Page 50 - 2022年第53卷第1期

方形生态礁单体礁原型尺寸为长 3.5 m，宽 3.5 m，
高 1.5 m ，单位鱼礁为五点对称式排布，四个顶点
和中心各投 3 个单体礁，单体礁之间间距为 1 倍礁 19.5m
长 3.5 m，呈品字形排列，15 个单体礁构成边长为 3.5m
3.5m
50 m 的正方形单位礁，四个顶点上的鱼礁组与中 水流方向 50m
心鱼礁组的间距约为 19.50 m。鱼礁模型按照几何
比尺 50∶1 进行设计，制作材料为有机玻璃，则单
50m
体礁模型尺寸为长 0.07 m，宽 0.07 m，高 0.03 m。
由于水槽宽度限制，不能按完整的单位礁规格进行 图 2 方形生态礁单位礁原型及单体礁原型示意
实验，因此选择单位礁原型排布中沿水流方向的三
个鱼礁组为实验对象，实验时单位礁群由 9 个单体礁构成，每组均为呈品字形排列的 3 个单体礁，单体
礁之间间距为 1 倍礁长 70 mm，鱼礁组的间距约为 390 mm，记为 L，在此基础上进行缩小和扩大。
2.3 实验条件设计 根据 2019 年 9 月的野外调查数据，辽东湾区觉华岛人工鱼礁建设区海域平均
水深约为 15 m，按照几何比尺 50∶1，本实验水深 h 为 30 cm，水体为自来水。为了探究不同间距下
单位鱼礁的水动力学特征，本实验在原型间距 390 mm 的基础上进行缩放，共设置了 4 种不同的单
位 鱼 礁 内 鱼 礁 组 间 距 条 件 ， 分 别 为 L =0.75L=293 mm， L =1.00L=390 mm， L =1.25L=488 mm， L =
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1.50L=585 mm，具体摆放方式如图 3 所示。根据刘京鹏 ［26］ 等学者对辽东湾潮流流速分布特征的研究
成果，觉华岛附近海域流速分布大多在 0.4 ~ 1.5 m/s，考虑到渤海海峡最大流速可能达到 2 m/s 以上，
因此每种间距实验中均选择了觉华岛附近海域 0.6 m/s、0.9 m/s、1.2 m/s、1.5 m/s、1.8 m/s 这 5 种实际
不 同 流 速 为 模 拟 对 象 ， 实 验 流 速 按 照 重 力 相 似 原 则 设 计 ， 即 Fr = Fr m ， 速 度 比 尺 应 为
p
ν :ν = 50 :1 ，这样按速度比尺 50 :1 设计 5 个实验流速，分别为 0.085 m/s、0.130 m/s、0.170 m/s、
p
m
0.214 m/s、0.257 m/s，实验流量 Q 分别设为 20 L/s、30 L/s、40 L/s、50 L/s、60 L/s 。综上所述共 4 组
实验，共计 20 个工况，详见表 1。

单位礁
A 组 B 组 C 组
单位礁 A-1 单体礁 B-2

L 1=0.75L=293mm 70mm

293mm

L 2=1.00L=390mm 70mm

390mm

L 3=1.25L=488mm 70mm

488mm

L 4=1.50L=585mm 70mm

585mm

图 3 单位礁构成及不同单位礁内间距的鱼礁摆放示意
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