Донно-пелагическая биостанция

Полезная модель относится к области защиты водной среды в качестве искусственного субстрата и механического стимулятора развития биоценоза, а также может быть использована в качестве механико-биологического фильтра в зонах повышенной антропогенной нагрузки, в том числе при аварийных ситуациях (утечки нефти, нефтепродуктов, при их добыче и транспортировке). Кроме того, донно-пелагическая биостанция обеспечивает воспроизводство морских организмов, является контрольной точкой для мониторинга водной среды с целью оценки ее состояния по показателям развития водного сообщества. Донная и пелагическая части (элементы). Новым в полезной модели является выполнение пелагических частей в виде четырех капроновых тросов 1 (фиг. 1, 5) с полипропиленовыми волокнами (фиг. 2), нижние части которых крепятся к донным элементам биостанции 6 (фиг. 1, 5), а верхние - к плавучим наплавам 5 (фиг. 1, 3, 5), снабженным отверстиями для продевания тросов. Кроме того, в биостанции пелагические части выполнены в виде обрезков капроновых тросов 2 (фиг. 2), укрепленных на тросах 1 пластиковыми хомутами 4 (фиг. 1, 4) на определенных расстояниях друг от друга таким образом, чтобы узел обрезка троса 3 (фиг. 2) располагался над узлом троса пелагической части, а хомут находился между узлами тросов. Донная часть биостанции выполнена в виде трехуровневой пирамидальной конструкции: нижней - из девяти бетонных оснований, средней - из четырех бетонных модулей, верхней - из одного модуля. Технический результат от использования биостанции - увеличение на пелагическом модуле плоскостей для обрастания макрофитами, моллюсками и другими водными организмами, а также усиление устойчивости конструкции на поверхности дна в условиях литодинамики. 1 нез. п. ф-ы, 1 зав. п. ф-ы, 3 илл.

Полезная модель относится к защите водной среды, а именно: увеличению потенциала самоочищения моря, обеспечению воспроизводства нагула морских организмов, мониторинга водной среды по показателям развития индикаторного сообщества.

Известны аналогичные конструкции (модели) - искусственные рифы и модули 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 конструкций рифов является ограниченная возможность их использования, исключительно, для защиты береговых линий и других технических функций.

Известны также рифовые конструкции, выполненные в виде коллекторов с полипропиленовыми волокнами, гравитационных якорей, поплавков [2, 3]. Их основными недостатками являются:

- соединение коллектора с гравитационным якорем посредством металлического замка в условиях морской среды, из-за коррозии металла, имеет низкую долговечность (не более 1 года);

- недостаточный запас плавучести пелагической части не обеспечивают ее стабильное положение в толще воды из-за утяжеления конструкции в результате обрастания.

Также известен рифовый модуль, выполненный из двух элементов: донного модуля из железобетона и пелагического в виде тросов из полипропилена [4].

Основным существенным недостатком данного аналога является низкая штормоустойчивость и, соответственно, жизнестойкость из-за малого веса донной части и недолговечного способа креплений пелагической части. Также при отсоединении пелагической части и транспортировки ее на поверхность для дальнейших исследований происходят значительные потери представителей сообществ обрастаний.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и конструкции является, искусственный риф, выполненный в виде четырехгранных усеченных пирамид рамной конструкции и модулей оснований [5].

Основным существенным недостатком указанного выше аналога, выбранного в качестве прототипа, является: ограниченность функциональности в самоочистке водной среды, в обеспеченности экологической емкости в виде биотопов, в недостаточном развитии индикаторного сообщества, для мониторинговых наблюдений.

Главной задачей решаемой полезной модели является увеличение экологической емкости за счет расширения спектра биотопов, что усиливает потенциал очистки водной среды, увеличивает кормовую базу и защищенность представителей сообщества от негативного воздействия этой среды, а также увеличение устойчивости к волновой динамике, за счет повышения гидродинамической прозрачности конструкции.

Решение вышеуказанной задачи достигается за счет выполнения пелагических частей в виде четырех капроновых тросов, нижние части которых крепятся к донным элементам, а верхние - к плавучим наплавам, снабженным отверстиями для продевания тросов. Кроме этого, поставленная задача решается в полезной модели за счет выполнения пелагических частей из обрезков капроновых тросов с полипропиленовыми «волокнами» и укрепленных на самих тросах пластиковыми хомутами на расстоянии друг от друга таким образом, что узел обрезка троса располагается над узлом троса пелагической части, а хомут находится между узлами тросов. При этом донная часть станции выполнена в виде трехуровневой пирамидальной конструкции: нижней - из девяти бетонных оснований, средней - из четырех модулей, а верхней - из одного модуля.

Ни из документации, ни из научно-технической литературы данной области техники, к которой относится заявленная полезная модель неизвестно об устройстве такого же назначения, имеющего идентичные существенные признаки.

Из опыта эксплуатации донно-пелагических биостанций также неизвестно об устройстве с идентичными признаками. Отсюда правомерен вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

Указанная выше совокупность существенных признаков, а каждый из существенных признаков достаточен этой совокупности - необходим для решения поставленной задачи с получением технического результата. Между приведенной выше совокупностью существенных признаков и получаемым техническим результатом существует необходимая причинно-следственная связь. Совокупность существенных признаков является причиной получения технического результата.

Заявленная полезная модель может быть неоднократно реализована на практике с использованием указанной выше совокупностью существенных признаков, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Действующая опытная модель донно-пелагической биостанции изготовлена непосредственно в Каспийском филиале Института Океанологии им. П.П. Ширшова РАН и испытана при проведении соответствующих работ в Каспийском море.

Изложенная сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 - показан общий вид донно-пелагической биостанции;

на фиг. 2 - показан обрезок капронового троса с полипропиленовыми волокнами (в продольном сечении);

на фиг. 3 - показаны плавучие наплава;

на фиг. 4 - показан пластиковый хомут;

на фиг. 5 - показана аксонометрическая проекция донно-пелагической биостанции.

По сравнению с прототипом, конструкция заявляемой донно-пелагической биостанции требует меньших усилий при установке, обслуживании и ремонте, отличается прочностью и устойчивостью, экологической безопасностью используемых материалов, универсальностью вариантов установки элементов, возможностью создания большого количества модификаций, что позволяет быстро адаптировать донно-пелагическую биостанцию к меняющимся режимам акватории и изменению хозяйственного назначения.

При изготовлении донной части донно-пелагической биостанции использованы пять рамных модулей и девять оснований искусственного рифа, выполненные из железобетона по аналогу модулей и оснований - патента на изобретение 2314386, МПК E02B 3/06, опублик. 2006 г. Донная часть представляет собой пирамидальную конструкцию, состоящую из трех уровней: нижнего - из девяти оснований, среднего - из четырех модулей и верхнего - из одного модуля.

Пелагические части выполнены в виде четырех капроновых тросов 1 (фиг. 1, 5) с полипропиленовыми волокнами (фиг. 2). Нижние части тросов крепятся к донным элементам биостанции 6 (фиг. 1, 5), а верхние - к плавучим наплавам 5 (фиг. 1, 3, 5), снабженным отверстиями для продевания тросов.

Кроме того, в биостанции пелагические части выполнены в виде обрезков капроновых тросов 2 (фиг. 2), укрепленных на тросах пластиковыми хомутами 4 (фиг. 1, 4) на определенных расстояниях друг от друга таким образом, чтобы узел обрезка троса 3 (фиг. 2) располагался над узлом троса пелагической части, а хомут находился между узлами тросов.

Донно-пелагическая биостанция работает следующим образом. Биостанция устанавливается на поверхности дна в диапазоне глубин 10-30 м. Процесс формирования биологического сообщества организмов на биостанции распределяется в следующем порядке. На донном элементе донно-пелагической биостанции и на пелагическом элементе формируется сообщество животных организмов - обрастателей. На пелагическом элементе - капроновых тросах и полипропиленовых волокнах формируется преимущественно сообщество растительных обрастаний, создающих дополнительный биологический комплекс на биостанции.

Показатели биологического разнообразия сообществ морских организмов служат материалом для оценки состояния морской биологической среды.

Преимущества предлагаемой полезной модели перед известными моделями искусственных рифов и модулей состоит в следующем:

- увеличение на пелагическом модуле количества положительных плоскостей, благоприятных для обрастания макрофитами, моллюсками и др. водными организмами пелагиали;

- увеличение на донном модуле количества положительных плоскостей, благоприятных для обрастания макрофитами, моллюсками и др. бентосными организмами, являющимися биологическими фильтраторами загрязнения водной среды;

- увеличение экологической емкости за счет расширения спектра биотопов, что усиливает потенциал очистки водной среды, увеличивает кормовую базу и защищенность представителей сообщества от негативного воздействия этой среды;

- усиление устойчивости конструкции на поверхности дна в условиях лито динамики;

- при отсоединении пелагической части и транспортировки ее на поверхность для дальнейших исследований минимизируются потери представителей сообществ обрастаний.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Электронный ресурс: Сайт www.reefboll.org.

2. Сокольский А.Ф, Попова Н.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 полезную модель 93773, МПК B63B 35/32, опублик. 2010 г.

5. Патент на изобретение 2314386, МПК E02B 3/06, опублик. 2006 г.

1. Донно-пелагическая биостанция, содержащая массивные донные модули и пелагические части, отличающаяся тем, что пелагические части выполнены в виде четырёх капроновых тросов, нижние части которых прикреплены к донным элементам, а верхние - к плавучим наплавам, снабженным отверстиями для продевания тросов.

2. Донно-пелагическая биостанция по п. 1, отличающаяся тем, что в ней пелагические части выполнены из обрезков капроновых тросов с полипропиленовыми волокнами и укреплённых на самих тросах пластиковыми хомутами на расстояниях друг от друга таким образом, что узел обрезка троса расположен над узлом троса пелагической части, а хомут находится между узлами тросов.

3. Биостанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что её донная часть выполнена в виде трехуровневой пирамидальной конструкции: нижней - из девяти бетонных оснований, средней - из четырех модулей, а верхней - из одного модуля.

РИСУНКИ