Foredrag, lecture (904.9Kb)

(1)

Jan Aure og Frode Oppedal ( HI)

FLOXY

Merdlengde, fisketetthet og oksygen.

CREATE KONFERANSE Bergen 4 nov 2010

(2)

(3)

Strømreduksjon i merder

V

_x

= V

₁

**·m* e**

-(fk·x) (cm/sek)

V

_x

/V

₁

**= m* e**

^-(fk·x)

V

₁

= Innstrøm V

_x

= Utstrøm

fk = friksjonskoeffesient fisk = (0.0012*F_t_ett ) Ftett = Fisketetthet

m = Friksjon merder(doble) (Vx/V1 = 0.72 ) (+begroing?)

v

x

V

₁

V

_x

R² = 0.9

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90

Vx/V1 beregnet

Vx /V1 observert

0

(4)

Strøm (Vx/V1) som funksjon av:

* merdlengde (meter)

* fisketetthet (kg/m

³

)

0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Vx/V1

x (meter)

Vx/V1 5kg/m3 Vx/V1 10 kg /m3 Vx/V1 15 kg/m3 Vx/V1 20 kg /m3

- 0.1

- 0.3

(5)

Oksygen i merd

**Ox = O1+(FtettFo)/(V1m)/(fk)(1-exp(fkx)** (mg/l)

V_1,O₁

F

^tett

, F

_o ^V^x, ^O^x

X O₁= Oxygen inn (9.5 mg/l)

Ox = Oksygen ut

F_tett = Fisketetthet (kg/m³)

F_O= Oksygen forbruk fisk (g O₂/kg/sek) (sommer) V₁ = Strøm inn (m/sek)

Vx = strøm ut

m = Strømreduksjon doble merder (Vx/V1) = 0.7 fk = Friksjonskoeff . fisk = (0.0012*F_tett)

0

(6)

Oxygenforhold i et oppdrettsanlegg i september med midlere fisketettet 7- 8

kg/m

³

. Periodevis svake tidevannstrømmer hvor oksygenmetning var nede i

30 % (fiskedød - røde områder).

(7)

x (meter) V₁

O₁

V_x O_x

Beregnete oksygenkonsentrasjoner (O

₂

mg/l) for V

₁

= 2 cm/sek og 5 cm/sek (

midlere fisketetthet kg/m³ og O_{1 inn}= 9.5 mg/l, midlere oksygenforbruk sommer

)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

x (m)

Sommer, Oksygen (mg/l) V1= 2 cm/sek

5 10 15 20 25 30 35 40

Fisk kg/m3

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

x (m)

Sommer , oksygen (mg/l) V1= 5 cm/sek

5 10 15 20 25 30 35 40

Fisk kg/m3

NB! Adferd i merd.

V0 = V1*1.3

(8)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Bæreevne (kg/m3)

x (m)

Bæreevne

Oksygen > 7 mg/l (5ml/l)

V= 2 cm /s V= 4 cm/s V= 6 cm/s

Beregnet bæreevne (kg/m

³

) for oksygen > 7mg/l (5 ml/l),

sommer

(9)

Konklusjoner

* Bæreevnen (kg/m

³

) mht. oksygen er mindre for store (lange) merder og øker med midlere bakgrunnsstrøm.

*Strømmen i fiskeoppdrettsanlegg er bestemt av:

•Bakgrunnsstrømmen

•Merdene (nøter, begroing osv)

•Merdlengde i hovedstrømretning, størrelse (sirkelmerder)

•Fisketetthet

* Oksygenforholdene i store (lange) merder er mer

følsomme for endringer i strøm og fisketetthet.

(10)

THE END

(11)

Long-line

mussel farm

(12)

Current speed model

V _x = V ₁ *exp(-2f _k **/S*x)**

V _x

V

₁

^V

¹

= background current

f

k

= friction coeff.

S = distance between long-lines

(13)

Observed and calculated relative currents (V _x /V ₁ ) in a long - line mussel farm

R² = 0.9

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 V x/V 1observed

V_x/V₁calculated

V_x/V₁= exp (-2f_k/S*x) f_k= 0.02

(14)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

Vx/V1%

L(m)

Vx/V1 % S=4m Vx/V1 % S = 8m Vx/V1 % S=12m

f_k= 0.018

Calculated relative currents (%)

(15)

Seston deplition (Chla)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Avstand inn i anlegget

0 5 10 15

Bredde(m)

0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40

4 m dyp

V

₁

(16)

Seston (chla) deplition model

**VnHS*Cn Mussel consumption :**

**BMnFr(C**

_n

+C

_n+1

)/2

V

_n+1

HS*C

_n+1

(V _n -V _n+1 **)HS*(C _n +C _n+1 )/2** Xn

S

V

₁

, C

₁

L

H

0 S H

V

^L

, C

^L

BMn = mussel biomass Fr = filtration rate

V

_x

, C

_x

(17)

C _x = C ₁ exp(B _ix Fr/V ₁ **/(2f _k /S)(1- exp(2f _k /Sx))**

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

chl a (mg/m3 )

x (m)

Cx (S=2m) Cx (S=4m) Cx ( S=6m) Cx (S=8m) V₁= 4cm/sec

C₁= 2mg/m³ Bm = 6kg/m

(18)

Carrying capacity model (BMC ^max )

(The largest biomass a mussel farm can hold without the seston (chla) concentration in the water leaving the farm dropping

beneath a seston deplition threshold (Ct) during mean flow)

W = width H = Height L = length

S= Distance between long-lines V₁= Background current speed

C₁= Background chla Ct= Treshold chla

Fr = Filtration rate mussels

BMC

max

**= 2HW*V**

₁

(cS/2L)

^0.5

*(C

₁

-C

_t

)/C

₁

+C

_t

)/Fr/1000 (tonnes)

(19)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10

Smin = minimum distance between long lines (m)

BMCmax= maximum biomass mussels (tonnes)

V₁(m/s) BMC max Smin

L= 200m, W = 40m, C₁= 2 mg/m³, C_t= 0.75 mg/m³

Bm = 5kg/m, m = 0.4 m

Foredrag, lecture (904.9Kb)

Jan Aure og Frode Oppedal ( HI)

FLOXY

Merdlengde, fisketetthet og oksygen.

Strømreduksjon i merder

V

= V

·m* e

V

/V

= m* e

V

= Innstrøm V

= Utstrøm

x

V

V

Strøm (Vx/V1) som funksjon av:

* merdlengde (meter)

* fisketetthet (kg/m

)

Oksygen i merd

Ox = O1+(Ftett*Fo)/(V1*m)/(fk)*(1-exp(fk*x) (mg/l)

F

, F

Oxygenforhold i et oppdrettsanlegg i september med midlere fisketettet 7- 8

kg/m

. Periodevis svake tidevannstrømmer hvor oksygenmetning var nede i

30 % (fiskedød - røde områder).

Beregnete oksygenkonsentrasjoner (O

mg/l) for V

= 2 cm/sek og 5 cm/sek (

)

Beregnet bæreevne (kg/m

) for oksygen > 7mg/l (5 ml/l),

sommer

Konklusjoner

* Bæreevnen (kg/m

) mht. oksygen er mindre for store (lange) merder og øker med midlere bakgrunnsstrøm.

*Strømmen i fiskeoppdrettsanlegg er bestemt av:

•Bakgrunnsstrømmen

•Merdene (nøter, begroing osv)

•Merdlengde i hovedstrømretning, størrelse (sirkelmerder)

•Fisketetthet

* Oksygenforholdene i store (lange) merder er mer

følsomme for endringer i strøm og fisketetthet.

THE END

Long-line

mussel farm

Current speed model

V x = V 1 *exp(-2f k /S*x)

V x

V

V

= background current

f

= friction coeff.

S = distance between long-lines

Observed and calculated relative currents (V x /V 1 ) in a long - line mussel farm

Calculated relative currents (%)

Seston deplition (Chla)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Avstand inn i anlegget

0 5 10 15

4 m dyp

V

Seston (chla) deplition model

Vn*H*S*Cn Mussel consumption :

BMn*Fr*(C

+C

)/2

V

*H*S*C

(V n -V n+1 )*H*S*(C n +C n+1 )/2 Xn

S

V

, C

H

V

, C

**·m* e**

**= m* e**

**Ox = O1+(FtettFo)/(V1m)/(fk)(1-exp(fkx)** (mg/l)

V _x = V ₁ *exp(-2f _k **/S*x)**

V _x

^V

Observed and calculated relative currents (V _x /V ₁ ) in a long - line mussel farm

**VnHS*Cn Mussel consumption :**

**BMnFr(C**

HS*C

(V _n -V _n+1 **)HS*(C _n +C _n+1 )/2** Xn

C _x = C ₁ exp(B _ix Fr/V ₁ **/(2f _k /S)(1- exp(2f _k /Sx))**

Carrying capacity model (BMC ^max )

**= 2HW*V**

(cS/2L)