方形重力式網(wǎng)箱抗風(fēng)浪、耐流特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人們對(duì)于魚類蛋白質(zhì)需求的不斷增長(zhǎng)以及海洋漁業(yè)資源尤其是近海漁業(yè)資源的日益衰退，海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)得到迅速發(fā)展，并正成為海洋漁業(yè)的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。在發(fā)展的前期，由于傳統(tǒng)網(wǎng)箱抗風(fēng)浪和抗海流能力差，極易受到臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性氣候的重創(chuàng)，因此，網(wǎng)箱大多只能設(shè)置在風(fēng)浪相對(duì)較小的內(nèi)灣，使得內(nèi)灣海域網(wǎng)箱設(shè)置密度過大，養(yǎng)殖密度高于海區(qū)的環(huán)境容量，造成海域環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，養(yǎng)殖品種質(zhì)量下降，局部海域甚至導(dǎo)致魚病頻發(fā)，魚類大量死亡或魚類種質(zhì)退化?；谏鲜鲈驀鴥?nèi)

2、養(yǎng)殖網(wǎng)箱逐漸由內(nèi)灣、近海向開放海域發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。然而，海域中海況復(fù)雜，海流流速和風(fēng)浪大等原因，深水養(yǎng)殖網(wǎng)箱抗風(fēng)浪能力及其在海流作用下變形而導(dǎo)致的網(wǎng)箱養(yǎng)殖空間的急劇減少，對(duì)實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。因此，如何解決網(wǎng)箱抗風(fēng)浪性能和耐流技術(shù)己成為制約我國深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要工程技術(shù)瓶頸。 本文通過水槽模型試驗(yàn)對(duì)方形網(wǎng)箱框架在波浪中的應(yīng)力分布、網(wǎng)箱在波浪中的錨泊受力以及網(wǎng)箱在水流作用下的容積損失，進(jìn)行了一系列的定性分析，結(jié)果如

3、下： 一、框架在波浪中變形呈周期性變化，周期與波浪周期相同。正面來浪時(shí)，網(wǎng)箱最大變形出現(xiàn)在前端內(nèi)圈迎浪浮管的轉(zhuǎn)角和順浪內(nèi)圈浮管的中點(diǎn)處，在此兩處為應(yīng)力集中明顯。在相同周期和波長(zhǎng)情況下，正應(yīng)變隨波高的增加而增加，負(fù)應(yīng)變?cè)谝欢ㄖ芷趦?nèi)減??；當(dāng)周期增大到一定值時(shí)，負(fù)應(yīng)變隨波高增加而增加；在相同波高情況下，某一周期的變形相對(duì)其它周期的變形大。 二、周期(波長(zhǎng))一定時(shí)，纜繩最大張力隨著波高的增加而增加，隨著波浪周期(波長(zhǎng))的增加，纜

4、繩張力隨著波高增加的趨勢(shì)變緩，而在同樣波高的情況下，周期(波長(zhǎng))越長(zhǎng)則纜繩所受最大張力反而減少。由此可推測(cè)網(wǎng)箱錨泊系統(tǒng)主要是受大浪影響，當(dāng)網(wǎng)箱隨大浪作近似圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)慣性對(duì)錨泊系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊力而使錨泊移位，從而破壞整個(gè)網(wǎng)箱系統(tǒng)。所以在網(wǎng)箱錨泊系統(tǒng)中增加緩沖錨鏈、緩沖浮子等緩沖裝置對(duì)于安裝在風(fēng)浪較大海域的網(wǎng)箱來說是必不可少的。而長(zhǎng)涌浪由于其周期很長(zhǎng)，盡管其波高有時(shí)也較大，但不會(huì)給錨泊系統(tǒng)造成多大危害。其原因可能是水分子運(yùn)動(dòng)速度與加

5、速度在相同波高下隨波浪周期的遞增有變小的趨勢(shì)，使單位時(shí)間單位截面積內(nèi)的波浪能量變小，且周期越長(zhǎng)，在一個(gè)波浪周期內(nèi)對(duì)錨泊系統(tǒng)的作用時(shí)間越長(zhǎng)，從而減小了沖擊力。 三、通過模型試驗(yàn)測(cè)量不同裝配、流速和配重下，網(wǎng)箱表征容積(網(wǎng)箱橫截面的投影面積)的變化。結(jié)果表明，流速增加使網(wǎng)箱有效容積受到很大損失；增加配重對(duì)于改善網(wǎng)箱的變形是有限度的；在網(wǎng)箱底部加裝底框可在一定程度上改善網(wǎng)箱的耐流性能；開發(fā)出的網(wǎng)箱耐流錨泊技術(shù)，可以在較大的流速情況下很