人工鱼礁概述.ppt

人工鱼礁概述 人工鱼礁 定义 人工长时间设置在某一固定水域的 使鱼类聚集或洄游于该水域的一种设施 功能 集鱼 改善水域环境 保护水产资源 渔获管理 人工鱼礁 一 人工鱼礁的种类二 人工鱼礁的集鱼功能三 人工鱼礁作为增殖手段的应用四 人工鱼礁的设置条件五 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工 人工鱼礁的种类 按照材料分类 1 石头鱼礁 6 旧车体鱼礁 2 钢筋混凝土鱼礁 7 木竹制鱼礁 3 钢制鱼礁 8 工程塑料 4 旧轮胎鱼礁玻璃钢鱼礁 5 沉船鱼礁 9 陶管鱼礁 人工鱼礁的种类 按照功能分类 1 产卵保护礁 3 集鱼礁 2 幼鱼保护礁 4 渔获管理礁按照设置水层分类下沉式鱼礁 底鱼礁 浮鱼礁按照构造分类正六面体 四面体 圆筒 角形 台形 组合形 人工鱼礁的集鱼功能 鱼礁和鱼类的位置关系 型鱼类 使身体的大部分或一部分接触鱼礁 一般具有较强的趋触性 如鳗鱼 鲆鲽 六线鱼 鲉科鱼类等 型鱼类 身体不接触鱼礁 但栖息或洄游在设置鱼礁水域 多属岩礁性鱼类 如石鲷 马面鲀 七斑石斑鱼等 型鱼类 洄游于中上层水域或大洋水域 中上层及大洋性鱼类 如竹夹鱼 鲐鱼 鰤鱼 金枪鱼 鲣鱼等 人工鱼礁的集鱼功能 鱼礁的形状 结构 规格和鱼种的关系 1 中上层鱼类与鱼礁形状 大小的关系人工鱼礁与天然礁集鱼效果不同 人工鱼礁越高越好 而天然礁越宽越好 单体礁和群体礁越大集鱼效果越好 鱼礁的形状对中上层鱼类的集鱼效果并不重要 鱼礁的设置水深在40m以上 鱼礁越高诱集效果越好 40m以下时 鱼礁的高度为1 2m和3 4m的诱集效果没有显著的差别 2 洄游在鱼礁周围的鱼类与鱼礁形状 大小的关系对于栖息在鱼礁内的鱼类 鱼礁的形状对其无大影响 但单体礁和群体礁的空间大小对其有影响 单体礁的空间不宜过大 中间结构越复杂集鱼效果越好 鱼礁高度不宜过高 3m左右为宜 从集鱼效果来看 增大鱼礁的高度不如增大鱼礁的面积 人工鱼礁的集鱼功能 鱼礁的集鱼理论 1 鱼的本能鱼礁是鱼类隐蔽的场所 休息的场所 逃避敌害的场所 2 诱引刺激 饵料效果 阴影效果 涡流效果 视觉刺激效果 人工鱼礁的集鱼功能 鱼礁的集鱼理论 2 诱引刺激 音响效果由潮流引起的震动音由涡流引起的水分子变动付着生物发出的声音鱼贝类 饵料 发出的声音同种及近缘种在鱼礁附近的摄饵 捕食音 嗅觉 味觉效果付着生物分泌的有机物饵料生物分泌的有机物同种及近缘种鱼类产生的有机物 人工鱼礁作为增殖手段的应用 产卵保护人工生息场海洋牧场 人工鱼礁作为增殖手段的应用枪乌贼产卵保护礁 人工鱼礁作为增殖手段的应用人工生息场 人工鱼礁作为增殖手段的应用人工生息场 人工鱼礁作为增殖手段的应用人工生息场 人工鱼礁作为增殖手段的应用人工生息场 人工鱼礁作为增殖手段的应用海洋牧场 是一种增养殖渔业系统 在某一海域内 建设适应水产资源生物的人工生息场 采用增殖放流和移植放流的方法将生物种苗经过中间育成或人工驯化后放流入海 利用海洋自然生产力和微量投饵育成 并采用先进的鱼群控制技术和环境监控技术对其进行科学的管理 使资源量增大 有计划且高效率地进行渔获 海洋牧场模式图 人工鱼礁作为增殖手段的应用海洋牧场结构图 人工鱼礁作为增殖手段的应用海洋牧场实例图 人工鱼礁作为增殖手段的应用海洋牧场效果图 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁作为增殖手段的应用 人工鱼礁的设置条件 1设置海域环境要求 1 一般条件 水域环境条件选择适应对象生物各生长阶段的水域环境 生产条件 具备能够进行安全生产且高效率渔获的生产环境条件 有利于渔业者在鱼礁渔场进行生产 距离渔港较近 容易找到渔场 与其他渔场 天然礁 人工鱼礁 密切相关 可进行计划作业 具有一定的规模 能容纳一定的生产船只及一定规模的渔具 易于使用各种渔具生产 风 波 潮流较小 能进行安全生产 渔获时间长 往返航路安全 易于锚泊 通讯无干扰 人工鱼礁的设置条件 社会条件要求得到该海域关系者的同意 能够理顺与渔业除外的权力 法律 制度的关系 能够理顺渔业内部的各种关系 特别是具有直接或间接利害关系之间 投放鱼礁的社会效益 明确受益范围或增大资源或改善水域环境 不仅要明确行政区域 还要明确管理的内容和范围 要考虑扩大其渔场时的一些限制条件 人工鱼礁的设置条件 其他条件保全性 国土 海洋 水产资源 生态系 景观 历史 安全性 天灾 人为 人命 设施 生物 观念性 超长期 持续性 鱼礁设施 渔场环境 地域性 地域产业 经济性 投资额 耐用年限 机能性 渔场设施 生态系保全设施 公益性 渔业者 地域居民 发展性 鱼礁事业 可行性 技术 资金 制度 材料 施工等 简易性 较简单 不过于复杂 泛用性 作为海洋构造物多用的目的 人工鱼礁的设置条件1设置海域环境要求 2 地形和水深 地形条件海底接近平坦的地形 以增殖渔获为目的较宽广的地形尽量远离天然礁渔场 凸地形 接近近海深沟凹地形 生物密度较小且未形成渔场的水域 等深线流畅的地形 等深线虽有隆起 但水团或地貌被分为2个的地形 海底坡度平缓的地形 投放鱼礁后地形变化相对较大的地形 人工鱼礁的设置条件 1设置海域环境要求 2 地形和水深 水深条件增殖型鱼礁的配置水深30m以内较适宜 渔获型鱼礁的配置水深130m以内较适宜 大部分设置水深20 40m 水深的选择要考虑鱼种 渔具渔法 鱼礁施工与管理等因素 3 水质PH值 7 8 8 3COD 有机物耗氧量 2ppm以下DO 溶解氧 7 5ppm以上大肠杆菌 1000MPN 100ml以下油物污染 无 人工鱼礁的设置条件 1设置海域环境要求 4 底质岩石或石头底完全没有被埋没的可能性 贝壳 小石头参杂的粗沙底 一般不会被埋没 沙泥底虽然鱼礁周边易被流淘挖 但也不一定被埋没 流速大的细沙底 短时间内就会被埋没 软泥底多易被埋没 5 波和流影响鱼礁的安定 生产活动的安全 人工鱼礁的设置条件 6 人工鱼礁与天然礁的位置关系在天然礁附近设置人工鱼礁 作为增殖礁没有意义 一般作为渔获管理礁设置 且与天然礁的距离为230 1000m 人工鱼礁的设置条件 2鱼礁的规模与设置条件 1 鱼礁的单体高度 群体层数 以底层鱼类为对象时单体高度0 8 1 5m 群体层数2 3层 投放数量一定的情况下 扩大面积效果较好 以洄游性鱼类为对象时规模 面积 高度越大集鱼效果越好 h H鲹 鲐鱼约为0 1 鰤鱼为0 18 0 65 h 鱼礁高度 H 水深 人工鱼礁的设置条件 2鱼礁的规模与设置条件 2 单礁群的规模及其形成渔场的范围单礁群的规模应不小于400m3 有效空间 形成的渔场范围 底层鱼类礁群边缘100 200m 中上层鱼类礁群边缘300m 鱼类约在1000m以内能感觉到鱼礁的存在 3 单体礁及群体礁之间距离的确定单体礁间隔2m左右较适宜 单礁群的间距应为200 600m 因主要对象鱼种不同而不同 人工鱼礁的设置条件礁群设置模式图 人工鱼礁的设置条件礁群设置模式图 人工鱼礁的设置条件礁群设置模式图 人工鱼礁的设置条件 2鱼礁的规模与设置条件 4 鱼礁规模与设置水深根据渔获效率将人工鱼礁投放效果分为A级和B级A级 渔获效率高 比天然礁效果好B级 渔获效率一般 和天然礁无差别 中小鱼礁规模与设置水深的关系 1000m3以下 A级J 4 711H 88 043r 0 950B级J 2 207H 130 607J 人工鱼礁投放量r 0 613H 水深整体J 2 916H 119 596r 相关系数r 0 827 人工鱼礁的设置条件 4 鱼礁规模与设置水深 大型鱼礁规模与设置水深的关系A级J 32 391H 957 444r 0 929适用范围 J 1210 6400m3H 30 90mB级J 21 789H 1656 252r 0 711适用范围 J 1276 6400m3H 12 60m 人工鱼礁的设置条件 4 鱼礁规模与设置水深 大型鱼礁 单礁群 投放效果与设置水深的关系造成渔场面积 S S 1099 453H 20192 40r 0 944适用范围H 35 93mS 24000 89000m2造成渔场宽度 L L 6 455H 40 48r 0 866适用范围H 35 93mL 210 620m造成渔场高度 D D 0 0397H 6 955r 0 720适用范围H 35 93mD 1 5 7 5m 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工 人工鱼礁的材料 1 人工鱼礁用材料的强度要求制造或组装时不易折断 破损 横放 倒放 叠放及搬运时不易破损 投放施工不易破损 到达海底相互间接触时不易破损 抗波 流的冲刷 具有耐久性 人工鱼礁的材料 2 人工鱼礁用材料的诸特性 人工鱼礁的材料 3 人工鱼礁的机能 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定选材原则 入手容易 质量好 规格统一 在现地能进行制造或组装 具有耐久性 经费合理 直接经费 间接经费 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定 混凝土材料设计基准强度 最小 cd 150 240kg cm2破坏因素物理因素 波流的冲刷 漂流物的碰撞磨损 化学因素 海水中的MgSO4对其破坏作用最大 MgSO4 Ca OH 2 Al2O33CaO Al2O3 3CaSO4 mH2O 海水中 水泥中 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定 钢材一般选用耐海水腐蚀的含铜钢等钢材 厚度为3mm的钢板其耐久性为15 20年 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定 橡胶 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定 橡胶橡胶的老化 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定 陶管 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定 塑料玻璃钢 FRP 强度大 耐久性好 但韧性较差 石材 人工鱼礁的材料 4 人工鱼礁用材料的选择 确定 木材在海水中使用的木材 因盐分较高 所以温度越高越易受海虫的侵蚀 快者数个月就被侵蚀一半 断面 但由于海虫喜在较清水域栖息 因此浑浊水域虫害减小 海虫 软体动物 对木材损害较大 二枚贝 甲壳类 只对木材表面造成损坏 防止办法 选择虫害较小的树种 如热带雨林树种 但价格高 把表面包上一层金属板 薄钢板 锌版 铜板等 价格高 套上陶管或钢筋混凝土管 木材的空隙用灰浆充填 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 1 钢筋混凝土鱼礁 大型正方体材料 钢筋混凝土规格 4 4 4m容积64m3重28 39吨作用 集鱼礁对象 底 中 上层鱼类 小型正方体材料 钢筋混凝土规格 130 130 130cm窗60 60cm150 150 150cm窗90 90cm作用 集鱼礁对象 底层鱼类 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 1 钢筋混凝土鱼礁 圆筒型材料 钢筋混凝土规格 直径1m 高1m 侧面3个方形或圆形窗 上下底个1个窗容积0 785m3重约640kg作用 增殖礁对象 底层鱼类 角型材料 钢筋混凝土规格 底 腰 延展长约5m作用 集鱼礁对象 底层鱼类 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 2 钢制鱼礁 方架体材料 槽钢 长200cm 宽20cm 厚4 5mm 规格 2 2 2 2m作用 增殖礁 幼鱼繁殖保护 对象 底层鱼类 正八面体材料 钢管 直径60 5mm 规格 高2 72m 组合体长11 2m 组合体重约1900kg作用 集鱼礁对象 底层鱼类 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 2 钢制鱼礁 正方体材料 钢板 厚7 9mm 宽75 500mm 规格 3 7 3 7 3 7m 中2道筋 5 5 5m 中3道筋 作用 集鱼礁对象 底 中 上层鱼类 箱体材料 钢板规格 12 6 4 5m 容积324m3 重约71吨作用 集鱼礁对象 底层鱼类 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 2 钢制鱼礁 扭转体材料 钢管规格 高2m 单体重200 250kg作用 集鱼礁对象 底层鱼类 圆筒型材料 钢筒规格 直径1m 长1 5m 单体重12 24kg作用 集鱼礁对象 底层鱼类 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 3 旧轮胎鱼礁 六角型组合体材料 旧轮胎规格 外径60cm 18个1组 重约300kg作用 集鱼礁对象 底 中层鱼类 塔型组合体材料 旧轮胎规格 大型15个1组 小型60个组作用 集鱼礁对象 底 中层鱼类 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 4 塑料鱼礁 六面组合体材料 再生塑料规格 60 70 30cm 单体重约50kg作用 集鱼礁对象 底层鱼类 FRP中层鱼礁材料 FRP规格 外接圆直径6m 高5m空中重约1 5吨 水中重503kg 浮力2350kg作用 集鱼礁对象 中上层鱼类 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 5 其他鱼礁 陶管鱼礁材料 陶管规格 6 8 10个为1组作用 集鱼礁对象 底层鱼类 沉船鱼礁材料 废旧船只 木制或钢制 规格 小型作用 集鱼礁对象 底层鱼类为主 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 5 其他鱼礁 废车体鱼礁 大型 材料 废旧车火车或公共汽车箱体规格 大型作用 集鱼礁 游钓场 对象 底层鱼类 废车体鱼礁 小型 材料 废旧轿车箱体规格 小型作用 集鱼礁对象 底层鱼类为主 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工2人工鱼礁的构造 5 其他鱼礁 海蛰型浮鱼礁材料 浮体 泡沫塑料 伞型部 帆布 底环 钢筋 固定体 水泥砣块规格 底环直径6m 伞部高2 5m 浮体浮力1吨 水泥砣块重10吨作用 集鱼礁对象 中 上层鱼类 竹筋鱼礁材料 竹竿 混凝土规格 高2 2 5m 宽2 3m 单体重2 6 2 9吨作用 集鱼礁对象 底层鱼类为主 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 应遵循的原则 确保可行性 保证礁体构件的运输 组装和投放过程切实可行 不同高度的礁体配合投放 良好的透空性 礁体内空隙的数量 大小和形状将影响礁体周围生物的种类和数量的多寡 增大礁体的表面积 良好的透水性 保证礁体内充分的水体交换 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 确保鱼礁的稳定性为确保礁体投放后不发生整体下沉 也不至因波流作用而滑移 倾覆 设计时需要对基底承载力 滑移稳定性和倾覆稳定性等项目进行验算 同时应对礁体周围的海底冲淤情况进行分析 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 1 波浪参数的确定一般采用实测值外海波浪周期与波高的关系沿岸深水波浪各要素间的关系波长L 1 56T2 m 波速c 1 56T m s 2 流速的确定取设置海区的最大实测流速海图标示流速的1 6倍 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 礁体整体稳定验算示意图 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 3 人工鱼礁流场流速的变化礁体所受的波流作用力 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 4 鱼礁的稳定性 作用在鱼礁上的波流作用力有流无波u 0du dt 0F 1 2CD Auc2有波无流u0 0波流同时存在原式 式中F 作用在鱼礁上的波流作用力 海水密度A 鱼礁垂直于流向的投影面积V 鱼礁体积CD 阻力系数CM 质量力系数u0 潮流流速u 鱼礁顶端位置波的水粒子速度du dt 鱼礁顶端位置波的水粒子加速度 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 4 鱼礁的稳定性作用在鱼礁上的最大波流作用力当波流引起的综合流速达到最大值时 水质点的加速度为零 这时礁体只受到速度力的作用 可按照Morison方程估算所受的最大波流作用力FM 1 2CD AUt2 式中FM 作用在鱼礁上的最大波流作用力 海水密度A 鱼礁垂直于流向的投影面积CD 阻力系数Ut 波流引起的最大综合流速 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 4 鱼礁的稳定性人工鱼礁投放时的着底冲击鱼礁着底时的速度u uc 1 e 2kz 1 2 式中u 鱼礁落下速度uc 鱼礁落下加速度为0时的速度z 鱼礁从海面落下的深度A 垂直于流向鱼礁的投影面积V 鱼礁的体积 鱼礁的密度 海水的密度CD 阻力系数CMA 附加质量系数 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 鱼礁着底时的冲击力海底的反作用力R0 k0 02鱼礁的反作用力Rr kr r 式中R0 海底的反作用力k0 反作用力系数 沙底160 500kg cm2 粘土210 630kg cm2 0 冲击后地盘的移位Rr r层鱼礁的反作用力kr r层鱼礁的反作用力系数 r r层鱼礁的移位 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 4 鱼礁的稳定性基底承载力的验算式中 0为结构重要性系数 这里取为10 G浮为礁体的浮重 Se为礁体与基底的接触面积 r为基底承载力的设计强度值 G为礁体质量 为礁体密度 0为水密度 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 4 鱼礁的稳定性整体滑移验算为保证礁体不发生整体滑移 礁体的最大基底摩擦力应大于水平波流作用力 式中 Ks为水平滑动的稳定安全系数 可取为1 2 P为礁体受到的水平波流作用力 f为基底摩擦系数 0 5 0 6 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 4 鱼礁的稳定性整体倾覆验算不旋转阻力矩大于旋转力矩 式中SF 不滑动安全率FM 作用在鱼礁上的最大波流作用力G浮 为礁体的浮重 h0 波流作用力作用点的高度LG 旋转中心点至重心的水平距离 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 4 鱼礁的稳定性礁体周围局部的冲淤分析礁体的投放使礁体周围的流场发生了变化 礁体底部流速较快区域的细砂土被移出 鱼礁周围的海底底质变粗 被移出的细砂土又在流速减弱时被淤积 从而改变了礁区的局部海底形态 由于礁体结构和礁区流场的复杂性 定量分析礁体周围局部的冲淤幅度比较困难 对于大型的礁体 建议通过物理模型试验来确定礁体周围的冲淤变化 人工鱼礁的材料 构造 设计与施工3人工鱼礁的设计 5 平面布置单位鱼礁是构成鱼礁渔场的基本单元 其有效包络面积的大小等于单位鱼礁在海底投影面积的20倍左右时 效果最佳 如单位鱼礁每边长为a 长 宽 高三向尺度 组成体积为V的单位鱼礁 则单位鱼礁的有效包络面积S为 5 平面布置 单位鱼礁的包络半径R为 单位鱼礁的体积V