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文章编号:1000-0615(2020)12-2087-13水产学报,2020,44(12):2087−2099
JOURNALOFFISHERIESOFCHINA
DOI:10.11964/jfc.20190511808
潮流作用下人工鱼礁山海域泥沙输运的数值模拟研究
1,2*11
林军，吴星辰，杨伟
(1.上海海洋大学海洋生态与环境学院，上海201306；
2.上海海洋大学工程技术研究中心，上海201306)
摘要：为探究人工鱼礁投放后对海域底质的影响，实验基于海洋数值模型FVCOM(finite
volumecommunityoceanmodel)及其泥沙计算模块，对嵊泗马鞍列岛的人工鱼礁山的流场
效应、悬沙和底床泥沙冲淤效果进行了数值模拟研究。数值模型中圆台型堆积人工鱼礁
山设置为直径100m、高度10m，将人工鱼礁山部分简化为密闭空间并减去相应高度的
水深，以体现潮流作用下鱼礁山周围的泥沙悬浮、底床冲淤效应。通过对大小潮期间涨
急、落急时刻流场的分析，结果发现鱼礁山对流速的影响主要体现在鱼礁山附近，礁体
上方及潮流主轴两侧的底层流速增加，背流面一侧流速大幅减弱。鱼礁山投放前后悬浮
泥沙含量的差异与流场变化趋势比较接近，最大值不超过0.01g/L。海床的泥沙冲淤结
果在人工鱼礁山周围表现为沿涨、落潮主轴方向淤积，两侧冲刷，冲淤结果在±0.5m左
右，且水平影响范围在鱼礁山2倍直径，即约200m以内，由人工鱼礁引起的泥沙输运
过程是一个局部变化过程。研究表明，为避免局部过度冲刷，需对鱼礁山潮流椭圆短轴
侧的附近海底使用特殊护底型礁体进行加固处理。潮流速度过大、且底质易严重冲淤的
海域不适合建设人工鱼礁山。
关键词:人工鱼礁山；FVCOM；悬浮泥沙；底床冲淤
中图分类号:S931文献标志码:A
近年来，随着海洋渔业资源的过度捕捞和力过程与礁体的相互作用不仅直接影响鱼礁区
[3]
海洋生态环境的破坏加剧，我国近海渔业资源的流场效应，也将影响到鱼礁的物理稳定性。
衰退严重。因此，以投放人工鱼礁、海藻场建国内外对人工鱼礁的水动力效应研究主要集中
设、增殖放流等措施为主的海洋牧场建设养护在不同礁型单体或鱼礁组合的水槽实验和数值
[1]
近海渔业资源和改善海域生态环境具有重要意义。模拟实验，研究分析不同结构类型鱼礁的流场
[4]
人工鱼礁作为现代海洋牧场建设的重要组效应，以及不同水动力环境下鱼礁的受力情
成部分，是指在特定海域投放人造构筑物，以况[5-6]，并在水槽中加入泥沙进行泥沙输运的模
用来为鱼类等提供栖息、索饵和产卵的场所，拟实验[7-9]。实际的人工鱼礁建设不仅要考虑礁
为水生动、植物营造良好的生态环境，达到保体的设计及其流场效应，礁体投放海域的底质
[2]
护和增殖渔业资源，改
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