ИСКУССТВЕННЫЙ РИФ Российский патент 2007 года по МПК A01K61/00 

Предлагаемое изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к искусственным рифам для размножения гидробионтов, а также может применяться в строительстве гидротехнических сооружений.

Известен искусственный риф для размножения водных животных (1), для изготовления которого использованы отслужившие свой срок автомобильные покрышки, соединенные между собой гибкими связями.

Недостатком известного устройства является неустойчивость конструкции, т.к. в случае шторма оно может разрушиться или поменять местоположение. Кроме того резина в условиях длительного нахождения в морской воде начинает выделять в окружающую среду различные токсические вещества, например соединения серы.

Известен искусственный риф (2), изготовленный из бетона и пластмассы, армированной стекловолокном, образующими внешние слои профильных элементов.

Недостатком известной конструкции является использование для изготовления рифа пластмассы и стекловолокна, что делает конструкцию ломкой, неэкологичной, дорогостоящей. К таким материалам могут крепиться не все группы гидробионтов. Кроме того, в конструкции не предусмотрены убежища для некоторых гидробионтов, например кальмаров, омаров. Отсутствие опорного элемента делает конструкцию неустойчивой.

Наиболее близким к предложенному являются выбранные в качестве прототипа составные блоки для сборки пирамидальных искусственных рифов (3), выполненные из бетона в виде каркаса прямоугольного параллелепипеда с равными сторонами. Из блоков с помощью соединительных элементов выполняют призматические секции различных размеров, которые с помощью крепежных элементов соединяют между собой в виде пирамиды с полостями внутри. При этом блоки верхнего слоя, расположенные над полостями нижнего слоя, опираются на края только двух блоков нижнего слоя, что делает конструкцию собранной пирамиды недостаточно устойчивой. Кроме того, отсутствие нижнего опорного яруса дополнительно снижает устойчивость рифа, что делает возможным разрушение его при сложной гидродинамической обстановке.

Сложность крепежных элементов и крепежа приводит к высокой трудоемкости при сборке и разборке рифа.

Кроме того, известная конструкция рифа имеет ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия убежищ для некоторых видов гидробионтов, например омаров, кальмаров, и малой площади прикрепления некоторых видов гидробионтов, например зоо- и фитобентоса.

Кубическая форма составных блоков неэкономична из-за неэффективного использования железобетона.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение устойчивости конструкции, а также удобство в эксплуатации.

Это достигается тем, что искусственный риф, представляющий собой пирамидальной формы многослойную конструкцию из железобетонных блоков, выполненных в виде каркаса прямоугольного параллелепипеда, скрепленных между собой, дополнительно содержит опорные железобетонные плиты, выполненные со стержнями в нижнем основании для сцепления с дном водоема, основания опорных плит и блоков имеют одинаковые размеры, при этом ширина равна 1/2 их длины, блоки установлены параллельно и вплотную друг другу и каждый - в месте пересечения 4-х плит или 4-х блоков нижнего слоя, и крепится к ним посредством выполненных в верхних основаниях плит и блоков канавок под клинья, которые выполнены в нижних основаниях блоков, и каждый вставляется одновременно в канавки двух рядом расположенных блоков или плит нижнего слоя, при этом вертикальный размер клиньев в 2-4 раза превышает глубину канавок для создания пространства между слоями, 20-45% блоков выполнены со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками, и эти блоки располагают при сборке рифа так, что образуются дополнительные убежища для некоторых видов гидробионтов.

Наличие опорных железобетонных плит, укладываемых на грунт и имеющих в нижнем основании стержни для жесткого сцепления с грунтом, делает конструкцию рифа более устойчивой.

Выполнение крепления элементов рифа в виде канавок под клинья в плитах и блоках, наличие клина на каждой из четырех нижних сторон основания блока, установка каждого блока верхнего слоя в месте пересечения четырех плит или блоков нижнего слоя, вставка при этом каждого клина верхнего слоя одновременно в канавки двух прилегающих плит или блоков нижнего слоя скрепляет каждый верхний блок одновременно с четырьмя нижними плитами или блоками и их между собой, упрощает сборку или разборку рифа и одновременно обеспечивает его высокую устойчивость, что позволяет использовать предложенный риф также и в качестве волнолома на мелководье.

Одноразмерность оснований плит и блоков и соотношение ширины равной 1/2 их длины позволяет создавать из них сцепленную, устойчивую мозаику рифа.

Выполнение вертикального размера клиньев в 2-4 раза больше глубины канавок и образование за счет этого полостей между слоями способствует циркуляции водных масс в рифе и дополнительно может использоваться гидробионтами в качестве убежища.

Выполнение 20-45% блоков со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками и различное сочетание модификаций блоков позволяет при сборке формировать большую полезную площадь рифа, создавая ниши, удобные для обитания и размножения некоторых видов гидробионтов, а также образовать внутри рифа микроциркуляторные вихри для улучшения аэрационного и трофического режимов рифа, что способствует развитию организмов широкого размерного и видового диапазона - зоо- и фитобентоса, эпифитона, перифитона, планктонных организмов.

Совокупность отличительных признаков описываемого устройства обеспечивает достижение поставленной задачи.

Сравнение прототипа с заявляемым техническим решением показало, что указанные выше признаки являются отличительными, в связи с чем заявляемое устройство соответствует критерию "новизны".

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый искусственный риф. На фиг.2 - общий вид двух слоев рифа в аксонометрии. На фиг.3 - пустотелый блок, общий вид в аксонометрии. На фиг.4 - передняя грань блока. На фиг.5 - боковая грань блока. На фиг.6 - блок, вид сверху. На фиг.7 - опорная плита, вид сверху.

Искусственный риф представляет собой пирамидальной формы многослойную конструкцию, основание которой составляют опорные железобетонные плиты 1, расположенные на дне водоема, на которых слоями вплотную и параллельно друг другу установлены пустотелые блоки 2. Опорные железобетонные плиты 1 в нижнем основании снабжены стержнями 3 для сцепления с дном водоема, а в верхнем основании выполнены с двумя поперечными и двумя продольными канавками 4, расположенными симметрично относительно осей симметрии основания плит и сужающимися в глубину плиты. Размеры плит 1 могут варьировать в зависимости от целей сооружаемой конструкции, при этом ширина ее L должна быть равна 1/2 ее длины 2L. Высота плит 1 определяется, исходя из характера грунта, особенностей водоема, размеров сооружаемого рифа. Блоки 2 выполнены из железобетона в виде каркаса по форме прямоугольного параллелепипеда, длина и ширина которого совпадает с длиной и шириной плит 1, а высота колеблется в пределах 1-2/3 L в зависимости от волновой эрозии и застраиваемой акватории. На каждой из четырех сторон нижнего основания блока 2 в центральной части выполнено по одному продольному клину 5 (для вставки в канавки 4 нижнего слоя). В каждой из четырех сторон верхнего основания блока 2 под клинья 5 выполнены по две поперечные канавки 4, расположенные симметрично осям симметрии основания блока 2 и перпендикулярно стороне. Канавки 4 сужаются в глубину. Продольный размер клиньев 5 в 2 раза больше длины канавки 4 (или ширины одной стороны блока 2). Толщина клиньев 5 совпадает или на 0,2-0,4 см меньше ширины канавки 4 в ее нижнем основании. Вертикальный размер клиньев 5 в 1,5-2,5 раза больше глубины канавки 4. 20-45% Блоков 2 выполнены со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками, и эти блоки 2 располагают при сборке рифа так, что образуются убежища для некоторых видов гидробионтов.

Риф устанавливают на грунте с помощью подводной техники. Сначала на грунт параллельно и вплотную друг другу укладываются несущие плиты 1. При этом в месте стыковки плит 1 канавки 4 одной плиты переходят в канавки 4 другой. На плиты 1 параллельно и вплотную друг другу устанавливают блоки 2, каждый в месте пересечения 4-х плит 1, чтобы центральные оси блоков 2 совпадали с точкой пересечения плит 1. Крепление осуществляется посредством вставки каждого клина 5, расположенного на поперечных сторонах блоков 2 в продольные канавки 4 примыкающих друг к другу плит 1, а клиньев 5, расположенных на продольных сторонах блоков 2, - в канавки 4 поперечных сторон двух примыкающих друг другу плит 1. При этом каждый клин 5 вставляется одновременно в канавки 4 двух вплотную расположенных плит 1. Таким образом, происходит крепление каждого верхнего блока 2 к 4-м нижним плитам 1 и этих плит 1 между собой. Причем в месте стыковки блоков 2 канавки 4 одного блока 2 переходят в канавки 4 другого. Следующий слой блоков 2 устанавливают параллельно нижнему, и каждый блок 2 - в месте пересечения четырех нижних блоков 2. При этом поперечные клинья 4 вставляют в продольные канавки 4-х двух рядом расположенных блоков 2 нижнего слоя, продольные клинья 5 - в поперечные канавки 4-х двух рядом расположенных блоков 2 нижнего слоя, и т.д., образуя скрепленную конструкцию пирамидальной формы с пустотами внутри и между слоями блоков 2, а также нишами, удобными для обитания и размножения некоторых видов гидробионтов.

Поверхностная очистка рифа осуществляется на месте набором скребков с использованием легкого водолазного снаряжения.

В случае необходимости демонтаж рифа осуществляется с борта судна с помощью канатов с крюками. При этом крюками подцепляются верхние перекладины верхнего ряда блоков и поднимаются лебедкой на борт судна.

На мелководье, при сильной волновой эрозии риф собирается таким образом, чтобы со стороны моря он имел более пологую сторону, чем со стороны берега. При этом достигается эффект волнолома, когда идущая волна постепенно ослабевает, доходя до верхушки сооружения.

Предложенная конструкция позволяет создавать искусственные рифы разной высоты, длины и ширины, разного объема и степени доступности внутренних поверхностей и ориентировать их в пространстве с учетом гидродинамических характеристик акватории.

Предложенная конструкция крепления элементов путем вставки клиньев блоков верхнего слоя в канавки плит или блоков нижнего слоя, при котором каждый блок верхнего уровня связывается одновременно с четырьмя нижележащими конструктивными элементами, что обеспечивает высокую устойчивость рифа и позволяет дополнительно использовать его в качестве волнолома.

Конструкция рифа и простое крепление элементов его между собой обеспечивает нормальный, свободный водообмен в рифе и облегчает заливку, перенос и монтаж и демонтаж конструкции.

Сочетание нескольких модификаций блока 2, выражающееся в выполнении некоторых стенок сплошными, кроме организации ниш для некоторых видов гидробионтов, обеспечивает образование внутри рифа макроциркуляционных полей, что улучшит аэрационный и трофический режимы рифа и будет способствовать развитию организмов широкого размерного и видового диапазона - зоо- и фитобентоса, эпифитона, перифитона, планктонных организмов.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в полифункциональности, дешевизне и легкости установки и демонтажа, высокой прочности и устойчивости, экологической безопасности используемых материалов, универсальности вариантов укладки элементов, возможности создания большого количества модификаций конструктивных элементов, что позволяет быстро адаптировать риф к меняющимся режимам акватории и изменению хозяйственного назначения.

Использованные источники информации

1. Авт. св. №1329712, МКТ A 01 K 61/00.

2. Заявка Японии №58-846, МКИ A 01 K 61/00.

3. Заявка Японии №61-51844, МКИ A 01 K 61/00.

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к искусственным рифам для размножения гидробионтов, а также может применяться в строительстве гидротехнических сооружений и касается искусственного рифа, представляющего собой многослойную конструкцию пирамидальной формы, выполненную из опорных железобетонных плит, на которых установлены железобетонные блоки, выполненные в виде каркасов прямоугольных параллелепипедов. Плиты выполнены со стержнями в нижнем основании для сцепления с дном водоема. Основания опорных плит и блоков имеют одинаковые размеры, при этом ширина равна 1/2 их длины. Блоки установлены параллельно и вплотную друг другу, каждый - в месте пересечения 4-х плит или 4-х блоков нижнего слоя, и крепятся к ним посредством выполненных в верхних основаниях плит и блоков канавок под клинья, которые выполнены в нижних основаниях блоков. Каждый клин вставляется одновременно в канавки двух рядом расположенных блоков или плит нижнего слоя. При этом вертикальный размер клиньев в 2-4 раза превышает глубину канавок для создания полостей между слоями, а 20-45% блоков выполнены со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками, и эти блоки располагают при сборке рифа так, что образуются дополнительные убежища для некоторых видов гидробионтов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение устойчивости конструкции, а также удобство в эксплуатации. 7 ил.

Искусственный риф, представляющий собой пирамидальной формы многослойную конструкцию из железобетонных блоков, выполненных в виде каркасов прямоугольных параллелепипедов, скрепленных между собой, отличающийся тем, что он дополнительно содержит опорные железобетонные плиты, выполненные со стержнями в нижнем основании для сцепления с дном водоема, основания опорных плит и блоков имеют одинаковые размеры, при этом ширина равна 1/2 их длины, блоки установлены параллельно и вплотную друг другу, каждый - в месте пересечения 4 плит или 4 блоков нижнего слоя и крепятся к ним посредством выполненных в верхних основаниях плит и блоков канавок под клинья, которые выполнены в нижних основаниях блоков, и каждый вставляется одновременно в канавки двух рядом расположенных блоков или плит нижнего слоя, при этом вертикальный размер клиньев в 2-4 раза превышает глубину канавок для создания полостей между слоями, а 20-45% блоков выполнены со сплошной горизонтальной и/или вертикальной стенкой/стенками и эти блоки располагают при сборке рифа так, что образуются дополнительные убежища для некоторых видов гидробионтов.