人工鱼礁礁体模型阻力系数的实验研究

针对不同中心开口方式(圆孔、三角孔、方孔)的正方体人工鱼礁模型,通过风洞实验,定量探讨礁体的通透开口比、投影开口比与阻力系数之间的关系,测量模型礁体在不同角度迎流时的阻力系数。实验结果表明礁体阻力系数Cd随投影开口比γty的增加而呈下降趋势。当投影开口比γty相同且大于0.1时,阻力系数Cd随通透开口比γtt的增加而呈下降趋势。对于中心开孔方式人工鱼礁,阻力系数Cd计算公式为:Cd=-0.861γtt+0.145γty+1.268(R2=0.729,P<0.01)。回字型和正方体型人工鱼礁模型的实测值与理论公式计算值误差在8%以内,说明理论公式计算值是可靠的。在进行新礁体设计时,可以通过调整礁体开口尺寸,使礁体在满足集鱼、改善流场功效的同时,具有良好的水动力特性。     

不同开口比人工鱼礁体水动力特性及礁体稳定性研究

为研究方型人工鱼礁体开口比的变化对其水动力特性的影响,利用Fluent软件模拟了边长为3m、开口比为0～0.6之间7种不同方型鱼礁体周围水流场,通过分析水流场变化规律得到了礁体流场效应、阻力系数随开口比的变化情况;基于Morison方程计算了礁体在波流作用下的受力及其抗滑移、抗倾覆安全系数。研究结果表明:当礁体开口比小于0.2时,背涡区范围较大,流场效应明显;随着开口比的增大,礁体产生的上升流范围及竖直向最大速度分量逐渐减小;对于方形开口礁体,阻力系数与开口比的关系式为Cd=0.875φ+1.088(R2=0.963,P<0.01);随着开口比的增大,礁体所受最大波流作用力、抗滑移及抗倾覆安全系数逐渐减小,但礁体不会发生滑移和倾覆,可为实际礁体结构的设计提供参考。     

人工鱼礁的投放区选址和礁体设计

目前,国内对人工鱼礁的研究工作尚处于起步阶段,人工鱼礁的规划设计方面缺乏系统的方法。在参考国内外已有鱼礁工程经验和相关资料的基础上,结合近年来我国在东南沿海地区进行人工鱼礁投放的初步尝试经验,从鱼礁工程实施的角度出发,对人工鱼礁的投放区选址和礁体设计等问题进行了分析与讨论,并简要说明了人工鱼礁的安装、维护和效果评估等方面的内容。     

大神堂人工鱼礁礁区布局的合理性研究(英文)

以CFD(计算流体动力学)技术为手段,研究了不同配置组合人工鱼礁区周围的流场效应。研究中采用了四种配置组合,分别为"444"三列,"464"三列,"12345"五列三角形,"34543"五列正六边形进行数值模拟,结果说明大神堂人工鱼礁礁区的礁群配置组合能够较好地发挥礁区的调控作用。     

方型人工鱼礁水动力性能试验研究

人工鱼礁水动力性能的研究对于鱼礁的设计、礁区布局具有非常重要的意义。本研究设计2种方型人工鱼礁模型,在回流水槽中测量不同水流速度下的鱼礁阻力,并计算阻力系数(Cd)与雷诺数(Re)。结果表明:无盖礁体模型正面迎流时(θ=0(°)),当Re超过7.5×104时,Cd为1.64,其自动模型区域为Re>7.5×104;45(°)方向(θ=45(°))迎流时,当Re超过6.36×104时,Cd为1.3,其自动模型区域为Re>6.36×104。有盖礁体模型正面迎流时,当Re超过6×104时,Cd为1.69,其自动模型区域为Re>6×104;45(°)方向迎流时,当Re超过8.48×104时,Cd为1.43,其自动模型区域为Re>8.5×104。1种礁体模型在不同迎流方式下所受的阻力不同,45(°)方向迎流比正面迎流时的阻力大。在相同的迎流方式下,有盖礁体所受的阻力比无盖礁体大。     

正方体人工鱼礁流场效应试验研究

采用无干扰的粒子图像测速技术(PIV),针对中空型正方体人工鱼礁,选取3个不同的来流速度6.7 cm/s、11.0 cm/s和18.0 cm/s,研究了该模型单体(90°和45°)和组合(平行和垂直)工况时的流场效应。结果显示,单体90°迎流时上升流的规模和强度大于45°迎流,但产生的缓流区和背涡流的规模远小于45°工况。横向组合中单个鱼礁模型产生的流场效应较强于单体工况。纵向组合中,第一个迎流鱼礁在不同间距时内部流速分布和单体时较为相似,间距为1.0L时流速大小与单体最为接近。第二个迎流鱼礁内部基本上未出现回流区域,水平流速较单体时明显减小,但随着间距的增加流速值不断增大。     

混凝土船形鱼礁的礁体设计与沉降计算

根据人工鱼礁礁体设计的基本理论和原则,考虑实地投放条件和投放要求,对船形混凝土人工鱼礁进行结构设计和沉降计算。计算得到礁体的横稳心高度(?)约为0.56 m,满足一般船舶在海面的稳性设计要求;船形礁于海面4 kn拖速下所受拖曳阻力R_F值为318.04 N;礁体在水深30 m海域投放,最终速度为2.49 m/s,沉降时间13.41 s;通过计算礁体着底时的底冲力为150.00 kN,换算得出鱼礁结构强度均布荷重q(213.78 kN/m),为礁体建造时的强度要求提供依据。     

渔山列岛资源保护型人工鱼礁建设现状与研究

由于过度捕捞和环境污染,近海生态环境受到严重破坏,渔业资源日渐枯竭,建设人工鱼礁成为修复被破坏的海洋生态环境和恢复渔业资源的一种重要手段。宁波市选择在象山的渔山列岛投放人工鱼礁,人工鱼礁投放后的监测与管理工作成为现在工作的重点和难点,但我们必须加强监测与管理工作。     

基于多波束声呐的人工鱼礁区地形特征分析

建设人工鱼礁(Artificial Reef,AR)是恢复和养护近海渔业资源的重要措施。尽管中国沿海各地人工鱼礁规模宏大,但对于鱼礁投放后的监测明显不足。传统调查方法存在效率低、成本高等缺点,多波束测深系统(Multibeam Echo Sounder,MBES)为探测鱼礁区地形地貌提供了一种有效的技术手段。本文利用高分辨率的多波束测深系统,获取礁区详细的测深数据,快速确定鱼礁位置、形态等信息;应用地形分析工具提取地形变量(坡度、曲率、粗糙度、地形耐用指数及地形起伏度),分析投石后海底地形特征。研究表明,礁石投放后海底地形发生显著变化(水深5~10 m),礁石发生沉降现象(下沉深度约0.45 m),礁石周围出现冲淤地形(礁石堆高1.65 m,影响范围5 m左右)。分析人工鱼礁引起的微地形地貌的变化,可以为鱼礁的监测与效果评估工作提供一种新的技术方法,具有较强的现实意义。     

海上退役平台改作鱼礁体的稳定性及流场效应研究

海洋油气平台在达到作业寿命后必须进行废弃处置,将海上退役平台改作人工鱼礁投放,对优化渔业资源、促进海洋经济持续发展具有重要意义。基于平台拆卸结构,共制作了箱状、管状、柱状、网状4种典型鱼礁实物模型,通过室内模拟试验和数值模拟研究,分析了不同鱼礁类型单体的稳定性和流场效应。结果表明：开口率0.1至0.8的箱状礁的稳定性均能满足要求,但开口率高于0.6的箱状礁难以形成连续的背涡流区域,设计时应使开口率低于0.6;管状礁应选择堆叠放置方式投放,且堆叠层数与稳定性和流场造成能力均呈正相关,在设计时尽量提高管状礁的堆叠层数;柱状礁设计时应尽量降低其重心,并减小迎流投影面的中空面积投放;基于平台的钻井架、火炬臂、栈桥设计的3种网状礁,均满足礁体稳定条件,且均能形成大范围的背涡流区域,可作为人工鱼礁投放。研究成果为平台造礁礁体结构设计提供了理论依据与实践基础,对海上退役平台的废弃处置具有一定的参考价值。     

孤立波在岸礁地形上传播与爬坡数值模拟研究

为准确模拟孤立波在岸礁地形上的传播和爬坡,采用基于完全非线性Boussinesq方程开发的Funwave-TVD模型,探究模型的可行性,并利用验证后的模型进一步研究岸礁各地形因素对孤立波爬高的影响。研究结果表明:模型能准确模拟孤立波在岸礁陡变地形上的传播及变形,摩擦系数对礁前陡坡及礁坪上的波浪传播模拟影响不大,但对爬坡预测的敏感性较强;模型空间步长可适当增大,提高计算效率;随着礁坪宽度的增大以及礁后斜坡的变缓,孤立波爬坡高度下降明显,而礁前陡坡坡度变化对孤立波爬坡高度影响不大。     

三亚湾海洋牧场人工鱼礁结构设计及稳定性分析

作者基于海南三亚湾海洋牧场海域的海况条件、渔业资源状况,根据波流动力学理论设计一种箱形鱼礁礁体以聚集鱼类,并对该礁体进行了稳定性计算。结果表明,该礁体在实际投放水深为–25 m、波高为8.45 m、流速为0.8 m/s时,礁体最大受力为27 422 N,滑动安全系数为1.55,滚动安全系数为2.49,满足礁体稳定条件,在研究海域不会发生漂移及倾覆,能为今后海南省人工鱼礁建设提供重要的理论依据。     

The influence of troughs and crests of ripple marks on the structure of subtidal benthic assemblages around rocky reefs

This study tested the hypothesis that the small-scale topography caused by ripples in sediment would affect benthic macrofaunal assemblages. Ripple marks were measured and macrofauna and sediments were sampled near to and far from subtidal rocky reefs at two sites. Ripples were significantly wider and taller close to than far from reefs. Sediment grain-size was significantly different between crests and troughs. Microtopography clearly influenced the structure of the benthic macrofaunal assemblages in three of the four locations (and 8 of the 12 sites) examined. Numbers of taxa of the benthic macrofaunal assemblages and almost all individual taxa analysed showed significant greater abundances in troughs than in crests. The results strongly support the model that benthic macrofauna are affected by locally varying hydrodynamic environments produced by ripple-beds. These, in turn, were influenced by their proximity to a reef. Models about passive transport of the macrofauna by water-movement and active movements of the fauna are discussed. Furthermore, it appeared that there was a relationship between spatial variability of the macrofaunal assemblages and size of ripples. It is suggested that microtopography should be considered in experimental designs when patterns of distribution of benthic organisms are being evaluated.     

威海近岸人工鱼礁布设对生物资源恢复效果

为了解人工鱼礁投放对区域内海洋生物资源恢复效果,于2013年3月至2014年1月在北黄海近岸人工鱼礁投放区进行调查。结果显示,该海区发现浮游动物53种,其中优势种为浮游桡足类。夏秋季底栖生物幼体成为季节性优势种。游泳动物共发现14种,主要为常见的礁区鱼类。底栖动物共12种,其中棘皮动物海燕为绝对优势种,为近岸养殖生物的主要敌害生物,主要的底栖资源优势种为虾蟹类与软体动物。投礁区的浮游动物与游泳动物物种数明显多于未投礁区,表明人工投礁有助于生物群落的恢复,提高生物多样性,改善区域生态系统。但该海域大型底栖藻类较少,还应进一步对大型底栖藻类增殖以提高海域初级生产。     

Spatial heterogeneity of epibenthos on artificial reefs: fouling communities in the early stages of colonization on an East Australian shipwreck

Artificial reefs are spatially complex habitats and serve as good model systems to study patterns of community succession and the response of epibiota to environmental clines over small spatial scales. Here, we quantified spatial heterogeneity in community composition and diversity of fouling communities across a number of environmental gradients that included water depth, surface orientation of habitats, exposure to currents, and shelter. Assemblage structure was quantified by spatially replicated photo transects on a recently scuttled large navy ship off the East Australian coast, lying in 27 m of water. A rich assemblage of epifauna had colonized the wreck within a year, dominated by barnacles, sponges and bryozoans. Community structure varied significantly over small spatial scales of meters to tens of meters. Depth, surface orientation and exposure were the major environmental drivers. Assemblages were substantially less diverse and abundant on the deepest (23 m near the seafloor) part of the hull with residual antifouling paint, on sheltered surfaces inside the wreck, and on the sediment‐laden horizontal surfaces. Overall, the wrecks’ habitat complexity corresponds with small‐scale heterogeneity in the fouling communities. This study supports the notion that wrecks enhance local diversity and biomass within the habitat mosaic of their location, and habitat complexity may be an important mechanism for this, as demonstrated by the large spatial variability in the assemblages documented here.     

苏鲁交界海域表层沉积物类型和分布特征

对2002年采自苏鲁交界海域的466个表层沉积物样品作了粒度分析和粒度参数计算,并进行了沉积物分类和分布特征的研究,结果表明:(1)研究海域的表层沉积物类型主要为砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粘土质粉砂和砂-粉砂-粘土5种。(2)研究海域的表层沉积物主体是砂,随着离岸距离的增大,砂含量将逐渐增加然后又逐渐减少。砂含量的经、纬向分带性不明显。粉砂与砂的平面分布特征正好相反,粘土含量的平面分布特征与粉砂相似。(3)研究海域表层沉积物的平均粒径为0.34~7.30,平均为4.09,沉积物颗粒的直径总体上为细砂粒径;分选系数为0.34~4.26,平均为2.10,分选差;偏态为-0.41~0.75,平均为0.29;峰态为0.66~3.69,平均为1.34。(4)根据沉积物中各组分含量、粒度参数、水深、沉积物类型的平面变化特征等,由西向东将研究区分成西部、中部和东部3个分区。由岸向海,西部分区沉积物由粗到细地变化,平均粒径等值线呈NE向与岸线平行分布;东部和中部分区,沉积物粒度变化的规律不明显。     

浙江省嵊泗人工鱼礁工程游憩价值的评估

为了评价人工鱼礁的生态改善效果对海上游钓观光业的影响,对浙江嵊泗人工鱼礁海域游客进行随机抽样调查,分析了游客的基本特征,运用分组的旅行费用区间（分组TCIA）法,估算了该鱼礁工程的游憩价值,并通过社会发展阶段系数对游憩价值进行了修正。结果表明,游客主要以嵊泗附近短途旅行、文化程度较高的男性为主;2008年浙江嵊泗鱼礁工...