畜禽舍用负压式空气过滤系统设计

过滤空气可以有效切断病原体在空气中的传播途径,对养畜禽养殖场的生物安全有着非常重要的意义。本文介绍了空气过滤的原理、负压式空气过滤系统各分系统的设计过程,为畜禽养殖场空气过滤系统设计提供了参考。     

贻贝浮筏养殖设施水动力效应及附生海藻碎屑输运的数值模拟

基于三维海洋数值模式Ecom-si（Estuarine Coastal Ocean Model，semi-implicit）对枸杞岛邻近海域贻贝养殖海域的水动力进行了数值模拟研究。通过在模型动量方程中添加动量损耗项，实现了对贻贝浮筏养殖设施和贝串阻流效应的模拟，采用实测数据对模型进行了潮位及流速的验证。利用验证良好的数值模型模拟了潮流驱动下养殖设施附生海藻碎屑漂移及沉降。结果表明，贻贝养殖设施及养殖贝串在海表的阻流效应使表层流速降低了约80%，中、下层流速分别降低了约50%和30%，在养殖海域外围因过流面的减小使得养殖场外围的流速增大。应用拉格朗日质点追踪模块模拟的结果表明，当碎屑质点处于悬浮状态即质点沉降速率（w）为0 m/s质点需要约600个小时才能达到36.79%（e-1）的沉底率；且无阻流效应时，沉底质点的分布在距养殖区中心9.0~10.5km的区域内，有阻流效应时，质点的沉底范围分布在距养殖区中心7.5~8.5km的区域内。当w大于0 m/s时，三种碎屑沉降速度的结果差异不大，大约在80个小时内质点的沉底率达到99%，无阻流效应时质点沉降区域为距养殖区中心10~13.5km的范围内，有阻流效应时质点的沉降范围为距养殖区6.8~12km的区域，大潮期间释放质点沉底范围所示的碎屑生态辐射范围较小潮释放质点广。在不考虑风应力等驱动的条件下，潮致余流是决定碎屑输运和沉底的主要动力学因子。     

基于拉格朗日法的海藻场有机碎屑离岸输运研究

海藻场在海藻凋落盛期向海洋输送大量有机碎屑，为海藻场外围海域提供大量初级生产力，并在沉降后实现碳汇功能。本研究采用具有拉格朗日质点追踪模块的三维海洋数值模式(Estuarine Coastal Ocean Model, semi-implicit, ECOM-si)，结合潮位、流速及漂流浮标轨迹跟踪观测，研究了枸杞岛西北侧天然海藻场有机碎屑输运与沉降的动力学机制及碳汇功能。结果显示，海藻场对周边海域碳汇贡献的空间分布格局呈现为以海藻场为中心的高值区，向西北–东南海域扩展分布并递减。水动力强弱和海藻碎屑粒径差异导致其沉降后的空间分布差异显著。大潮期间，海藻场对邻近海域碳汇贡献最高为699 g C/(hm2·d)。碎屑粒径越小、沉降速度越小的海藻碎屑对外围海域碳汇贡献范围越大。海藻场碳汇功能不局限于邻近海域，不同粒径海藻碎屑每天为海藻场5 km外海域提供有机碳约7.5~33.7 kg C；小潮期间水动力较弱，约90%以上的海藻碎屑沉降至5 km以内海域。海藻场碳汇功能集中于沿岸邻近海域，对邻近海域有碳汇贡献的区域范围小，但强度大，最高为817 g C/(hm2·d)。海藻碎屑脱落时的潮流方向和海藻场所处区位也是影响海藻场有机碎屑输运沉降和碳汇归趋的重要因素。赋予拉格朗日质点单位碳含量后，拉格朗日法在海藻场有机碎屑离岸输运沉降机制研究中具有可行性，可有效评估典型近岸海藻场对周边海域碳汇的贡献及主要动力学因子的作用。本研究可为我国海藻场本底调查及其生态辐射范围评估提供参考。     

规模化透水性人工鱼礁阻流效应的数值模拟

为在大尺度海洋模型中合理体现透水性人工鱼礁组合，基于海洋数值模式FVCOM（finite volume community ocean model）模拟了大陈岛拟建人工鱼礁区的水动力情况，比较了阻滞力法、实心礁法和附加底摩擦法在投礁前后的垂向流速、礁顶平面流速、水体向上输运通量和背涡流体积的差异，并根据投礁前后的流速差异，应用经验公式预测了投礁一年后底床泥沙冲淤情况。数值模拟结果表明，礁体组合迎流面产生上升流，礁体背流面流速减小，涨急时刻所形成缓流区长度在礁体组合长度20倍以上，年底床淤积厚度约0.05 m。阻滞力法以减少来流的动态功率密度来模拟礁体对水流的阻滞作用，可有效合理地实现对透水性人工鱼礁流场效应的模拟，避免了实心礁法在透水性鱼礁模拟中过高估计流场效应的问题，也没有附加底摩擦法只适用于低矮礁体的缺陷。阻滞力法可根据透水性礁体的造型、迎流面积、组合个数、布放方式和所处水层而设置各向和各水层的阻流参数，不仅适用于置底型透水性鱼礁，也适用于浮鱼礁。阻滞力法的建立、完善和应用对于今后的人工鱼礁水动力学和生态动力学研究具有重要意义。