人工魚礁作為現(xiàn)代海洋牧場(chǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容,人工魚礁的投放將對(duì)天然海域流場(chǎng)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響,同時(shí)也會(huì)改變海底底床泥沙的沖刷與淤積過(guò)程。研究自然海域條件下的人工魚礁區(qū)的流場(chǎng)環(huán)境和底床沖淤效果對(duì)分析人工魚礁投放后的物理穩(wěn)定性和生態(tài)效應(yīng)具有重要意義。本文基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,采用有限體積法的三維海洋數(shù)值模型FVCOM及其泥沙模型來(lái)展開研究,建立了以馬鞍列島人工魚礁區(qū)為主要研究區(qū)域的東中國(guó)海潮流數(shù)值模型,非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對(duì)人工魚礁在模型網(wǎng)格中得到良好體現(xiàn),網(wǎng)格具有較高的分辨率。采用將魚礁近似概化為密閉、無(wú)透水的固體,減去相應(yīng)礁體高度的水深的方法來(lái)計(jì)算人工魚礁在天然海域?qū)χ車Ｓ蛄鲌?chǎng)和泥沙活動(dòng)的影響,并實(shí)驗(yàn)?zāi)M了人工魚礁山的應(yīng)用。采用馬鞍列島多個(gè)站點(diǎn)的潮位和流速流向以及泥沙資料對(duì)模型潮流動(dòng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明:潮位驗(yàn)證精度較高,流向的驗(yàn)證結(jié)果好于流速值,具有較好的精度,可以作為泥沙場(chǎng)運(yùn)算基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)模型中泥沙參數(shù)的測(cè)定和調(diào)試,并對(duì)5個(gè)站點(diǎn)懸浮泥沙含量在大小潮期間分別進(jìn)行了率定,大、小潮期間的表層、0.6H、底層的懸浮泥沙含量的周日相對(duì)誤差的平均值小于15%,表明對(duì)泥沙場(chǎng)的模擬達(dá)到一定精度。依據(jù)模型結(jié)果分析了人工魚礁區(qū)在大、小潮期間漲急、落急時(shí)的表、底層流速分布及其對(duì)比有無(wú)人工魚礁時(shí)的差異,通過(guò)潮流場(chǎng)、懸浮泥沙含量、底床層厚的分析結(jié)果表明,嵊山人工魚礁區(qū)與黃礁人工魚礁山的懸浮泥沙含量和底床層厚的變化主要受到潮流的影響,由人工魚礁引起的懸浮泥沙濃度差異為±0.015g/l以內(nèi),而底床厚度變化則在±1m范圍內(nèi)。人工魚礁對(duì)底床沖刷的影響范圍在30-100m,距離礁體100m以上基本不受到影響。對(duì)于海洋牧場(chǎng)人工魚礁區(qū)的建設(shè)而言,由人工魚礁引起的流場(chǎng)變化和泥沙侵蝕、懸浮、輸運(yùn)、沉積等過(guò)程是局部過(guò)程,對(duì)于較大區(qū)域的海域而言,在更長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi),其沖淤的影響范圍是比較小的,底床層厚也將趨于穩(wěn)定。
【學(xué)位單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S953.1
【部分圖文】：

圖 2-1 全域計(jì)算網(wǎng)格和水深Figure 2-1 Global compute grid and bathymetry邊界與初始條件設(shè)置用冷啟動(dòng)，開邊界處設(shè)置潮邊界條件，其余開邊界條件設(shè) 55 個(gè)開邊界點(diǎn)。模型主要由開邊界的潮汐調(diào)和常數(shù)驅(qū)動(dòng)參數(shù)來(lái)自于 TPXO8 數(shù)據(jù)集，主要包括 8 個(gè)半日和全日分O1,P1,Q1，以及分別代表半月和月周期的 Mf和 Mm分潮，個(gè)分潮的振幅和遲角。外模態(tài)計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)取 0.1s，內(nèi)模的溫度取定值為 25℃、鹽度取定值為 35。模型運(yùn)行時(shí)間0 時(shí)至 2018 年 11 月 12 日 0 時(shí)共 42 天。本算例模型未考的影響。算采用冷啟動(dòng)，初始流速為 0，經(jīng)開邊界潮汐驅(qū)動(dòng)水位起采用冷啟動(dòng)，即設(shè)置初始懸浮泥沙濃度為 0，待經(jīng)過(guò) 42

圖 2-2 研究區(qū)域觀測(cè)站點(diǎn)分布Figure 2-2 Study area observation site distribution2.3 人工魚礁的設(shè)置馬鞍列島人工魚礁區(qū)投放的礁體采用十字型框架鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，分為Ⅰ型單層十字型魚礁和Ⅱ型雙層十字型魚礁，Ⅰ型魚礁中心主體為 2m×2m×2.3m，兩側(cè)各延展 1m，總體積為 27.6 空方；Ⅱ型魚礁中心主體為 2m×2m×4m，兩側(cè)各延展 1.5m，總體積為 64 空方(圖 2-3)。投放的單位魚礁群也分為兩種投放方式，共 11 個(gè)魚礁群(圖 2-4)，圖中黑點(diǎn)分別表示魚礁群的中心點(diǎn)和四個(gè)角點(diǎn)。嵊山后頭灣內(nèi)兩行平行排列的礁群?jiǎn)误w由Ⅱ型雙層十字型魚礁組成，外側(cè)每個(gè)中心點(diǎn)與角點(diǎn)均以5個(gè)Ⅱ型魚礁單體組成(圖2-4)，單位礁群布設(shè)面積為70m×70m；內(nèi)側(cè)為Ⅱ型魚礁 5×5 的方陣排列，單位礁群布設(shè)面積為 50m×50m；最內(nèi)側(cè)的則由Ⅰ型魚礁單體組成，也為5×5的方陣排列，單位礁群布設(shè)面積為40m×40m。

圖 2-2 研究區(qū)域觀測(cè)站點(diǎn)分布Figure 2-2 Study area observation site distribution置礁區(qū)投放的礁體采用十字型框架鋼筋混泥型雙層十字型魚礁，Ⅰ型魚礁中心主體為體積為 27.6 空方；Ⅱ型魚礁中心主體為 2m為 64 空方(圖 2-3)。投放的單位魚礁群也圖 2-4)，圖中黑點(diǎn)分別表示魚礁群的中心排列的礁群?jiǎn)误w由Ⅱ型雙層十字型魚礁組型魚礁單體組成(圖2-4)，單位礁群布設(shè)面5 的方陣排列，單位礁群布設(shè)面積為 50m成，也為5×5的方陣排列，單位礁群布設(shè)面
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本文編號(hào)：2867052