一种人工鱼礁区生态调控范围的实测方法

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。

权利要求

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部。

说明书

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，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；

[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一2
般都在1km 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。

[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、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100m~3000m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，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一般都在2
1km 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。