發(fā)布時間：2020-11-19 22:09

　　 現(xiàn)今的人工魚礁建設(shè)正以規(guī)模大型化、建設(shè)水域深化趨勢發(fā)展。本系列研究針對我國人工魚礁山建設(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)際人工魚礁山建設(shè)過程,進(jìn)行了一系列的靜態(tài)堆積實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)假定魚礁山建設(shè)過程中魚礁單體的投放和礁堆的增長不受流場影響,建設(shè)過程中礁體的結(jié)構(gòu)不發(fā)生損毀,海底底質(zhì)承載力足夠;即投礁過程中,礁堆空方體積、高度增長時不發(fā)生坍塌與下陷的理想條件下研究了不同尺寸和類型的礁體模型在堆積形成魚礁山模型的表現(xiàn)。第一階段實(shí)驗(yàn)通過物理模型的靜態(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50個模型單位使用量下堆積形成魚礁山模型時的表現(xiàn),并得到以下定性結(jié)果。(一)不同工況的魚礁單體模型堆積形成魚礁山,工況比例下降,即立柱相對魚礁單體邊長減小時,魚礁堆積所反映的空方增長率呈下降趨勢,同時空方體積比呈上升趨勢。即利用同樣空方體積的魚礁單體建設(shè)人工魚礁山,立柱越細(xì)形成魚礁山的整體空方體積和堆積高度越小但同時魚礁山的透空性和透水性越好,利于魚礁山內(nèi)部的水體交換,營造的生境類型與目標(biāo)誘集生物可能存在差異。(二)在實(shí)驗(yàn)設(shè)置的三個立柱比例下HUT型優(yōu)于框架型和扭工字型魚礁單體,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)形成魚礁山模型時體現(xiàn)出的空方體積比、空方增長率和增高效率,從單體堆積建設(shè)魚礁山的效率性和經(jīng)濟(jì)性來看,在以上實(shí)驗(yàn)礁型中最終選取了HUT型魚礁單體作為最優(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100個模型單位使用量下堆積形成魚礁山模型時的表現(xiàn)。對兩批實(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)投放超過約28個后,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)得到的評價(jià)參數(shù):(一)單體空方用量相同時,使用框架型魚礁單體形成的人工魚礁山外包絡(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礁山,利用HUT型作為建設(shè)單體,相比利用框架型,魚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型魚礁單體建設(shè)人工魚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。從形成魚礁山模型的高度和坡度角來看,利用相同空方體積的HU T型單體建設(shè)形成的魚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礁山模型時,框架型單體模型形成的魚礁山能夠覆蓋大的海域底面積。實(shí)際在特定海域建設(shè)人工魚礁山時可根據(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,選取不同的魚礁單體�；蛘咄ㄟ^框架型和HUT型兩種魚礁單體的混合投放,在不同區(qū)域形成不同形態(tài)、透水性和底覆蓋面積的魚礁山堆積體。
【學(xué)位單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S953.1
【部分圖文】：

10開闊海域（Off shore）圖 1-1：C3D 測掃下我國東海海域人工魚礁堆建設(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 一種用于人工魚礁山建設(shè)的 HUT 型礁體本實(shí)驗(yàn)與堆疊建設(shè)人工魚礁堆或魚礁山傳統(tǒng)使用的框架型單體對比和主要究的，是一種用于人工魚礁山建設(shè)的 HUT 型礁體。這種人工魚礁單體被認(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)人工魚礁山，能在海床上形成的空方體

圖 1-3：一種用于人工魚礁山建設(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：2890506