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人工鱼礁水动力场水槽试验研究
徐成伟1) Email: chwxu@
(南京水利科学研究院,南京,210029)
摘要:产业革命以后,人类活动的强度和范围逐渐增强和扩展,人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题也日趋突出,海洋生态环境衰退,海洋渔业资源尤其是近海渔业资源日显枯竭。为解决生态修复和资源恢复问题,人工鱼礁技术得到迅速发展。本文以人工鱼礁为研究对象,通过水槽试验,系统量测了十字型方体鱼礁放置后,周围水体的流场和紊流特征,并与较为类似天然鱼礁的有面板方体鱼礁进行了对比;鱼礁对水流的影响范围向下游可以达到10倍的鱼礁尺寸,建议单体鱼礁投放距离可在10倍礁体尺寸以上;从水动力学角度分析了人工鱼礁集鱼机理。投放礁体后产生的上升流和下降流促进了上下水体的交换,有利于底栖动物的生长和鱼类的产卵;高流速区和低流速区的交替分布,使得鱼礁成为浮游生物滞留和繁衍,鱼类索饵、生活及戏水的好去处;紊流强度在礁体周边水域的连续变化,提供给各类水生生物和鱼类适宜的水动力环境。
关键词:人工鱼礁,水动力场,紊动强度,水槽试验
1 引言
产业革命以后,人类的生产力获得了飞速发展,技术水平迅速提高,人口迅速增长,人类活动的强度和范围逐渐增强和扩展,人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题也日趋突出[1],海洋环境衰退,海洋渔业资源尤其是近海渔业资源日显枯竭。海洋国土是陆地国土的自然延伸,海洋生态系统作为地球生态系统的重要组成部分,对人类的生存和发展具有极其重要的影响。
20世纪90年代以前,人们判断渔业先进国家的标准是年渔业总产量多少和捕鱼技术是否先进,但在90年代中后期,这些观念已经改变,本国渔业资源是否得到有效保护且能增殖,成为判断一个国家渔业是否先进的重要标准。
由于我国沿海都有比较平坦的大陆架[2],大部分海域都是水深较浅、适宜底拖网作业的泥沙底质,随着我国机动拖网渔船的大量出现,使得本来比较脆弱的生态环境遭到严重破坏,黄海、东海、南海的渔业资源逐年衰退[3]。渔业资源衰退主要表现在:主要经济鱼类种群数量骤减,种群低龄化、个体小型化、性成熟提前,主要经济鱼类的CPUE(单位捕捞努力量鱼获量)下降,索饵场、产卵场等鱼类栖息地因污染等遭破坏,小型低值鱼类占渔获物的比例增加,等等。长期的捕捞过度已使我国的渔业资源数量和结构发生了巨大变化[4]。我国的海水养殖业自上世纪80年代开始发展较快,但由于缺乏有效的管理,属于粗放型养殖,大量含各类鱼虾类排泄物、有机物质、以及各类未经处理的废水直接排放入海,沿海的海洋环境遭受了严重破坏,各种鱼虾病和赤潮等不断爆发,使得沿海养殖业面临重重危机。
为了保护海洋生态环境,国家有关部门采取了许多措施,如实施休渔期和禁渔区制度,限制网目大小和渔具数量,实施渔民转产转业,减少近海作业渔船,鼓励发展远洋渔业生产等,这些措施对减少捕捞强度,减少近海渔业资源的衰退起到了一定的作用,但并不能从根本上解决生态修复和资源恢复问题。
从渔场学知道,海岭地区会产生涌升流和涡流,而这些海域就是好的渔场。同理,建设人工鱼礁,把鱼礁堆积起来,或建造大型鱼礁形***工海岭,便会达到同样的效果。而人工鱼礁技术在我国发展较其他发达国家相对慢些,尤其是相对日本、美国等发达国家,我国人工鱼礁增殖技术中有
许多急待解决的问题。对人工鱼礁进行水动力学分析与试验,以便