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实验室条件下不同盐度水体去分层试验

农业工程学报 2022年第17期38卷 240-245页

作者：张琨韩宇宁李乐洲周玮大连海洋大学海洋与土木工程学院大连116021 大连海洋大学水产与生命学院大连116021

水产养殖中水体分层在水中形成屏障,阻碍质量和能量交换,进而导致水质恶化,影响水体中生物的生长。针对此问题,该研究在实验室条件下对玻璃水槽中2种不同盐度水体(淡水和4%NaCl溶液)染色,仅依靠浮力作用,观测水体去分层过程的准备、起... 详细信息

水产养殖中水体分层在水中形成屏障,阻碍质量和能量交换,进而导致水质恶化,影响水体中生物的生长。针对此问题,该研究在实验室条件下对玻璃水槽中2种不同盐度水体(淡水和4%NaCl溶液)染色,仅依靠浮力作用,观测水体去分层过程的准备、起动、混合和均匀4个阶段;在压力差的驱动下,形成“上升流”式的上涌对流,发现流体上浮至分层界面发生混合并使跃层增厚,最终引起分层水体失稳破坏。依据试验结果总结出水体分层破坏过程分为准备、起动、混合和均匀4个阶段,在给定工况下,100L/h输水流量混合作用最强且完全混合的时间最短,25L/h输水流量混合作用最弱且完全混合的时间最长。该文发现在一定盐度差异下,水体去分层起动时间和完全混合时间的变化规律对水产养殖产业有促进作用。

关键词：环境养殖水质水体去分层盐度分布混合时间

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养水机强制对流作用对池塘水体去分层的影响

养水机强制对流作用对池塘水体去分层的影响

作者：李乐洲大连海洋大学

学位级别：硕士

水体对流作用在解决养殖池塘分层问题具有积极的实际应用价值。本团队所研发设计的养水机设备,在养殖实践中已表现出优异的去分层作用,去分层后的养殖池塘具有良好的水、底质环境,但养水机的去分层作用的具体过程和影响因素还并不明晰,... 详细信息

水体对流作用在解决养殖池塘分层问题具有积极的实际应用价值。本团队所研发设计的养水机设备,在养殖实践中已表现出优异的去分层作用,去分层后的养殖池塘具有良好的水、底质环境,但养水机的去分层作用的具体过程和影响因素还并不明晰,需要进一步探究。养水机的去分层作用主要是水-水交换产生的对流作用,其具体表现为垂向上的强制对流作用(上升流作用)以及水平方向的对流作用(水平射流作用),本文选取垂向上的强制对流进行实验研究。实验在相同的室内条件下设计了由水泵、输水管、回水槽等组成的养水机强制对流发生装置,并应用于人工制作的分层水体水槽中,利用彩液示踪法,观察记录了养水机强制对流去分层作用的全过程,并利用控制变量法,控制对流流量Q(L/h)、水体盐度差ΔS、开口靶距D(cm)等参数以探究养水机强制对流参数与池塘水体去分层效果的关系。研究表明:(1)养水机强制对流去分层作用的全过程分为准备、起动、混合、混匀4个阶段。准备阶段,由于管内淡水压强增大以致管内分层界面不断下降至出水口位置。起动阶段,首先依靠浮力作用水团贴管壁垂直上浮,上浮过程为绝热无扩散过程,不与周围水体发生混合;其次,在分层界面限制下水平扩展,开始发生界面混合。混合阶段,界面混合开始形成跃层,在分层界面限制下,跃层逐渐向下层高盐水体扩张,直至上边界层密度与底层密度趋近,跃层开始向上层低盐水体发展,直至达到上、下层密度一致,达到混匀阶段。(2)养水机强制对流去分层作用受起动阶段的水平扩散过程和混合阶段的跃层扩张过程影响。水平混合作用可通过Re、Ri数来进一步反映,Re越大、Ri越小,界面混合作用越强。跃层扩张发展可通过层化频率N值反映,跃层不断发展,厚度H逐渐增大,密度差(ρ-ρ)逐渐缩小,N值逐渐降低,分层稳定性越来越差,N降至0水体混匀。(3)首先,改变单一影响因素并不能改变强制对流去分层过程,均是上升流在界面混合后形成跃层不断扩张,引起其他水层发生混合。其次,不同的对流因素对去分层作用有不同的影响作用。增大对流流量能够显著加快去分层进程,即流量越大,跃层发展到各阶段的时间越短,但研究也发现,要想达到水体的混匀阶段,强制对流作用需要将全部淡水置换一遍。改变盐度差,无法影响跃层的扩张发展,因此并不能影响强制对流的去分层作用。提高开口靶距,并不能达到混匀阶段,即开口靶距影响混合程度,靶距越深混合越完全,水体稳定后的分层界面根据计算位于开口以下0.04 cm处,可近似认为开口靶距与水体稳定后的分层界面持平。本研究验证了养水机在养殖池塘去分层作用上的使用合理性,并为未来养水机配置方式提供了理论依据。本研究基于养水机设备垂向上的强制对流作用入手,可在此基础上施加水平射流,考虑去分层效果更优。

关键词：养水机去分层强制对流上升流

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连续斜交板桥的静力分析

中国公路学报 1991年第2期 65-71页

作者：李乐洲西安公路研究所

本文采用模型试验和域外法相结合的分析方法,对连续斜交板桥进行了系统的分析和研究,初步弄清了这种桥型的主要静力特性。

关键词：连续斜交板桥模型试验域外法

3种水质调控方式对参池底泥异养菌和弧菌数量的比较

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上海海洋大学学报 2022年第4期31卷 961-971页

作者：王文琳杨耿介李乐洲孙亚慧王玉龙周玮大连海洋大学水产与生命学院辽宁大连116023

为探究不同水质调控方式对海参养殖池塘(以下简称参池)底泥异养菌和弧菌数量的影响,选择3类参池,分别是自然纳潮管理方式下的海参养殖池塘(以下简称自然池塘)、配备微孔曝气增氧机的海参养殖池塘(以下简称微孔曝气池塘)和配备养水机设... 详细信息

为探究不同水质调控方式对海参养殖池塘(以下简称参池)底泥异养菌和弧菌数量的影响,选择3类参池,分别是自然纳潮管理方式下的海参养殖池塘(以下简称自然池塘)、配备微孔曝气增氧机的海参养殖池塘(以下简称微孔曝气池塘)和配备养水机设备的海参养殖池塘(以下简称养水机池塘),对参池底泥中异养菌和弧菌数量的周年变化进行检测。结果表明,各参池中底泥异养菌数量分别为:自然池塘94 400~377 625 cfu/g,微孔曝气池塘62 633~247 309 cfu/g,养水机池塘115 037~273 071 cfu/g,其中:自然池塘1月最高,3月最低;微孔曝气池塘5月最高,6月最低;养水机池塘4月最高,8月最低。各参池中底泥弧菌数量分别为自然池塘0~3 291 cfu/g,微孔曝气池塘35~5 412 cfu/g,养水机池塘0~3 037 cfu/g,各参池均呈“春季高,冬季低”的变化特征。弧菌与异养菌数比值在4、5月份相对较高,在2月份较低。通过实验初步比较不同水质调控方式对参池底质微生物数量的影响,为改善参池底质及探究微生物的变化提供理论依据。

关键词：海参养殖池塘水质调控方式异养菌弧菌

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域外法解薄板弯曲问题

计算结构力学及其应用 1989年第3期6卷 7-13页

作者：李乐洲西安公路研究所

本文用域外法分析了各向同性薄板的弯曲问题,适用于任意边界形状及任意边界条件,效果十分理想。

关键词：边界元法薄板弯曲各向同性

不同水质调控方式对刺参养殖池沉降颗粒中碳氮磷沉降通量影响的季节变化

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水产学杂志 2022年第4期35卷 74-80页

作者：杨耿介王文琳杨申李乐洲王玉龙周玮大连海洋大学水产与生命学院辽宁大连116023

在相邻且放养规格与密度及投喂等饲养方式相同的600 m×85 m×1.5 m常规刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘中,分别采用3种水质调控方式:自然纳潮水质调控方式(自然池塘)、进水口底部配置微孔曝气增氧设备(微孔曝气池塘)和配置养水... 详细信息

在相邻且放养规格与密度及投喂等饲养方式相同的600 m×85 m×1.5 m常规刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘中,分别采用3种水质调控方式:自然纳潮水质调控方式(自然池塘)、进水口底部配置微孔曝气增氧设备(微孔曝气池塘)和配置养水机设备的参池(养水机池塘),探究不同水质调控方式对参池沉降颗粒中碳氮磷沉降通量影响的季节变化。2015年10月—2016年9月期间,每月换水后1 d,在各池底部中轴线的进水口、中部、排水口分别用沉降颗粒收集装置(实用新型专利:CN 203178112 U)收集沉降颗粒物样品,测定总碳、总氮和总磷沉降通量。结果表明,夏季自然池塘水中总碳和总氮沉降通量显著低于另两种参池(P<0.05);秋季养水机池塘显著低于另两种参池(P<0.05);冬季养水机池塘总磷沉降通量显著低于另两种参池,与自然池塘差异显著(P<0.05)。结果表明,选择合适的水质辅助设备有助于改善参池水质。

关键词：水质调控方式参池沉降通量

不同管理方式下参池外源性沉降颗粒有机质的贡献率

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水产科学 2022年第5期41卷 820-828页

作者：王玉龙张津源杨申李乐洲杨耿介雷兆霖周玮大连海洋大学水产与生命学院辽宁大连116023 大连海葵环境监测科技有限公司辽宁大连116000 上海译枢通信技术有限公司上海201210

沉降颗粒有机质是仿刺参的重要饵料来源,为探明不同管理方式对仿刺参养殖池塘外源性沉降颗粒有机质占比的影响,选取自然纳潮、微孔曝气和养水机池塘进行试验研究,根据水温将3—9月划分为仿刺参生长期和休眠期进行研究。通过收集池塘内... 详细信息

沉降颗粒有机质是仿刺参的重要饵料来源,为探明不同管理方式对仿刺参养殖池塘外源性沉降颗粒有机质占比的影响,选取自然纳潮、微孔曝气和养水机池塘进行试验研究,根据水温将3—9月划分为仿刺参生长期和休眠期进行研究。通过收集池塘内沉积物、悬浮颗粒物、沉降颗粒物和潮水中沉降颗粒物,应用稳定性同位素碳氮质量平衡方程,计算不同池塘外源性沉降颗粒有机质的贡献率,并利用碳氮比(总有机碳/总氮)对沉降颗粒有机质来源作初步判断。结果显示,试验池塘沉降颗粒有机质主要来源于藻类,并且外源性沉降颗粒有机质贡献率均呈下降趋势,养水机池塘平均贡献率最低(81.01%),自然纳潮池塘最高(84.48%)。结合试验期间3种池塘内浮游生物量和营养盐含量的情况可以发现,养水机池塘的物质循环要快于其他2种池塘。说明养水机池塘内的物质循环速率最高,有利于自然增加池塘内养殖生物饵料,并保持较好的养殖环境。

关键词：仿刺参有机质沉降颗粒稳定性同位素

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3种水质调控方式下参池池底间隙水水质分析

水产科学 2022年第4期41卷 537-546页

作者：孙亚慧张津源王玉龙李乐洲王文琳毕丽仙周玮大连海洋大学水产与生命学院辽宁大连116023 大连海葵环境监测科技有限公司辽宁大连116085 上海安谱实验科技股份有限公司上海201609

为探究自然纳潮、微孔曝气、养水机3种水质调控方式下仿刺参池塘底部的沉积物间隙水水体环境,对3种池塘间隙水水温、溶解氧、无机氮、无机磷4项水质指标差异进行测定分析。试验结果显示:自然池塘间隙水水温为-2.4~25.8℃,微孔曝气池塘... 详细信息

为探究自然纳潮、微孔曝气、养水机3种水质调控方式下仿刺参池塘底部的沉积物间隙水水体环境,对3种池塘间隙水水温、溶解氧、无机氮、无机磷4项水质指标差异进行测定分析。试验结果显示:自然池塘间隙水水温为-2.4~25.8℃,微孔曝气池塘间隙水水温为-3.0~26.1℃,养水机池塘间隙水水温为-2.2~26.1℃;自然池塘间隙水溶解氧质量浓度为0.25~18.80mg/L,微孔曝气池塘间隙水溶解氧质量浓度为4.51~16.78mg/L,养水机池塘间隙水溶解氧质量浓度为5.88~19.72mg/L;自然池塘间隙水无机氮质量浓度为0.440~1.347 mg/L,微孔曝气池塘间隙水无机氮质量浓度为0.482~1.367mg/L,养水机池塘间隙水无机氮质量浓度为0.214~1.149mg/L,养水机池塘无机氮质量浓度全年各月份均处于最低水平,平均为0.556mg/L;自然池塘间隙水无机磷质量浓度为0.0042~0.0871mg/L,微孔曝气池塘间隙水无机磷质量浓度为0.0071~0.0794mg/L,养水机池塘间隙水无机磷质量浓度为0.0065~0.0818mg/L。综合分析得知,养水机在对池塘间隙水的水质调控方面表现较优,微孔曝气次之,自然纳潮最差。

关键词：养水机仿刺参间隙水水质研究

养水机工作时长对参池氮磷营养盐及初级生产力的影响

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海洋科学 2022年第2期46卷 105-112页

作者：李乐洲孙广伟张东升王玉龙杨耿介芦宇婷卢宏博周玮大连海洋大学水产与生命学院辽宁大连116023 全国水产技术推广总站中国水产学会北京100125 大连海洋大学海洋科技与环境学院辽宁大连116023

采集以6 h、12 h、18 h养水机工作时长下的刺参(Stichopus japonicus)养殖池塘水样,测定无机氮、磷酸盐浓度和初级生产力毛、净产量,并对无机氮组成占比、氧化参数和P/R系数(初级生产力毛产量与自养呼吸量之比)进行了测算,以探究养水机... 详细信息

采集以6 h、12 h、18 h养水机工作时长下的刺参(Stichopus japonicus)养殖池塘水样,测定无机氮、磷酸盐浓度和初级生产力毛、净产量,并对无机氮组成占比、氧化参数和P/R系数(初级生产力毛产量与自养呼吸量之比)进行了测算,以探究养水机工作时长对池塘氮、磷营养盐和初级生产力的影响。结果显示,延长养水机工作时长一方面能够促进高温期后营养盐的底-水迁移进而有效改善水、底质,另一方面还促进无机氮中的有毒氨氮(NH_(4)-N)硝化为硝酸盐氮(NO_(3)-N);同时,延长养水机工作时长能够一定程度上增加池塘初级生产力,但受夜晚光照和温度限制,养水机工作时长由12 h增至18 h反而会消耗生产力。池塘养殖生产过程中配装养水机,最佳工作时长为12 h,在节省成本的同时利于生产。

关键词：养水机不同工时营养盐初级生产力