的存在，养殖箱1具有一定的活动型，以更好的适应海上环境。
40.养殖箱1内用于养殖海产品，由于表水层的水体浮游植物增多，可采用零投饵或者少量投饵养殖模式对养殖箱1内的海产品进行养殖，从而降低生产能耗，实现低碳高效生产。
41.可选的，养殖箱1内的海产品可为鱼类、头足类、甲壳类以及棘皮动物中的一种或者几种混养，以便于人工捕捞和管控。
42.可选的，在养殖箱1外投放以浮游生物和贝藻类等为食的鱼类、头足类、甲壳类以及棘皮动物等，由于养殖箱1附近的海域营养丰富，因此可使得上述海洋生物快速生长，最终再将贝类、藻类、鱼类等经济品种采捕收获，实现海洋碳汇。
43.进一步的，养殖箱1外壁面固定有环形平台，环形平台设置在海面上。环形平台用于渔民或其他人员移动，同时在环形平台下方固定有环形圆管，环形圆管拥有提供浮力。
44.可选的，养殖箱1可为圆形桶状的养殖箱，也可以为网状的养殖区。
45.具体的，向待修复海域的海底人工种植海草或者陆上种植后沉降海草，在该海域的海底形成人工水草层2，在该海域的海底通过固定杆11对外框体和驱动桨叶组进行固定，并在该海域的海面上设置养殖箱1，使得养殖箱1与垂先造流装置对应设置，在潮流的作用下，海水推动驱动叶片7，驱动叶片7带动两环体4旋转，两环体4带动旋转轴3旋转，旋转轴3带动若干驱动桨叶8旋转，在多个驱动桨叶8的配合下，将底部海水向上输送，同时，营养物质跟随海水向上输送。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。