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规模化透水性人工鱼礁阻流效应的数值模拟

2022-03-10分类号:S953.1

【作者】杨伟  林军  唐建江  杨冠林  
【部门】上海海洋大学海洋生态与环境学院  上海海洋大学海洋牧场工程技术研究中心  国家海洋局东海预报中心  
【摘要】为在大尺度海洋模型中合理体现透水性人工鱼礁组合,基于海洋数值模式FVCOM(finite volume community ocean model)模拟了大陈岛拟建人工鱼礁区的水动力情况,比较了阻滞力法、实心礁法和附加底摩擦法在投礁前后的垂向流速、礁顶平面流速、水体向上输运通量和背涡流体积的差异,并根据投礁前后的流速差异,应用经验公式预测了投礁一年后底床泥沙冲淤情况。数值模拟结果表明,通过在模型中增加阻滞力项体现的鱼礁,其占据水层内的流速相较于未设置礁体时最大减少了0.06m/s,迎流面垂向上产生的上升流流速最大为0.005 m/s;涨急时刻礁体背面的流速减小范围可达礁体组合长度的20倍以上,对应流速减小海域一年后底床淤积厚度最大约0.05m;单个台礁平均向上水体输运通量为66 m~(3),背涡流体积为1550 m~(3)。相较于实心礁法和附加底摩擦法,阻滞力法能很好体现礁体对水流的阻滞作用,避免了实心礁法在透水性鱼礁模拟中过高估计流场效应的问题,且无附加底摩擦法只适用于低矮礁体的缺陷。阻滞力法不仅适用于置底型透水性鱼礁,也适用于浮鱼礁和网箱等增养殖设施水动力学和生态动力学研究。
【关键词】人工鱼礁  透水性  FVCOM  阻滞力法  底床冲淤
【基金】国家重点研发计划资助(2019YFD0901302)
【所属期刊栏目】水产学报
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