可潛沒式海洋農場的製作方法
2023-12-11 07:25:22
本發明可潛沒式海洋農場是由可潛沒式工作島、可潛沒式種植園、可潛沒式養殖園、可潛沒式沼氣生產園、水產養殖區所組成的在颱風來臨時可潛沒於海平面以下安全深度，颱風過後再上浮到海平面以上，能夠在海洋上發展與陸地相同的綠色農業生產、服務的系統工程。
技術背景
隨著我國綜合國力的不斷提高，能力所及，利益所需，參與全球競爭已成必然之勢。然「兵馬未動，糧草先行」之古律，至今仍是佔領全球海洋競爭制高點的瓶頸之一。為服務一帶一路戰略，為建立全球海洋戰略支點，為南海島礁開發建設，為建設可潛沒式海洋城鎮，解決人員吃住和過往船隻補給，可潛沒式海洋農場提供了在廣闊海洋上安全可靠的綠色農業發展新途徑。島礁無需再吹填，而代之以可潛沒式海洋城鎮和可潛沒式海空基地的新組合。
技術實現要素：
本發明一座可潛沒式海洋農場是由可潛沒式工作島、可潛沒式種植園、可潛沒式養殖園、可潛沒式沼氣生產園、水產養殖區所組成，其特徵是：所述的可潛沒式工作島(1)上部直徑30m，下部直徑33m，可機動；下部艙(5)為海水壓載艙，下部艙(6)為淡水艙，上部艙(7)為備用沼氣發電、柴油發電、動力、倉儲、水淨化，上部艙(8)為綜合加工、員工食堂、駕駛室，上部艙(9)為中央控制室、辦公室、宿舍，上部艙(10)為太陽能光伏電站、中央空調，高強玻璃穹頂(11)，內側間隔鑲嵌太陽能光伏陣列(12)，穹頂頂部進排氣管道(13-1)直徑2m，直達艙(7)，各艙均有進排氣孔，穹頂外部進排氣管道3-4節可伸縮；所述的可潛沒式種植園(2)、(2-1)、(2-2)直徑30m，是由上部種植區(23-1)和下部支撐區(23-2)所組成，上部種植區的種植層(14)其底為不透水層(37)，向上依次為20cm×20cm槽鋼網梁(15)，5cm×5cm，高8cm加筋玻璃鋼柵格(16)兩層玻璃纖維格柵雙面複合無紡布(17)，種植土(18)厚50cm；中間是蓄水池(19)深120cm；蓄水池下部支撐梁(20)由槽鋼輻射梁(21)和槽鋼環梁(22)所組成；種植區的支撐和升潛調節部分是下部支撐區(23-2)是由槽鋼框架(24)和一個中央浮筒、四個邊浮筒(25)所組成；穹頂(26)由槽鋼輻射梁(27)槽鋼環梁(28)高強玻璃罩蓋(29)內側間隔鑲嵌太陽能光伏陣列(30)，補充照明裝置(41)及穹頂頂部進排氣管道(13-2)所組成，進排氣管道直徑2m，設3-4節可伸縮；所述的可潛沒式養殖園(3)直徑30m，由上部養殖區(31)和下部支撐區(23-2)組成，上部養殖區(31)的支撐結構為槽鋼網梁(15)，加筋玻璃鋼地板(32)；中間蓄水池(19)深120cm，蓄水池下部支撐梁(20)為槽鋼輻射梁(21)和槽鋼環梁(22)；養殖區的支撐和升潛調節部分是下部支撐區(23-2)是由槽鋼框架(24)和一個中央浮筒、四個邊浮筒(25)所組成；穹頂(26)由槽鋼輻射梁(27)，槽鋼環梁(28)，高強玻璃罩蓋(29)內側間隔鑲嵌太陽能光伏陣列(30)，補充照明裝置(41)及穹頂進排氣管道(13-2)(進排氣管道與種植園同)所組成；所述的可潛沒式沼氣生產園(39)包括沼氣生產系統及原料加工，其生產操作平臺結構及支撐結構與養殖園同；每四個種植園和養殖園設一個固定工作平臺(40)；所述的水產養殖區(4)是由農場外圍的種植園、養殖園、沼氣生產園在其外側和各園底部圍網(33)，頂部園間蓋網(34)所圍成的區域。
所述的可潛沒式海洋農場其特徵是：所述的工作島、種植園、養殖園、沼氣生產園在無颱風時上部艙(7)以上部分，蓄水池(19)以上部分在海平面以上，在有颱風時整個農場潛沒於海平面以下安全深度，只有進排氣管道露在海平面以上，且各節伸長後高度超過浪高；所述的工作島、種植園、養殖園、沼氣生產園各為獨立的子系統，他們之間的連接為輪軌式滾動連接(2-2)，各子系統可組裝，數量不限；各園之間設有寬2m的工作通道，整個農場要有30處以上的錨固點，以保持其位置的穩定，所述的太陽能光伏陣列是太陽能光伏電站系統中電能的來源；所述的沼氣發電是由沼氣生產園(39)生產的沼氣輸往工作島艙(7)的沼氣發電系統，沼氣生產設備由加筋玻璃鋼製成；生產沼氣的原料為農副產品廢料，人畜排洩物，秸稈等，沼液、沼渣是作物的肥料，養殖的飼料，沼液還是作物殺蟲劑；髒、危、重、水下及搬運工作由不同的機器人實施；所述的養殖區(31)根據養殖種類可設置多層養殖空間，海洋農場的種植、養殖與陸地上的種植養殖一樣一應俱全，所生產的半成品、成品定期配送島礁和過往船隻；所述的淡水艙和蓄水池的淡水來源主要為天然降水，其收集方法是在降水時關閉穹頂玻璃罩蓋，降水順玻璃罩蓋流下，落入各園周邊外延通道，通過排水孔管道進入淡水艙和蓄水池。
所述的一座可潛沒式海洋農場，其特徵是：所述的工作島底艙(5)周邊設有四處直徑120cm的進排水孔(36)；所述的種植園、養殖園、沼氣生產園的升潛系統中的浮筒為加筋玻璃鋼結構，中央浮筒直徑10m，四個邊浮筒直徑各為8m，浮筒高6m，浮筒壁底部、中部分別設有突出的直徑為80cm的進排水孔(35)，潛沒時工作島的壓載艙和各園的浮筒進排水孔閘門打開，海水注入，達到潛沒位置時閘門關閉；上浮時打開閘門，用高壓空氣將海水擠出；所述的種植園不透水層(37)是由厚不小於5mm的加筋玻璃鋼板通過其上的吊耳與槽鋼網梁和加筋玻璃鋼柵格弔扣在一起；不透水層(37)與玻璃纖維格柵雙面複合無紡布(17)之間的空間為作物營養液儲存層供作物根系吸收；所述的水產養殖區的周邊和底部圍網(33)其結構是20cm×20cm厚8cm的玻璃鋼柵格，並在其內外側各掛一層2cm×2cm的玻璃纖維格柵，上部各園間蓋網(34)為柔性高強化纖網，各園間斷開處(38)斷開線左右50cm寬，以柔性化纖網覆蓋連接；所述的工作島、種植園、養殖園、沼氣生產園的進排氣管道是用透明加筋硬質塑料板材熱加工而成，所述的工作島及各園的門窗為圓型，門窗周邊和穹頂玻璃罩蓋周邊安裝密封膠條。
所述的一座可潛沒式海洋農場，其特徵是：所述的中央控制室是整個農場系統自動化、智能化的控制中心，如潛沒上浮控制、穹頂開關控制、灌溉施肥滅蟲控制、各種機器人工作控制、溫度溼度風速調節控制、錨鏈控制，養殖衛生控制，及安全防火監控等；所述的太陽能光伏電站是由各園穹頂的太陽能光伏陣列、蓄電池組、控制器、逆變器、交流配電櫃、太陽能跟蹤系統、計算機監控等組成。
所述的一座可潛沒式海洋農場，其特徵是：所述的種植園、養殖園補充照明裝置(41)是在夜間和在潛沒於海平面之下時的照明裝置；種植園採用的是發光二極體(LED)和植物燈，養殖園採用的是普通照明。
所述的一座可潛沒式海洋農場，其特徵是：所述的固定工作平臺(40)是指設在園間空域上的操作平臺，每四個園設一個固定工作平臺，工作平臺的支撐是焊接在各園園壁上的平面三角桁架，桁架下有斜杆支撐，在桁架上焊接帶孔的鋼板；無工作平臺的園間空域仍焊接三角行架，桁架上鋪設工作通道，並可設置臨時工作平臺。
所述的一座可潛沒式海洋農場，其特徵是：所述的可潛沒式海洋農場，要具有一定的產業化規模，如種植園100個以上，養殖園50個以上，1個沼氣生產園，1個工作島；所述的種植園、養殖園面積可按比例增大，如直徑可達50m以上；由數十座乃至百座以上的農場組成一個可潛沒式海洋城鎮，其作用和能力都是巨大的。
附圖說明
圖1為可潛沒式海洋農場平面簡圖
圖2為可潛沒式工作島三維圖
圖3為可潛沒式工作島剖面圖
圖4為單個可潛沒式種植園三維圖
圖5為多個可潛沒式種植園多園連接三維圖
圖6為可潛沒式種植園上部種植區三維圖
圖7為可潛沒式種植園、養殖園、沼氣生產園、下部支撐區支撐框架及升潛調節浮筒三維圖
圖8為可潛沒式種植園、養殖園、沼氣生產園支撐框架及升潛調節浮筒平面圖
圖9為可潛沒式種植園、養殖園、沼氣生產園蓄水池底部輻射梁、環梁平面圖
圖10為可潛沒式種植園種植層支撐網梁、加筋玻璃鋼柵格平面圖
圖11為可潛沒式種植園種植區結構剖面圖
圖12為可潛沒式養殖園養殖區、沼氣生產園工作平臺結構剖面圖
圖13為可潛沒式種植園、養殖園、沼氣生產園穹頂鋼架、罩蓋平面圖
圖14為可潛沒式種植園、養殖園、沼氣生產園穹頂剖面圖
圖15為固定工作平臺桁架平面圖
註：圖中尺寸為cm
具體實施方式
實施例1，見圖2、圖3所示
可潛沒式工作島島體為鋼結構，頂部穹頂高強玻璃罩蓋可自動開關，高強玻璃罩蓋內側間隔鑲嵌太陽能光伏陣列。
實施例2，見圖6、圖9、圖10、圖11
可潛沒式種植園的種植區結構為：下部支撐環梁，半徑分別為8m、12m、15m，輻射梁圓心角為30°，均為槽鋼；中部蓄水池為鋼結構，坐落於支撐梁上；蓄水池上部為種植層的不透水層，是由不小於5mm厚的加筋玻璃鋼板通過其上的吊耳與槽鋼網梁和加筋玻璃鋼柵格弔扣在一起，向上依次為槽鋼網梁網格尺寸20cm×20cm，5cm×5cm厚8cm加筋玻璃鋼柵格，在加筋玻璃鋼柵格上鋪兩層玻璃纖維格柵雙面複合無紡布，在玻璃纖維格柵雙面無紡布上鋪種植土，厚50cm。
實施例3，見圖7、圖8
可潛沒式種植園、養殖園、沼氣生產園下部支撐框架的浮筒，其中央浮筒直徑10m，四個邊浮筒直徑8m，均為加筋玻璃鋼結構；浮筒坐落在槽鋼框架上，浮筒壁的底部、中部分別設有突出的直徑為80cm的進排水孔。
投資與效益
一座可潛沒式海洋農場由1個工作島，100個種植園，50個養殖園，1個沼氣生產園，投資5億元，就業600至800人，年產值1億元，5年即可收回投資，其壽命期在50年左右。
戰略意義
如形成一座海洋城鎮的規模，與陸地城鎮一樣包羅萬象，其服務潛能創造價值都是空前的，我國的糧食安全也將無憂。
如果在全球海洋戰略要衝上建起數十座可潛沒式海洋城鎮，並配以相應的可潛沒式海空基地，那時我們的全球控制能力將如日中天。