渤海灣典型人工魚礁區域流場分布與海床泥沙起動特征

舒安平，王夢瑤，秦際平，王 澍，朱福楊

（1. 北京師范大學 環境學院 水沙科學教育部重點實驗室，北京 100875；2.中國電建集團 中南勘測設計研究院有限公司，湖南 長沙 410014）

1 研究背景

近年來，我國渤海灣等近海海域受養殖空間超負荷、海洋捕撈強度高以及全球氣候變化等因素的影響，導致海洋生態環境被污染、漁業資源遭受破壞[1-3]。建設海洋牧場可以促進漁業資源恢復、發展海洋經濟，是合理開發利用漁業資源、保護海洋生態環境的重要舉措[1，4-8]。投放人工魚礁則是海洋牧場建設過程中采用的一種重要技術手段，合理的人工魚礁建設有利于調整海洋產業結構，從根本上修復和改善海洋生態環境、優化漁業資源、促進海洋經濟持續健康發展[7，9-10]。因此，對渤海灣人工魚礁區域水流流動分布與海床泥沙起動特征進行分析，對人工魚礁布設、評價實際海域人工魚礁的環境功能和流場泥沙效應具有重要實際意義。

作為海洋牧場極其重要的建設內容之一，近三十年來人工魚礁的社會、生態和經濟等方面的價值越來越來越受到相關行業重視，一些專家學者已進行了有益的探索研究[7，9-10]。鄭延璇等利用計算流體力學CFD軟件，采用RNG k-ε湍流模型，研究不同來流流速（0.3、0.5、0.8 m/s）下星體型魚礁模型的流場效應，分析了礁體投放方式與流場效應的關系[12]；李曉磊等同樣利用CFD軟件，對定常流作用下方形魚礁模型進行數值模擬，研究了礁體周圍的三維渦結構[13]。Miao和Xie通過模擬波浪研究了水深對人工魚礁水動力的影響，計算結果表明只有當水深與礁高的比值小于等于6.0時，水動力特征值才隨著水深的減小而增大[14]。……