柔性浮鱼礁设计及水动力学特性分析
发布时间：2020-07-08 02:34
【摘要】：随着现代捕捞业的发展,海洋渔业的捕捞量已经急剧下降。现代渔业的发展将是向着现代化的管理型渔业,海洋牧场将是渔业管理的主要方式,而海洋牧场则是海洋资源管理的主要方式之一。人工鱼礁的投放是海洋牧场建设的关键,人工鱼礁使海水形成局部上升流、促进海水对换和增加海洋基础食物资源产量。但底层人工鱼礁作用范围受到自身体积、高度的制约,底层人工鱼礁只能投放到水深不大的海域,且不能充分利用上层水域,在广阔的深水区域底层鱼礁投放成本巨大。为了突破水深的限制和增加对底层鱼礁上层水域的开发利用,设计开发了一种可以在不同水深进行投放的柔性浮鱼礁,此种鱼礁是由海藻鱼礁、变流鱼礁和保育鱼礁组成的复合鱼礁。三种鱼礁用柔性的尼龙绳连接,最上层的海藻鱼礁主要为柔性的尼龙绳结构,采用这种柔性连接来增加礁体对海浪和潮流的适应性。论文从鱼礁需要具有的功能出发,根据鱼类的习性,对三个鱼礁模块结构进行设计。为了给鱼礁提供觅食区域和产卵场所,使鱼礁吸引鱼类,借鉴海带等藻类的种植方法,结合鱼类的生理特性,设计了可以在其上种植海藻为鱼类提供食物的海藻鱼礁,并将海藻鱼礁布置于柔性浮鱼礁的最上层,海藻鱼礁是由上下两个支撑架和中间连接的尼龙绳组成。海藻鱼礁的尼龙绳可以为某些鱼类提供细长外形的产卵场所。为了改变海洋中的流场状态,促进海水的对换,提高水中的基础食物产量,设计了变流鱼礁,它由四个喇叭口弯管单元组成,喇叭口弯管的进水口分别朝向四个不同方向,使不同方向的海流都可以进入到礁体中,形成的向下水流,将上层溶氧量高和藻类丰富的海水送到下层水域中去。为了提供安全的产卵场所和幼鱼的保育场所,结合象山港的鱼类特点设计了保育鱼礁,它是由上下两个盖板和固定在盖板之间的侧面开孔的圆管组成,圆管之间和内部相对狭小的空间,可以为幼鱼提供保育场所。为了使柔性浮鱼礁稳定的存在于投放海域,根据象山港海洋牧场的水文特点设计了柔性浮鱼礁的锚定系统。为了使柔性浮鱼礁可以在布置的水层发挥作用,增加浮球来配置鱼礁的重力和浮力,使鱼礁在潮流的作用下保持稳定。为了验证所设计鱼礁的流场特征,对变流鱼礁和保育鱼礁的流场性能进行了数值模拟分析。仿真结果表明,其喇叭口弯管出水口的速度有明显加快,向下的影响范围超过了喇叭口弯管高度的2倍多,达到了设计效果。此外变流鱼礁对背流面的海流也有明显的减缓作用。在侧面和背流面的喇叭口弯管中,也营造出了静水区。保育鱼礁圆管之间的空间和圆管上的开孔,加快了水流速度,使礁体内部与礁体外部可以有良好的海水交换,满足保育鱼礁的通透性要求。为了验证柔性浮鱼礁的在水下的形态、锚定系统的可靠性和鱼礁对鱼类的吸引效果,制作了三个柔性浮鱼礁在浙江象山港海洋牧场区域进行投放试验,并设计了水下观测系统,以观测鱼礁周围鱼类聚集的情况。两个月的试验结果显示鱼礁的各项性能满足要求,对鱼类有较好的聚集作用。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S953
【图文】：
各种废旧材料如轮胎、坦克、旧船等直接当做或是简单加工成人工鱼礁。如将旧轮胎用绳索固定成常见的鱼礁形状并投放到特定海域作为人工鱼礁，如图1-1、1-2所示。但是改装处置费用高，稳定性差，因此废旧轮胎构筑鱼礁的可行性较低[11-12]。不同的工业废料经过再加工也可以形成性能良好的人工鱼礁[13-16]。图1-1 旧轮胎鱼礁 图1-2旧坦克鱼礁Fig.1-1 Old tires reefs Fig.1-2 Old tanks reefs鱼类等海洋生物有自己不同的生物特性如对产卵，觅食藻类以及躲避敌害等。日本OKABE海洋事业部设计了多种不同用途的渔礁。根据鱼类的产卵需求设计的渔礁，如图1-3、1-4。根据不同生物的产卵、保育环境的不同设计的不同鱼礁，如图1-5，专为虾蟹类设计的产卵保育鱼礁，有细长的人工海藻便于虾类附着和产卵。在生产不同的海洋生物是渔礁的结构也会有所不同，比如人工养殖鲍鱼的鱼
粉煤灰人工鱼礁对于生物的聚集能力进行了研究。混凝土，可塑性好，具有很好的组合性能，物理性能好，寿命长吊装困难；混凝土体积膨胀后，钢筋腐蚀而破坏[8]。井市的铃木哲绪研究了一种在海水里能析出铁质的涂料，质的溶出，提高鱼礁的聚鱼效果[9]。目前，日本建设有70m引较高经济价值的上层洄游性鱼类等。日本生产有玻璃钢组合式的鱼礁便于厂家生产加工和运输。以玻璃钢为材料可以根据特定的鱼类进行形状和颜色的设计。而且玻璃钢果好，不易受到海水的腐蚀，耐氧化，寿命长，取材容易旧材料如轮胎、坦克、旧船等直接当做或是简单加工成人绳索固定成常见的鱼礁形状并投放到特定海域作为人工鱼礁是改装处置费用高，稳定性差，因此废旧轮胎构筑鱼礁的的工业废料经过再加工也可以形成性能良好的人工鱼礁[13-
小在鱼礁上种植藻类便于提供食物。图1-7至1-11则是用来种植生产藻类，根据不同藻类的生长特性来设计不同的鱼礁结构以使藻类高产。图1-3 玻璃钢乌贼产卵篮 图1-4延绳式乌贼产卵箱Fig.1-3 FRP cuttlefish eggs basket Fig.1-4 Cable squid spawning box图1-5龙虾幼崽收藏礁 图1-6鲍鱼增殖礁Fig.1-5 Lobster cubs collection reef Fig.1-6 Abalone breeding图1-7 海洋森林礁 图1-8 微型石头礁 图1-9 FC型藻场礁Fig.1-7 Marine forest reef Fig.1-8 Micro stone reef Fig. 1-9 FC algal reef图1-10 FRP笼覆藻场礁 图1-11 中层浮藻场礁Fig.1-10 FRP cage covered algal reef Fig
本文编号：2745976
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S953
【图文】：
各种废旧材料如轮胎、坦克、旧船等直接当做或是简单加工成人工鱼礁。如将旧轮胎用绳索固定成常见的鱼礁形状并投放到特定海域作为人工鱼礁，如图1-1、1-2所示。但是改装处置费用高，稳定性差，因此废旧轮胎构筑鱼礁的可行性较低[11-12]。不同的工业废料经过再加工也可以形成性能良好的人工鱼礁[13-16]。图1-1 旧轮胎鱼礁 图1-2旧坦克鱼礁Fig.1-1 Old tires reefs Fig.1-2 Old tanks reefs鱼类等海洋生物有自己不同的生物特性如对产卵，觅食藻类以及躲避敌害等。日本OKABE海洋事业部设计了多种不同用途的渔礁。根据鱼类的产卵需求设计的渔礁，如图1-3、1-4。根据不同生物的产卵、保育环境的不同设计的不同鱼礁，如图1-5，专为虾蟹类设计的产卵保育鱼礁，有细长的人工海藻便于虾类附着和产卵。在生产不同的海洋生物是渔礁的结构也会有所不同，比如人工养殖鲍鱼的鱼
粉煤灰人工鱼礁对于生物的聚集能力进行了研究。混凝土，可塑性好，具有很好的组合性能，物理性能好，寿命长吊装困难；混凝土体积膨胀后，钢筋腐蚀而破坏[8]。井市的铃木哲绪研究了一种在海水里能析出铁质的涂料，质的溶出，提高鱼礁的聚鱼效果[9]。目前，日本建设有70m引较高经济价值的上层洄游性鱼类等。日本生产有玻璃钢组合式的鱼礁便于厂家生产加工和运输。以玻璃钢为材料可以根据特定的鱼类进行形状和颜色的设计。而且玻璃钢果好，不易受到海水的腐蚀，耐氧化，寿命长，取材容易旧材料如轮胎、坦克、旧船等直接当做或是简单加工成人绳索固定成常见的鱼礁形状并投放到特定海域作为人工鱼礁是改装处置费用高，稳定性差，因此废旧轮胎构筑鱼礁的的工业废料经过再加工也可以形成性能良好的人工鱼礁[13-
小在鱼礁上种植藻类便于提供食物。图1-7至1-11则是用来种植生产藻类，根据不同藻类的生长特性来设计不同的鱼礁结构以使藻类高产。图1-3 玻璃钢乌贼产卵篮 图1-4延绳式乌贼产卵箱Fig.1-3 FRP cuttlefish eggs basket Fig.1-4 Cable squid spawning box图1-5龙虾幼崽收藏礁 图1-6鲍鱼增殖礁Fig.1-5 Lobster cubs collection reef Fig.1-6 Abalone breeding图1-7 海洋森林礁 图1-8 微型石头礁 图1-9 FC型藻场礁Fig.1-7 Marine forest reef Fig.1-8 Micro stone reef Fig. 1-9 FC algal reef图1-10 FRP笼覆藻场礁 图1-11 中层浮藻场礁Fig.1-10 FRP cage covered algal reef Fig
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本文编号：2745976
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