一種人工魚礁區生態調控范圍的實測方法技術

本發明專利技術提供了一種人工魚礁區生態調控范圍的實測方法，利用了亞熱帶近海海域春末到秋初存在的季節性溫躍層即表底層水溫差異現象，通過多個溫度鏈同步觀測水溫垂向差值來表征海洋牧場人工魚礁區的流場調控和物質輸運范圍。在9個以上站點作同步觀測；每次同步觀測時間在12.5小時以上；大潮、中潮和小潮期間各觀測一次，以對人工魚礁調控范圍做全面評估。本方法近似認為整個人工魚礁群核心投放區為調控范圍核心區；在可能受人工魚礁區調控的海域范圍內均勻布點，以表底層溫差顯著降低的站點為魚礁群調控范圍，將所有相同潮汐條件下的溫差顯著降低站點連線，最外圍連線的封閉區域面積即為此潮汐條件下的人工魚礁區調控范圍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及海洋工程測算
，尤其涉及。
技術介紹
人工魚礁是投放在海洋中，用于改善海域生態環境、增殖漁業資源的人工構造物，可分為沉底式人工魚礁和浮式人工魚礁。進入21世紀，我國沿海各地都在建設不同規模的人工魚礁項目，以沉底式為主。人工魚礁投放在海底后，受到潮流的作用，會在迎流面側產 生上升流，在背流面側產生背渦流。上升流能將海洋底層的營養鹽源源不斷地輸送到真光層中，從而提高海域的初級生產力，進而提高礁區對經濟魚類的增殖能力。在水深與礁體大小合適的情況下，上升流在輸送底層營養鹽的同時，也將底層冷水輸送至溫躍層以上的水層。海水的運動通常為紊流，且魚礁投放海域受水深、波浪等因素影響，流速和流向多變，要通過流速儀測量人工魚礁的流場乃至生態調控規模難度很大；而水槽或風洞實驗則存在模型比例和流體介質差異等問題；在海洋中投放示蹤劑指示流動也存在成本高、實測困難以及潛在的環境污染問題。本方法巧妙地利用了礁區海域的表底層水溫差異現象，以表底層水溫差異作為指標來表征大規模的人工魚礁區的生態調控范圍。
技術實現思路
本專利技術需要解決的技術問題是現有測算人工魚礁區生態調控規模的方法不能滿足測算需要的問題，并提供一種測算人工魚礁區生態調控范圍的實測方法。本專利技術為解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟一種測算人工魚礁區生態調控范圍的實測方法a、利用水聲學攝像儀器，確定人工魚礁群的存在及其核心區域的位置，給出核心區邊界的準確經緯度坐標；水聲學攝像儀器為DIDSON ；b、在人工魚礁區可能影響范圍內，進行多站點的CTD垂向剖面實測，以此剖面的水溫分布規律來確定溫度計的垂向布置個數和水層深度；C、垂向在溫躍層上下布置溫度計進行觀測，通過觀測人工魚礁群對溫躍層的破壞而導致的表底層溫度差減少程度來判斷礁區的流場調控規模；d、在人工魚礁區可能影響范圍內，平面上均勻布置站點進行觀測，站點數越多，實測的結果越精確，站點數應在9個點以上。e、時間跨度上進行大中小潮期間的3次觀測，測算礁區的流場調控范圍隨潮汐大小的周期變化，從而對礁群調控范圍作出更精確的測算；f、將潮汐大小相近時間段內觀測站點的數據進行綜合分析，將受人工魚礁區調控的最外圍站點選出并連線后計算面積，即可得礁區在大潮或中潮或小潮期間的生態調控范圍；另外，c步驟中在所進行的水溫垂向觀測為多站位同步連續時間序列觀測，溫度計測量并記錄數據的時間間隔需控制在5分鐘以內，連續觀測時間在12. 5小時以上。在潮流受礁群影響的上下游同步連續時間序列觀測溫度資料的對比，方可成為下游站點是否為礁群調控范圍的鐵證。本專利技術提出測算方法的適用于以下海域1)由于目前我國所建礁群核心區范圍一般都在Ikm2以內，因此，本方法適用于往復流海域，也同樣適用于旋轉流海域；2)5月底至9月初季節性溫躍層存續期間均適用，熱帶海域長年適用，水深IOm左右的近岸水域在5月底至7月初適用，7月后水溫普遍上升后應用較困難；3)適用的水深范圍，與礁體結構和高度、大小等參數有關，上升流可涌升至溫躍層水層深度海域均可適用，因此，大潮期間適用性較小潮高；4)海底平坦、水深差異小的礁區海域適用，要求海底坡度足夠小，礁群調控區內的最大與最小水深差異在10%之內。綜上所述，本專利技術應用同步長時間序列觀測技術來建立人工魚礁區生態調控范圍 的觀測技術，可以有效的克服現有觀測技術中存在的各種問題，例如水槽模型的比例尺和相似性等，并且能保證觀測的精度，使用本專利技術方法能實現準確測量人工魚礁區的生態影響范圍，測量精度隨觀測站點和觀測次數的增加而增大。附圖說明圖1為簡易溫度鏈示意圖；圖2為商業化溫度鏈示意具體實施例方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本專利技術。一種測算人工魚礁區生態調控范圍的實測方法，步驟如下a、利用水聲學攝像儀器，如DIDS0N，確定人工魚礁群的存在及其核心區域的位置，給出核心區邊界的準確經緯度坐標；人工魚礁是人為在海中設置的構造物，其目的是改善海域生態環境，營造海洋生物棲息的良好環境，為魚類等提供繁殖、生長、索餌和庇敵的場所，達到保護、增殖和提高漁獲量的目的。DIDSON水聲學攝像儀器，是一種帶有水聲“鏡頭”的高清晰度聲納，可以生成幾乎等同影像圖片質量的圖像。工作深度從100nT3000m不等。采用該儀器可以準確地測定人工魚礁群的實際投放位置，并結合高精度差分GPS給出相應的經緯度坐標。b、在人工魚礁區可能影響范圍內，進行多站點的CTD垂向剖面實測，以此剖面的水溫分布規律來確定溫度計的垂向布置個數和水層深度；CTD是一種用于探測海水溫度、鹽度、深度信息的探測儀器。CTD實測數據用于了解該區域海水的溫度垂向分布，給后面的儀器布置提供參考。C、垂向在溫躍層上下布置溫度計進行觀測，通過觀測人工魚礁群對溫躍層的破壞而導致的表底層溫度差減少程度來判斷礁區的流場調控規模；溫躍層是位于海面以下、溫度和密度有顯著變化的薄水層，是上層的暖水層與下層的冷水層間出現垂向水溫急劇下降的水層。d、在人工魚礁區可能影響范圍內，平面上均勻布置站點進行觀測，站點數越多，實測的結果越精確，站點數應在9個點以上。e、時間跨度上進行大中小潮期間的3次觀測，測算礁區的流場調控范圍隨潮汐大小的周期變化，從而對礁群調控范圍作出更精確的測算；f、將潮汐大小相近時間段內觀測站點的數據進行綜合分析，將受人工魚礁區調控的最外圍站點選出并連線后計算面積，即可得礁區在大潮或中潮或小潮期間的生態調控范圍；另外，c步驟中在所進行的水溫垂向觀測為多站位同步連續時間序列觀測，溫度計測量并記錄數據的時間間隔需控制在5分鐘以內，連續觀測時間在12. 5小時以上。在潮流·受礁群影響的上下游同步連續時間序列觀測溫度資料的對比，方可成為下游站點是否為礁群調控范圍的鐵證。提出測算方法的適用于以下海域1)由于目前我國所建礁群核心區范圍一般都在Ikm2以內，因此，本方法適用于往復流海域，也同樣適用于旋轉流海域；2)5月底至9月初季節性溫躍層存續期間均適用，熱帶海域長年適用，水深IOm左右的近岸水域在5月底至7月初適用，7月后水溫普遍上升后應用較困難；3)適用的水深范圍，與礁體結構和高度、大小等參數有關，上升流可涌升至溫躍層水層深度海域均可適用，因此，大潮期間適用性較小潮高；4)海底平坦、水深差異小的礁區海域適用，要求海底坡度足夠小，礁群調控區內的最大與最小水深差異在10%之內。本實施例中，具體觀測過程如下1.測定礁群核心區范圍；2.準備溫度鏈(圖1、圖2);3.規劃布設站點；4.設置采樣間隔等參數，實際投放簡易溫度鏈觀測；5.讀取并分析觀測數據；6.實施例實測結果顯示處于上游的的表底溫差明顯大于下游，說明此礁區落潮階段的流場調控范圍至少在礁區邊緣外500m以上。轉為漲潮后，位于上游的表底層溫差較大，而下游的表底溫差極小，表明礁區漲潮階段的流場調控范圍至少在礁區邊緣外300m以上。簡易溫度鏈結構為，包括主浮子I和主沉子2，主浮子I和主沉子2通過繩索3相連，繩索3上設置有若干個溫度計4，主浮子下方的繩索上設置有用于調節海面距離的小沉子5，主沉子上方的繩索上設置有用于調整海底距離的小浮子6，小沉子5和小浮子6按溫度計位置布置。所述溫度計應該為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種人工魚礁區生態調控范圍的實測方法，其特征在于，包括以下步驟：a、利用水聲學攝像儀器，確定人工魚礁群的存在及其核心區域的位置，給出核心區邊界的準確經緯度坐標；水聲學攝像儀器為DIDSON；b、在人工魚礁區可能影響范圍內，進行多站點的CTD垂向剖面實測，以此剖面的水溫分布規律來確定溫度計的垂向布置個數和水層深度；c、垂向在溫躍層上下布置溫度計進行觀測，通過觀測人工魚礁群對溫躍層的破壞而導致的表底層溫度差減少程度來判斷礁區的流場調控規模；d、在人工魚礁區可能影響范圍內，平面上均勻布置站點進行觀測，站點數越多，實測的結果越精確，站點數應在9個點以上;e、時間跨度上進行大中小潮期間的3次觀測，測算礁區的流場調控范圍隨潮汐大小的周期變化，從而對礁群調控范圍作出更精確的測算；f、將潮汐大小相近時間段內觀測站點的數據進行綜合分析，將受人工魚礁區調控的最外圍站點選出并連線后計算面積，即可得礁區在大潮或中潮或小潮期間的生態調控范圍。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林軍，章守宇，沈蔚，王菲菲，周曦杰，
申請(專利權)人：上海海洋大學，
類型：發明
國別省市：