Искусственный риф с бетонными модулями
Полезная модель относится к области защиты водной среды в качестве искусственного субстрата и механического стимулятора развития биоценоза, а также механико-биологического фильтра в зонах повышенной антропогенной нагрузки, в том числе при аварийных ситуациях (утечки нефти, нефтепродуктов, при их добыче и транспортировке). Кроме того, рифовый модуль обеспечивает воспроизводство морских организмов, является контрольной точкой для мониторинга водной среды с целью оценки ее состояния по показателям развития водного сообщества. Искусственный риф имеет массивное основание, ряды проницаемых для воды бетонных модулей с опорами. «Искусственный риф» выполнен в виде модуля трехмерной пространственной структуры в форме трехсторонней усеченной пирамиды рамной конструкции, одна из трех опор которой помещена в центральное перфорированное квадратное отверстие модуля основания, при этом площадь сечения центрального отверстия больше площади отверстия верхнего сечения модуля и имеет размер, обеспечивающий размещение в каждом квадратном отверстии одновременно до трех опор, соседних в колонке, а сам модуль основания на нижней поверхности снабжен опорами для зацепления с донным грунтом. 1 нез. п.ф-ы, 1 зав. п.ф-ты, 7 илл.
Полезная модель относится к защите водной среды, а именно: увеличению потенциала самоочищения моря, обеспечению воспроизводства морских организмов, мониторинга морской среды и, в конечном счете, для оценки ее состояния по показателям развития индикаторного сообщества.
Известны искусственные рифы для снижения отрицательного воздействия загрязнения окружающей среды на морские экосистемы и увеличения мест для размножения морских организмов, выполненные в виде волнорезов [1]. Основным существенным недостатком таких рифов, является возможность их использования для защиты береговых линий и других технических функций.
Известны также рифовые конструкции, выполненные в виде коллекторов с ершами, гравитационных якорей, поплавков [2, 3].
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и конструкции является искусственный риф, выполненный в виде четырехгранной усеченной пирамиды рамной конструкции и модуля основания [4].
Основным существенным недостатком указанного выше аналога, выбранного в качестве прототипа, является: высокая материалоемкость и возникновение при работе в море сильной турбулентности внутри рифа, а также ограниченная штормоустойчивость из-за выполнения опор квадратной формы.
Главной задачей решаемой полезной модели является:
- увеличение на нем полезной для обрастаний площади, что усиливает биологическую площадь конструкции как биофильтра;
- усиление устойчивости к волновой динамике за счет увеличения открытых острых углов искусственного рифа и объема свободного пространства между рамными модулями, которые разряжают давление движущегося потока воды;
- усиление устойчивости на поверхности дна водоема в условиях переменного рельефа на песчано-ракушечных грунтах за счет трехопорного рамного модуля, гарантирующим отсутствие люфта.
Указанная выше задача реализуется в полезной модели за счет выполнения искусственного рифа в виде трехмерной пространственной структуры из модуля в форме трехсторонней усеченной пирамиды рамной конструкции, одна из его трех опор треугольной формы помещена в центральное перфорированное квадратное отверстие модуля основания, при этом площадь сечения модуля имеет размер, обеспечивающий размещение в каждом квадратном отверстии одновременно до трех опор, соседних в колонке и ряду модулей, а сам модуль основания его нижней поверхности снабжен опорами четырехугольной формой для зацепления с донным грунтом.
Искусственный риф, содержащий массивное основание, ряды проницаемых для воды бетонных модулей с опорами, имеет значительную устойчивость к волновой динамике
Указанная выше совокупность существенных признаков неизвестна не из патентно-технической литературы, ни из опыта эксплуатации искусственных рифов. Отсюда правомерен вывод о соответствии заявленного решения критерию полезной модели -«новизна».
Заявленная полезная модель может быть неоднократно реализована на практике с использованием вышеуказанных существенных признаков, что обеспечивает ей соответствие критерию «промышленная применимость».
Действующая (рабочая опытная) модель искусственного рифа изготовлена в Каспийском филиале Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН и испытана в Каспийском море.
Изложенная сущность полезной модели поясняется чертежом, где:
- на фиг.1 изображен рамный рифовый модуль усеченной пирамиды, вид сбоку, разрез по сечению А-А;
- на фиг.2 - рамный рифовый модуль усеченной пирамиды, вид сверху;
- на фиг.3 изображен модуль рифового основания 
1, вид сбоку, разрез по сечению Б-Б;
- на фиг.4 - модуль рифового основания 1, вид сверху;
- на фиг.5 - изображен модуль рифового основания 2, вид сбоку, разрез по сечению В-В;
- на фиг.6 - модуль рифового основания 2, вид сверху;
- на фиг.7 - приведена аксонометрическая проекция искусственного рифа.
По сравнению с прототипом конструкция заявляемого искусственного рифа более проста в изготовлении, имеет низкую материалоемкость и, следовательно, меньшую стоимость, технологична при установке, обслуживании и ремонте, отличается прочностью и устойчивостью, экологической безопасностью используемых материалов, универсальностью вариантов укладки элементов, возможностью создания большого количества модификаций, что позволяет быстро адаптировать искусственный риф к меняющимся режимам акватории и изменению хозяйственного назначения.
Искусственный риф выполнен из железобетона и состоит из двух модулей:
- модуля в виде равносторонней трехгранной усеченной пирамиды рамной конструкции 1 (фиг.1, 2), на нижней поверхности которой имеются опоры 2 треугольной формы;
- модулей оснований (1, 2) 4 (фиг.3, 4, 5, 6).
Площадь верхнего крепежного отверстия 3 в вершине модуля усеченной пирамиды 1 меньше площади поперечного сечения трех треугольных опор 2 основания усеченной пирамиды 1 для обеспечения свободного входа (выхода) при монтаже следующих ярусов модулей или демонтаже конструкции рифового модуля при обслуживании и ремонте. Модули оснований (1, 2) 4 (фиг.3, 4, 5, 6) выполнены в виде массивных железобетонных плит. В модуле основания 1 (фиг.3, 4) перфорированное квадратное крепежное отверстие 5 расположено в центре, сечение которого также, как и сечение 3 модуля усеченной пирамиды 1 больше сечения трех треугольных опор 2 для построения первого яруса модулей 1 искусственного рифа любой заданной площади. В модуле основания 2 (фиг.5, 6) перфорированное квадратное крепежное отверстие смещено в сторону по одной из осей симметрии на величину равной половине ширины отверстия. Данная конструкция основания 2 позволяет закрепить крайние опоры усеченных пирамид. На нижней поверхности оснований 1, 2 выполнены опоры 6 для фиксации модуля оснований (1, 2) 4 в донном грунте.
Модули усеченной пирамиды 1 и модули оснований (1, 2) 4 изготавливаются методом литья в металлическую форму с установкой арматуры до заливки ее бетоном. В сборе искусственный риф представляет собой трехмерную пространственную конструкцию из модулей в виде усеченных пирамид 1, установленных опорами 2 в отверстие 5 модулей основания (1, 2) 4, в которое могут быть помещены одновременно до трех треугольных опор 2 соседних рядов модулей усеченных пирамид. Для установки второго и последующих ярусов модулей усеченных пирамид 1 последнее помещают опорой 2 в отверстие 3 предыдущего ряда и т.д. (фиг.7) и удерживают под действием силы тяжести.
Преимущества предлагаемой полезной модели перед известными моделями искусственных рифов состоит в следующем:
- снижение материалоемкости;
- упрощение изготовления рифового модуля;
- увеличение на рамном модуле количества положительных плоскостей, благоприятных для обрастания макрофитами, моллюсками и др. бентосными организмами, являющимися биологическими фильтраторами загрязнения водной среды;
- усиление устойчивости к волновой динамике за счет изменения формы опор рамного модуля.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Электронный ресурс: Сайт www.reefboll.org.
2. Сокольский А.Ф, Попова И.В, Колмыков Е.В, Курапов А.А. Биоэкологические основы и практические результаты разработки системы защиты биологического разнообразия Каспийского моря от загрязнения. Астрахань. 2005. с.26-36,
3. Афанасьев Д.В, Корпакова И.Г, Барабашин Т.О, и др. Экосистема Азовского моря: перифитон искусственных субстратов. Росто-на-Дону.2009. с.12-18.
4. Патент на изобретение 2314386, МПК Е02В 3/06, опублик. 2006 г.
1. Искусственный риф, содержащий массивное основание, ряды проницаемых для воды бетонных модулей с опорами, отличающийся тем, что он выполнен в виде трехмерной пространственной структуры и содержит модули, выполненные в форме трехсторонней усеченной пирамиды рамной конструкции, одна из трех опор которой помещена в центральное перфорированное отверстие модуля основания квадратной формы, при этом площадь сечения центрального отверстия больше площади отверстия верхнего сечения модуля и имеет размер, обеспечивающий размещение в каждом квадратном отверстии одновременно до трех опор, соседних в колонке и ряду модулей, а сам модуль основания его нижней поверхности снабжен опорами для зацепления с донным грунтом.
2. Искусственный риф по п.1, отличающийся тем, что нижние опоры модулей, выполненных в форме трехсторонней усеченной пирамиды, выполнены треугольной формы, а модули основания на нижней поверхности снабжены опорами четырехугольной формы.
