本申请涉及海洋工程及海洋生态,尤其涉及一种基于人工上升流系统的高效贻贝增产方法。
背景技术:
1、贻贝主要采用浮筏养殖方式,依赖海水中的海藻和有机碎屑作为食物来源,不依赖额外投饵,具有较高的自给自足性。
2、随着养殖密度的增加,水体交换不足的现象逐渐成为制约贻贝生长的关键因素。特别是在春夏季,局部养殖区域出现了饵料短缺,直接影响了贻贝的养殖效率和产量。研究表明,密集的贻贝养殖对海表水体流动造成了显著阻力,限制了养分的自然补充,导致养殖区内部的贻贝生长状况不佳。
3、目前,尚未有相关技术手段,解决由贻贝养殖区域海表流动阻力较大,而导致的养殖区内部贻贝饵料缺乏的问题。现有的气幕式人工上升流理论主要针对营养盐的提升,但缺乏针对贻贝养殖区域流阻问题的研究,导致依据经验或营养盐提升理论布放人工上升流系统,对贻贝增产的效果不佳。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的是提供一种基于人工上升流系统的高效贻贝增产方法,以解决相关技术中存在的由贻贝养殖区域海表流动阻力较大,而导致的养殖区内部贻贝饵料缺乏的问题,以及当前人工上升流理论仅针对营养盐提升,而无相关研究针对对人工上升流在贻贝养殖区域的布放提供指导的技术问题。
2、为了达到上述目的,本发明提供的技术方案如下:
3、第一方面,本申请实施例提供一种基于人工上升流系统的高效贻贝增产方法,包括:
4、获取养殖区域的贻贝苗种悬挂高度、海水密度剖面、海水叶绿素浓度剖面、养殖区域平均深度、养殖区域潮流来流方向及流速、平均深度下人工上升流系统的注气量、注气喷头直径、注射气体密度以及气泡滑移速度;计算人工上升流羽流输运最大高度、最大高度处的羽流的输运半宽以及达到羽流最大上升高度时的水平位移;
5、根据所述达到羽流最大上升高度时的水平位移,确定人工上升流注气装置的水平布放位置;
6、根据所述人工上升流羽流输运最大高度、最大高度处的羽流的输运半宽以及养殖区域的贻贝苗种悬挂高度,确定人工上升流注气装置的布放深度;
7、根据所述人工上升流注气装置的水平布放位置以及布放深度进行人工上升流注气装置布放,并运行人工上升流系统。
8、根据本发明的优选技术方案,所述计算人工上升流羽流输运最大高度、最大高度处的羽流的输运半宽以及达到羽流最大上升高度时的水平位移,包括:
9、根据所述养殖区域的海水密度剖面、平均深度下人工上升流系统的注气量、注射气体密度,确定初始浮力通量、浮力频率;
10、根据所述初始浮力通量、养殖区域潮流流速、养殖区域平均深度、平均深度下人工上升流系统的注气量,计算人工上升流羽流分离高度以及分离位置羽流半宽;
11、根据所述人工上升流羽流分离高度、分离位置羽流半宽、注气喷头直径、养殖区域平均深度、平均深度下人工上升流系统的注气量和养殖区域潮流流速,注射气体密度、计算分离点处羽流的平均垂向速度、密度;
12、根据所述分离位置羽流半宽、分离点处羽流的平均垂向速度、密度和海水密度剖面,计算分离点处的射流动量以及射流浮力通量;
13、根据所述分离点处的射流动量以及射流浮力通量,采用龙格库塔数值计算方法,计算人工上升流羽流的输运高度以及人工上升流羽流的输运半宽;
14、根据所述人工上升流羽流输运高度、人工上升流羽流的输运半宽,计算人工上升流羽流最大上升高度、最大高度处的羽流的输运半宽和达到羽流最大上升高度时的水平位移。
15、可选的,根据所述人工上升流注气装置水平布放位置以及布放深度,将人工上升流系统布放于贻贝养殖区域,通过养殖浮球将所述人工上升流注气喷头固定。喷头通过注气管路,与养殖区外围的空气压缩机连接。控制所述空气压缩机的启停,使人工上升流系统运行。
16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
17、本发明通过将人工上升流技术应用于贻贝养殖,结合潮流效应,优化了中下层水体饵料的卷夹和提升,有效解决了养殖区域内部饵料不足的问题,促进了贻贝的增产。本发明提出的布放方法,改进了现有的人工上升流羽流计算方法,将仅针对营养盐输运的人工上升流羽流理论拓展至贻贝养殖增产领域,设置水平布放位置以及布放深度,综合考虑了人工上升流羽流输运最大高度、人工上升流羽流输运半宽、达到人工上升流最大上升高度时的水平位移以及叶绿素浓度分布。这种人工上升流布放方法在保证人工上升流羽流输送高效率的同时,避免了卷夹下层低饵料浓度的水体,从而更加高效地促进贻贝增产。
18、本发明提出的布放方法适用最为常见的筏式贻贝养殖方法,且布放装置结构简单、稳固,具有较强的适用性与实用性。
19、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
1.一种基于人工上升流系统的高效贻贝增产方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算人工上升流羽流输运最大高度、最大高度处的羽流的输运半宽以及达到羽流最大上升高度时的水平位移,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述养殖区域的海水密度剖面,确定初始浮力通量、浮力频率,具体为:
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述计算人工上升流羽流分离高度以及分离位置羽流半宽,具体为:
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述计算分离点处羽流的平均垂向速度、密度,具体为:
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述分离位置羽流半宽、分离点处羽流的平均垂向速度、密度和海水密度剖面,计算分离点处的射流动量以及射流浮力通量,包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述计算人工上升流羽流的输运高度以及人工上升流羽流的输运半宽,包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,根据所述人工上升流羽流输运高度、人工上升流羽流的输运半宽,计算人工上升流羽流最大上升高度、最大高度处的羽流的输运半宽、达到羽流最大上升高度时的水平位移,包括:
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定人工上升流注气装置的水平布放位置方法为:以养殖区域中心位置,向潮流来流方向平移所述达到羽流最大上升高度时的水平位移长度,该位置即为人工上升流注气装置的水平布放位置。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述海水叶绿素浓度剖面、人工上升流羽流输运的最大高度、最大高度处的输运半宽以及养殖区域的贻贝悬挂高度,确定人工上升流羽流注气装置的布放深度,包括:
