本發(fā)明涉及水域生態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及自然水域用的的封閉式實(shí)驗(yàn)裝置，以及該裝置的建造方法。

背景技術(shù)：

東南沿海灘涂地區(qū)的特性是多風(fēng)浪、水位相對(duì)變化較大，在夏秋季節(jié)還要面臨臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的颶風(fēng)巨浪的侵襲。在這種地區(qū)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)法選用傳統(tǒng)的封閉實(shí)驗(yàn)裝置，是由于封閉實(shí)驗(yàn)裝置的阻風(fēng)效應(yīng)，在臺(tái)風(fēng)等大風(fēng)天氣時(shí)容易被吹倒破壞掉。同時(shí)目前封閉實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)密閉無(wú)法應(yīng)對(duì)水位的快速漲落，容易被壓塌。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供適合東南沿海灘涂地區(qū)的封閉實(shí)驗(yàn)裝置，并提供它的建造方法。

本發(fā)明提供的適合東南沿海灘涂地區(qū)的封閉實(shí)驗(yàn)裝置，包括支柱、隔水圍幔、漂浮框，支柱固定裝配，隔水圍幔和支柱套接裝配，漂浮框和支柱套接裝配，支柱和漂浮框之間具有間隙，支柱和漂浮框之間具有墊片，支柱包括支柱限位端和支柱固定端，隔水圍幔包括隔水圍幔漂浮端和隔水圍幔固定端，支柱固定端和隔水圍幔固定端固定裝配，隔水圍幔漂浮端和漂浮框固定裝配。

根據(jù)本發(fā)明提供的適合東南沿海灘涂地區(qū)的封閉實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)漂浮框的設(shè)置使得隔水圍幔的漂浮端漂浮于水面，風(fēng)浪帶來(lái)的沖擊力將會(huì)被其漂浮狀態(tài)緩沖為柔性沖擊力，不再是原先的剛性沖擊力，完全消除了傳統(tǒng)封閉實(shí)驗(yàn)裝置帶來(lái)的阻風(fēng)效應(yīng)，延長(zhǎng)其使用壽命。

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是適合東南沿海灘涂地區(qū)的封閉實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例處于高水位狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是適合東南沿海灘涂地區(qū)的封閉實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例處于低水位狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1的俯視圖。

圖4是漂浮框3的漂浮單元34的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是第一凸框28、第一蓋板26、第一貫通孔23的裝配示意圖。

圖6是圖5的側(cè)視示意圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)圖1至圖6所示，本發(fā)明的適合東南沿海灘涂地區(qū)的封閉實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例，包括支柱1、隔水圍幔2、漂浮框3，支柱1固定裝配，隔水圍幔2和支柱1套接裝配，漂浮框3和支柱1套接裝配，支柱1和漂浮框3之間具有間隙9，支柱1和漂浮框3之間具有墊片8，支柱1包括支柱限位端11和支柱固定端12，隔水圍幔2包括隔水圍幔漂浮端21和隔水圍幔固定端22，支柱固定端12和隔水圍幔固定端22固定裝配，隔水圍幔漂浮端21和漂浮框3固定裝配。

支柱1可以是不銹鋼管，或以柱狀木樁為佳，支柱1具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，至少是不能輕易便被損毀的材質(zhì)。支柱1固定裝配是指支柱1是固定安裝在環(huán)境之中的，支柱1一般需要三個(gè)以上才能合圍形成內(nèi)側(cè)封閉的生態(tài)系統(tǒng)。隔水圍幔2合圍形成封閉。漂浮框3合圍形成封閉。圖3表示了八個(gè)支柱1和隔水圍幔2所合圍形成的大致正方體形狀，而漂浮框3合圍形成的大致是正方形。

隔水圍幔2和支柱1套接裝配指的是隔水圍幔2以套接的形式安裝到支柱1外圍，同理漂浮框3也是以套裝的形式安裝到支柱1外圍，換句話說(shuō)支柱1是被包圍在隔水圍幔2形成的包圍或是漂浮框3形成的包圍之中。

支柱1整體上被人為劃分為兩部分，即是圖1中的上部分為支柱限位端11，下部分為支柱固定端12，同理隔水圍幔2整體上被人為劃分為兩部分，上部分為隔水圍幔漂浮端21，下部分為隔水圍幔固定端22，隔水圍幔固定端22和支柱固定端12相互固定連接形成固定裝配關(guān)系，隔水圍幔漂浮端21和漂浮框3相互固定連接形成固定裝配關(guān)系，由此隔水圍幔漂浮端21和漂浮框3形成了水域里的漂浮狀態(tài)，同時(shí)支柱限位端11限位作用于隔水圍幔漂浮端21和漂浮框3的整體，即漂浮框3受其內(nèi)側(cè)的支柱1阻擋作用，使它們?nèi)匀槐幌薅ㄔ谠分苓厖^(qū)域，不會(huì)隨風(fēng)浪移到別處，漂浮框3合圍后形成的形狀周長(zhǎng)稍大于支柱1合圍后形成的形狀周長(zhǎng)，即是圖3所示的漂浮框3和支柱1外側(cè)之間具有間隙9，可以帶來(lái)隔水圍幔2和漂浮框3的整體在風(fēng)浪時(shí)可在水中位移，不至于將風(fēng)浪的壓力直接傳導(dǎo)到支柱1上，使得隔水圍幔2抗風(fēng)浪能力明顯增強(qiáng)，支柱1和漂浮框3之間的墊片8兼具耐磨和緩沖作用，不僅用來(lái)緩沖漂浮框3隨風(fēng)浪擺動(dòng)時(shí)撞擊支柱1的撞擊力，同時(shí)防止因后述環(huán)境水體的水位下降，支柱1和漂浮框3接觸摩擦導(dǎo)致的磨損，材質(zhì)上優(yōu)選聚四氟乙烯材質(zhì)，墊片8可以固定連接到支柱1，或是固定連接到漂浮框3，或是固定連接到下述的接頭35。

支柱1的支柱固定端12的下部設(shè)置有柱尖頭，用來(lái)插入到圖1和圖2以虛線所標(biāo)示的水體環(huán)境中的底部，隔水圍幔2底部也埋入水體環(huán)境底部中，從而使得隔水圍幔2底部與水體底部完全隔離，以求形成全封閉的圍隔。

當(dāng)然漂浮框3合圍后形成的形狀周長(zhǎng)等于支柱1合圍后形成的形狀周長(zhǎng)，也是可行的方案，但是那樣就相當(dāng)于漂浮框3是和支柱1限位端11相互固定連接的關(guān)系，風(fēng)浪帶來(lái)的沖擊力直接傳導(dǎo)到支柱1，缺乏緩沖作用久而久之會(huì)導(dǎo)致漂浮框3的磨損。

漂浮框3可以是一體式結(jié)構(gòu)也可以是分體式組裝結(jié)構(gòu)。

漂浮框3一體式結(jié)構(gòu)是包括浮體31和浮體隔水圍幔32，浮體隔水圍幔32具有包裹部321、粘結(jié)部322、裝配部333，包裹部321包裹浮體31，粘結(jié)部322位于包裹部321和裝配部333之間，裝配部333和隔水圍幔漂浮端21固定裝配。浮體31是指可以漂浮在水面的物體，本專利選用泡沫橡膠材質(zhì)制成的條狀物，一體式結(jié)構(gòu)意味著其是一體成型的泡沫橡膠條。本專利的浮體隔水圍幔32的粘結(jié)部322是浮體隔水圍幔32包裹浮體31后將邊緣熱粘接而得到，包裹浮體31后多余的一部分浮體隔水圍幔32則作為裝配部333和隔水圍幔漂浮端21固定連接，可以通過(guò)熱粘接將裝配部333和隔水圍幔漂浮端21固定裝配在一起。此結(jié)構(gòu)提供一個(gè)簡(jiǎn)單可行的裝配方案，而且在獨(dú)立使用浮體31時(shí)還能使浮體31得到隔水效果，只要增大浮體31的尺寸即可徹底杜絕水從圍隔上部進(jìn)入的非必要的可能性。

漂浮框3包括剛性套33，剛性套33設(shè)有中空331和裝配貫通孔332，浮體31、包裹部321、粘結(jié)部322的整體和中空331套接裝配，裝配部333和裝配貫通孔332套接裝配。

裝配貫通孔332是將中空331和外界貫通的通孔。剛性套33所謂的剛性是指材料在外力作用下不發(fā)生變形或變形率較低能力，剛性套33可以理解為是硬材質(zhì)的套筒，裝配貫通孔332可以視為是套筒上的一道開(kāi)縫，可以將浮體31、包裹部321、粘結(jié)部322的整體裝入套筒內(nèi)部的中空331，裝配部333則置于裝配貫通孔332之中。剛性套33的存在可以使得漂浮框3具備抗形變強(qiáng)度，保護(hù)內(nèi)部的浮體31延長(zhǎng)其使用壽命。

漂浮框3分體式結(jié)構(gòu)可以是包括漂浮單元34和接頭35，漂浮單元34和接頭35插接裝配。插接裝配指的是漂浮單元34插入接頭35完成裝配，拔出接頭35完成拆卸，漂浮單元34和接頭35的裝配可以是緊配合，可以是螺紋配合，也可額外設(shè)置固定裝置連接，接頭35是中空的且大致呈直角彎曲的管狀，通過(guò)單元拼接的方式使得漂浮框3的形狀選擇多樣化，可塑性更強(qiáng)，且易于維修。

漂浮單元的具體結(jié)構(gòu)參考上述一體式結(jié)構(gòu)的漂浮框3，與其相同不再贅述。

在某些場(chǎng)合的應(yīng)用前提下，隔水圍幔2安裝水域水位變化時(shí)，為解決圍隔內(nèi)外水位差，需要自動(dòng)控制水位，使得圍隔內(nèi)側(cè)和圍隔外側(cè)的水位相同，通過(guò)安裝自動(dòng)水位控制器加以解決，具體說(shuō)是當(dāng)圍隔外側(cè)環(huán)境水位升高時(shí)，自動(dòng)水位控制器控制下進(jìn)水，圍隔內(nèi)側(cè)水位隨之升高，當(dāng)圍隔外側(cè)水位降低時(shí)，自動(dòng)水位控制器控制下排水，圍隔內(nèi)側(cè)水位隨之降低，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

除了上述的自動(dòng)化機(jī)電控制方案之外，還提供機(jī)械式控制方案：隔水圍幔2包括第一貫通孔23和第二貫通孔24，第一貫通孔23和第二貫通孔24位于圍隔安裝水域的水底以上5-10cm處，第一貫通孔23和第二貫通孔24分別設(shè)有內(nèi)襯網(wǎng)25，隔水圍幔2設(shè)有第一蓋板26和第二蓋板27，第一蓋板26和隔水圍幔2鉸接裝配，第二蓋板27和隔水圍幔2鉸接裝配，第一蓋板26位于隔水圍幔2外側(cè)，第二蓋板27位于隔水圍幔2內(nèi)側(cè)，第一蓋板26重力作用覆蓋第一貫通孔23，第二蓋板27重力作用覆蓋第二貫通孔24。

第一貫通孔23和第二貫通孔24是貫通圍隔內(nèi)側(cè)和圍隔外側(cè)的通孔，內(nèi)襯網(wǎng)25防止圍隔內(nèi)外生物的進(jìn)入或逃逸。第一蓋板26的鉸接部位位于第一貫通孔23上部的隔水圍幔2，第二蓋板27的鉸接部位位于第二貫通孔24上部的的隔水圍幔2。第一蓋板26和第二蓋板27作用原理是相同的，但安裝方向相反。第一蓋板26用于出水而第二蓋板27用于進(jìn)水，在僅受重力作用時(shí)，第一蓋板26自然下垂覆蓋第一貫通孔23，第二蓋板27自然下垂覆蓋第二貫通孔24。當(dāng)環(huán)境中水位上漲時(shí)，在水位落差帶來(lái)的壓力作用下，圍隔外側(cè)的水壓會(huì)克服第一蓋板26的重力，自動(dòng)打開(kāi)第一蓋板26向圍隔內(nèi)側(cè)進(jìn)水，相反當(dāng)環(huán)境中水位下落時(shí)，圍隔內(nèi)側(cè)的水壓會(huì)克服第二蓋板27的重力，自動(dòng)打開(kāi)第二蓋板27向圍隔外側(cè)出水，進(jìn)出水完成后會(huì)自動(dòng)閉合以阻止圍隔內(nèi)外側(cè)水交換。

第一蓋板26和第二蓋板27都是上端明顯較下端輕，在圖1中呈現(xiàn)上輕下重才能更好地適用重力的自然下垂。當(dāng)然也可以在下端加裝重物獲得重力。事實(shí)上它選用密度較大的材質(zhì)即可獲得需要的重力作用。

圖5和圖6示出針對(duì)上述自動(dòng)進(jìn)出水的改進(jìn)結(jié)構(gòu)：

隔水圍幔2設(shè)有第一凸框28和第二凸框，第一凸框28設(shè)有第一凸框通孔281和第一凸框斜面282，第二凸框設(shè)有第二凸框通孔和第二凸框斜面，第一凸框通孔281和第一貫通孔23貫通裝配，第二凸框通孔和第二貫通孔24貫通裝配，第一凸框斜面282和第二凸框斜面分別相對(duì)于隔水圍幔2具有斜度，第一蓋板26重力作用覆蓋第一凸框斜面282，第二蓋板27重力作用覆蓋第二凸框斜面。

第一凸框28固定裝配在第一貫通孔23的周圍，其中間的第一凸框通孔281和第一貫通孔23形成貫通，它的第一凸框斜面282可以最大限度降低第一蓋板26因水體下層的暗流導(dǎo)致其脫離第一貫通孔23帶來(lái)的不受控制的進(jìn)出水，增強(qiáng)第一蓋板26相對(duì)于第一貫通孔23的覆蓋性能。同理第二蓋板27、第二凸框(圖中未標(biāo)示)、第二凸框通孔(圖中未標(biāo)示)的配合原理和第一蓋板26、第二凸框28、第一凸框通孔281相同。

浮體31是泡沫橡膠材質(zhì)，浮體隔水圍幔32和隔水圍幔2都是聚乙烯編織布材質(zhì)。這些都是在自然水域研究時(shí)常用的材質(zhì)，容易購(gòu)買和維護(hù)。

本實(shí)施例在應(yīng)用到沿海灘涂時(shí)的建造方式如下：

準(zhǔn)備材料：支架1選用木樁直徑10cm、長(zhǎng)4m左右，橫向連接件選用青竹直徑5cm、長(zhǎng)4m左右，硬質(zhì)片選用竹片寬3～4cm、長(zhǎng)0.5m左右，隔水圍幔2選擇2.5米寬、200g/m²、長(zhǎng)21m包括1m接頭的聚乙烯編織布。

安裝前平整環(huán)境底部，支架1合圍組成支架框架，每根支架間隔2.5米，打入環(huán)境底部1m深，地面以上2m處用橫向連接件將各支架1聯(lián)結(jié)固定。

支架框架打好后，在兩支架之間聯(lián)結(jié)線上挖0.5m深、直而窄的溝。將隔水圍幔2下部的隔水圍幔固定端22緊沿支架1外側(cè)包圍在支架1上，埋入上述溝內(nèi)0.5m深，埋直壓實(shí)；隔水圍幔固定端22兩端有1m重疊，拉緊熱粘合后，剪去多余材料。

上述隔水圍幔固定端22安裝好后，在每個(gè)支架1外側(cè)加一根硬質(zhì)片，夾住隔水圍幔固定端22，并用鋼釘釘在支架1上。硬質(zhì)片要沿環(huán)境底部釘，長(zhǎng)度不高于環(huán)境水位的最低深度。

將隔水圍幔漂浮端21上緣和漂浮框3熱粘結(jié)，形成一個(gè)整體。

選擇直徑0.15m的柱狀泡沫橡膠條作為浮體31，粘接成長(zhǎng)度21米左右包括1m接頭，泡沫橡膠條密度小于水以便于浮條帶浮在水面上。

浮體隔水圍幔32同樣選擇聚乙烯編織布規(guī)格300g/m²、寬0.7m、長(zhǎng)21m包括1m接頭，外裹浮體31后熱粘結(jié)。

剛性套選用內(nèi)徑0.15m的pvc管，切掉60°的弧面后，套在浮體31和浮體隔水圍幔32上，四個(gè)角使用垂直接頭35過(guò)渡，pvc管插接到接頭35，使漂浮框3成大致5m×5m的正方形。

隔水圍幔2兩端總長(zhǎng)(以20m計(jì))的1/4處分別裁剪一個(gè)進(jìn)水和一個(gè)出水窗口。窗口安裝在環(huán)境水體最低水位的中間位置，即隔水圍幔2的下緣向上0.5m加最低水位的1/2處。進(jìn)出水窗口規(guī)格4cm×6cm，然后先縫上內(nèi)襯網(wǎng)25，固定第一凸框28或第二凸框，最后在進(jìn)出水口各自的內(nèi)襯網(wǎng)25上沿處的隔水圍幔2安裝鉸鏈，第一蓋板26和第二蓋板分別鉸接在鉸鏈。