人造海底山脈的構築方法以及人造海底山脈的製作方法
2023-05-25 16:17:36
人造海底山脈的構築方法以及人造海底山脈的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種人造海底山脈的構築方法以及人造海底山脈。通過插穿貫通孔的纜繩/線來環狀地連結多個塊體10，以製作多個塊體群。設定纜繩/線的全長，使得各個塊體之間的纜繩/線平均為塊體的一邊的長度的0.1至4.0倍。使通過設定長度的纜繩/線連結的多個塊體群從海面上下落並堆積至海底面，以構築大致錐體狀的人造海底山脈（21）的至少一部分。在在阻擋海水流動的方向上直線狀地重疊排列多個圓錐體構築物而成的人造海底山脈中，沿著海水流動的方向上的投影面積S1被設定為在阻擋海水流動的方向上的投影面積S2的0.8至4.0倍。
【專利說明】人造海底山脈的構築方法以及人造海底山脈
【技術領域】
[0001]本發明涉及在海底堆積塊體而構築的人造海底山脈的構築方法以及人造海底山脈。
【背景技術】
[0002]近年來提出過如下技術:其目的在於，在海底構築人造海底山脈，利用潮汐流或洋流等的流動，將富含在補償深度以下的海水中的營養鹽類添加至海水錶層中，在該海水錶層中浮遊植物能夠利用太陽光進行增殖，由此達到增殖作為食物鏈源頭的浮遊植物的目的。在上述那樣的人造海底山脈中，優選的是增大沿著海水流動的方向上的投影面積，即，阻擋海水流動的方向上的橫截面積。現有的人造海底山脈通過如下方法施工構築:例如，為了從在海面上的開底駁船以海底的特定位置為中心使石材或塊體著底，要考慮該海域的洋流的狀況並反覆將石材或塊體投擲。若投擲石材或塊體以使其以海底的特定位置為中心著底，則石材或塊體在海水中下落過程中會自然地散亂(擴散)，而在海底處形成圓周，並以圓周的中心為頂點逐漸地堆積。通過上述這種方式在海底堆積的海底山脈，被構築成山頂最高，而周邊逐漸地降低的圓錐體形狀。
[0003]但是，水深越深，石材或塊體的下落時間就越長，除下落過程中的散亂以外更長時間受到潮汐流等海水的流動的影響，而使散亂區域(散亂幅度)變大，因此，在深水域處人造海底山脈的底面積會擴大，總體積也會增大。以圓錐體的頂點為目標而投擲的石材或塊體，會增加高度直至海底面的圓周的中心處的斜面的傾斜角成為安息角，。即，呈圓錐體狀地、大範圍地散亂並著底的石材或塊體，從斜面上滾落至海底面上，而擴大底面積。之後，一邊在擴大後的底面上覆蓋斜面，一邊堆積，增加高度直至形成安息角。以往的經驗證實了如上述那樣地從海面上投擲石材或塊體而形成的人造海底山脈的底面形狀，由於是自然的散舌L因而平面視圖下為圓形，立體狀態下其為圓錐體。
[0004]為了提高人造海底山脈的塊體效率(相對於石材或塊體數的人造海底山脈的高度)，需要確保設計高度並且削減總體積。為此，可以考慮減小石材或塊體的散亂區域與減小圓錐體的底面積。為了實現這個目的，進行過如下的嘗試:在從開底駁船上投擲石材或塊體時，一邊減少同時投擲數量，一邊縮小下落開始點處在海面上的範圍。另外，調節打開船底的速度，或逐級地擴大開口幅度，進行了各種嘗試以減小海底面的散亂區域。但是，由於適當地控制大量的石材或塊體下落時的自然散亂是很難的，因此，以往的人造海底山脈需要採用在阻擋流動的方向上重複配置圓錐體的構造。
[0005]具體而言，如日本專利文獻特開平04-304829 (文獻I)所示，使山頂的峰部水平地連續配置，或者如日本專利文獻特開平05-123076 (文獻2)所示，在山峰的兩端上配置比山峰稍高的圓錐體。另外，如美國專利文獻第8，186，909 (文獻3)所示，重複地、、直線配置三個以上的圓錐體。進一步地，作為控制塊體的下落而在海底上構築構造物的方法，如日本專利文獻特開平2006-125059號(文獻4)所示，提出了用纜繩或線簡單、鬆散地連結兩個塊體並使之下落的方法。
【發明內容】
[0006]—方面,作為人造海底山脈,提出了全部或基礎部分通過天然的石材構築的人造海底山脈。但是，在通過石材所構築的人造海底山脈的表面上，石材相互間形成的空間狹小，魚類、貝類為躲避外敵、或休憩的空間很少，因此，可以說其魚礁效果較差。另外，大量石材的使用關係到天然資源的無序開採，令人擔心的是，伴隨石材開採的植物採伐，導致陸地生態系統的破壞或二氧化碳的吸收源的喪失。從環境保護的觀點來看，趨勢在於抑制石材的使用。
[0007]另一方面，已證實的是:用煤灰等製作的人造塊體與促進廢物回收相關，在海底上製造各種大小的空間，創造良好的巖礁性生態系統，魚礁效果高。由於上述這些理由，研究了用塊體構築人造海底山脈。但是，基於上述文獻1、2、3的人造海底山脈，由於為了要獲得所希望的湧升效果、魚礁效果，將多個圓錐體排列，而擴大在沿著流動的方向上的投影面積，因而導致需要大量的塊體，並不經濟。為此，隨著人造海底山脈的大規模化，人們追求能夠更合理且更經濟地獲得湧升功能、魚礁功能的構造。另外，根據文獻4中的海底構造體的構築方法，對縮小海底中塊體的著底幅度而言是有限的，無法高精度地構築細長狀的海底構造物。
[0008]本發明的目的在於提供一種人造海底山脈的構築方法以及人造海底山脈，其能夠通過少量的塊體提高海水的湧升效果和魚礁效果。
[0009]本發明的其他目的在於提供一種人造海底山脈的構築方法以及人造海底山脈，其能夠縮小塊體在海底處的著底幅度，並且高精度地構築所希望的形狀的海底構造物。
[0010]為了實現上述目的，本發明所提供的人造海底山脈的構築方法包括以下各個步驟:將多個具有貫通孔的近似立方體形狀的塊體通過插穿所述貫通孔的纜繩/線環狀地連結來製作多個塊體群，所述貫通孔至少貫通於一個方向；設定纜繩/線的全長，使得各個塊體之間的纜繩/線平均為塊體的一邊的長度的0.1至4.0倍；使通過設定長度的纜繩/線連結的多個塊體群從海面上下落並堆積至海底面，以構築人造海底山脈的至少一部分。
[0011]另外，本發明的人造海底山脈是在阻擋海水流動的方向上直線地重疊並多個第一圓錐體構築物而成，所述多個第一圓錐體構築物是在海底上大致呈圓錐體狀地堆積大量的石材/塊體構築而成，多個塊體的至少一部分被纜繩/線環狀且鬆散地連接；沿著海水流動的方向上的人造海底山脈的投影面積SI被設定為在阻擋海水流動的方向上的人造海底山脈的投影面積S2的0.8至4.0倍。
[0012]根據本發明的人造海底山脈的構築方法，由於構成塊體群的多個塊體以在海水中保持適宜的面間距離的狀態下落，因此各個塊體從海水受到的壓力相等。塊體群隨著海水的流動平均地移動並下落，高精度地著底於目標範圍內。由此，能夠在海底上高精度地堆積塊體並按照所希望的形狀構築人造海底山脈。
[0013]根據本發明的人造海底山脈，通過使用環狀且鬆散地連結多個塊體而成的塊體群，構築沿著海水流動的方向上的投影面積SI大於阻擋海水流動的方向上的投影面積S2的人造海底山脈。在構築的人造海底山脈中，由於沿著海水流動的方向上的投影面積SI是其在阻擋流動的方向上的投影面積S2的0.8至4倍，因此，能夠進一步提高海水的湧升效果和魚礁效果。另外，由於使人造海底山脈細長使得在與海水的流動垂直的方向上的投影面積S2小於其在沿著海水流動的方向上的投影面積SI，因此，能夠通過數量較少的塊體來構成，從而能夠簡化塊體的堆積作業。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1A至圖1C是說明本發明的圓錐體構造物的概略平面圖、正面圖、側面圖；
[0015]圖2是本發明第I實施例的人造海底山脈的平面圖、正面圖、側面圖；
[0016]圖3A至圖3C是表示用於圖2A至2C所示的人造海底山脈的塊體群的連結狀態的立體圖；
[0017]圖4A是表示在塊體群由4個塊體構成的情況下面間距離與平均距離的關係的示意圖，圖4B表示在塊體群由2個塊體構成的情況下面間距離與平均距離的關係的示意圖；
[0018]圖5是說明從海面上向海中下落塊體群的方法的概略圖；
[0019]圖6A至圖6C是構成本發明第2實施例所提供的人造海底山脈的圓錐體構造物的平面圖、正面圖、側面圖；
[0020]圖7A至圖7C是構成本發明第3實施例所提供的人造海底山脈的圓錐體構造物的平面圖、正面圖、側面圖；
[0021]圖8是從沿著流動的方向的角度觀看第3實施例所提供的圓錐體構造物的立體圖。
【具體實施方式】
[0022]下面，參照附圖對本發明的人造海底山脈進行詳細說明。圖1A至IC所示的構成人造海底山脈的圓錐體構造物I將大量塊體從海面上投擲以在海底堆積成單一的橢圓錐體而被構築。為了進一步提高海水的湧升效果及魚礁效果，構築為如下的近似圓錐體:該近似圓錐體在沿著洋流或潮汐流等海水流動的方向(與流動大致平行的方向)上的投影面積SI大於在阻擋海水流動的方向(與流動大致垂直的方向)上的投影面積S2(S1 > S2)。如圖1A所示，人造海底山脈I的平面形狀被構築為在沿著海水的流動(以下稱為流動)的方向上具有短軸且在阻擋流動的方向上具有長軸的橢圓形狀，或者與此相近的長圓形狀。投影面積SI表示在與沿著流動方向相垂直的方向上的圓錐體構造物I的橫截面積，投影面積S2表示在沿著流動的方向上的圓錐體構造物I的橫截面積。
[0023]圖2A至2C表示本發明的第I實施例的人造海底山脈21。本實施例的人造海底山脈21通過在海底上直線地排列4個如圖1A至IC所示的圓錐體構造物I而構成，鄰接的各個圓錐體構造物I彼此之間通過從山腰至山腳局部重疊而配置。在圖2A至2C中，在將H設為圓錐體構造物I從山腳至山頂的高度，將r設為在圓錐體構造物I的長軸方向上的半徑的情況下，鄰接的圓錐體構造物I的山頂間的間隔以2.5H表示，圓錐體構造物I的短軸方向上的半徑以1.5H表示，圓錐體構造物I的長軸方向上的半徑r以2.0H表示。
[0024]在本實施例的人造海底山脈21中，設定圖2B所示的在沿著流動的方向上的投影面積SI是圖2C所示的在阻擋流動的方向上的投影面積S2的0.8至4倍，優選的是4至7倍。將S1/S2設定為0.8至4倍的理由如下所述。而且，LI表示阻擋流動的方向上的人造海底山脈21的長度(全長)，L2表示置於沿著流動的方向上的人造海底山脈的長度(寬度)。[0025]一方面，在從海平面至海底海水的密度固定的情況下，越過人造海底山脈上部的流動在山頂處分離並產生具有水平軸的渦流。另外，迂迴於人造海底山脈的左右兩端處的流動在側面處分離並產生具有不垂直且傾斜的軸的渦流。該擁有水平軸和鉛直軸的渦流群在形成於人造海底山脈背後的負壓的反流域內混合，在反流域內合併並積蓄能量。當能量達到一定程度時，間歇性地放出具有上升力的巨大渦流(以下，稱為湧升渦流)，將底層的海水捲入並抬升。從水文實驗而目，湧升潤流的到達聞度與人造海底山脈21的聞度H具有在阻擋流動的方向的長度LI的三維度關係。湧升渦流的到達高度，在LI是高度H的4倍以上時，隨LI的增大而增高，在LI是高度H的8倍時達到最高，再往上就會變低，因此，在沿著流動的方向上的投影面積SI優選為2H2至4H2。
[0026]另一方面，在阻擋流動的方向上的投影面積S2對湧升渦流的高度幾乎不產生影響。因此，若控制下落的塊體的散亂，減少在阻擋流動的方向上的橫截面的底邊長L2，則能夠減少人造海底山脈21的體積，聞效地廣生湧升潤流。若考慮從海底面堆積的人造海底山脈21的斜面的安息角，則斜面坡度最大為45度左右，通常為22度左右。因此，根據既往結果，在阻擋流動的方向上的長度L2最短在2H下穩定，通常可以達到5H，因此，阻擋流動的方向上的投影面積S2為1H2至2.5H2。因此，優選的S1/S2在0.8至4的範圍。
[0027]—般情況下，較常見的情形是，海洋表層處水溫高且鹽分濃度低，因而密度低，水位比表層低的這層處海水的水溫變低且鹽分濃度變高，因而密度變高。將這種表層處密度低，隨著向低層下降而形成密度變高的多層的狀態稱為密度分層。密度分層的流動稱為密度分層流，在密度高的低層處，由人造海底山脈所產生的湧升渦流穿過低密度層而上升較為困難。但是，若密度分層流與人造海底山脈21衝撞時，則會在密度高的海水越過山頂下降時，在等密度面上形成稱為內部波的大的波。該內部波的能量向上方傳遞並發生碎波等，由此各層得到混合，低層的營養鹽類湧升至表層。高度的數值分析結果是，即使在密度分層流中，在沿著人造海底山脈21流動的方向上的投影面積SI與在阻擋流動的方向上的投影面積S2的比值也很重要，與沒有分層的情況相同，S1/S2在0.8至4的範圍時，可以提高每個人造海底山脈的體積的營養鹽類的湧升效果。
[0028]如上述那樣地，構成人造海底山脈21的各個圓錐體構築物I被構築為S1>S2，由此，與正圓錐體的構築物相比，能夠減少塊體數。這是因為，堆積人造海底山脈I所需的塊體數減少，其減少的量為在圓錐體的底面的沿著流動的方向上的長度(寬度)變短的量。反過來說，與正圓錐體相比，通過用相同的塊體數構成的圓錐體構築物I能夠擴大在沿著流動方向上的投影面積SI。因此，在與沿著流動的方向垂直相交的方向上直線地重複排列多個圓錐體構築物I而構築人造海底山脈21的情況下，也能夠減少塊體的總數以及材料費的減少。進一步地，能夠減少塊體的投擲作業所需要的燃料費以及工期。
[0029]一方面，在深水海域的表層與低層(比表層深的下層)的密度分層流中，通過由多個圓錐體構造物I組成的人造海底山脈21，生成內部波。在該情況下，阻擋流動的人造海底山脈21的高度越高，另外與流動相對的斜面的坡度越陡，則內部波的波高就越高。另外，阻擋流動的人造海底山脈21的長度越長，內部波的幅度也越大。雖然如上述那樣，投影面積SI越大，則內部波的波高、波長也越大，從而湧升效果有增大的傾向，但是，對決定內部波的波長而言，自然的流速是決定性的。
[0030]另一方面，由於人造海底山脈21的沿著流動方向的縱深不會對內部波的大小造成影響，因此，不必將其設置得較長。另外，對將營養鹽類帶到表層所非常重要的海水的鉛直混合作用而言，內部波的破碎波具有很大的貢獻。波形坡度或上下層的流速差對該內部波的破碎波造成很大的影響。為了增大內部波的波高，人造海底山脈21的高度與相對於流動的斜面的坡度陡峭情況具有很大的影響，但是，沿著流動的方向的縱深則幾乎沒有影響。
[0031]另外，由於投影面積SI越大，反流域也越大，因此，魚礁的效果範圍也會增大。在該反流域的內側以及邊界附近處，流速變化而形成多樣的流動環境。公知的是，在構造物的背後，能夠形成流速、流向不同的多樣的流場，從而多樣的生物在此聚集。在海底面上若水平方向的流速大，則粒子直徑小且輕的粒子會浮起來，粒徑大且重的粒子就會殘留於海底。反之，若流速小，則粒徑小且輕的粘土粒子等會堆積。反流域內以及周邊，與流速相應，底質分布呈多樣化，可以促進喜歡各種底質環境的底棲生物的生息，促進生物的多樣性。
[0032]另外，與海底面一樣地，在構造物背後形成的反流域內也立體地形成各種流動狀態的區域，在複雜的形狀的構造物背後會形成複雜的流動環境。在流速小的地方，滯留沒有遊泳能力的魚類和貝類的卵、幼崽、浮遊生物或小魚。好的漁場形成於海底地形具有變化的海域，其重要的因素在於，例如湧升流、沉降流、分離、內部波紛亂。因此，為人們所公知的是，由於混合導致的水溫的平均化、由於營養鹽的湧升導致的基礎生產的增大、漂流、懸濁物的積聚等，並形成與周邊海域不同的空間。人造海底山脈21處能夠人工地製造出這樣的環境，即便在潮汐流豐富的海域中對於往復的各種的方向上的流動，其效果也可值得期待。
[0033]另外，如上述那樣地將大量的塊體堆積而構築的人造海底山脈21中，在各個塊體之間產生的多樣化的間隙可提供眾多魚類、貝類所喜歡的餌場、生息場所、以及躲避場所。該具有各種大小及方向的空隙的海水交換好，可產生多樣的光環境，能夠使眾多附著生物得以生息。在人造海底山脈21的表層海域處增殖的植物浮遊生物的殘骸，群聚的魚類的糞便等沉降在巖屑中，並作為餌料而被供應，因此，能夠期待底層的附著生物或底棲生物的增殖。
[0034]另外，為人們所公知的是，塊體表面的附著生物或爬行動物是形成礁巖性生態系統的礁巖性魚類、貝類的餌料。通過促進底層魚類的增值，增大人造海底山脈21的魚礁效果。以上的效果與沿著流動的方向上的投影面積SI的大小具有密切的關係，因此，在圖2A至2C所示的人造海底山脈21中能夠取得顯著的效果。
[0035]作為上述的人造海底山脈21的製造方法，使用從位於海面上的開底駁船(未圖示)投擲塊體的方法。在塊體投擲時，將移動至與圓錐體構造物I的區域(4個位置)相對應的目標位置處的開底駁船的船底打開，解開船體上所固定束縛著的塊體的固定及束縛，由此使多個塊體自由地下落。在本發明中，從海面上向目標位置投擲通過纜繩或線鬆散地連結多個塊體連而成的、由多個塊體構成的塊體群。
[0036]具體地，當在開底駁船上承載塊體10之前，如圖3A所示，以貫穿於一個方向的各個貫通孔IOa朝向同一水平方向的方式，將4個近似立方體的塊體10排列成2X2的行列狀。在該狀態下，在貫通孔IOa中穿過纜繩或線11，將4個塊體10環狀地、鬆散地連結，製作成塊體群10A。然後，將相互連結的塊體群IOA水平地裝載在底開駁船的船艙上並搬運至目標位置，以保持上述狀態的姿勢使其在船艙上滑落而投擲。
[0037]構成塊體群IOA的4個塊體10通過計算出的預定長度的纜繩或線11相互間鬆散地束縛，其振動或旋轉被抑制，從而在無作為塊體群IOA整體，的旋轉或水平方向的振動的狀態下向大致鉛直下方下落。由此，塊體群IOA在海底散亂的幅度大幅地減少，能夠在目標範圍內著底。此時，塊體群IOA由於在下落時投影面積的大的方向穩定地朝下，因此，在水平地設置了貫通孔IOa的狀態下使沒有貫通孔IOa的面朝下下落。
[0038]發明人進行了求出在通過4個塊體10構成塊體群IOA時的纜繩或線11的全長X的最佳值的模型實驗。在模型實驗中所使用的水槽(未圖示)通過玻璃製成，其長度為90cm,縱深為45cm,水深為45cm,設置為幾乎裝滿自來水的靜水狀態。作為觀測條件,在縱深為45cm的側面背景上設置網格，從橫向水平方向通過高速相機拍攝錄像，詳細地記錄了下落運動。另外，在水槽底面上也設置有網格，設置使得能夠拍攝、測量塊體從水槽正上方下落後的散亂狀態。比例尺設為1/200，假定實際海域的水深為90m的情況，將邊長2m的近似立方體塊體的模型尺寸設置為具有0.2mm的通孔且一邊為Icm的立方體。另外，塊體10的比重結合實物塊體的比重調整為2.0。
[0039]在正方形的各個角處配置的4個塊體10的各個貫通孔中通過0.8號線(標準直徑0.148mm)，通過接合劑接合線的端部來綑紮。另外,作為鄰接的4個塊體10的相互間的距離，採用作為相互相對的面的間隔的面間距離d(=塊體間的纜繩/線的長度)，準備面間距離d不同的多個塊體群10A。面間距離d基於塊體10的一邊的長度L而設定，假定從d=0.0L至無限大d= 。d=0.0L表示通過接合材料無空隙地粘合4個塊體10的狀態,d=表示無束縛的狀態。
[0040]使用如上述那樣構成的塊體群10A，在水槽底面上所設置的網格的中央處標記塊體群的下落中心點，在其鉛直上方所設置的水槽上的板狀玻璃的固定點處配置塊體群，並使之水平地滑動而投擲。對於各個塊體群IOA分別投擲20次，實際測量從水槽底部的中心點至著底的4個塊體10的中心位置的距離，並將平均值作為散亂距離D。實驗結果如圖4A所示。為了進行比較，如圖4B所示，對鬆散地連結2個塊體10而構成的塊體群10C(圖3C)的情況也進行了測定。在圖4A、4B中，橫軸表示面間距離d，縱軸表示平均散亂距離D。
[0041]在圖4A中，在d=0.0L的狀態下，塊體群IOA有如一張板那樣使正方形的面朝下地進行滑動運動、傾斜運動、旋轉運動並下落，結果散亂距離D是3.6L。此時，當使塊體群IOA在橫方向上下落時，則馬上會使正方形面朝下，但是在這期間橫向滑動變大。反之，在無綑紮的d=⑴的情況下，由於4個塊體10作為分別獨立的塊體10進行發生滑動運動、傾斜運動、迴轉運動並且直到落到水槽底面為止進行自由運動，因此，從水槽的中心點至塊體10的平均散亂距離D是6.7L。在(1=唚的情況下，當鉛直(縱向)配置下落開始前的貫通孔的方向並開始下落時，平均散亂距離D擴大為8.4L。塊體不具有貫通孔的狀態(緊實)的平均散亂距離D減小為6.3L。
[0042]與上述相對的，在d=0.1L至5.0L的狀態下，平均散亂距離D可抑制在2.0L至4.0L的範圍內。例如，在d=0.1L的情況下，雖然散亂平均距離比接合的0.0L的情況更小，但是由於束縛過強，因而距中心點的平均散亂距離D是3.6L。在d=0.2L至0.9L的狀態下，通過線的鬆散的束縛，可以適度地束縛各個塊體10的滑動運動、傾斜運動、旋轉運動，從而下落姿勢穩定。因此，上下左右的間隔得到均等化，4個塊體10保持大致水平的狀態，散亂變小。
[0043]另外，在以d=0.5L的方式進行束縛時，散亂距離D最低為2.14L。即使設置成比d=0.9L更長的d=2.0L至4.0L,也未發現與散亂距離D為0.9L的情況有特別大的差異。另夕卜，雖然圖示進行了省略，但是當設置為d=5.0L以上時，不能獲得4個塊體的束縛效果，平均散亂距離D逐漸地變大。隨著面間距離d進一步增大，會逐漸接近d=⑴時的散亂距離D。由上可知，通過將面間距離d設定為0.1L至4.0L,能夠有效地限制平均散亂距離D，與沒有束縛時相比，平均散亂距離D減少為25至40%。
[0044]另一方面，在2個塊體10構成塊體群IOC的情況下，如圖4B所示，即便使面間距離d在IL至7L的大範圍內變化，平均散亂距離D也是在3.2L至3.5L的程度內基本持平。因此，結合構築物的目的，在即使平均散亂距離D較大也可被允許的情況下，能夠使用由2個塊體10構成的塊體群10C。與此相對，在要求平均散亂距離D為3.2L至3.5L以下的情況下，使用由4個塊體10構成的塊體群10A，優選將面間距離d設置為0.1L至4.0L。在要求更為嚴格的平均散亂距離D的情況下，使用由4個塊體10構成的塊體群10A，優選經面間距離d設置為0.2L至0.9L。
[0045]在將面間距離d設定為0.1L至4.0L並以纜繩或線11環狀地、鬆散地連結4個塊體10而製成塊體群IOA的情況下，纜繩或線11的全長X可通過以下式子表示:
[0046]X=6L+4 X 0.1L ?6L+4 X 4.0L。
[0047]在如上述那樣地準備的塊體群IOA中，在向海中投擲後，各個塊體10將要個別地運動，但是由於連結的纜繩或線11而互相影響，在投擲之後隨即保持平均的距離並開始下落。各個塊體10從海水收到的壓力均等,塊體群IOA隨著海水的流動平均地移動並下落，在設置為目標的範圍內高精度地著底。因此，能夠高精度地堆積用於構築海底構造物的塊體10。
[0048]其結果是，如圖1A所示，能夠在沿著流動的方向上細長且高精度地構築單一的圓錐體構築物，其中，所述圓錐體構築物的平面形狀是橢圓形狀，並且其在沿著流動的方向上的投影面積SI比其在阻擋流動的方向上的投影面積S2更大。另外，如圖2A所示，通過在多個目標位置處重複進行同樣的塊體IOA的投擲作業，能夠在沿著流動的方向上細長且高精度地構築人造海底山脈21，該人造海底山脈21通過局部重複地使橢圓狀的圓錐體直線排列而成。進一步地，如後所述地，可僅在將多個通過第一工序(前工序)構築的正圓錐體連結而成的人造海底山脈(或者已設的人造海底山脈)的希望區域內，通過第二工序(後工序)進一步地重複堆積塊體群10A，從而能夠增築為必要的形狀。
[0049]在如上述那樣地將4個塊體10鬆散地連結的方法中，由於纜繩或線11承受的力量較小，因此，纜繩或線11所需的強度可以較小。並且，纜繩或線11僅在下落控制時使用，因此，著底於海底之後沒有必要留下。因此，作為纜繩或線11的材料，可以使用不會長期殘存的材料，從環境角度來看，優選的是例如可以生鏽的鋼製線或棉、麻等生物分解性纖維等的纜繩。
[0050]本實施例中，通過由塊體IOA的間隔所算得的預定長度的纜繩或線11鬆散地連結4個塊體10來構成一個塊體群10A。在本實施例的情況下，與如文獻I所示那樣單純連結2個塊體來構成塊體群的情況相比，塊體10的下落效率更高，因此，能夠進一步提高人造海底山脈的構築精度。如果不重視構築精度，則可以如上述那樣，通過基於預定的面間距離所設定的長度的纜繩或線11來鬆散地連結2個塊體10而構成塊體群10C(圖3C)。
[0051]進一步地，也可以在預定條件下通過3個塊體10使用設定好長度的纜繩或線11來同樣地構成塊體群IOB (圖3B)，或者連結5個以上的塊體10來構成塊體群。在通過3個或5個以上的塊體10所構成的情況下，當I個塊體10沿著纜繩或線移動時，與存在於兩側的塊體形成幹涉，從而移動的塊體的自由得以束縛。因此，通過將面間距離d設置在0.1L至4.0L的範圍內，即使在2個、3個以及5個以上的情況下，也能夠取得與4個的情況大致相等的平均散亂距離D。
[0052]另外，如圖5所示，在本發明中，也能夠使用起重機作業船100從海面上吊下塊體的方法。當在起重機作業船100上裝載預先連結多個塊體10而成的塊體群IOA(10BU0C)後，移動起重機作業船100至目標海域。在定位後，保持位置並通過起重機的吊鉤101吊起塊體群10A，確認投擲位置，從而釋放並使之下落。在該情況下，也可以在將塊體群IOA吊下至海底的目標點的正上方的預定水深的基礎上，斷開弔鉤101來進行投擲。或者，也可以在吊下至能夠確認著底位置之後，從吊鉤101斷開塊體群10A，由此在目標點的目標地點處正確地設置塊體。
[0053]在為了使精度提高而通過吊鉤101將著底一次的塊體群IOA吊起的情況下，在吊下塊體群IOA之前，可以預先在目標點處對通過塊體群IOA的中心附近的導線102的下端的存在予以確認，從而作為引導來投擲或者吊下塊體群10A。在導線102的下端的重錘處，通過攜帶超聲波發生器或水下電視，能夠從船上確認目標點附近的狀況。
[0054]在構築圖1A至IC所示的圓錐體構築物I以及圖2A至2C所示的人造海底山脈21的情況下，為了保持圓錐體構築物I以及人造海底山脈21的穩定，需要確保底面積。為此，需要將塊體10擴散至一定程度。因此，在下落的初期，當在圓錐體構築物I以及人造海底山脈21的山腳平緩部分堆積塊體時，無需將全部塊體10連結作為塊體群IOA (10BU0C)以縮小著底範圍。僅在堆積圓錐體構築物I以及人造海底山脈21的上部時，即，僅在想要使塊體10比其自然下落的情況的散亂幅度更小的範圍內著底時，投擲由纜繩或線11鬆散地連結的塊體群即可。
[0055]構成塊體群IOA的塊體10的用於穿過纜繩或線11的貫通孔IOa只要至少形成在一個方向上即可。例如，可以形成與貫通IOa孔不交叉或交叉的另外的貫通孔。在考慮由塊體10所構成的魚礁的情況下，大量形成貫通孔的話，對於隱藏場所、海水交換、附著生物的面積可變大，因此優選大量形成貫通孔。
[0056]下面，使用圖6A至6C對本發明第二實施例涉及的人造海底山脈進行說明。為了便於說明，使用I個圓錐體構築物2A進行說明。
[0057]在本實施例中，對在海底上通過第一工程所構築的正圓形的圓錐體構築物2A進一步增築的情況進行說明。即，如圖6B、6C所示，以通過第一工序(前工序)所構築的正圓形的圓錐體構築物2A的上層為中心，通過第二工序(後工序)經過圓錐體的頂點在阻擋流動的方向上在比圓錐體底面更小幅度的區域內增加堆積鬆散地連結多個塊體連結10而成的塊體群10A。此時，如圖5A所示，增加投擲的塊體群IOA的紡錘部2a(增築部)在圓錐體構築物2A上重複堆積，從而構築人造海底山脈2，所述紡錘部2a的平面形狀在阻擋海水的流動的方向上具有軸線。
[0058]如上述那樣地，能夠通過增加堆積塊體群IOA來重複堆積紡錘部2a來改築為人造海底山脈2，該人造海底山脈2使在通過第一工序構築的圓錐體構築物2A的沿流動的方向上的投影面積SI比其在阻擋流動的方向上的投影面積S2更大(例如0.8至4倍)。由此，能夠在提高第一實施例所示的人造海底山脈I所說明的湧升效果的同時，提高魚礁效果。另外，通過僅在已設置的圓錐體構築物2A的必要的範圍內重點地增加堆積塊體群IOA而形成紡錘部2a，能夠對已設置的圓錐體2A實現再利用，在沿著流動的方向上構築細長的人造海底山脈2。
[0059]在上述那樣地構築的人造海底山脈2中，由於能夠縮短塊體群IOA的著底距離，因此能夠在圓錐體構築物2A的希望的區域內增加構築希望的形狀。另外，鬆散地連結而成的塊體群10A，與單體的塊體10不同，滾落斜面的機率驟降。由此，即使較陡的斜面角度，也能夠高精度地堆積用於構築人造海底山脈2的塊體群10A。
[0060]下面，使用圖7A至圖7C對基於本發明第三實施例的人造海底山脈進行說明。
[0061]在本實施例中，高精度地增加堆積以形成有壁狀的多個突條部3a，3b (增築部)的方式鬆散地連結的塊體群IOA (第二工序)，所述突條部3a，3b從通過第一工程所構築的正圓狀的圓錐體構築物3A的頂點放射狀地延伸。由此，可在沿著流動的方向上構築細長狀的人造海底山脈3。在該情況下，在突條部3a，3b中，突條部3a在阻擋流動的方向上跨圓錐體3A的稜線的全長而形成，在沿著流動的方向上僅形成在稜線的狹窄範圍的區域上。另外，其他的突條部3b分別被構成為，在圓錐體3A的斜面內，在相對於流動的正面區域與反面區域上構成在向著底面的方向上變寬、在向著頂點的方向上變窄的流道(圓錐體的斜面)。
[0062]根據本實施例，能夠通過設置突條部3a來改築為人造海底山脈3，該人造海底山脈3使已設置的圓錐體構築物2A的沿流動的方向上的投影面積SI比其在阻擋流動的方向上的投影面積S2更大(例如0.8至4倍)。由此，能夠在提高湧升效果的同時，提高魚礁效果。另外，通過上述那樣的改造，並不是在已經設置的圓錐體構造物3A的整個表面上覆蓋塊體群10A，而是只在需要的範圍內重點地覆蓋(增加堆積)塊體群10A。因此，能夠實現對已設置的圓錐體形狀的人造海底山脈的有效利用，以取得經濟上的效果。
[0063]進一步地，如圖8所示，在該人造海底山脈3中，通過不影響投影面積的突條部3b，在與流動面對的一側(前面側)的斜面上，形成從較寬的底面向頂點變窄的流路。由此，對於如潮汐流那樣的各種方向的流動而言，能夠縮窄低層的流動並推至上方。其結果是，能夠為在人造海底山脈的中層處生息的附著生物或魚類供應低層的巖屑(細微的有機物粒子)，同時製造多樣的流動或光環境，為各類魚種提供攝餌場所、隱蔽場所及產卵場所。
【權利要求】
1.一種人造海底山脈的構築方法，其特徵在於，包括以下各個步驟: 將多個具有貫通孔(IOa)的近似立方體形狀的塊體(10)通過插穿所述貫通孔的纜繩/線(11)環狀地連結來製作多個塊體群(10A)，所述貫通孔(IOa)至少貫通於一個方向； 設定纜繩/線的全長，使得各個塊體之間的纜繩/線平均為塊體的一邊的長度的0.1至4.0倍； 使通過設定長度的纜繩/線連結的多個塊體群從海面上下落並堆積至海底面，以構築人造海底山脈(21)的至少一部分。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述使通過設定長度的纜繩/線連結的多個塊體群從海面上下落並堆積至海底面，以構築人造海底山脈(21)的至少一部分的步驟中，包括以下步驟: 將沿著海水流動的方向上的所述人造海底山脈的投影面積SI設定為阻擋海水流動的方向上的投影面積S2的0.8至4倍。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於， 在設定纜繩/線的全長，使得各個塊體之間的纜繩/線平均為塊體的一邊的長度的0.1至4.0倍的步驟中，包括以下步驟: 將所述多個塊體的各自的一邊的邊長設為L，使所述多塊體的面彼此相互面對地設置時的面間距離設為0.1L至4.0L時，通過以下式子計算纜繩/線的全長X，即:
X = 6L+4 X 0.1L ~6L+4 X 4.0L。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括以下步驟: 在海底上至少預先構築一個圓錐`體構築物(2A，3A)； 在與海水的流動大致垂直的方向上，在通過所述圓錐體構築物的頂點並沿著稜線延伸的、所述圓錐體構造物的比底面更窄範圍的區域內，增加堆積由設定長度的纜繩/線所連結的所述多個塊體群，以在所述圓錐體構築物上形成增築部(2a ;3a，3b)。
5.一種人造海底山脈(21)，其是在阻擋海水流動的方向上局部重疊並直線地排列多個第一圓錐體構築物(I)而成，所述多個第一圓錐體構築物(I)是在海底上大致呈圓錐體狀地堆積大量的石材/塊體(10)構築而成，其特徵在於， 所述多個塊體的至少一部分被纜繩/線(11)環狀且鬆散地連接； 沿著海水流動的方向上的投影面積SI被設定為在阻擋海水流動的方向上的投影面積S2的0.8至4.0倍。
6.根據權利要求5所述的人造海底山脈，其特徵在於，所述纜繩/線的全長被設定為，所述多個塊體之間的纜繩/線的長度平均為塊體的一邊的長度的0.1至4.0倍。
7.根據權利要求5所述的人造海底山脈，其特徵在於，所述多個第一圓錐體構築物的各底面形狀為在沿著海水流動的方向上具有短軸並且在阻擋海水流動的方向上具有長軸的橢圓或長圓形狀。
8.根據權利要求5所述的人造海底山脈，其特徵在於，包括: 在海底上將大量的石材/塊體大致呈正圓錐狀地堆積並在直線上重複排列所配置形成的多個第二圓錐體構築物(2A ；3A);以及 在與海水的流動大致垂直的方向上，在通過所述多個第二圓錐體構築物的頂點並沿著稜線延伸的、所述多個第二圓錐體構造物的比底面更窄範圍的區域內，增加堆積由纜繩/線所鬆散地連結的多個石材/塊體群而形成的增築部(2a ;3a，3b)， 所述多個第一圓錐體構造物(2 ；3)包括所述多個第二圓錐體構造物以及所述增築部。
【文檔編號】E02B3/02GK103669280SQ201310411250
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2012年9月11日
【發明者】鈴木達雄 申請人:株式會社人工海底山脈研究所