一种适用于海草床生态修复的作业船的制作方法

本技术涉及海洋生态修复，特别是涉及一种适用于海草床生态修复的装置。背景技术：1、海草床是近海最重要的初级生产者，拥有极高的生产力和复杂的食物链结构，是地球生物圈最高产的生态系统之一，具有重要的生态廊道作用，是“鱼湾草礁”共同体的重要组成部分。海草床具有吸收水体营养盐和重金属，降低海水悬浮物浓度、释放氧气等水质净化和调控功能；海草还可以防止和减缓海滩侵蚀，是保护海岸的天然屏障；海草是很多动物和渔业资源的食物供给地和栖息地，是生物多样性的关键载体，对生态环境的改善和调节发挥关键与重要作用。2、然而自1990年后全球海草床以每年7％的速率在减少，海草床保护与修复已引起人们的高度重视，并成为当今生态修复的热点之一。3、种子法、移植法和生境修复法是海草床修复的主要方法，其中生境修复法，修复周期长，种子法和移植法目前存在的最大瓶颈就在于缺少自动化作业装备，大多依靠人工作业，受限条件多，作业效率低，作业成本高，成苗率低。4、国外研究者提出了多种机械辅助设施，如轮插苗机械移植船、草皮移植机器“ecosub1”、液压草块移植机械“guts”等，但这些机械体型笨拙，作业不够灵活，并不能大幅提高作业速度。中国海洋大学的张沛东教授等人提出了“一种海草植株移植装置及移植方法(cn112449815a)”和“一种海草种子播种装置(cn112314124a)”，大大提高了海草移植和海草种子的播种速率，但这两种装置的作业仍然受到作业区域潮位的限制，必须要在低潮位或裸露出海面的位置作业，无法在深水区作业，每天的作业时间有限，作业灵活性不够，对于大规模海草移植和海草种子播种，提升工程进度的能力有限。技术实现思路1、针对当前海草床修复中的痛点问题，在这里提出实用新型，即一种适用于海草床生态修复的作业船与作业方法，具体设计方案如下：2、一种适用于海草床生态修复的作业船，其特征在于，包括作业船(1)、机械臂(2)、行走皮带(3)、框架单元(4)、船行驶驱动装置(5)，电控箱及操作面板(6)，机械臂(2)、行走皮带(3)、船行驶驱动装置(5)、电控箱及操作面板(6)均集成于作业船(1)之上，框架单元(4)根据需要叠螺成组后置于行走皮带(3)之上；3、作业船(1)的甲板上开有凹槽，行走皮带(3)即皮带传送装置设置在凹槽内；设置至少一对机械臂(2)，机械臂(2)通过直立的固定杆固定在作业船(1)的甲板上，机械臂(2)具有可伸缩的臂长，可以根据需要伸缩，能够实现从行走皮带(3)上抓取框架单元(4)、运送框架单元(4)到目的地海床、向下伸入到海床将框架单元(4)插入到海床实现移植的目的；电控箱及操作面板(6)中的电控箱分别与机械臂(2)、行走皮带(3)电连接，实现对机械臂(2)、行走皮带(3)的控制，电控箱上匹配操作面板，操作面板上设置行走皮带启停按钮、机械臂抓取按钮、机械臂作业按钮(实现运送和移植)、紧急停车按钮等手动操作按钮、自动操作按钮(将行走皮带启停、机械臂抓取、机械臂作业等自动化)等，并显示导航位置信息；4、所述框架单元(4)包括围板(7)、固定腿(8)、底质(9)、植生草毯(10)、预制海草物品，其中预制海草物品选自预制海草移植束(11)或预制海草种子播种组(12)等；所述直立的围板(7)围成四周封闭的框架，围板(7)上有可供机械臂(2)抓取的凹槽；围板(7)底端固定有多个固定腿(8)，固定腿下端为尖头设计，以便插入海床内进行固定；植生草毯(10)固定在框架底部上即采用植生草毯(10)封住底端，植生草毯(10)的上面为供海草生长的土质类的底质(9)，底质(9)上对应为待移植的预制海草物品；5、行走皮带(3)配有其驱动机构(未显示)，所述行走皮带(3)的皮带表面预留插孔，插孔用于匹配固定腿(8)，皮带与凹槽内侧面之间具有空隙，使得所述的空隙能容纳固定腿(8)；框架单元(4)在行走皮带(3)传输时，所有固定腿(8)全部嵌入到皮带表面预留插孔内，或部分嵌入到皮带表面预留插孔内部分悬挂到皮带与凹槽内侧面的空隙内；6、框架形状是长方形、矩形、圆形等各种形状，围板(7)高为10～20cm，材质可以是木质、钢质或塑料制品等；7、固定腿(8)高5～10cm，可以与围板(7)一体制作，或与围板(7)独立制作后固定于(7)之上；8、所述底质(9)厚度约3～5cm，由粘土和细沙按照体积比3：1的比例配置并根据需要添加适当营养物质，或者根据移植地原生海草床的底质特点配置；9、所述植生草毯(10)，由植物纤维如秸秆、椰壳等纤维织成，具有一定韧性和抗拉强度，并具有高孔率，海草根系很容易穿过并在海床扎根；所述框架单元(4)，经过一定时期，如1年后，植生草毯(10)被降解，底质(9)融入海床，回收剩余部件(7)、(8)，进入下一个移植项目循环利用；10、在框架单元(4)在行走皮带(3)运输时，框架单元(4)叠螺成组，一组一组的运输；11、利用上述作业船和作业装置，实现海草床生态修复的作业方法，主要有三种方式，即移植海草束、播种海草种子、种苗培育移植；12、第一种方式：移植海草束，具体包括以下步骤：13、第一步：预制海草移植束(11)：即从原生海草床或人工培育海草苗基地根据相关规范要求取得要移植的海草植株或海草苗，如果海草植株过高，适当修剪植株叶片，将要移植的海草植株或海草苗2～3株一组，绑缚后形成一个移植束；14、第二步：预制框架单元(4)：将适当数量的固定腿(8)以适当间隔固定在围板(7)的下沿或一体化制作后，将植生草毯(10)压实固定在围板(7)围成的框架底部，并在植生草毯(10)上淋洒海水，保持其湿润；然后将底质(9)平铺在框架之内、植生草毯(10)之上，平铺厚度约3～5cm；而后将移植束栽种在底质(9)内，栽种时，移植束的根部直达植生草毯(10)的表面，并淋洒海水，使整个框架单元保持湿润，移植株间距20～25cm；15、第三步：海上作业：将预制好的框架单元(4)叠螺成组放置于作业船(1)的行走皮带(3)之上；通过导航定位系统，由船行驶驱动装置(5)驱动作业船(1)达到一个移植点后，开启操作面板(6)的行走皮带启动按钮，将某一组框架单元送至机械臂(2)可抓取位置后停止，再开启机械臂抓取启动按钮，机械臂(2)抓取框架单元(4)后，开启机械臂作业按钮，机械臂(2)将框架单元(4)投放海床上，并拉伸机械臂(2)的伸缩臂，驱动框架单元(4)的固定腿(8)掘入海床内固定，掘入深度同固定腿(8)的高度；之后机械臂(2)收回，驱动移植船(1)至下一个移植点位置；进一步行走皮带启停动作、机械臂抓取、作业、收回动作，均可经程控软件集成到电控箱成为自动作业程序。16、第二种方式：播种海草种子，具体包括以下步骤：17、第一步：预制框架单元(4)：将适当数量的固定腿(8)以适当间隔固定在围板(7)的下沿或一体化制作后，将植生草毯(10)压实固定在围板(7)围成的框架底部，并在植生草毯(10)上淋洒海水，保持其湿润；然后将底质(9)平铺在框架之内、植生草毯(10)之上，平铺厚度约3～5cm；而后将海草种子预播在框架单元(4)的底质(9)内，播种时，在底质(9)上挖出1-3cm深的穴位，将海草种子10-15颗为一组播入穴位内，用底质掩盖并轻轻压实，而后淋洒海水，使整个框架单元保持湿润，预播穴位间距20～25cm；18、第二步：海上作业：将预制好的框架单元(4)叠螺成组放置于作业船(1)的行走皮带(3)之上，通过导航定位系统，由船行驶驱动装置(5)驱动作业船(1)达到一个移植点后，开启操作面板(6)的行走皮带启动按钮，将某一组框架单元送至机械臂(2)可抓取位置后停止，再开启机械臂抓取启动按钮，机械臂(2)抓取框架单元(4)后，开启机械臂作业按钮，机械臂(2)将框架单元(4)投放海床上，并拉伸机械臂(2)的伸缩臂，驱动框架单元(4)的固定腿(8)掘入海床内固定，掘入深度同固定腿(8)的高度；进一步行走皮带启停动作、机械臂抓取、作业、收回动作，均可经程控软件集成到电控箱成为自动作业程序。19、第三种方式：种苗培育移植，具体包括以下步骤:20、第一步：预制框架单元(4)：将适当数量的固定腿(8)以适当间隔固定在围板(7)的下沿或一体化制作后，将植生草毯(10)压实固定在围板(7)围成的框架底部，并在植生草毯(10)上淋洒海水，保持其湿润；然后将底质(9)平铺在框架之内、植生草毯(10)之上，平铺厚度约3～5cm；而后将海草种子预播在框架单元(4)的底质(9)内，播种时，在底质(9)上挖出1～3cm深的穴位，将海草种子10～15颗为一组播入穴位内，用底质掩盖并轻轻压实，而后淋洒海水，使整个框架单元保持湿润，预播穴位间距20～25cm；21、第二步：营造适宜海草种子萌发、成苗的人工育苗环境，包括海水盐度、ph值、透光度、水质条件等，将预制框架单元(4)置入人工育苗环境中成苗；22、第三步：3～4个月后，待预制框架单元(4)内的幼苗成长至20～30cm后，将框架单元(4)连同其内的幼苗、底质(9)和植生草毯(10)及穿过植生草毯(10)的幼苗根须一起取出，叠螺成组放置于作业船(1)的行走皮带(3)之上；23、第四步：进行海上作业：将预制好的框架单元(4)叠螺成组放置于作业船(1)的行走皮带(3)之上；通过导航定位系统，由船行驶驱动装置(5)驱动作业船(1)达到一个移植点后，开启操作面板(6)的行走皮带启动按钮，将某一组框架单元送至机械臂(2)可抓取位置后停止，再开启机械臂抓取启动按钮，机械臂(2)抓取框架单元(4)后，开启机械臂作业按钮，机械臂(2)将框架单元(4)投放海床上，并拉伸机械臂(2)的伸缩臂，驱动框架单元(4)的固定腿(8)掘入海床内固定，掘入深度同固定腿(8)的高度；之后机械臂(2)收回，驱动移植船(1)至下一个移植点位置；进一步行走皮带启停动作、机械臂抓取、作业、收回动作，均可经程控软件集成到电控箱成为自动作业程序。24、以上作业方法，只是本实用新型举例的几个实施例，但本实用新型并不限于以上实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，基于本实用新型所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。25、该实用新型具备如下优点：26、1、海上自动化作业，且作业环节简单快捷，使用人力少，作业效率高，整体作业成本低；27、2、作业装置和方法中，采用框架单元的围板较高，并可以固定在海床上，可以防浪冲刷并防外界如动物等破坏，为移植株的存活、种子的萌发成苗和幼苗的成长营造了有利环境，可以大大提高移植株和幼苗的成活率、种子的成苗率；28、3、作业装置和方法中，移植单元，即框架单元的底部为底质，底质的下层为植生草毯，底质为移植束、种子或幼苗提供了营养物质，便于移植单元在移植初期的存活或萌发；植生草毯，有一定韧性和强度，在移植作业中，机械臂抓取时，保证移植单元的整体性，但植生草毯可以降解，并有高孔率，可以使得移植后，移植束新发根须、种子萌发的根须或幼苗的根须可以穿过植生草毯，扎根于海床，待约1年后，移植单元稳定存活后，植生草毯降解，与海床底质融为一体，成为海草生长的底物；而框架单元的围板和固定腿采用不易降解的木质、铁质或塑料制品制成，待约1年后，植生草毯降解后，围板和固定腿可以很方便的回收再利用，以降低海草床生态修复的成本。