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波浪作用下三角型人工鱼礁水动力特性数值模拟与实验验证 总被引：1，自引：0，他引：1
人工鱼礁在波浪作用下水动力特性的研究对于人工鱼礁的工程安全与设计具有非常重要的意义。基于有限体积法,采用推板造波形式,通过利用VOF方法求解波面的方式建立了模拟人工鱼礁与波浪相互作用的三维数值波浪水槽。基于该数值模型研究了波浪作用下三角型镂空人工鱼礁的受力情况,并与物理模型实验结果进行比较,结果显示模拟得到的人工鱼礁受力和波浪形态均与实验结果吻合良好。根据数值模拟结果,拟合出波浪作用下人工鱼礁的水动力系数。单体三角型镂空人工鱼礁的速度力系数Cd随着Kc数、Re数的增加呈现减小的趋势;惯性力系数Cm则随着Kc数、Re数的增加呈现波动趋势。数值模拟结果显示在一个波浪周期内,人工鱼礁周围产生了较强的上升流和回流,其内部产生了明显的涡旋结构。研究结果为人工鱼礁的设计优化提供了理论依据。 相似文献
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布设间距对人工鱼礁流场效应影响的数值模拟 总被引：10，自引：0，他引：10
人工鱼礁在海中不同的布局方式会产生不同的流场效应.通过水槽与风洞模型实验很难对组合鱼礁流场全局进行观测,为此提出1种基于CFD原理的人工鱼礁流场特性的计算机数值模拟方法,模拟了不同流速条件下布设间距对方形组合礁体流场效应的影响.结果表明:数值模拟较好地反映了人工鱼礁周围上升流和背涡流的分布情况;当两礁体布设间距为1.5倍礁体尺寸时,所产生的上升流高度达到最大值;当布设间距为1倍/时,其上升流的影响面积为最大;当布设间距为1.5倍时所产生的背涡流效果最好;两礁体之间的最佳布设间距应为礁体尺寸的1～1.5倍.数值模拟结果与风洞实验结果基本相符,该结论可为人工鱼礁实际投放提供理论参考. 相似文献
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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。 相似文献
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人工鱼礁研究现状及未来展望 总被引：2，自引：0，他引：2
人工鱼礁是建设海洋牧场的重要技术手段,鱼礁投放后有助于改善沿海渔业生态环境、保护增殖渔业资源。近几十年,随着人工鱼礁建设事业规模的不断壮大,各国专家学者对人工鱼礁进行了多方面研究。作者在前人研究的基础上,从鱼礁材料、结构设计、流场效应和数值模拟、鱼礁监测技术、管理体制、生态效益调查评估、经济价值评价等多个角度,对人工鱼礁的研究现状进行详细论述,最后从物理稳定性、监测管理、价值评估等3个方面提出人工鱼礁未来研究与发展的方向,以期为中国大规模人工鱼礁建设的可持续发展提供一定的理论依据。 相似文献
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三种叠放形式的圆管型人工鱼礁流场效应数值模拟与PIV试验研究 总被引：6，自引：0，他引：6
人工鱼礁单体按不同的数量和排列方式组合投放会产生不同的流场效应。圆管型礁为目前黄渤海区增殖礁的重要礁体型式,为优化该礁体的投放数量与排列方式,选择了3种不同叠放个数(1个、3个和6个)的圆管礁,设定了5个流速梯度(4.5、9.0、13.5、18.0和22.5cm/s),利用PIV粒子图像测速技术和Fluent数值模拟软件对圆管型人工鱼礁的流场进行水槽模型试验和数值模拟。结果表明,数值模拟结果与水槽试验结果基本吻合,误差在20%以下,表明数值模拟能够反映人工鱼礁的流场效应;当礁体叠放个数一定时,最大上升流流速、上升流高度和上升流面积均随来流速度的增加而增大,背涡流面积呈现不规则的变化;当来流速度一定时,最大上升流流速、上升流面积、上升流高度和背涡流面积均随礁体叠放个数的增加而增大。 相似文献
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参考相关资料对比水泥类、油井类、舰船类及其他类型人工鱼礁对海洋生物诱集效果,探讨不同材料人工鱼礁在诱集效果上的差异.结果表明,人工鱼礁区生物诱集效果高出天然礁区(对照区)的比率达68.75％.不同材料类型人工鱼礁的生物诱集效果存在差异:水泥类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为71.43％;油井类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为50.00％;舰船类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为100.00％;其他类人工鱼礁生物诱集效果高于天然礁区的比率为80.00％.研究资料分析表明人工鱼礁的建设,需要更多地结合海洋物理、海洋化学、海洋生物等方面的知识,以提高人工鱼礁对海洋生物的增殖效果,促进其生态效益、经济效益和社会效益共同提高. 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(9)
本文采用RNG K-ε湍流模型和SIMPLEC数值模拟方法,分析了不同雷诺数条件下,布设间距和摆放方式对三圆管型人工鱼礁流场效应的影响。研究显示:采用FLUENT软件模拟,雷诺数能较好地反应人工鱼礁上升流和背涡流的分布情况,上升流的规模和强度随雷诺数的增大而增加,背涡流随雷诺数变化的趋势不明显。三圆管型人工鱼礁横向组合方式下,2个单位礁布设间距等于礁体尺寸时,获得的上升流和背涡流的规模和强度最大;纵向组合方式下,2个单位礁布设间距为礁体尺寸的1.5~2.0倍时,获得的上升流和背涡流的规模和强度最大。在不同实验流速和波况下三圆管型人工鱼礁的抗滑移系数、抗翻滚系数均大于1。研究结果表明,数值模拟能够较好地反应布设间距对礁体周围流场效应的影响,可为人工鱼礁的实际投放提供理论参考。 相似文献
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威海西港人工鱼礁区生态系统健康评价 总被引：2，自引：0，他引：2
综合考虑近海生态系统特点与人工鱼礁建设的功能,从海水水质、群落结构和生态系统功能三方面构建了人工鱼礁生态系统健康评价模型。基于对威海西港人工鱼礁区及对照区4个季度(2012年9月—2013年7月)海洋生态环境和渔业资源的综合调查结果,对威海西港人工鱼礁区的生态系统进行了健康评价。研究表明:威海西港人工鱼礁区及对照区的生态系统春季、夏季、秋季为较健康水平,冬季为亚健康水平;鱼礁区生态健康指数大于对照区,且差异极显著(P0.01);鱼礁区生态系统健康综合指数为夏季秋季春季冬季。综合分析认为,威海西港人工鱼礁区生态系统比对照区生态系统更稳定,但仍需开展长期的调查与监测进行验证。本研究结果对于人工鱼礁区的管理、保护和规划具有参考意义。 相似文献
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荣成俚岛人工鱼礁区生态系统健康的评价 总被引：1，自引：0，他引：1
根据人工鱼礁区生态环境效应、生物群落效应和生态系统功能效应特征,构建北方资源增殖型人工鱼礁区生态系统评价指标体系。采用层次分析法确定各指标的权重,通过综合指数法构建生态系统健康评价模型,分析人工鱼礁区生态系统的健康状况。基于2010—2011年荣成俚岛人工鱼礁区和对照区每月生态环境的调查数据,运用构建的生态系统健康评价模型对荣成俚岛人工鱼礁区生态系统的健康状况进行评价。结果显示:人工鱼礁区与对照区的年平均生态系统的健康综合指数分别为0.647和0.614,二者不存在明显差异,均为健康状况良好的生态系统。综合分析认为,荣成俚岛人工鱼礁区生物群落仍处于发展阶段,需对该礁区进行长期连续的调查监测,以进一步了解人工鱼礁的投放对海洋生态系统和渔业资源增殖的影响。 相似文献
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日照前三岛人工鱼礁对渔业资源影响的初步评价 总被引：3，自引：0，他引：3
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,(8)
为了解日照前三岛海域人工鱼礁的投放对其附近海域渔业资源的影响,于2012年9月—2013年8月利用三重定置刺网对日照前三岛人工鱼礁投放海域及其临近海域开展了4个季度的渔业资源调查。根据调查结果分析比较了人工鱼礁区与对照区的渔业物种、优势种的组成;采用Margalef物种丰富度指数D、Shannon-Wiener多样性指数H′和Pielou均匀度指数J′对比了人工鱼礁区与对照区的生物群落多样性;采用刺网单位捕捞努力量渔获量(CPUE)比较了人工鱼礁区与对照区的渔业资源密度。结果表明,鱼礁区的渔业资源总种数是对照区的1.71倍,人工鱼礁区鱼类种数是对照区的2.38倍,虾类、蟹类、棘皮类、头足类鱼礁区都比对照区多;人工鱼礁区不论是渔业物种数量还是丰富度指数、多样性指数都要好于对照区,并且人工鱼礁区优势种更稳定,CPUE高于对照区,资源密度更大。说明日照前三岛人工鱼礁的投放对所在海域聚集海洋生物、改善生物群落结构及增加生物多样性有显著作用,尤其对鱼类的诱集和养护更为明显。本文的研究结果可为人工鱼礁建设和效果评估提供理论支撑。 相似文献
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针对舟山群岛的海洋环境和渔业资源等情况,设计了一种正六棱柱式人工鱼礁用于改善当地的海洋生态和渔业资源。选用反映鱼礁通透性的ε值和反映鱼礁附着能力的η值两个参数对人工鱼礁的结构进行评价,通过比较发现所设计的正六棱柱式人工鱼礁在具有良好通透性的情况下还能够为海洋生物提供更大的附着面积,满足设计需求。使用Fluent软件对鱼礁进行CFD仿真,发现鱼礁迎流面前部上升流的最大高度随来流速度的增加而增加,鱼礁后方背涡流的长度约为鱼礁高度的9.3~9.6倍,表明其具有很好的水动力特性。为进一步验证鱼礁的水动力学性能,在相同尺寸、相同水域环境下对鱼礁模型设计了水槽实验,与仿真结果相互验证,证明了正六棱柱式人工鱼礁水动力性能的有效性。最后采用实地调查的方法对正六棱柱式鱼礁礁区与箱形鱼礁礁区进行建设效果的对比评价,发现两种鱼礁均能对各自所处的海洋环境起到增殖作用,正六棱柱人工礁区的平均生物密度大于对比礁区的生物密度,证明了其良好的水动力特性对增殖效果的有效性。 相似文献
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根据2012年—2013年对霞浦人工鱼礁海域调查所获得的实验数据,应用CFD软件,对礁区投放的三类不同结构单位的鱼礁组合在非定常流作用下的三维流场进行了数值模拟试验,分析了各鱼礁组合之间的流场差异,并估算了诸营养盐垂直输送通量。研究表明:三种鱼礁迎流面上升流最大高度为礁高的2.27~3.73倍,上升流最大速度与来流速度之比为0.40~0.72,上升流平均速度与来流速度之比为0.10~0.17;计算域内单位鱼礁组合上升流平均速度为10–2 cm/s量级,三种单位鱼礁组合区域营养盐垂直通量大小关系为:方型鱼礁船礁梯形台鱼礁,方型鱼礁区4PO??-P、3NO?-N、3Si O??-Si的平均垂直通量分别为438.3 mg/(m2·d)、2212.5 mg/(m2·d)、7288.3 mg/(m2·d),鱼礁投放会改善该海域的水动力环境,形成典型的上升流区,海域初级生产力得以明显提升。 相似文献
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象山港人工鱼礁投放对大型底栖动物群落结构的影响 总被引：4，自引：2，他引：2
为探明人工鱼礁生境中底栖生物群落结构的组成情况,评估人工鱼礁投放的生态修复效果,根据2006—2007年4季象山港全港区以及2010年4季人工鱼礁区和邻近区的调查资料,对比分析了3个不同区域大型底栖动物群落的差异。共鉴定出大型底栖动物116种,其中多毛类46种,软体动物35种,甲壳类18种,棘皮动物6种,其他类11种,各区域大型底栖动物的主要类群均为多毛类和软体动物。大型底栖动物密度、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数表现为邻近区鱼礁区全港区,生物量为鱼礁区邻近区全港区。双因子方差分析结果表明:区域间,大型底栖动物种类数、密度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均存在显著性差异,生物量无显著性差异;季节间,大型底栖动物种类数和密度存在显著性差异,其余参数均无显著性差异。非度量多维尺度排序分析结果显示,鱼礁区和邻近区的大型底栖动物群落相似度较高,而与全港区的相似度较低。相似性百分比进一步揭示,鱼礁区和邻近区大型底栖动物群落间的平均非相似性为77.19%,不倒翁虫(Sternaspis scutata)为造成群落间差异的重要贡献物种;鱼礁区和全港区群落间的平均非相似性高达91.34%,不倒翁虫、薄云母蛤(Yoldia similis)、纵肋织纹螺(Nassarius variciferus)和洼颚倍棘蛇尾(Amphioplus depressus)为重要贡献物种;邻近区和全港区大型底栖动物群落间的平均非相似性也高达91.47%,不倒翁虫、薄片镜蛤(Dosinia laminata)和薄云母蛤为重要贡献物种。双因素相似性分析结果表明,人工鱼礁区、邻近区和全港区大型底栖动物群落季节间存在显著性差异,但区域间无显著性差异。不同区域两两间检验结果表明,人工鱼礁区和全港区的大型底栖动物群落存在显著性差异,人工鱼礁区和邻近区以及邻近区和全港区均无显著性差异。研究结果表明,象山港白石山群岛海域人工鱼礁的投放对大型底栖动物群落结构影响显著,但影响范围局限于人工鱼礁区附近。 相似文献
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文章通过对海州湾海域人工鱼礁建设情况统计以及人工鱼礁投放位置与监测点位的变化关系,并根据水质综合污染指数评价结果,对比分析了海州湾海域近15年来人工鱼礁建设前、后水质的变化情况。结果表明:离人工礁区近的点位水质明显好于其他点位水质,可见人工鱼礁建设对海州湾海域水质改善起到极大的促进作用,不仅优化了海域生态环境,而且营造了良好的海洋生物栖息场所。建议进一步加大鱼礁建设范围,发展以人工鱼礁为主的海洋生态环境恢复建设,提高整个海州湾海域生态环境资源的合理配置,调整渔业产业结构、促进海洋产业升级优化。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(8)
应用CFD软件FLUENT开展了圆台型人工鱼礁单体流场效应的数值计算,对比分析了圆台型人工鱼礁与金字塔型、三棱柱型、方型人工鱼礁的上升流最大高度、最大速度、平均速度等参数,讨论了圆台型礁的背涡区尺寸和流态。研究显示,圆台型礁的上升流最大高度可达礁体高度的2.14~2.17倍,上升流最大速度可达来流速度的0.76倍,上升流平均速度可达来流速度的0.125倍;背涡区长度约为礁体高度的2.3倍。研究结果表明,圆台型人工鱼礁流场流态的大部分指标优于其它4种常见礁型的流场流态,且背涡区漩涡多变、流态复杂,具有较好的应用前景。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(3)
于2012年9月—2013年8月对荣成俚岛人工鱼礁区及对照区的浮游植物进行了4个航次的根据调查数据,探究人工鱼礁投放对浮游植物群落结构的影响。调查显示:鱼礁区与对照区共鉴定出浮游植物5门40属78种,主要由硅藻门(65种)和甲藻门(10种)构成。主要优势种有短楔形藻(Licmophora abbreviata)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)、星脐圆筛藻(Coscinodiscus asteromphalus)等,其中具槽帕拉藻是春、秋、冬季的第一优势种。虽然浮游植物优势种存在明显的季节更替现象,但鱼礁区与对照区的优势种相同。除春、夏季的浮游植物细胞丰度人工鱼礁区显著高于对照区外,种类数、多样性指数、均匀度指数、丰富度指数、叶绿素a浓度等群落参数人工鱼礁区与对照区无显著差异(p0.05),但不同季节间各浮游植物的群落参数存在显著差异(p0.01)。人工鱼礁区与对照区的浮游植物群落结构相似的原因可能是人工鱼礁投放时间短、人工鱼礁区与对照区相距较近及浮游动物的"下行效应"。冗余分析结果表明,显著影响人工鱼礁区和对照区浮游植物群落结构的环境因子按其重要性依次为:透明度、可溶无机氮、BOD5、pH、磷酸盐、温度、COD和硅酸盐;溶解氧和盐度对浮游植物群落结构无显著影响。 相似文献
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人工鱼礁作为渔业资源增殖的有效手段,在海洋牧场建设中发挥重要作用。人工鱼礁区的科学选址是海洋牧场建设需首先解决的技术问题。目前关于人工鱼礁选址还没有通用的定量评价方法。基于层次分析法理论建立层次结构模型,设定社会、物理、工程、化学和生物环境等5个主要准则因素,设定海洋功能区划、水深、水流、底质类型、底质荷载、淤泥层厚度、海底坡度、水质、沉积物质量、赤潮、浮游植物、浮游动物、底栖生物等13个次级准则因素并作为评价指标,其中将水质和沉积物质量设定为多参数指标。依据相关国家标准和行业规范,采用多种归一化处理方法建立所有指标的定量评价标准。结合对人工鱼礁建设实际情况的分析,确定主要准则因素权重。考虑人工鱼礁渔业资源增殖效应,增加对两类特殊情况的评价判定过程。其中两类特殊情况分别为单一指标参数值超限情况和多参数指标中多个参数值接近超限的情况。使用Python编程语言创建软件系统实现评价结果的高效计算并输出对应适宜性等级。根据日照市海洋牧场示范区中适宜人工鱼礁建设海域调查数据模拟8个针对性的海区案例对方法进行验证,案例分析表明,该方法具有较好实用性,能有效分析并获取目标海区建礁适宜性评价结果,可为... 相似文献
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建设人工鱼礁是打造海洋牧场的重要手段之一。文章对1987—2017年的国内外人工鱼礁相关文章进行了梳理,以发表文章数量来划分层次,美国等5个国家为"第一梯队",而中国等8个国家处于"第二梯队";2001年之后,中国发表文章的增长率居25个国家首位。国外人工鱼礁的研究主题主要包括鱼礁构建材料、本底调查、设计和布局、环境生态功能、渔业生产和鱼类行为等8个方面。通过总结国外人工鱼礁研究动向的特点,提出科学规划人工鱼礁区、完善资金配套扶持政策、构建人工鱼礁标准体系等3条建议,从而为我国人工鱼礁建设、渔业资源养护、生态环境保护提供参考依据。 相似文献