进径比对方形圆弧角养殖池内流场特性的影响研究

为研究进径比(参数C/B,射流孔位置到养殖池壁的水平距离C与养殖池短边边长B之比)对单管入流模式下双通道方形圆弧角养殖池系统流场特性的影响,基于计算流体动力学仿真技术,应用Fluent前处理软件Gambit构建三维数值计算模型,采用RNG k-ε湍流模型模拟循环水养殖池内流场。物理模型试验证明,该数值模型能够准确模拟方形圆弧角养殖池系统内的流场,同时提出能量有效利用系数评价养殖池系统的能量有效利用率。结果表明:优化进径比可有效改善养殖池系统内平均流速(a=0.05,P0.000 1)、提高能量有效利用率。研究表明,进径比参数C/B在0.02～0.04区间有利于双通道方形圆弧角养殖池系统获得最佳水动力条件。本研究为工厂化循环水养殖进水管的布设位置提供理论参考。     

基于流态的方形圆弧角养殖池进水系统优化数值研究

为研究进水系统优化对方形圆弧角养殖池内流场特性的影响,实验运用计算流体动力学仿真技术(CFD)构建方形圆弧角养殖池的三维数值湍流模型,单管进水系统设置在养殖池弧壁的中间位置(以下称弧壁单管),并主要对不同进径比(参数C/B,射流管中心位置到养殖池壁的水平距离C与养殖池短边边长B之比)和不同射流角度对养殖池系统内的流场特性开展研究。结果显示,不同进径比条件下,随射流角度增加养殖池水体平均速度均呈现先增大后减小的趋势,且最优射流角度不同。进径比为0.01且射流角度为45°时,养殖池内部流场平均流速最高。进径比为0.03时,最优射流角度为30°。当C/B=0.05～0.13时且射流角度为25°时,水体平均速度最高且流场均匀性较好。进径比C/B=0.07～0.09、射流角度为25°时,养殖池内部流态总体上优于其他工况。研究表明,养殖池流场特性与进水系统进径比和射流角度密切相关。研究结果可为工厂化循环水养殖进水系统设计和优化养殖池系统的流场特性提供理论依据。     

进径比对矩形圆弧角养殖池水动力特性影响

为研究单管入流模式下,进径比(参数C/B,C为射流孔位置到养殖池壁的水平距离,B为养殖池短边边长)对单通道矩形圆弧角养殖池系统水动力特性的影响,实验运用计算流体动力学仿真技术构建单通道矩形圆弧角养殖池三维数值计算模型,应用平均流速、阻力系数和速度分布均匀系数等流体动力学特征量分析养殖池内(尤其是池底)的流场形态,并修正...     

进水流速对圆形循环水养殖池流场特性影响的数值模拟

通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控,可降低饵料残留,避免水质恶化。为此,本研究采用数值模拟方法探究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响,并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先,通过对比Standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε 3种湍流模型及多种壁面函数的仿真效果,确定RNG k-ε模型和标准壁面函数作为仿真配置。同时,针对多相流模型,对欧拉多相流模型和DPM离散相模型进行对比,为提高计算准确性选用DPM离散相模型,并基于上述模型进行网格无关性验证、制定网格划分方案。其次,以大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖为例,模拟不同进水流速下养殖池流场、排污和水温调节的效果。最后,针对仿真结果提出进水流速调控方案。结果显示,日常采用1.0 m/s的进水流速,可有效提高适宜流速区面积并控制水处理成本;投饵前,采用0.2 m/s的进水流速可以解决循环水养殖中存在的饵料浪费问题;进食结束后,采用1.2 m/s的进水流速可快速排出残饵避免水质恶化;水温异常时,采用15 ℃的水、以1.2 m/s的进水流速注水230 s,可使20 ℃的水下降到正常水平,精准化控制水温。采用本研究提出的方法,可针对不同养殖生物和养殖环境设计进水流速智能调控策略,可用于解决循环水养殖过程中饵料浪费、水质变差和水温异常等问题。     

养殖工船排水管路内颗粒流动特性研究

鱼类的排泄物及残饲等颗粒物易在管路中沉积造成堵塞,从而影响养殖水舱内水体清洁,并对鱼类造成不利影响.基于拉格朗日两相流数值模拟技术对排水管路内颗粒物流动特性进行仿真,通过矿浆泵管路提升试验结果标定了合适的湍流模型及计算方案,并据此开展分析研究.重点分析了颗粒物在不同粒径、不同进水流速、不同管径下的流动特性.结果显示:针...     

工厂化对虾养殖池管式射流集污水力特性

工厂化养殖池内水体的流场分布特性直接决定了其对残饵、粪便等的排污性能。本实验研究了管式射流驱动模式下,射流角度与射流流速对养殖池内水体流场与污物聚集特性的影响。养殖池流场特性采用点式流速仪进行布点测量,利用MATLAB软件对流场特性进行分析。采用相机采集的养殖池集污效果图像,并利用Photoshop软件与自行开发的不规则图形面积分析软件对图像进行分析。研究表明,流速从池心向外呈"V"型变化,在射流角度固定的情况下,射流速度越大,池心低流速区域越小,污物向池心的聚集效果越好;在流速固定的情况下,存在一个最佳的射流角度,本实验在24 cm/s流速条件下,射流角度为40°时,池内污物聚集效果最优。结论认为在保证养殖对象生长的前提下,可尽量提高射流流速;在24 cm/s流速条件下,最佳射流角度在40°左右。本研究成果可为工厂化养鱼池、养虾池等管式射流水力驱动系统的优化设计提供参考依据。     

循环水养殖系统管式射流集污特性试验研究

工厂化养殖池内的污物聚集效果是养殖池设计建造和运行管理的重要指标,对提升养殖技术和管理水平具有重要意义。针对一种典型的工厂化鱼类养殖池,对边侧管式射流系统驱动下的流场特性和污物聚集效果进行研究,探讨了射流角度、射流流速和循环抽吸方式等因素对养殖池内水体流场特性及污物聚集分布规律的影响。利用手持式ADV流速仪在养殖池内进行布点测量,获得各点流速数值,然后利用MATLAB软件进行流场插值构图,研究养殖池的流场分布特性;污物聚集特性采用图像法进行处理分析。研究表明:管式射流驱动作用下,流速从池心向外呈"V"型变化。在射流角度固定为40°条件下,射流速度越大,池心低流速区域范围越小,污物聚集效果越好。当射流速度达到0.3 m/s时,污物基本聚集于池心;在流速固定的情况下,对污物聚集效果存在一个最佳的射流角度,约为40°。池内循环抽吸模式对流场和污物聚集效果同样有着显著的影响。研究表明,采用底部抽吸时,排污孔附近的径向流速与切向流速均高于边侧抽吸模式,且污物聚集效果明显优于边侧抽吸模式。该研究成果可用于工厂化鱼类养殖池管式射流水力驱动系统的优化设计,在不影响养殖对象生长的前提下,可尽量提高射流流速,最佳射流角度一般为40°左右,并尽量采用底部抽吸模式。     

河道网箱养殖草鱼技术

对河道船型网箱养殖草鱼过程中的生态环境、鱼种放养、饲料供给、病害防治和管理措施等生产技术进行了探讨。放养规格以0.25~0.40 kg/尾的隔年大规格鱼种为宜;放养密度以120~130尾/m2为好。2004年富江河船型网箱15只,面积819 m2,养殖产量108.5 t,平均产量132.5 kg/m2,总收入108.5万元,平均产出1 324.8元/m2,扣除养殖成本81.5万元,总利润27万元,平均利润329.8元/m2,投入产出比在1.96以上。     

方形圆弧角养殖池射流间距对流场特性的影响

为研究养殖池入射流间距对双管射流模式下(射流位置位于圆弧角,射流角度为30°)方形圆弧角养殖系统内流场特性的影响.采用流体动力学仿真技术,通过有限体积法和有限差分法构建三维数值计算模型,选取RNG k-ε湍流模型模拟工厂化循环水养殖池池内流场流动状态.结果显示:通过优化入射流间距可以有效提高养殖池整体流速、流场分布均匀...     

海上养殖设施与人工鱼礁融合布局流场分析

为拓展人工鱼礁的聚群功能,实现网箱及筏架多层次养殖的现代海洋牧场新模式,在网箱附近构建一定形态的人工鱼礁群,采用CFD软件并进行二次开发,模拟往复潮流,对鱼礁区流场分析。结果显示:网箱附近放置部分鱼礁,在海底流速为1 m/s的情况下,礁区内布置的网箱(围栏)养殖区域内的流速为0. 60～0. 80 m/s;在礁区后方形成较大范围的涡流区,流速在0. 2～0. 67 m/s。根据大型网箱、围栏的投饲情况,分析了礁区内往复海流对养殖固形物携带能力。验证了人工鱼礁群、网箱及养殖筏架综合布局新模式的可行性。研究表明:人工鱼礁群落对内部放置的网箱具有一定的阻流作用,在鱼礁群落的后侧,适合贝类及藻类的筏架养殖。该研究为现代化海洋牧场生态环境构建提供了理论依据。     

有机海水围塘养殖生态系统能量收支与利用效率研究

对连云港市宋庄镇有机海水养殖基地的海水围塘南美白对虾—缢蛏—梭鱼混养系统和南美白对虾单养系统的能量收支与利用效率进行了研究。结果表明,在有机水产养殖方式下,混养系统中能量输入、输出分别为10.54和8.37MJ/m2,单养系统能量输出、输入分别为13.45和10.72MJ/m2。混养系统的光能利用率、光合能转换效率、生物能转换效率、总能转化率和底泥沉积率分别为0.18%、34.51%、48.11%、16.89%和62.41%,单养系统相对应的数据分别为0.19%、24.95%、24.04%、11.17%和68.54%。混养系统除光能利用率外,其他指标均优于单养系统,底泥沉积率亦小于单养系统。从综合生态经济指标来看,混养系统也优于单养系统,但2者综合生态经济指标(EY)均小于1,混养和单养系统都具有提高经济效益和生态效益的潜力。     

草鱼洄游适宜流速条件与适应阈值

洄游通道的连通性及其水文条件,是制约鱼类正常洄游和产卵繁殖的关键因素,现有的生态流量相关研究更多侧重于产卵场栖息地模拟,忽略了鱼类洄游水流条件的重要性。为了探究流速条件对鱼类洄游上溯的影响,选取体长(55±5)cm的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)为实验对象,通过搭建鱼类洄游仿真河道,营造不同的流速工况,观察不同情景方案下实验鱼群上溯洄游情况,并利用模糊逻辑法对鱼类上溯洄游率、平均上溯时间及上溯持续性等实验参数进行综合分析,探索草鱼洄游的适宜流速条件与适应阈值。结果显示,在流速0.20m/s以下时,草鱼基本无上溯行为;流速0.25～0.80m/s,70%样本在15min内完成上溯,但0.25～0.30m/s时,鱼群上溯缺乏明显的持续性;0.90～1.00m/s时,80%以上样本在5min快速完成上溯;流速超过1.1m/s时,上溯成功率明显降低。研究表明,实验草鱼洄游的适宜流速范围是0.40～1.00m/s,而刺激草鱼洄游的最小流速阈值是0.20m/s。相关结果可为河流生态水力学模拟和河流生态修复以及水利工程生态调度提供技术支撑。     

盐田汪子南美白对虾生态养殖技术

为提高盐田汪子的利用率,在汉沽区盐度30‰～60‰的盐田汪子中,开展南美白对虾(Penaeusvan-namei)生态养殖,虾苗投放密度75000～90000尾/hm2,利用盐田汪子中的天然生物饵料作为虾的食物,不投饵、不施用药物,养殖时间4.5～5个月,对虾回捕率30％～35％,平均产虾375 kg/hm2左右,产值...     

循环水养殖系统中养殖密度对松江鲈生长的影响

为研究配合饲料条件下循环水养殖系统(RAS)中养殖密度对松江鲈生长的影响,选取体长为(2.97±0.12)cm、体质量为(0.26±0.03)g的松江鲈,分别按40尾/m²(A组)、80尾/m²(B组)和120尾/m²(C组)共3个养殖密度,在RAS中进行了为期240 d的养殖试验。试验结果显示：A组鱼的终末体质量、终末体长、体质量日增长量、存活率等均显著高于其他两组,A组鱼的体长日增长量显著高于C组(P<0.05);不同密度组间鱼体肥满度无显著性差异(P>0.05)。试验组单位面积产量由高到低依次为：C组(2.83 kg/m²)、B组(2.51 kg/m²)、A组(1.72 kg/m²)。试验组鱼体质量与体长均呈幂函数相关(m=aL^b,a=0.007 6～0.008 9,b=3.123 6～3.209 4),体长、体质量生长均以三次函数拟合较好。各组间的鱼体长、体质量变异系数均差异显著(P<0.05),其中B组最小...     

组合跑道式养殖池系统设计及水力学特征

为研究组合跑道式养殖池的工程设计参数和水力学特征,构建了一个跑道式养殖池试验模型。该模型由3个边长均为1.74 m的正方形单元池组成,池中间底部为集污孔;通过池壁设置的竖直进水管进水,在每个单元池中形成旋转水流。对单元池3个水深(距池底0.1 m,中间水深,水面下0.1 m)的水流进行流速测量,并考察对固体颗粒物的旋流集污效果。结果显示,当循环量从1 Q/h增加到1.5 Q/h时,池中水体的平均旋流速度从11.3 cm/s增加到15.6 cm/s,固体颗粒物去除率从44.5%增加到87.7%,占进水管出水孔出水速度的比值从6.3%增加到8.6%。研究表明,在1.5 Q/h循环量下,形成的旋转水流能有效地将沉积固体物旋流至中心排放口排出。     

红树林种植 -养殖耦合系统的养殖生态容量

养殖容量是渔业可持续发展的核心。根据2008年10月至2009年8月的数据,构建了红树林种植-养殖耦合系统的生态通道模型(ECOPATH),利用该模型分析了耦合系统的能量流动和系统特征,并估算了该系统的养殖生态容量。结果表明,红树林种植-养殖耦合系统生态通道模型由14个功能群构成,各功能群的营养级范围为1.00～3.05。系统内各营养级间的平均能流效率为6.9%,其中7.2%来自碎屑,6.6%来自于初级生产者,能流转化效率低的原因在于系统大部分能量回流至碎屑,表明系统主要以碎屑食物链为主要能流通道。系统的特征统计学参数:总初级生产量/总呼吸量(TPP/TR)为8.021,结合较低的系统连接指数(CI=0.243)、Finn'循环指数(FCI=0.26)和能流平均路径(MPL=2.139),综合表明该生态系统尚处于发育初期。滩涂红树林种植-养殖耦合系统中主要养殖品种为尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和鳙(Aristichthys nobilis)。本研究定义养殖生态容量为不显著改变生态系统食物网结构或能流通量时的最大现存量。结果表明,系统中尼罗罗非鱼、草鱼、鲢和鳙的养殖生态容量分别为5.82t/hm2、1.81t/hm2、2.62t/hm2和4.76t/hm2。研究还分析了ECOPATH模型参数不确定性的影响     

大连獐子岛海域虾夷扇贝养殖容量

现场测定了獐子岛海域的叶绿素a浓度、初级生产力的季节性变化和养殖虾夷扇贝的种群结构;采用生物沉积法,测定了不同规格的虾夷扇贝的滤水率和虾夷扇贝的基本生物学特性.调查结果显示,叶绿素浓度在1.23～2.85 mg·m-3范围内,均值为(1.78±0.57)mg·m-3;初级生产力的平均值为(76.6±41.9)mg C·m-2·d-1,虾夷扇贝单位个体的滤水率为(0.55±0.25)L·h-1.结合虾夷扇贝的年产量、海域面积和有关的水文状况等数据,计算了食物限制性指标的数值,摄食压力和调节比率在0.05和1.0之间,而滤水效率小于0.05.结果显示,由于该海域的叶绿素浓度和初级生产力水平较低,海水流速大,因此,水交换带来的悬浮颗粒物为主要食物来源.目前的虾夷扇贝的养殖量(32亿粒)接近生态容量,如果开展筏式养殖,利用整个海域的水体,养殖量增大20倍的空间并达到养殖容量,预计年产量将达到256亿粒.     

双侧竖缝式鱼道水力特性研究

研究分析不同水池长宽比条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标,为双侧竖缝式鱼道布置参数的优化选择提供技术依据。基于单侧竖缝式鱼道体型参数的研究成果,选取导板长度与水池宽度之比为0.25、竖缝宽度与水池宽度之比为0.15、导向角度为45°作为研究的基本体型;鱼道来流边界设置为压力进口,上游水深设置为2 m,出流边界设置为压力出口,下游水深设置为2 m;模型顶部设置为压力进口,进口压强为1.01×105Pa,边墙设置为固壁边界。采用三维数值模拟的方法研究分析了水池长宽比分别为4∶8、5∶8、5.5∶8、5.75∶8、6∶8、6.5∶8、7∶8、8∶8、9∶8的条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标。在不同水池长宽比条件下,鱼道常规水池内存在3种典型流场结构,其主流轨迹线、主流流速沿程衰减规律以及回流区分布等水力学指标均有不同,典型长宽比取值区间分别为4∶8~5.5∶8、5.75∶8~6.5∶8及7∶8~9∶8;对比发现,长宽比在5.75∶8~6.5∶8区间范围时,主流区宽度相对较大,水池空间利用较为充分,沿程流速衰减情况也较好,回流区主要分布于主流两侧且大小适中。初步认为长宽比5.75∶8~6.5∶8的水池流场结构较为合理。     

池塘一年两茬鲤鱼高产养殖技术

为了合理利用池塘养殖水体资源,提高淡水养鱼经济效益,笔者于2010年～ 2011年在盘锦市大洼县喜峰水产养殖合作社进行0.4hm2一年两茬鲤鱼高产养殖技术研究.通过两年的养殖技术研究取得了明显的经济效益,2010年产出商品鲤鱼7435kg、花白鲢1616kg、鲤鱼苗种3336kg,2011年养殖效益比2010年提高8.7％,年平均效益为0.72万元/亩.现将池塘一年两茬鲤鱼高产养殖技术介绍如下.     

序批式生物膜法处理水产养殖废水的研究

目前我国水产养殖废水直接排放的现象较多, 使受纳水体富营养化和生物多样性降低; 同时养殖水体中残饵、水生生物排泄物容易引起水体溶解氧下降、病原体增加并产生有害物质如氨氮、亚硝酸盐等, 引起养殖对象发病甚至死亡。提出采用以组合填料为载体的序批式生物膜反应器处理水产养殖废水。通过试验确定了最佳运行模式: 水力停留时间12 h, 其中瞬时进水y 厌氧( 3 h) y 曝气( 5 h) y 添加原水(添加比1B 3) y 缺氧( 3 h) y 曝气( 1 h) y 沉淀( 0. 5 h) y 排水( 0. 5 h), 并考察了试验对污染物的去除特性。试验结果表明了序批式生物膜法处理水产养殖废水的可行性, 对有机物、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为91. 1%、85. 1%、751 8%、89. 5%, 处理后出水可回用于水产养殖。