海上退役石油平台造礁工程生态效应研究
海上退役石油平台和相关设施的处置是世界各国普遍关注的重要环境问题之一。将海上退役采油设施改造为人工鱼礁可以节约拆除成本，降低海上作业风险，减少海洋生态环境的影响，具有重要的经济、社会和环境意义。 本文以埕岛油田退役石油平台为研究对象，在区域环境概况调查的基础上，对海上退役石油平台礁址选择进行了评价，并对采油平台功能、结构进行了系统研究，分析了退役石油平台拆除和人工造礁方案，全面研究了鱼礁周围流场变化特征、沉积物冲刷状况以及人工鱼礁对鱼类诱集效果，调查和评价平台造礁的生态环境效应。取得的主要结论如下： (1)当地的渔业资源亟需进行养护和恢复，而埕岛油田海域的地势地质条件、水质条件、水体流速、水深以及生态渔业条件均满足人工鱼礁的选址要求，埕岛油田CB6A平台栈桥北海域可以作为人工鱼礁工程实施海域。 (2)将退役石油平台钢结构作为主体框架，在平台钢架结构中心及周边区域合理配置不同类型的鱼礁单体，并在水下平台钢架结构上悬挂塑料浮体，可以形成退役石油平台人工造礁工程。 (3)鱼礁的流场效应在纵向上主要发生在鱼礁前2a/3（a为正方体鱼礁模型的边长）至鱼礁后20a/3范围内，在20a/3处流场影响较小，主要横向影响区域为-4a/3到4a/3。在鱼礁前方形成了明显的上升流，鱼礁左右两端处流速也随来流流速的增加而上升，但其增加幅度是逐渐降低的。鱼礁后尾流区的范围及高度随来流流速的增大而增大，且尾流区内流速也相应增加。相对于无盖的鱼礁，有盖的鱼礁周围流场变化幅度较大，其尾流区影响范围较大。 (4)在同一水流速度的情况下，有盖的鱼礁周围受冲刷的程度比无盖的鱼礁要大，然而两者周围水体中悬浮物浓度基本一致。鱼礁在有盖或无盖的情况下，随着流速的增加雷诺数是逐渐增加的，但是阻力系数趋于递减的趋势。其中，在相同流速和迎流角度的情况下，有盖的礁体的阻力系数比无盖的礁体的阻力系数要大；对于同一鱼礁礁体，在相同的流速下，迎流角度为0°时比迎流角度为45°的阻力系数要大。 (5)在有礁体存在情况下，聚鱼效果远高于无礁体存在情况下的聚鱼效果，聚鱼率最大差别达到29％。对于同一形状的礁体，有孔礁体比有框鱼礁具有更好的聚鱼效果。对不同形状、不同结构的礁体，正方体有盖有孔鱼礁对黑头鱼的诱集作用最显著。 (6)鱼礁群建成15个月后，礁群高度与建成2个月时的礁群高度相差不大，且礁群未发生明显倒塌，具有很好的稳定性；与对照区相比，投礁后鱼礁区浮游植物数量增加，而浮游动物和底栖生物的数量减少，这可能与鱼类对浮游动物和底栖生物的摄食有关；鱼礁区的渔业资源密度高于对照区，约为对照区的1.6倍。
海上生态环境;退役石油平台;造礁工程;生态效应;流场变化
中国海洋大学
博士
环境工程
郑西来
2013
中文
P756.8;X322
154
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）