人工鱼礁水动力学机理试验研究.pdf

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1、第36卷第5期人民黄河Vo1．36．No．52014年5月YELL0WRIVERMay，2014【水文·泥沙】人工鱼礁水动力学机理试验研究陈帅，陆彦，黄延杰，徐成伟(河海大学，南京江苏210029)摘要：通过概化模型模拟人工鱼礁，使用三维ADV测量投放模拟鱼礁后的流场，分析其影响区域内的水流流速分布、紊动强度分布等。通过流速场分析，得到单个和组合人工鱼礁在水深以及流向上的影响范围；通过紊动场分析，发现紊动强度在鱼礁后方存在两个峰值。水流结构的多变性为鱼类提供了适宜的栖息地。关键词：人工鱼礁；水动力学

2、；水槽试验中图分类号：P334文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000．1379．2014．05．012ExperimentalResearchonHydraulicMechanismofArtificialReefsCHENShuai，LUYan，HUANGTing-jie，XUCheng—wei(HohaiUniversity，Naming210029，China)Abstract：Thisresearchanalyzedthehydraulicparameterssucha

3、svelocityandturbulenceintensitydistributionbyusinggeneralizedmodelstosim—ulateaaifieialreefsandmeasuringtheflowfieldinwhichthemodelswereplaced．Athree—dimensionalADVwasusedformeasurement．Wecon—firmtheinfluencingscaleofasingleorcombinedartificialreefsonb

4、othverticalandstreamwisedirectionandfindoutthattwopeaksofturbulenceintensityexistsintheinfluencedareastreamwise．Keywords：artificialreefs；hydro-dynamics；flumeexperimental20世纪8O年代，我国曾试验性地在若干海域投放人工鱼1引言礁进行研究，但因重视不足而半途而废。此外，我国学者对人工鱼礁的集鱼机理、礁体设计、礁体稳定性也进行了研究，取

5、得人工鱼礁是设置在水域中的凸出海床平面的人工结构物，了一定的成果，但明显落后于渔业发达国家。外形上类似于天然形成的礁体，可用于改善海域生态环境，建在过去的研究中，有学者通过对投放鱼礁后水槽内流场的设渔场和增养殖场，被誉为“海底森林”。测量，对鱼礁周围的水流流速分布以及紊流特征进行了讨论。目前对人工鱼礁的研究主要通过数学模型、室内物理模型但对于不同鱼礁形态对水流的影响范围尚缺乏定量分析，紊动分析鱼礁投放前后的鱼类种类和数量，或实地观察和统计鱼礁强度研究也仅局限在鱼礁附近很小的范围内。本研究通过水投放对

6、周围海洋生态环境的影响。研究者们一般着重探讨人槽试验，重点关注：①对鱼礁在深度以及水流方向上的影响范工鱼礁的集鱼机理和生态修复功能。围进行数值上的确定；②在较大空间范围内测量鱼礁造成的水生态效应及力学机理是人工鱼礁研究的重点。对人工鱼流紊动，分析其分布规律以及可能对鱼类栖息带来的影响。礁水动力学特性的研究一般是通过数学模型与物理模型的模拟来进行，同时结合原型观测成果进行验证分析。其主要内容2人工鱼礁水动力学水槽试验包括建造人工鱼礁所使用的材料选择(包括材料吸引和附着海洋生物的功能、与环境的适应程度、

7、耐久性、稳定性等)、礁体的2．1试验设备设计、投放区底质的选择和各种人工鱼礁集鱼效果等I2J。本研究所用鱼礁模型长度比例为1：20，十字形鱼礁模型的人工鱼礁研究方法主要有两类：①在实验室对鱼礁的强具体尺寸见图1。度、稳定性、流态等进行研究；②对鱼礁投放后的集鱼效果(鱼概化模型试验在南京水利科学研究院模型试验厅的变坡类种类和数量)、对周围生态环境的影响等进行实地观察和水槽中进行。水槽试验段尺寸为：40．0mx2．0mx0．6Ill，流统计。量最大可达到205L／s，固定流量下可通过底坡和尾门共世界渔业

8、发达国家包括美国、日本、澳大利亚、新西兰、韩收稿日期：2014—03-23国以及欧盟的一些国家，在利用人工鱼礁恢复和改善渔场生态基金项且：国家重点基础研究发展计划项目(2012CIM17002)。环境、保护和开发渔业资源等方面的研究和应用做了大量的工作者简介：陈帅(1988～)，男，河南郑州人，硕士研究生，研究方向为水力学及河流动力学。作，积累了很多经验J。E—mail：49013020@qq．com·34·