深圳楊梅坑人工魚礁區(qū)礁體設(shè)計的水動力學(xué)研究.pdf

1、人工魚礁是人為設(shè)置在海中的構(gòu)造物，可為魚類等水生生物營造適宜的棲息、生長、繁育場所。近年來，包括廣東省在內(nèi)的我國大力推進(jìn)人工魚礁建設(shè)，但礁體的設(shè)計尚未形成成熟的技術(shù)體系，人工魚礁建設(shè)未能發(fā)揮應(yīng)有的效果。 本文以深圳楊梅坑試點(diǎn)礁區(qū)所投放的8種鋼筋混凝土制魚礁單體為研究對象，通過水槽模型實(shí)驗(yàn)、魚礁單體穩(wěn)定性計算和CFD數(shù)值模擬等3種手段，對人工魚礁礁體的穩(wěn)定性問題和投放后流場流態(tài)變化等問題進(jìn)行了對比分析，以期為人工魚礁礁體的設(shè)計提供

2、理論依據(jù)。 通過水槽試驗(yàn)，測定了方型對角中連式水泥礁（A）、方型對角板隔式水泥礁（B）、塔形橫管架式水泥礁（C）、車葉型豎板式水泥礁（D）、方型回字三層橫架式水泥礁（E）、圓柱型三層橫架式水泥礁（F）、六面柱型罩式水泥礁（G）和六面錐型罩式水泥礁（H）等8種魚礁在純流作用下和波流共同作用下，單礁和雙礁的受力情況。同時也對單礁的穩(wěn)定性和雙礁的抗滑移抗翻滾性能進(jìn)行了判定計算。據(jù)此而得出各種礁體的受力狀況和穩(wěn)定情況：純流工況下，D和E

3、型礁體的阻力增長幅度隨拖速的增長最為緩慢，其抗滑移抗翻滾性能在8種魚礁單體中最好，其次是F和H型礁體模型，當(dāng)拖速增大而發(fā)生滑移或翻滾時，F(xiàn)和H型礁將會先發(fā)生翻滾而失穩(wěn)，D型礁將會先發(fā)生滑移而失穩(wěn)，E型礁先發(fā)生翻滾而失穩(wěn)。波流共同作用下，同樣也是D和E型礁的抗滑移抗翻滾性能最好。雙礁的工況中，在120cm間距時，G型礁對水流或波浪的消弱作用最強(qiáng)，后方礁體所受水平阻力的變化幅度最小，抗滑移抗翻滾性能也較其他4種進(jìn)行了雙礁測定的礁體好；在80

4、cm間距時，H、G和C等3種雙礁組合中后方礁體的抗滑移抗翻滾性能較好。 迎流面和礁體自重是礁體設(shè)計時應(yīng)考慮的重要因素。礁體穩(wěn)定性的計算結(jié)果表明，已投放在深圳楊梅坑人工魚礁區(qū)的A、B、D和E等4種礁體的抗滑移抗翻滾性優(yōu)良，在波浪條件突然改變的情況下不會發(fā)生翻滾或滑移，在臺風(fēng)來臨時的抗滑移抗翻滾系數(shù)大于1；其中D和E型礁的抗滑移抗翻滾性能比A和B型礁的好。 人工魚礁投放后，上升流和背渦流的造成范圍是評價人工魚礁生態(tài)效應(yīng)的重要