青岛斋堂岛海域春季双桩竖杆张网网囊网目的选择性

2014年春季,采用平行作业法,以2a=16 mm(a为目脚长度)的菱形目网囊为对照网(CN),选取30 mm菱形目网囊和20 mm、30 mm、40 mm的方形目网囊(分别以30D、20S、30S和40S表示)作为实验网囊,对青岛斋堂岛附近海域的双桩竖杆张网进行了不同网目形状的网囊和不同网目尺寸方形目网囊的选择性比较试验。以多元统计分析方法进行种间选择性分析,以Logistic曲线作为选择性模型、采用极大似然估算法进行种内选择性分析。结果显示,与对照网相比,所有实验网囊均能有效释放玉筋鱼(Ammodytes personatus)、舒氏海龙(Syngnathus schlegeli)等低值渔获以及经济鱼类的幼体。比较不同网目形状网囊的渔获数据发现,方形目网囊较菱形目网囊具有更好的选择性,其中30S网囊对玉筋鱼和舒氏海龙的释放率(以尾数计)分别比30D网囊高4.61%和16.80%,对六丝钝尾虾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)和日本枪乌贼(Loigo japonica)的50%选择体长(胴长)L50分别比30D网囊大38.47%和61.29%。比较不同网目尺寸方形目网囊的渔获数据发现,当实验网为20S和30S时,六丝钝尾虾虎鱼的L50分别为6.58 cm和7.20 cm,选择范围(SR)分别为3.02 cm和0.87 cm;当实验网为20S、30S和40S时,日本枪乌贼的L50分别为2.88 cm、4.03 cm和10.49 cm,SR分别为0.74 cm、0.52 cm和2.67 cm;不同尺寸的方形目网囊对这2种渔获物的L50随着网目尺寸的增大而增大。根据实验海区各种渔获物的经济价值、低值鱼类和幼鱼的释放比例以及分拣渔获物的劳动力投入等综合分析认为,30 mm方形目网囊在保护渔业资源的同时对渔业生产不会造成显著影响,建议予以推广。

潮流能水轮机阵列方式与其产能关系研究

潮流能资源的商业化开发,一般通过潮流能水轮机组成阵列来实现,因此,需要考察潮流能水轮机的阵列方式与其产能的关系。文章基于Delft 3D-Flow软件建立了青岛斋堂岛及其附近水域的三维水动力模型。经TSE方法选取阵列在目标水域的放置位置后,采用动量损失的方法将潮流能水轮机对流场的影响进行等效,研究不同阵列排布方式下的实际产能。研究结果表明:在单位面积的潮流场中,当阵列中的水轮机间距小于一定值时,通过缩小间距来增加阵列中水轮机的数量对阵列的整体产能提升不大;增加阵列中的水轮机间距可提高单台水轮机的平均产能,但是,当间距大于一定值时,继续增加间距,单台水轮机的产能变化并不显著。

斋堂岛东南海域波浪特征及海浪谱分析

利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30m,平均周期为3.3s,最大周期为8.3s,常浪向为E-SE向。本文亦讨论了本海域波高分布和波高与周期的关系,并基于JONSWAP谱谱型的基本结构,拟合得到适用于本海域的海浪谱谱型,可为海洋能发电装置的布设及相应的工程建设提供一定的参考。

水平轴潮流能水轮机阵列对区域潮流场影响研究

为考察水轮机阵列对区域潮流特性的影响,本文基于Delft 3D-Flow建立斋堂岛及附近水域的三维水力学模型并通过实测数据进行校验。经验证后的模型,采用TSE方法确定阵列在目标水域中的放置位置,并通过动量损失方式模拟水轮机对流场的影响,进而研究和评估在一定水域面积下不同水轮机数量组成的阵列对潮流场的影响。仿真结果显示:该水域放置水轮机阵列将对附近较大范围水域的水位产生影响,在靠近阵列处水位变化最大能达到3 cm;对区域流速影响较为显著,当阵列中水轮机密度较大时,其尾流影响区域局部时刻流速下降能达到45 cm/s且影响距离可延伸至其下游2 km外。

基于波流耦合分析下的斋堂岛海域潮流特性研究

利用Delft3D FLOW和WAVE模块建立斋堂岛海域的潮流场、波浪场水动力学模型,并通过2个模块在线耦合的方法建立波流双向耦合模型,模拟并分析波流耦合环境下的斋堂岛海域潮流特性;根据波流耦合模型和潮流模型数值模拟的结果,对比分析波流耦合环境下的斋堂岛海域潮流特性变化,同时研究波浪在沿岸不同的空间位置对流速变化的影响。结果表明:斋堂岛海域在离岸位置160~400 m的波浪破碎带区域内,波浪对流速的影响较为明显,且在水深较浅区域影响幅度大于水深较深区域。

潮流能水轮机转子直径对阵列产能及附近水域的影响研究

为研究潮流能水轮机转子直径对阵列产能及附近水域的影响,基于Delft3D-Flow模块,采用区域分解法建立斋堂岛水域水动力模型,并通过实测数据进行验证。根据全年TSE指数分布及斋堂岛水深特性进行阵列选址及布置,结果显示:在布置区域及阵列布局相同的情况下,水轮机转子直径选取不同值时阵列对流场的影响基本相差不大,但转子直径增大时,阵列产能先升后降,存在最大值。

斋堂岛水域潮流能发电站规划及对附近水域影响

青岛的斋堂岛水域,是我国北方较为典型的潮流能资源区,比较适合进行潮流能的规模化开发。基于Delft 3D-Flow建立斋堂岛及其附近水域的三维水力学模型,并通过实测数据进行校正和验证。在此基础上,考察TSE因子分布和实际水深对电站进行选址和规划,并采用动量损失的方法对电站中的水平轴潮流能水轮机进行模拟,进而对其可能带来的影响进行评估。仿真结果显示:潮流能发电站对区域水位影响较小,最大水位改变不超过3 cm;对区域流速影响较大,在电站附近局部流速下降能够达到50 cm/s,影响范围能达到电站尾流处2.5 km以外。

斋堂岛海域波浪能资源的数值模拟研究

近些年来,波浪能作为新型可再生能源日益受到人们的重视。波浪资源评估对于研发波浪能发电装置、为波浪发电场选址具有至关重要的作用,目前主要通过实地观测和数值模拟两种手段对波浪资源进行评估。本文利用第三代波浪模型对斋堂岛附近海域进行了数值模拟,分析了当地的波浪条件并对蕴藏的波浪能资源进行了初步评估,并对目标位置的波浪资源进行了详细地计算和分析。计算结果表明,斋堂岛海域波浪资源有着显著的季节变化特征,波浪集中分布在东–南方向,最大波能流密度可达25 k W/m,资源相对稳定。