一种人工鱼礁区生态调控范围的实测方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102986567 B (45)授权公告日 2014.05.07 CN 102986567 B (21)申请号 201210528467.4 (22)申请日 2012.12.10 A01K 61/00(2006.01) (73)专利权人 上海海洋大学 地址 201306 上海市浦东新区临港新城沪城 环路 999 号 (72)发明人 林军 章守宇 沈蔚 王菲菲 周曦杰 (74)专利代理机构 上海三和万国知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 31230 代理人 陈伟勇 CN 102169523 A,2011.08.31, 全文 . CN 1647620 A,2005.0。

2、8.03, 全文 . CN 101366365 A,2009.02.18, 全文 . US 20020162515 A1,2002.11.07, 全文 . CN 101694678 A,2010.04.14, 全文 . JP 特开 2009-11169 A,2009.01.22, 全文 . JP 特开 2005-21014 A,2005.01.27, 全文 . 林军等 . 人工鱼礁物理稳定性及其生态效应 的研究进展 .海洋渔业 .2006, 第 28 卷 ( 第 3 期 ),257-262. 刘同渝 . 人工鱼礁的流态效应 .水产科 技 .2003,( 第 6 期 ),43-44. (54) 。

3、发明名称 一种人工鱼礁区生态调控范围的实测方法 (57) 摘要 本发明提供了一种人工鱼礁区生态调控范围 的实测方法， 利用了亚热带近海海域春末到秋初 存在的季节性温跃层即表底层水温差异现象， 通 过多个温度链同步观测水温垂向差值来表征海洋 牧场人工鱼礁区的流场调控和物质输运范围。在 9 个以上站点作同步观测 ； 每次同步观测时间在 12.5 小时以上 ； 大潮、 中潮和小潮期间各观测一 次， 以对人工鱼礁调控范围做全面评估。 本方法近 似认为整个人工鱼礁群核心投放区为调控范围核 心区 ； 在可能受人工鱼礁区调控的海域范围内均 匀布点， 以表底层温差显著降低的站点为鱼礁群 调控范围， 将所有相同。

4、潮汐条件下的温差显著降 低站点连线， 最外围连线的封闭区域面积即为此 潮汐条件下的人工鱼礁区调控范围。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 熊晶 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)授权公告号 CN 102986567 B CN 102986567 B 1/1 页 2 1. 一种人工鱼礁区生态调控范围的实测方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： a、 利用水声学摄像仪器， 确定人工鱼礁群的存在及其核心区域的位置， 给出核心区边 界的准确经纬度坐标 ； 水声学摄像仪器。

5、为 DIDSON ； b、 在人工鱼礁区可能影响范围内， 进行多站点的 CTD 垂向剖面实测， 以此剖面的水温 分布规律来确定温度计的垂向布置个数和水层深度 ； c、 垂向在温跃层上下布置温度计进行观测， 通过观测人工鱼礁群对温跃层的破坏而导 致的表底层温度差减少程度来判断礁区的流场调控规模 ； d、 在人工鱼礁区可能影响范围内， 平面上均匀布置站点进行观测， 站点数越多， 实测的 结果越精确， 站点数应在 9 个点以上 ; e、 时间跨度上进行大中小潮期间的 3 次观测， 测算礁区的流场调控范围随潮汐大小的 周期变化， 从而对礁群调控范围作出更精确的测算 ； f、 将潮汐大小相近时间段内观测。

6、站点的数据进行综合分析， 将受人工鱼礁区调控的最 外围站点选出并连线后计算面积， 即可得礁区在大潮或中潮或小潮期间的生态调控范围。 2.根据权利要求1所述的人工鱼礁区生态调控范围的实测方法， 其特征在于， c步骤中 在所进行的水温垂向观测为多站位同步连续时间序列观测， 温度计测量并记录数据的时间 间隔需控制在 5 分钟以内， 连续观测时间在 12.5 小时以上。 3. 根据权利要求 1 所述的一种人工鱼礁区生态调控范围的实测方法， 其特征在于， 所 述人工鱼礁群为复数个单位人工鱼礁的排列组合， 所述单位人工鱼礁则为复数个人工鱼礁 单体的排列组合。 4.根据权利要求1所述的一种人工鱼礁区生态调控。

7、范围的实测方法， 其特征在于， c步 骤中采用简易温度链观测 ； 简易温度链结构为， 包括主浮子和主沉子， 主浮子和主沉子通过 绳索相连， 绳索上设置有若干个温度计， 主浮子下方的绳索上设置有用于调节紧邻温度计 与海面距离的小沉子， 主沉子上方的绳索上设置有用于调整紧邻温度计与海底距离的小浮 子， 小沉子和小浮子按温度计位置布置。 5. 根据权利要求 1 所述的一种人工鱼礁区生态调控范围的实测方法， 其特征在于， c 步骤中采用商用温度链观测 ； 商用温度链结构为， 包括浮子和沉子， 浮子和沉子通过绳索相 连， 绳索上设置有若干个温度计， 各温度计连接一个数据记录仪， 数据记录仪设置在绳索上 。

8、部。 权 利 要 求 书 CN 102986567 B 2 1/4 页 3 一种人工鱼礁区生态调控范围的实测方法 技术领域 0001 本发明涉及海洋工程测算技术领域， 尤其涉及一种人工鱼礁区生态调控范围的实 测方法。 背景技术 0002 人工鱼礁是投放在海洋中， 用于改善海域生态环境、 增殖渔业资源的人工构造物， 可分为沉底式人工鱼礁和浮式人工鱼礁。进入 21 世纪， 我国沿海各地都在建设不同规模的 人工鱼礁项目， 以沉底式为主。人工鱼礁投放在海底后， 受到潮流的作用， 会在迎流面侧产 生上升流， 在背流面侧产生背涡流。上升流能将海洋底层的营养盐源源不断地输送到真光 层中， 从而提高海域的初级。

9、生产力， 进而提高礁区对经济鱼类的增殖能力。 在水深与礁体大 小合适的情况下， 上升流在输送底层营养盐的同时， 也将底层冷水输送至温跃层以上的水 层。 0003 海水的运动通常为紊流， 且鱼礁投放海域受水深、 波浪等因素影响， 流速和流向多 变， 要通过流速仪测量人工鱼礁的流场乃至生态调控规模难度很大 ； 而水槽或风洞实验则 存在模型比例和流体介质差异等问题 ； 在海洋中投放示踪剂指示流动也存在成本高、 实测 困难以及潜在的环境污染问题。本方法巧妙地利用了礁区海域的表底层水温差异现象， 以 表底层水温差异作为指标来表征大规模的人工鱼礁区的生态调控范围。 发明内容 0004 本发明需要解决的技术。

10、问题是现有测算人工鱼礁区生态调控规模的方法不能满 足测算需要的问题， 并提供一种测算人工鱼礁区生态调控范围的实测方法。 0005 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤 ： 0006 一种测算人工鱼礁区生态调控范围的实测方法 ： 0007 a、 利用水声学摄像仪器， 确定人工鱼礁群的存在及其核心区域的位置， 给出核心 区边界的准确经纬度坐标 ； 水声学摄像仪器为 DIDSON ； 0008 b、 在人工鱼礁区可能影响范围内， 进行多站点的 CTD 垂向剖面实测， 以此剖面的 水温分布规律来确定温度计的垂向布置个数和水层深度 ； 0009 c、 垂向在温跃层上下布置温度计进行观测， 。

11、通过观测人工鱼礁群对温跃层的破坏 而导致的表底层温度差减少程度来判断礁区的流场调控规模 ； 0010 d、 在人工鱼礁区可能影响范围内， 平面上均匀布置站点进行观测， 站点数越多， 实 测的结果越精确， 站点数应在 9 个点以上。 0011 e、 时间跨度上进行大中小潮期间的 3 次观测， 测算礁区的流场调控范围随潮汐大 小的周期变化， 从而对礁群调控范围作出更精确的测算 ； 0012 f、 将潮汐大小相近时间段内观测站点的数据进行综合分析， 将受人工鱼礁区调控 的最外围站点选出并连线后计算面积， 即可得礁区在大潮或中潮或小潮期间的生态调控范 围 ； 说 明 书 CN 102986567 B 。

12、3 2/4 页 4 0013 另外， c 步骤中在所进行的水温垂向观测为多站位同步连续时间序列观测， 温度计 测量并记录数据的时间间隔需控制在 5 分钟以内， 连续观测时间在 12.5 小时以上。在潮流 受礁群影响的上下游同步连续时间序列观测温度资料的对比， 方可成为下游站点是否为礁 群调控范围的铁证。 0014 本发明提出测算方法的适用于以下海域 ： 1） 由于目前我国所建礁群核心区范围一 般都在 1km2以内， 因此， 本方法适用于往复流海域， 也同样适用于旋转流海域 ； 2） 5 月底至 9 月初季节性温跃层存续期间均适用， 热带海域长年适用， 水深10m左右的近岸水域在5月底 至 7 。

13、月初适用， 7 月后水温普遍上升后应用较困难 ； 3） 适用的水深范围， 与礁体结构和高度、 大小等参数有关， 上升流可涌升至温跃层水层深度海域均可适用， 因此， 大潮期间适用性较 小潮高 ； 4） 海底平坦、 水深差异小的礁区海域适用， 要求海底坡度足够小， 礁群调控区内的 最大与最小水深差异在 10% 之内。 0015 综上所述， 本发明应用同步长时间序列观测技术来建立人工鱼礁区生态调控范围 的观测技术， 可以有效的克服现有观测技术中存在的各种问题， 例如水槽模型的比例尺和 相似性等， 并且能保证观测的精度， 使用本发明方法能实现准确测量人工鱼礁区的生态影 响范围， 测量精度随观测站点和观。

14、测次数的增加而增大。 附图说明 0016 图 1 为简易温度链示意图 ； 0017 图 2 为商业化温度链示意图 ； 具体实施方式 0018 为了使本发明实现的技术手段、 创作特征、 达成目的与功效易于明白了解， 下面结 合图示与具体实施例， 进一步阐述本发明。 0019 一种测算人工鱼礁区生态调控范围的实测方法， 步骤如下 ： 0020 a、 利用水声学摄像仪器， 如 DIDSON， 确定人工鱼礁群的存在及其核心区域的位置， 给出核心区边界的准确经纬度坐标 ； 0021 人工鱼礁是人为在海中设置的构造物， 其目的是改善海域生态环境， 营造海洋生 物栖息的良好环境， 为鱼类等提供繁殖、 生长、。

15、 索饵和庇敌的场所， 达到保护、 增殖和提高渔 获量的目的。 0022 DIDSON 水声学摄像仪器， 是一种带有水声 “镜头” 的高清晰度声纳， 可以生成几乎 等同影像图片质量的图像。工作深度从 100m3000m 不等。采用该仪器可以准确地测定人 工鱼礁群的实际投放位置， 并结合高精度差分 GPS 给出相应的经纬度坐标。 0023 b、 在人工鱼礁区可能影响范围内， 进行多站点的 CTD 垂向剖面实测， 以此剖面的 水温分布规律来确定温度计的垂向布置个数和水层深度 ； 0024 CTD 是一种用于探测海水温度、 盐度、 深度信息的探测仪器。CTD 实测数据用于了 解该区域海水的温度垂向分布。

16、， 给后面的仪器布置提供参考。 0025 c、 垂向在温跃层上下布置温度计进行观测， 通过观测人工鱼礁群对温跃层的破坏 而导致的表底层温度差减少程度来判断礁区的流场调控规模 ； 0026 温跃层是位于海面以下、 温度和密度有显著变化的薄水层， 是上层的暖水层与下 说 明 书 CN 102986567 B 4 3/4 页 5 层的冷水层间出现垂向水温急剧下降的水层。 0027 d、 在人工鱼礁区可能影响范围内， 平面上均匀布置站点进行观测， 站点数越多， 实 测的结果越精确， 站点数应在 9 个点以上。 0028 e、 时间跨度上进行大中小潮期间的 3 次观测， 测算礁区的流场调控范围随潮汐大 。

17、小的周期变化， 从而对礁群调控范围作出更精确的测算 ； 0029 f、 将潮汐大小相近时间段内观测站点的数据进行综合分析， 将受人工鱼礁区调控 的最外围站点选出并连线后计算面积， 即可得礁区在大潮或中潮或小潮期间的生态调控范 围 ； 0030 另外， c 步骤中在所进行的水温垂向观测为多站位同步连续时间序列观测， 温度计 测量并记录数据的时间间隔需控制在 5 分钟以内， 连续观测时间在 12.5 小时以上。在潮流 受礁群影响的上下游同步连续时间序列观测温度资料的对比， 方可成为下游站点是否为礁 群调控范围的铁证。 0031 提出测算方法的适用于以下海域 ： 1） 由于目前我国所建礁群核心区范围。

18、一般都在 1km2以内， 因此， 本方法适用于往复流海域， 也同样适用于旋转流海域 ； 2） 5 月底至 9 月初季 节性温跃层存续期间均适用， 热带海域长年适用， 水深 10m 左右的近岸水域在 5 月底至 7 月 初适用， 7 月后水温普遍上升后应用较困难 ； 3） 适用的水深范围， 与礁体结构和高度、 大小 等参数有关， 上升流可涌升至温跃层水层深度海域均可适用， 因此， 大潮期间适用性较小潮 高 ； 4） 海底平坦、 水深差异小的礁区海域适用， 要求海底坡度足够小， 礁群调控区内的最大 与最小水深差异在 10% 之内。 0032 本实施例中， 具体观测过程如下 ： 0033 1. 测定。

19、礁群核心区范围 ； 0034 2. 准备温度链 （图 1、 图 2） ； 0035 3. 规划布设站点 ； 0036 4. 设置采样间隔等参数， 实际投放简易温度链观测 ； 0037 5. 读取并分析观测数据 ； 0038 6. 实施例实测结果显示 ： 处于上游的的表底温差明显大于下游， 说明此礁区落潮 阶段的流场调控范围至少在礁区边缘外 500m 以上。转为涨潮后， 位于上游的表底层温差较 大， 而下游的表底温差极小， 表明礁区涨潮阶段的流场调控范围至少在礁区边缘外 300m 以 上。 0039 简易温度链结构为， 包括主浮子 1 和主沉子 2， 主浮子 1 和主沉子 2 通过绳索 3 相 。

20、连， 绳索 3 上设置有若干个温度计 4， 主浮子下方的绳索上设置有用于调节海面距离的小沉 子 5， 主沉子上方的绳索上设置有用于调整海底距离的小浮子 6， 小沉子 5 和小浮子 6 按温 度计位置布置。所述温度计应该为耐压耐腐蚀的温度计。 0040 采用商用温度链观测 ； 商用温度链结构为， 包括浮子 s1 和沉子 s2， 浮子 s1 和沉子 s2 通过绳索 s3 相连， 绳索 s3 上设置有若干个温度计 s4， 各温度计 s4 连接一个数据记录仪 s5， 数据记录仪 s5 设置在绳索上部。所述温度计应该为耐压耐腐蚀的温度计， 以耐压耐腐 蚀防水的温度传感器为佳。 0041 本发明应用同步长。

21、时间序列观测技术来建立人工鱼礁区生态调控范围的观测技 术， 可以有效的克服现有观测技术中存在的各种问题， 例如水槽模型的比例尺和相似性等， 说 明 书 CN 102986567 B 5 4/4 页 6 并且能保证观测的精度， 使用本发明方法能实现准确测量人工鱼礁区的生态影响范围， 测 量精度随观测站点和观测次数的增加而增大。 0042 以上显示和描述了本发明的基本原理、 主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。 说 明 书 CN 102986567 B 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102986567 B 7 。