人工鱼礁礁体设计的研究进展

从水动力学、生物学和材料学等角度介绍了人工鱼礁礁体设计的研究进展,探讨了水动力学与礁体设计间的相互作用,并从构筑材料、水动力学、生物因素和配置等方面对人工鱼礁礁体设计研究进行了简要归纳,以期为中国南海区人工鱼礁事业提供参考.     

日本人工鱼礁建设的现状

人工鱼礁建设是海洋农牧化开发的一个重要组成部分，日本鱼礁建设历史悠久，已有三、四百年历史，作者就日本人工鱼礁建设的现状作扼要的概述。     

十字型人工鱼礁礁体的水动力计算

针对连云港投放礁体海域的波流状况、水深等设计了十字型礁体，并根据波流动力学理论计算了此礁体受到的最大作用力。该十字型礁体在波流共同作用下的最大受力为2940N，作用力矩为5699N．m。与礁体受到的静摩擦力、重力矩相比，满足礁体稳定条件，即礁体在海底不会发生滑移或翻滚。     

日本人工鱼礁研究开发的最新动向

日本的鱼礁建设历史悠久。进入上世纪九十年代 ,日本的人工鱼礁建设进一步形成制度化 ,由民间自发行为提升为国家事业 ,近几年每年国家和地方政府投入 60 0亿日元 (约合 3.6亿元人民币 )用于鱼礁建设 ,建礁体积每年约 60 0万空方。在建礁决策、礁址选择、礁体建造、效果调查等方面更趋科学化、合理化、计划化、制度化。1　政策与投入面对 2 0 0海里海洋专属经济区划界 ,远洋渔业萎缩等问题 ,日本渔民急剧减少 ,水产品进口连年增加 ,而政府又希望国民每天的食物中有 40 %的蛋白质来自水产品。因此 ,保护沿岸海域的渔业资源显得愈来愈重要 ,人…     

浙江大陈人工鱼礁建设取得新进展

本刊讯：建设人工鱼礁是开发海洋牧场一个重要组成部分。今年1月29日至31日，在椒江区海洋与渔业局及大陈渔政渔监管理总站、大陈镇等单位共同监督下，试制30只台型钢混礁体和7只大型船礁又陆续投放到大陈洋旗屿人工鱼礁区，该区共已投放各类礁体57只，礁体体积已达到2．78万空m^3。获悉，该礁体长、宽、高均为3．5m，每个礁体自重约5．7t。     

钢制四方台型人工鱼礁礁体设计及稳定性研究

针对台州大陈海域的波流状况、水深等设计了钢制四方台型礁体。礁体的基本尺寸为底座3.5m×3.5m×0.3m,顶面2.5m×2.5m,高3.5m,重7.19。t根据波流动力学理论对此礁体在实际投放海域所受到的最大作用力、抗漂移系数以及抗倾覆系数等进行了计算。结果表明,该钢制四方台型礁体在波流共同作用下的最大受力为32255N,作用力矩为48642 N.m,抗漂移系数和抗倾覆系数分别为1.44,2.23。与礁体受到的静摩擦力、重力矩相比,满足礁体稳定条件,即礁体在海底不会发生滑移或翻滚。     

福建沿岸海域人工鱼礁礁区宏观布局的研究

根据2003~2005年开展的“福建省人工鱼礁建设区划研究”的调查研究资料,本文着重分析研究了福建沿岸海域4种鱼礁类型礁区布局的范围、重点和设置方法等。结果表明:“海珍品增养殖礁”礁区应控制在“10m等深线以内的浅海滩涂与港湾内”,礁区布局的重点为“重要养殖种类的主要繁育区域和增养殖区”;“游钓型鱼礁”、“生产型鱼礁”和“公益型鱼礁”礁区布局原则上控制在“10m等深线至机动渔船底拖网禁渔区线”以内的沿海水域;“游钓型鱼礁”礁区布局要坚持与滨海旅游景区相结合,礁区设置要依托海岸或天然岛礁;“生产型鱼礁”礁区布局的重点为海洋捕捞作业的“重要渔业水域”;“公益型鱼礁”礁区布局的重点为“重要水生生物的主要繁育区域”;礁区布局要尽量选择地形地貌条件易于产生上升流的浅滩或地形凸出部区域。     

南戴河海域人工鱼礁礁体结构选型及布局

人工鱼礁礁体的选型需考虑拟投礁海域生物种类的习性,以适应不同生物的需要。礁体的高度必须考虑投礁区的水深、底质及船舶的航行安全。根据以往建造人工鱼礁的经验,选择普通花岗岩石材和钢筋混凝土结构的礁体比较合适,因为这2种鱼礁建造成本低,     

我国人工鱼礁种类的划分方法

人工鱼礁的种类多种多样。如何划分人工鱼礁的种类？到目前为止尚未有标准的划分方法。我国人工鱼礁的种类一般根据投礁水深、建礁目的或鱼礁功能、造礁材料和礁体结构这四个方面来划分叙述。     

不同材料类型人工鱼礁建设的经济效益浅析

对不同人工鱼礁造礁材料的成本和投放成本的调查,从经济学成本管理的角度出发,对不同造礁材料的人工鱼礁产生的经济效益进行了初步的测算和分析,进一步阐明不同人工鱼礁造礁材料的优越性,为人工鱼礁建设事业的可持续健康发展提供依据。同时对人工鱼礁建设所面临的问题及解决问题的具体措施也作了简要的阐述。研究结果表明：钢筋混凝土鱼礁、石料鱼礁可以作为较好的增殖型鱼礁、渔获型鱼礁、游钓型鱼礁的建礁材料;工程塑料鱼礁可以作为浮鱼礁的建礁材料;钢制鱼礁可以将其作为石块或混凝土等鱼礁的钢制框架或筋材,做成增殖型鱼礁、渔获型鱼礁以及游钓型鱼礁;旧轮胎鱼礁建议不要作为鱼礁材料使用;木竹制鱼礁不建议大规模选用为建礁材料。     

现场海域人工鱼礁分布状态聚类分析

人工鱼礁的流场营造、鱼类诱集等建设目标,一般是通过单位鱼礁、鱼礁群等不同规模的形式实现的;实际投放的成千上百个人工鱼礁处于何种分布状态、它们是否满足单位鱼礁等规模要求,是非常值得关注的课题。本文利用空间聚类分析,借助基于划分的算法、基于层次的算法和基于约束的算法对投放后的鱼礁进行划分、归类或剔除,并选择单位鱼礁的重心、影响面积、鱼礁单体数量以及礁体间距4个指标进行比较分析,探讨人工鱼礁实际的组合聚类模式。结果显示3种空间聚类算法误差的排列顺序为：约束算法<划分算法<层次算法。通过对比分析,在基于约束的聚类算法下,最能反映人工鱼礁的实际集聚情况。     

澄海莱芜人工鱼礁集鱼效果初步评价

2003和2007年分别对澄海莱芜人工鱼礁区进行了投礁前的本底调查和投礁后的跟踪调查。结果表明,投礁后礁区海域游泳生物的资源密度明显比投礁前高,增加了25．63倍;礁区海域各类资源种类均比投礁前丰富,总种数由投礁前的23种增加至41种,比投礁前增加了0．78倍,其中,蟹类种数增加最多,增加了1．75倍;在本底调查中没有出现的经济种类龙头鱼Harpodon nehereus和红星梭子蟹Portunus sanguinolentus在跟踪调查中已成为主要优势种;Shannon—Wienver多样性指数（H’）在礁区和对比区均比投礁前有所增加。表明鱼礁投放后,鱼礁区集鱼效果和群落结构明显改善,人工鱼礁建设取得了明显的生态效益和经济效益。     

崂山湾三个人工鱼礁区底栖大型藻类群落的季节性差异

2011年2月、5月、8月和11月份分别对崂山湾3个人工鱼礁区(港东区、峰山区和仰口区)的底栖大型藻类进行采样调查,研究了其藻类群落结构的差异性。结果表明:峰山区共采集到16种藻类、港东区13种、仰口区12种;3个礁区的优势种在春季差异明显,在冬季最相似;峰山区的平均生物量最大(937.45 g/m2),其次是港东区和仰口区,港东区的生物量始终比仰口区高。群落多样性指数的年际变化差异不显著。3个礁区的叶绿素a和叶绿素b变化趋势一致,其中港东区的叶绿素含量始终比仰口区高。     

珠江口竹洲人工鱼礁与相邻天然礁附着生物群落结构研究

2011年9月利用潜水原位采样法对竹洲人工鱼礁及附近天然岛礁上附着生物群落进行了调查。此次调查共记录附着生物68种,多属于热带一亚热带暖水种,其中优势种为网纹藤壶（Balanusreticulatus）、华美盘管虫（Hydroideselegans）和马氏珠母贝（Pinctadamartensi）。投礁6个月的礁体上附着生物种类和生物量与天然岛礁上附着生物存在显著差异,投礁12个月礁体上附着生物种类与天然岛礁上附着生物差异有减少趋势,生物量不存在显著差异。聚类分析表明竹洲礁区海域附着生物群落可划分为2个群落,投礁12个月礁体与天然岛礁同属一个群落,投礁6个月礁体附着生物为一个群落。人工鱼礁附着生物群落演替过程中改变了礁体表面空间结构,空间异质性提高,人工鱼礁附着生物群落逐步向着天然岛礁附着生物群落的方向发展。     

六边形开口方形人工鱼礁水动力性能模型实验

为了研究六边形开口方形人工鱼礁阻力系数和侧向力系数与迎流角度、开口比之间的关系,利用水槽模型实验对4种开口比(γ_ty=0.06、0.14、0.25、0.39)的六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度(θ=0°、15°、30°、45°)下的阻力和侧向力进行测定,并计算其阻力系数和侧向力系数。结果显示,六边形开口方形礁体模型阻力F_x(30°)>F_x(45°)>F_x (15°)>F_x(0°),侧向力F_y (30°)>F_y(15°)>F_y(45°)>F_y(0°);礁体模型阻力F_x(30°)是F_x(0°)的1.28～1.72倍,侧向力F_y (30°)是F (0°)的2.8～11.1倍。迎流角度对礁体模型的阻力以及侧向力可产生较大影响。4种开口比和4种迎流角度下,礁体模型阻力系数C_D...     

荣成俚岛人工鱼礁区大型底栖藻类群落及其与环境因子的关系

2009年8月2010年8月间,每隔2个月对荣成俚岛人工鱼礁区投放3年后的2种人工鱼礁及自然礁石上附着的大型藻类进行潜水采样调查,分析藻类群落演替规律及其与环境因子的关系。结果表明,采集到附着藻类共3门13种,其中红藻门(Rhodophyta)藻类的种类数最多(6种),褐藻门(Phaeophyta)藻类的平均生物量最大(92.724 g/m2)。人工鱼礁上附着的藻类群落渐趋成熟;夏秋季藻类种类数和生物量均高于春冬季。聚类分析和去趋势对应分析(DCA)表明,石块礁和自然礁石上藻类群落结构相似度(83.1%)较高,其生物量及群落多样性指数均高于混凝土礁体。主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)结果表明,水温是影响藻类群落变化的最主要因子,对藻类群落变化的解释量达到47.6%。影响自然礁石上藻类群落变化的次要因子为N、P营养盐,而影响石块礁和混凝土礁体上藻类群落变化的次要因子为pH和溶解氧。     

Numerical investigation into effects of seabed topography on flows in and around artificial reefs

ABSTRACT:   Deploying artificial reefs is a proven technique for increasing both the number of fish and the diversity of the marine ecosystem in a particular area of the sea body. Previous investigations in this field have generally focused on the influence of the reef block design on flow phenomena. By contrast, the effects of the seabed topography on the performance of the reef have received comparatively little attention. Accordingly, in the present study numerical simulations are performed to investigate the effect of different seabed topographies on the flow field structures created both in and around artificial reefs. The simulations focus specifically on the effects induced by concave and convex seabed features, i.e. mounds and trenches, respectively, characterized by various degrees of inclination. The simulations are performed using a finite volume numerical method, in which the seabed features are modeled using simple trapezoidal blocks. A total of 18 different reef block–seabed topography systems are considered. The simulation results provide a valuable reference for marine engineers and ecologists when formulating deployment strategies aimed at enhancing the performance of artificial reefs.     

国外人工鱼礁研究动向及对我国的启示

为提高人工鱼礁建设选址和礁体设计的科学性,基于试验水槽对2种人工鱼礁在粉砂黏土上的局部冲淤情况进行了物理模型试验,通过地形测量和理论分析,研究了5组不同流速条件下2种人工鱼礁礁体结构的局部冲淤情况。结果表明,在粉砂黏土底质上,流速小于0.22 m·s⁻¹时,泥沙扰动小,2种礁体的周围局部冲刷小,冲淤形态以礁体底板附近浮沙堆积为主,且随速度增大而增高;流速大于0.22 m·s⁻¹时,洗掘现象较为明显,鱼礁周围冲刷坑范围及深度随流速的增大而增加,而礁体周围泥沙堆积高度随速度增大而减小。支撑结构较为复杂的A礁冲淤现象显著且复杂,冲刷坑深度最大值位于礁体中间底部,为−15 mm,且在礁后1倍礁高处出现长尾状泥沙堆积,其在0.27 m·s⁻¹流速时达到最大值5 mm;而B礁冲淤现象不显著,仅在底板附近出现少量堆积与冲刷坑,但由于底板开口比较大导致B礁发生沉降。因此今后的研究应结合建设选址海域的底质及水文特征对礁体支撑结构和底板进行优化设计并进行模型试验及数值模拟,以避免礁体冲淤严重引起沉降、掩埋等现象,从而影响鱼礁建设效果。