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基于水槽模型试验的人工鱼礁局部冲淤研究

王佳美 唐振朝 丁玲 贾晓平 张钟哲

王佳美, 唐振朝, 丁玲, 贾晓平, 张钟哲. 基于水槽模型试验的人工鱼礁局部冲淤研究[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20200074
引用本文: 王佳美, 唐振朝, 丁玲, 贾晓平, 张钟哲. 基于水槽模型试验的人工鱼礁局部冲淤研究[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20200074
Jiamei WANG, Zhenzhao TANG, Ling DING, Xiaoping JIA, Zhongzhe ZHANG. Study on local scour of artificial reef based on flume test[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20200074
Citation: Jiamei WANG, Zhenzhao TANG, Ling DING, Xiaoping JIA, Zhongzhe ZHANG. Study on local scour of artificial reef based on flume test[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20200074

基于水槽模型试验的人工鱼礁局部冲淤研究

doi: 10.12131/20200074
基金项目: 防城港钢铁项目渔业生态保护修复工程 (01-154);公益性行业 (农业) 科研专项经费项目 (201003068);国家科技支撑计划项目 (2012BAD18B02)
详细信息
    作者简介:

    王佳美 (1994—),女,硕士研究生,研究方向为人工鱼礁物理模型试验。E-mail: 1322155435@qq.com

    通讯作者:

    唐振朝 (1978—),男,博士,副研究员,从事人工鱼礁数值模拟研究。E-mail: tangzhenzhao@scsfri.ac.cn

  • 中图分类号: S 953.1

Study on local scour of artificial reef based on flume test

  • 摘要: 为提高人工鱼礁建设选址和礁体设计的科学性,基于试验水槽对2种人工鱼礁在粉砂黏土上的局部冲淤情况进行了物理模型试验,通过地形测量和理论分析,研究了5组不同流速条件下2种人工鱼礁礁体结构的局部冲淤情况。结果表明,在粉砂黏土底质上,流速小于0.22 m·s−1时,泥沙扰动小,2种礁体的周围局部冲刷小,冲淤形态以礁体底板附近浮沙堆积为主,且随速度增大而增高;流速大于0.22 m·s−1时,洗掘现象较为明显,鱼礁周围冲刷坑范围及深度随流速的增大而增加,而礁体周围泥沙堆积高度随速度增大而减小。支撑结构较为复杂的A礁冲淤现象显著且复杂,冲刷坑深度最大值位于礁体中间底部,为−15 mm,且在礁后1倍礁高处出现长尾状泥沙堆积,其在0.27 m·s−1流速时达到最大值5 mm;而B礁冲淤现象不显著,仅在底板附近出现少量堆积与冲刷坑,但由于底板开口比较大导致B礁发生沉降。因此今后的研究应结合建设选址海域的底质及水文特征对礁体支撑结构和底板进行优化设计并进行模型试验及数值模拟,以避免礁体冲淤严重引起沉降、掩埋等现象,从而影响鱼礁建设效果。
  • 图  1  A礁与B礁礁体模型

    Figure  1.  Reef models of Reef A and Reef B

    图  2  试验区域

    Figure  2.  Test area

    图  3  试验沙粒径级配曲线

    Figure  3.  Grain-size distribution curve

    图  4  测点分布

    Figure  4.  Measuring points distribution

    图  5  礁体侧面冲刷形态

    Figure  5.  Scouring pattern at reef corner

    图  6  礁后尾迹现象示意图

    Figure  6.  Wake pattern behind reef

    图  7  礁体侧面测点 (a)、中间测点 (b)、后方测点 (c) 和“尾巴”测点 (d) 的冲刷形态变化

    Figure  7.  Measured values of side measuring point (a), middle measuring point (b), rear measuring point (c) and "tail" measuring point (d) of reef

    图  8  流速为 0.11 m·s−1 (a)、0.22 m·s−1 (b) 和0.34 m·s−1 (c) 时礁体周边冲刷形态及测点分布 (d)

    Figure  8.  Scouring pattern at velocities of 0.11 m·s−1 (a), 0.22 m·s−1 (b), 0.34 m·s−1 (c) and measuring points distribution (d)

    图  9  礁体周围测点冲刷形态变化

    Figure  9.  Scouring pattern at measuring point around reef

    表  1  礁体原型与礁体模型参数

    Table  1.   Prototype and model parameters of reefs

    礁体
    Reef
    原型 Prototype 模型 Model
    几何尺寸
    Geometry size/m
    质量
    Mass/t
    几何尺寸
    Geometry size/m
    质量
    Mass/t
    A礁 Reef A 3.6×3.0×5.5 15.55 0.18×0.15×0.275 2.0×10−3
    B礁 Reef B 4.0×3.6×6.0 21.02 0.20×0.18×0.30 2.56×10−3
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-14
  • 修回日期:  2020-05-26
  • 网络出版日期:  2020-11-19

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