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原文传递重庆朝涪段典型船舶噪声对四大家鱼的影响

论文题名：	重庆朝涪段典型船舶噪声对四大家鱼的影响
关键词：	船舶噪声;声源特性;水声模拟;鱼类听阈
摘要：	长江上游船舶平均吨位增长迅速，船舶大型化趋势明显。大型船舶行驶过程中的水下噪声对附近鱼类生境产生不良影响。因此，本文主要以现场测量和数值模拟为基础，在分析不同种类船舶的水下噪声特性的基础上，模拟了长江上游典型河段的船舶噪声水下声场分布，从而对长江上游典型船舶的水下噪声有一个总体性认识；测量四大家鱼听力阈值范围，划定鱼类合理生境区域，以期为今后的鱼类受不同距离船舶噪声影响程度研究提供数据支撑。研究结果如下所示：　　（1）本文基于水声学基本理论和船舶水下噪声测量的基本理论，对长江上游航道朝天门至涪陵段的散装货船、快艇、集装箱船及内河客船四种主要通过船舶水下噪声进行测量。船舶噪声频率主要集中在10-300Hz的中低频段。集装箱船、散装货船和内河客船的差异性不大，船舶声源处的水下噪声声压级在170~189dB之间。快艇的水下噪声声源特性较其他三种船型的船舶有明显区别，其水下噪声声压级在195-200dB范围内；长江上游三类典型船舶噪声随距离传播有明显的衰减趋势。其中货船噪声随距离衰减的拟合曲线为二次函数，0-200m迅速衰减了20dB，200m-400m波动衰减了10dB，超出400m范围船舶噪声趋于平稳。油轮水下噪声衰减程度与货船类似，但衰减趋势不同，拟合曲线近似于直线。快艇水下噪声衰减的拟合曲线为直线，190m处声压级为182dB，290m处声压级为173.6dB，100m的距离衰减了96.4dB。　　（2）基于长江上游实际航道情况，建立船舶水下辐射噪声简化模型，模拟典型河段船舶水下辐射噪声在空间上的传播规律。100Hz以下的低频声源散发出来的噪声具有较强的传播性，衰减较慢。100Hz-300Hz频率范围内的声源传播规律性较差，声场分布散乱。频率为300Hz的声源迅速衰减，在距离声源150m处声压级衰减为0dB。分叉河段两侧均存在船舶噪声时，整个航道均受到船舶噪声影响；但如果只在其中一侧航行，对另一侧航道影响不大；相比于单声源情况，弯曲河道在多声源情况下船舶噪声分布的更为广泛，传播距离更远。由于地形因素并考虑到船舶在弯道行驶时需保证一定的安全距离，两艘船舶仅在30Hz时会产生很小的声场叠加现象，在其他频率范围不会互相影响。　　（3）鳙鱼的敏感频率范围为50-200Hz，在100Hz处得到最低阈值为75dB。结合前人实验结论，鲢鱼听力敏感频率为500-1000Hz，听力阈值为104dB;草鱼听力敏感频率为100-250Hz，最低听力阈值75dB；青鱼最低阈值为82dB，敏感频率范围为100-300Hz。总体来说，四大家鱼听力阈值在70-120dB范围内，敏感频率在100-1000Hz范围内，证明船舶噪声对其有明显影响。根据第三章船舶噪声水下声场模拟结果，结合鱼类听阈范围对长江上游典型河段的鱼类听阈安全区进行划分：　　深槽河段中距航线250m，水深5m-15m的区域受船舶噪声影响小，可以划分为鱼类合理生境区域。分叉河段受中心滩地形影响，船舶噪声很难传播到另一侧。选择通航条件好的一侧作为航线，保证航道通行顺畅的同时在另一侧建立鱼类听阈安全区域。弯道河段可将沿航线250m以外范围设置为鱼类听阈安全区域。弯道过后由于航道变窄，声音的反射现象加剧，航道内声压级水平显著提升，声压级最低处为98.8dB，会对航道内的四大家鱼产生不良影响，无法划定合理的鱼类听阈安全区域。
作者：	成思强
专业：	港口海岸及近海工程
导师：	李文杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022