[發(fā)明專利]一種人工魚礁規(guī)模效應(yīng)評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910653639.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN110400068B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章守宇;郭禹;林軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/0639
• 分類號(hào): G06Q10/0639;G06Q50/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

本發(fā)明提出了海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域的一種人工魚礁規(guī)模效應(yīng)評(píng)價(jià)方法，步驟為:1)通過(guò)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)獲得多種建設(shè)模式的人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)數(shù)據(jù)；2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況提取人工魚礁建設(shè)模式指標(biāo)；3)同時(shí)選擇并計(jì)算代表流場(chǎng)效應(yīng)的范圍與強(qiáng)度指標(biāo)；4)建立人工魚礁建設(shè)模式指標(biāo)與各流場(chǎng)效應(yīng)模型；5)根據(jù)模型，提出優(yōu)化人工魚礁建設(shè)規(guī)模案例方法。系統(tǒng)而全面地提出人工魚礁建設(shè)模式指標(biāo)、流場(chǎng)效應(yīng)范圍與強(qiáng)度指標(biāo)，并建立二者間模型關(guān)系，提出人工魚礁規(guī)模優(yōu)化建設(shè)方法，對(duì)減量增質(zhì)提效建礁策略下人工魚礁建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，是一種人工魚礁規(guī)模效應(yīng)評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

人工魚礁以其良好的海洋生態(tài)修復(fù)與漁業(yè)資源養(yǎng)護(hù)作用被廣泛應(yīng)用于全國(guó)各大海洋牧場(chǎng)工程建設(shè)中，成為海洋牧場(chǎng)建設(shè)的設(shè)施基礎(chǔ)。隨著人工魚礁建設(shè)效果的日漸突出，越來(lái)越多的沿海地區(qū)開啟大規(guī)模投放的現(xiàn)狀，截至2018年底，人工魚礁投放量已達(dá)8325萬(wàn)空方左右，遍布中國(guó)所有沿海城市。為實(shí)現(xiàn)“減量增質(zhì)提效”的人工魚礁建設(shè)策略，對(duì)人工魚礁進(jìn)行建設(shè)規(guī)模優(yōu)化研究尤為重要。

人工魚礁建設(shè)之初主要思想是通過(guò)礁體周圍產(chǎn)生的獨(dú)特流場(chǎng)作用，刺激營(yíng)養(yǎng)鹽、底質(zhì)粒徑和初級(jí)生產(chǎn)力等的產(chǎn)生與傳遞，以食物供給與生境改造的形式達(dá)到增殖浮游生物、中上層游泳生物與底棲生物資源的作用，因此人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)是人工魚礁發(fā)揮生態(tài)與生物效應(yīng)的基礎(chǔ)，是人工魚礁重要的建設(shè)成果體現(xiàn)。人工魚礁建設(shè)模式差異影響其所產(chǎn)生的流場(chǎng)效果，研究人工魚礁建設(shè)模式與流場(chǎng)效應(yīng)關(guān)系是人工魚礁規(guī)模優(yōu)化的數(shù)值依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種人工魚礁規(guī)模效應(yīng)評(píng)價(jià)方法，系統(tǒng)而全面地提出人工魚礁建設(shè)模式指標(biāo)、流場(chǎng)效應(yīng)范圍與強(qiáng)度指標(biāo)，并建立二者間模型關(guān)系，提出人工魚礁規(guī)模優(yōu)化建設(shè)方法，對(duì)減量增質(zhì)提效建礁策略下人工魚礁建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)意義。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種人工魚礁規(guī)模效應(yīng)評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：

S1、通過(guò)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)獲得多種建設(shè)模式的人工魚礁流場(chǎng)效應(yīng)數(shù)據(jù)；

S2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況提取人工魚礁建設(shè)模式指標(biāo)，人工魚礁建設(shè)模式指標(biāo)分為人工魚礁建設(shè)規(guī)模指標(biāo)和人工魚礁建設(shè)強(qiáng)度指標(biāo)；

人工魚礁建設(shè)規(guī)模指標(biāo)包括單位魚礁邊長(zhǎng)和高度、布設(shè)間距與投放量及通透性，其中，單位魚礁邊長(zhǎng)指人工魚礁組合區(qū)邊界長(zhǎng)度，相對(duì)邊長(zhǎng)指單位人工魚礁邊長(zhǎng)與魚礁單體邊長(zhǎng)比值，魚礁高度指單位人工魚礁平均高度，相對(duì)高度指單位魚礁高度與魚礁單體高度之比；人工魚礁投放數(shù)量指一定范圍海域內(nèi)投放所有人工魚礁塊體；布設(shè)間距指人工魚礁單體間距離，以人工魚礁單體邊長(zhǎng)倍數(shù)表示；通透性指人工魚礁單體混凝土體積與其空方體積之比，表示人工魚礁體流通程度的大??；

人工魚礁建設(shè)強(qiáng)度指標(biāo)包括單位魚礁容積率、圍合度、錯(cuò)落度、迎流面積比；其中，單位魚礁容積率指單位魚礁區(qū)人工魚礁投放量與單位魚礁整個(gè)空間體積之比，圍合度是指一定范圍內(nèi)的礁堆所有外側(cè)礁塊外圍長(zhǎng)度之和與整個(gè)外圍線的比值，錯(cuò)落度是指一定范圍內(nèi)的人工魚礁堆的平均高度與最高高度的高度差，迎流面積比R_f是人工魚礁迎流面面積與礁堆占地面積的比值，所涉及的數(shù)學(xué)公式為：R_f(a)＝A_F/A_T；其中A_F表示面對(duì)a流向的人工魚礁的前部迎流區(qū)面積，A_T代表總礁堆用地面積；

S3、以人工魚礁建設(shè)目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，確定相應(yīng)的流場(chǎng)效應(yīng)指標(biāo)，流場(chǎng)效應(yīng)表現(xiàn)為上升流與背渦流作用，指標(biāo)分為范圍指標(biāo)與強(qiáng)度指標(biāo)；

S4、建立人工魚礁建設(shè)模式指標(biāo)與各流場(chǎng)效應(yīng)模型；利用MATLAB中的擬合函數(shù)ployfit進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的單元回歸擬合，應(yīng)用nlinfit函數(shù)建立流場(chǎng)體積與建礁指標(biāo)的多元非線性模型，使用Gauss-Newton法進(jìn)行模型優(yōu)化；

S5、以所得人工魚礁建設(shè)模式與流場(chǎng)效應(yīng)模型，根據(jù)人工魚礁建設(shè)目標(biāo)，選擇流場(chǎng)效應(yīng)最優(yōu)條件下的人工魚礁建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)人工魚礁規(guī)模優(yōu)化。