浅海抗风浪网箱养鱼技术研究

浅海网箱养殖是现代海水养殖业发展的重要途径。由于我国东南沿海多台风和热带风暴 ,加上现有海水网箱结构大多属于小型简陋型 ,结构非规范化 ,抵御海洋自然灾害能力弱。而国外开发的抗风浪网箱养鱼技术投资成本很高 ,技术复杂 ,在我国推广有一定的难度。因此 ,开发适合我国国情的浅海抗风浪网箱养鱼技术就成为必要。有关浅海抗风浪网箱养鱼技术至今未见报道。本文将作者近年在这方面开展的研究所获成果报道如下。１材料与方法１．１材料分别选择浙江乐清湾中心水域的抛西海区、大坦海区和湾口外侧的南排山海区为试验区。水深１０ｍ ,底质为…     

浅海网箱养鱼技术

在近海开展网箱养鱼生产，不仅能够充分利用近海水域，而且是当前调整养殖结构的一项重要措施，实施规模性网箱养鱼生产还可以调整养殖海区布局，稀疏养殖密度，改善海区条件，保持海区生态平衡。因此，发展网箱养鱼生产意义重大。１海区的选择１．１安全程度封闭或半封闭的海湾比较理想，要求台风季节湾内风力不超过８级。１．２水深条件设置网箱的海区水深５～１５ｍ，７～１０ｍ较理想。１．３水质与水流网箱设置海区要求海水清新而无污染，水流畅通而流向不紊乱，流速最好在３０～４０ｃｍ／ｓ。旋转流的海区不宜设置网箱。１．４海水透…     

玉环县浅海抗风浪网箱养鱼技术开发成功

在浙江省玉环县的南排山、大坦、海山海区,300个泊于海面上的网箱,组成了一排排两头尖的船型养殖平台。去年9号台风经过时,虽然风力高达10级,浪高2.8米,最大流速135米/小时,然而网箱内的大黄鱼、美国红鱼、六线鱼等养殖鱼类仍然悠然游弋。这是浙江省科     

我国沿海渔业养殖设施空间分布与台风影响关联性研究

分析2015—2018年我国沿海省份(除台湾省)台风分布特征及养殖设施分类布局,基于卡方检验、秩和检验与区域重心方法,对渔业养殖设施格局与台风的风速及频次进行相关性分析。结果显示：4 a间,我国沿海地区台风登陆次数最多的省份为广东省、福建省和海南省,频次皆为5次以上。普通网箱分布与台风风速、频次呈线性相关,当台风等级达到8级(风速>17.1 m/s)时,其分布受台风影响程度加大。深水网箱分布仅受台风风速影响,对高速台风(风速>24.4 m/s)较为敏感。根据台风综合指标,筏式养殖分布受台风影响最显著,当台风等级到达6级(风速>10.8 m/s)时,其受灾状态较为明显。筏式养殖适合分布在近岸风力低于6级的海域内;普通网箱可设置在内湾等8级风力以内的海域;深水网箱适合分布在开阔的远海区域。根据各省养殖设施分布现状,建议福建省和广东省减少筏式养殖面积,推进深海抗风浪网箱的使用;海南省和浙江省积极推广“复合型渔业”发展;北方沿海各省受台风灾害影响较小,在发挥筏式养殖品种优势下,可依托海洋牧场,积极打造休闲渔业。总体而言,我国养殖设施布局的合理性还有待进一步探讨,本研究结果对各...     

HDPE深水网箱抗风浪流性能的海区验证试验

对HDPE深水网箱2000～2004年间的抗风浪流性能进行了海区验证试验.通过对HDPE深水网箱扶栏、框架、网具以及固泊系统受损率的统计,根据扶栏、框架、网具以及固泊系统在整个深水网系统中的重要程度,分别给予一定的权重统计出深水网箱的整体受损率,能比较客观地反映深水网箱的抗风浪流性能.海区验证试验结果表明,HDPE深水网箱抗风力达35 m/s、抗浪高6 m、抗流速1.0 m/s,与其设计参数基本相同.同时,为了增加HDPE深水网箱的抗风浪流性能,建议扶手管从110 mm改为125 mm、主浮管从250 mm改为300 mm、扶栏高度从1 m降低为0.8 m或0.6 m.风力主要影响扶栏系统,流速主要影响网具系统,而波浪对HDPE圆形浮式深水网箱的框架、网具、固泊系统以及网箱整体结构均有明显影响.     

近海浮绳式网箱养鱼在海南试验成功

一项既能减少污染、又能提高养殖规模效益的高效海水养殖项目——近海浮绳式网箱养鱼试验在海南省陵水县获得成功。     

基于CFD模拟的单点系泊船型网箱浮架结构分析与设计

针对单点系泊(SPM)网箱系泊力大于传统网箱,离岸环境承受风浪时风险更高的问题,研究设计了一种相较传统圆形网箱拥有更小系泊力的船型网箱,运用正交原理制定了三因素三水平的试验方案,对网箱浮架进行了计算机数值模拟,分析网箱在波流共同作用下的水动力特性变化。研究表明,在兼顾经济成本与网箱安全性的条件下,长24 m,宽9 m,头部角度为60°的网箱浮架具有较优良的水动力性能和相对较低的养殖成本。该网箱系统能随着潮流改变方向而在锚点周围移动,从而极大减小网箱底部的养殖残渣堆积并降低锚固安装成本,可为我国深水网箱的发展提供一定的理论参考依据。     

台风暴潮特征及其主要预报方法

台风暴潮是指在台风的袭击下,沿海海面骤然升高的现象。它的水位通常较正常天气情况下的水位高出l—2米;每百年往往还有几次较大的台风暴潮,其最大增水值可达3—4米或更多。如果台风暴潮的高水位遇上天文高潮,将使海面水位暴涨,形成灾难。这就是所谓的潮灾。     

不同海况下六种湍流通量参数化方案的对比分析

利用前人给出的表面波浪动力试验中的部分观测资料,通过六种不同的湍流通量参数化方案,分别计算了不同海面波浪状况所对应的摩擦速度。结果表明:海面状况对计算结果有显著影响,六种参数化方案计算的摩擦速度相对涡动相关法(EC)直接测量值的偏差纯风浪海面状况下,较交叉涌浪或反向涌浪海面状况时小得多。并且在纯风浪海面状况下,当近海层大气处于不稳定层结时,Dyer74方案计算的摩擦速度相对EC直接测量值的归一化误差最小,仅为8.47%,能够较好的估计近海层摩擦速度。在稳定层结条件下,当整体Richardson数小于0.1时,除Businger71方案外,其它五种方案的计算误差接近且较小。     

太阳能电池在深海抗风浪养殖网箱中的应用研究

根据目前我国深海抗风浪网箱电力设备的配置情况 ,通过对 LA361 K51 S型太阳能电池性能的测试 ,确定了太阳电池的电流、电压、太阳强度及气温等随时间变化的规律以及天气变化情况对太阳电池的功率、转化效率的影响。在计算深海抗风浪网箱日用电量的基础上 ,对所需太阳电池的功率、蓄电池的容量进行了计算 ,并依此确定了深海抗风浪网箱配置太阳电池和蓄电池的规格及型号     

非结构网格模型在闽东沿海台风浪模拟中的应用

基于加密的非结构三角网格,以Holland模型风场叠加美国国家环境预报中心（NCEP）海面风场构造的合成风场驱动第三代浅水波浪数值模型（SWAN）对2017年影响闽东海域的“纳沙”和“泰利”台风过程进行数值模拟,并运用浮标站的实测数据对模拟结果进行验证.结果表明,模型计算的风速、有效波高与实测值符合较好,合成风场能较好地模拟台风期间的风速变化过程,SWAN模式能够合理地再现闽东沿海台风浪的时空分布特征.由模拟结果可见：台风“纳沙”中心越过台湾岛进入台湾海峡北部海面,受海峡地形的约束,其波浪场呈NE—SW向椭圆状分布,北部海域的浪高大于南部,闽东沿海遍布大范围的巨浪到狂浪;超强台风“泰利”未登陆闽东,当其台风中心与大陆的距离最近时,海面波浪场分布与台风风场结构一致,台风中心附近海域为14 m以上的怒涛区,巨浪遍布于闽东沿海.研究结果可为闽东沿海台风浪灾害预警和应急管理提供技术支撑和参考依据.     

再论台风波浪的波型及其与海岸工程设计波浪要素的关系

本文以实测台风波浪资料对台风影响过程中固定点波浪能量集中度的变化和有效波陡的变化进行分析，得出华南近岸浅水区台风波浪的波型与台风中心位置的统计关系，并进一步阐明了台风过程中固定点出现较大台风波浪的波型是风浪以及用于海岸工程设计的台风波浪亦为风浪的结论。文中还讨论了台风波浪波型对海岸工程建设中的设计波高、周期等要素取值的影响。     

Analysis of hydrodynamic behavior of a submersible net cage and mooring system in waves and current

Failure of net cage and mooring system is of great concern to the marine aquaculture industry. To avoid the structure failure in storm waves and current during typhoon events, net cage can submerge below the water surface in practice. A submersible net cage and mooring system is analyzed by numerical simulation and physical model test. The numerical model is established based on the lumped mass method and principle of rigid body kinematics. A series of physical model tests are conducted to validate the numerical model of single net cage and grid mooring system in waves and current. Numerical results correspond well with data obtained from physical model test. The results indicate that when net cage is submerged below the water surface, the deformation of net cage in waves can be improved significantly, and the tension force on the anchor line, bridle line and grid line will decrease significantly. However, the tension force on the buoy line in the submergence condition is larger than that in the floating condition. Different relative submergence ratios are also considered in our numerical simulation, and a relative submergence ratio equal to 0.1 is suggested here. The tension reduction ratio (56%) for the four-cage system is larger than that for the single-cage (52%) and double-cage systems (44%).     

南海灾害性波浪基本特征研究

本文基于1991-2016年全球卫星高度计融合数据对南海灾害性波浪基本特征进行了分析,根据灾害性波浪诱发天气类型不同,将其分为"台风浪"和"非台风浪"。依此主线,对两类波浪在南海不同海域的特征进行了研究,并提出了用于定量研究两类波浪强度关系的台风浪权重系数（W）,得到了两类波浪在南海相对强弱关系的分布规律,量化研究了南海灾害性波浪的特征。本文以卫星高度计波高数据为样本进行了极值分析,得到了南海重现期波浪要素整体分布规律,研究发现W值大小与广义极值曲线类型显著相关。     

方形网箱水平波浪力的迭加计算和实验验证

采用小直径圆柱体绕流理论和网渔具理论为基础的经验水动力计算法，分别考虑网箱框架是刚性体、网衣和绳索是柔性体的特征，结合正弦波理论对方形网箱及其构件受到的水平波浪力特性进行了分析研究，理论给出了波浪力迭加计算法，并把计算结果与小尺度的网箱水槽实验进行对比验证。结果表明，计算数值与试验数据较接近，平均误差率在15％以内。网箱水平波浪力呈周期性、不对称变化，在波浪周期小于0.72s时，主要以框架的波浪力为主，反之以网衣的为主。在波长为0.8m、周期为0.72s、水深为0.7m、波高为68.3mm情形下，计算结果显示网箱的框架尺寸和形状及其系泊、布局的选择应根据实际海况而定，网箱高度可适当增加，当设置水层下降深度相对于网箱高度比率为20％-40％，时，波浪力峰值下降相对率达68.03％-88.20％，表明可以较大程度地降低其波浪力。     

福建沿海浪潮耦合漫堤风险评估:以台风天兔为例

漫堤是天文潮、风暴潮与海浪等物理要素作用于海堤后海水翻越海堤的物理过程。本文利用天文潮-风暴潮-台风浪耦合模式(ADCIRC+SWAN)、基于非结构三角形网格和高分辨率地理数据(海堤位置和高程、岸线和水深等)构建福建沿海精细化漫堤风险等级评估系统。该系统在近岸网格分辨率最高达50m,可精确刻画福建沿海复杂地形。利用模拟的水位与海浪参数,采用波浪爬高公式计算得到各海堤堤前波浪爬高。按照总水位与波浪爬高之和与海堤高程的对比,将漫堤风险分为五个等级。对2013年的超强台风天兔过程进行后报检验。结果显示,该系统计算的漫堤情况与灾后调查的漫堤实况基本一致,结果准确,说明本研究中采用的漫堤风险评估标准和方法是可行的。在此基础上,设计了4种不同的台风强度等级,对福建沿海206条海堤进行了漫堤风险等级评估,探究台风强度对漫堤风险的影响。结果表明:波浪爬高对漫堤风险的影响高于单纯的风暴潮增水;风暴潮增水随台风强度的增强增量较小,对于漫堤的风险影响较小;福建沿海波浪爬高普遍较高,随着台风强度的增强,波浪爬高会显著增加漫堤的风险等级,且应重视台风浪对海堤造成的冲击所导致的溃堤灾害。本研究可为沿海防灾减灾提供科学依据。     

钦州湾人工海滩剖面变化过程

波浪和潮汐作用下的海滩剖面动态变化过程是海岸演变及沿海防护工程设计与旅游资源规划的核心内容。本文以广西钦州湾沙井半岛人工海滩为研究区, 基于GPS-RTK采集的2018年1月—2019年12月的逐月剖面高程实测数据, 通过分析剖面冲淤和单宽体积变化, 利用EOF(Empirical Orthogonal Function)函数揭示剖面的高程变化模式, 进而探讨海滩剖面的动态演变过程。研究的主要结果表明: 1) 在观测期间, 人工海滩剖面的冲淤情况整体展现出冬春季淤积、夏秋季侵蚀的变化特征; 2) 人工海滩剖面因泥沙横向输移而导致不同横向分带的单宽体积变化趋势呈差异性, 不同横向分带具有侵蚀与淤积交替出现的情况; 3) 人工海滩剖面的变化模式可划分为由强降雨及台风导致剖面高程明显降低的主要模式、波潮影响下的剖面高程经历强降雨及台风后逐渐淤积和恢复的次要模式、波浪破碎形成卷流引起滩面冲淤变化的其他模式。     

Estimation of Design Wave Height for the Waters around the Korean Peninsula

Long term wave climate of both extreme wave and operational wave height is essential for planning and designing coastal structures. Since the field wave data for the waters around Korean peninsula is not enough to provide reliable wave statistics, the wave climate information has been generated by means of long-term wave hindcasting using available meteorological data. Basic data base of hindcasted wave parameters such as significant wave height, peak period and direction has been established continuously for the period of 25 years starting from 1979 and for major 106 typhoons for the past 53 years since 1951 for each grid point of the North East Asia Regional Seas with grid size of 18 km. Wind field reanalyzed by European Center for Midrange Weather Forecasts (ECMWF) was used for the simulation of waves for the extratropical storms, while wind field calculated by typhoon wind model with typhoon parameters carefully analyzed using most of the available data was used for the simulation of typhoon waves. Design wave heights for the return period of 10, 20, 30, 50 and 100 years for 16 directions at each grid point have been estimated by means of extreme wave analysis using the wave simulation data. As in conventional methodsi of design criteria estimation, it is assumed that the climate is stationary and the statistics and extreme analysis using the long-term hindcasting data are used in the statistical prediction for the future. The method of extreme statistical analysis in handling the extreme events like typhoon Maemi in 2003 was evaluated for more stable results of design wave height estimation for the return periods of 30–50 years for the cost effective construction of coastal structures.     

中国浙江和福建海域台风浪变化特征和趋势

基于非结构网格的海浪-海流耦合模式SWAN+ADCIRC(Simulating Waves Nearshore+Advanced Circulation model),模拟了1997—2016年共20年间所有影响浙江和福建海域台风过程期间的海浪过程。利用4个台风过程期间的海浪观测数据对模拟结果进行了验证,模拟结果和实测结果吻合较好。基于该长时间序列台风浪模拟结果,分别分析了浙江和福建海岸带台风浪有效波高极值以及台风浪有效波高大于1m和1.5m的持续时间。结果显示,在福建北部海岸带台风浪有效波高极值和台风浪有效波高大于1m的持续时间(tHs1)有显著增长的趋势。其中,台风浪高极值的增长趋势最大可达0.05m/a,tHs1的增长趋势位于0.54至1.72h/a之间。分析tHs1与ENSO指数的关系发现,福建省南部海域台风浪与ENSO指数有较显著的负相关,浙江省北部海域台风浪与ENSO指数有较显著的正相关,ENSO信号对这两个海域的台风浪有着较显著的影响。     

2006年夏季福建近海台风风暴潮特征分析

根据2006年夏季福建沿岸4个海洋观测站和福建近海5个潜标水位观测站的水位观测资料,分析了在4个热带气旋影响下的福建近海风暴潮特征．结果表明：福建沿岸海域的台风风暴潮大小不完全取决于台风强弱,与大风半径关系密切．若台风大风区覆盖整个台湾海峡,福建沿岸海域增水都较大,比如0604号强热带风暴“碧利斯”的大风区较大,由其引起厦门海洋观测站的最大增水高度达114em．0608号超强台风“桑美”和0609号强热带风暴“宝霞”双台风的大风区都比较小,由其引起的各测站增水相对也较小,增水高度最大的厦门海洋观测站只有52em．比较福建近海潜标水位观测站及其附近的海洋观测站采用11点（11h）滑动平均后的最大增水可知,福建近海潜标观测站台风增水高度（22～46cm）比沿岸海洋观测站的台风增水高度（62—73em）小40％左右．这表明台风增水有个向岸堆积的过程,即测站离岸越远,台风增水高度就越小．位于热带气旋（0605号台风“格关”）行进路径右侧的测站增水较大（平潭海洋观测站极值增水高度为49em,崇武海洋观测站极值增水高度为55em）,位于热带风暴行进路径左侧的测站增水较小（东山海洋观测站极值增水高度为45cm）．通过对0604号强热带风暴“碧利斯”引起的各测站增水滤除高频振荡后,福建沿岸海洋观测站最大增水高度从大到小依次为崇武站（74orfl）、平潭站（73em）、厦门站（68om）、东山站（62cm）,可见距离热带风暴中心越近（距离热带风暴中心从近到远依次为平潭、崇武、厦门、东山海洋观测站）,增水高度越大,反之,增水高度越小．台湾海峡地形和福建沿岸海域地形容易出现双（多）增水峰现象．通过对各测站台风增水时间序列进行最大熵谱分析可知,热带气旋容易引起福建沿岸和近海各测站台风增水出现周期为12．0h的振荡．