現(xiàn)今的人工魚(yú)礁建設(shè)正以規(guī)模大型化、建設(shè)水域深化趨勢(shì)發(fā)展。本系列研究針對(duì)我國(guó)人工魚(yú)礁山建設(shè)特點(diǎn),選取具有代表性的框架型、扭工字型和HUT型人工魚(yú)礁單體,依照礁體原結(jié)構(gòu)外形制作小型物理模型,并模擬實(shí)際人工魚(yú)礁山建設(shè)過(guò)程,進(jìn)行了一系列的靜態(tài)堆積實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)假定魚(yú)礁山建設(shè)過(guò)程中魚(yú)礁單體的投放和礁堆的增長(zhǎng)不受流場(chǎng)影響,建設(shè)過(guò)程中礁體的結(jié)構(gòu)不發(fā)生損毀,海底底質(zhì)承載力足夠;即投礁過(guò)程中,礁堆空方體積、高度增長(zhǎng)時(shí)不發(fā)生坍塌與下陷的理想條件下研究了不同尺寸和類(lèi)型的礁體模型在堆積形成魚(yú)礁山模型的表現(xiàn)。第一階段實(shí)驗(yàn)通過(guò)物理模型的靜態(tài)堆積實(shí)驗(yàn),比較了框架性、扭工字型和HUT型分別在1:5、1:7和1:10共九種工況尺寸,不超過(guò)50個(gè)模型單位使用量下堆積形成魚(yú)礁山模型時(shí)的表現(xiàn),并得到以下定性結(jié)果。(一)不同工況的魚(yú)礁單體模型堆積形成魚(yú)礁山,工況比例下降,即立柱相對(duì)魚(yú)礁單體邊長(zhǎng)減小時(shí),魚(yú)礁堆積所反映的空方增長(zhǎng)率呈下降趨勢(shì),同時(shí)空方體積比呈上升趨勢(shì)。即利用同樣空方體積的魚(yú)礁單體建設(shè)人工魚(yú)礁山,立柱越細(xì)形成魚(yú)礁山的整體空方體積和堆積高度越小但同時(shí)魚(yú)礁山的透空性和透水性越好,利于魚(yú)礁山內(nèi)部的水體交換,營(yíng)造的生境類(lèi)型與目標(biāo)誘集生物可能存在差異。(二)在實(shí)驗(yàn)設(shè)置的三個(gè)立柱比例下HUT型優(yōu)于框架型和扭工字型魚(yú)礁單體,其分布為HUT型單體增高效率分布最高,其次是框架型,扭工字型魚(yú)礁單體增高效率在同一立柱比例下增高效率分布最低。綜合九種工況下實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ挽o態(tài)堆積實(shí)驗(yàn)形成魚(yú)礁山模型時(shí)體現(xiàn)出的空方體積比、空方增長(zhǎng)率和增高效率,從單體堆積建設(shè)魚(yú)礁山的效率性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看,在以上實(shí)驗(yàn)礁型中最終選取了HUT型魚(yú)礁單體作為最優(yōu)礁型,且在該種礁型1:10工況比例下展現(xiàn)出了所有實(shí)驗(yàn)工況中的最優(yōu)表現(xiàn)。第二階段實(shí)驗(yàn)通過(guò)工業(yè)化3D打印技術(shù),利用聚脂釬維材料制作了框架型和HUT型兩種等比例縮小的礁體模型,在相同工況尺寸(1:7)在不超過(guò)100個(gè)模型單位使用量下堆積形成魚(yú)礁山模型時(shí)的表現(xiàn)。對(duì)兩批實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,最終總結(jié)出一些定量結(jié)果:實(shí)驗(yàn)得到定量結(jié)果:框架型空方增長(zhǎng)率為1.73±0.0566、空方體積比為7.8±0.0566,增高效率為y=1.9578x~(-0.683),R~2=0.8425,坡度角30.41°±0.1221,形成礁堆模型高度與底面積關(guān)系為y=0.6542x~(0.3673),R~2=0.4326;HUT型空方增長(zhǎng)率為1.51±0.044、空方體積比為9.783±0.039,增高效率為y=2.225x~(-0.675),R~2=0.9166,坡度角38.72°±0.1077,形成礁堆模型高度與底面積關(guān)系為y=0.873x~(0.3628),R~2=0.62。使用框架型單體單點(diǎn)投放超過(guò)約28個(gè)后,礁堆高度隨單體的繼續(xù)投放增速放緩,使用HU T型單體單點(diǎn)投放的臨界點(diǎn)則為40個(gè)單位。從框架型和HUT型單體模型靜態(tài)堆積實(shí)驗(yàn)得到的評(píng)價(jià)參數(shù):(一)單體空方用量相同時(shí),使用框架型魚(yú)礁單體形成的人工魚(yú)礁山外包絡(luò)體積,即總空方體積數(shù)更大;若建設(shè)相同空方體積的人工魚(yú)礁山,利用HUT型作為建設(shè)單體,相比利用框架型,魚(yú)礁山整體具備更好的透空性和透水性,坡度角較為陡峭且具備一定的高度,使得人工魚(yú)礁山的養(yǎng)護(hù)效應(yīng)上升至更高的水層。(二)相比之下,若在深水或海域潮流較激烈海域,在底質(zhì)允許條件下,投放HUT型魚(yú)礁單體建設(shè)人工魚(yú)礁山較框架型具有更高的適應(yīng)性和堆積效率;在潮流較緩、水深不大的海域,利用框架型單體建設(shè)則更有優(yōu)勢(shì)。從形成魚(yú)礁山模型的高度和坡度角來(lái)看,利用相同空方體積的HU T型單體建設(shè)形成的魚(yú)礁山相比框架型的更為陡峭,且透空性與透水性相較更好;分別利用HUT型單體模型與框架型單體模型堆積形成相同高度的魚(yú)礁山模型時(shí),框架型單體模型形成的魚(yú)礁山能夠覆蓋大的海域底面積。實(shí)際在特定海域建設(shè)人工魚(yú)礁山時(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合海區(qū)漁業(yè)資源養(yǎng)護(hù)目標(biāo)種的行為學(xué)差異,選取不同的魚(yú)礁單體�；蛘咄ㄟ^(guò)框架型和HUT型兩種魚(yú)礁單體的混合投放,在不同區(qū)域形成不同形態(tài)、透水性和底覆蓋面積的魚(yú)礁山堆積體。
【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(lèi)】：S953.1
【部分圖文】：

10開(kāi)闊海域（Off shore）圖 1-1：C3D 測(cè)掃下我國(guó)東海海域人工魚(yú)礁堆建設(shè)情況示意圖ig1-1: Schematic diagram of the construction of artificial reef piles in the East China Seunder C3D survey

圖 1-2：本研究技術(shù)路線圖Fig1-2: Technical roadmap for this research1.4 一種用于人工魚(yú)礁山建設(shè)的 HUT 型礁體本實(shí)驗(yàn)與堆疊建設(shè)人工魚(yú)礁堆或魚(yú)礁山傳統(tǒng)使用的框架型單體對(duì)比和主要究的，是一種用于人工魚(yú)礁山建設(shè)的 HUT 型礁體。這種人工魚(yú)礁單體被認(rèn)為適于急流或深海。實(shí)際使用中該種單體以鋼筋混凝土為材料澆筑，外部為半封口的架型結(jié)構(gòu)（21、22、23、24），內(nèi)部的扭工字結(jié)構(gòu)在堆疊過(guò)程中作為主要承力結(jié)（11、12、13）。礁體外框架設(shè)有凸出的榫頭（21）和桁架（22）結(jié)構(gòu)以進(jìn)行單礁之間的穿插、錨實(shí)；礁體各部分連接的薄弱位置均有混凝土斜邊加固（221）。利用該種魚(yú)礁單體建設(shè)形成的堆積整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單體礁間咬合緊密。UT 型礁體半封口式框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可根據(jù)投放數(shù)量形成不同空方體量和高度堆積體，成規(guī)模的利用該種單體投放建設(shè)人工魚(yú)礁山，能在海床上形成的空方體

圖 1-3：一種用于人工魚(yú)礁山建設(shè)的 HUT 型礁體結(jié)構(gòu)示意圖Fig1-3: Schematic diagram of a HUT-type reef structure for artificial mouconstruction
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本文編號(hào)：2890506