國(guó)內(nèi)新型深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備技術(shù)動(dòng)向

湖北海洋工程裝備研究院 何 勇

近年來，隨著養(yǎng)殖海域水質(zhì)惡化、病害頻發(fā)、品質(zhì)下降等客觀問題以及國(guó)家監(jiān)管部門和消費(fèi)者對(duì)海產(chǎn)品的品質(zhì)和安全越來越重視，傳統(tǒng)的海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖面臨發(fā)展困境，海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖向深遠(yuǎn)海海域發(fā)展以謀求新的發(fā)展空間勢(shì)在必行。

但深遠(yuǎn)海海域不同于以往的封閉或半封閉海域，一般為完全開放海域，環(huán)境條件惡劣，且遠(yuǎn)離大陸或海島，缺乏屏障和岸基支持。傳統(tǒng)的HDPE網(wǎng)箱難以抵抗惡劣的海況，也無法適應(yīng)新的養(yǎng)殖模式，因此必須研發(fā)新型深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備。近年來，我國(guó)海洋工程界和水產(chǎn)養(yǎng)殖界提出了一些新型深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備的設(shè)計(jì)概念，本文選擇其中幾種已經(jīng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的概念進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，以期對(duì)計(jì)劃部署此類裝備的使用方和進(jìn)行此類裝備研發(fā)的工作者有所幫助和啟發(fā)。

單柱半潛式深海漁場(chǎng)

單柱半潛式深海漁場(chǎng)由De Maas SMC研發(fā)，目前已推出SSFF150和SSFF300兩種型號(hào)，有效養(yǎng)殖水體容積分別為15萬和30萬立方米，設(shè)計(jì)服役壽命25年，可在17臺(tái)風(fēng)極限天氣情況下生存。該型漁場(chǎng)設(shè)計(jì)有工作吃水、風(fēng)暴吃水和維護(hù)吃水三種狀態(tài)。工作狀態(tài)下漁場(chǎng)頂部外圍環(huán)形框架、連接環(huán)形框架和中央立柱的輻射狀撐桿以及大部分中央立柱均露出水面；風(fēng)暴狀態(tài)下通過往與中間立柱底部相連的圓柱形大浮箱打壓載水使網(wǎng)箱下潛，直至僅有小部分中央立柱露出水面；維護(hù)狀態(tài)下整個(gè)中央立柱和頂網(wǎng)、部分浮箱和側(cè)網(wǎng)露出水面，方便檢修。

單柱半潛式深海漁場(chǎng)的漁網(wǎng)為復(fù)合材料或銅合金，魚飼料儲(chǔ)存在中央立柱的飼料艙內(nèi)，通過沿著中央立柱外側(cè)和輻射狀撐桿布置的管路分配到水上和水下投喂點(diǎn)。設(shè)有收獲系統(tǒng)、水下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、死魚收集系統(tǒng)和靠泊系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)分區(qū)域和多層立體養(yǎng)殖。對(duì)于有人駐守型的漁場(chǎng)，中央立柱上還布置有生活艙室、直升機(jī)停靠系統(tǒng)和救生艇等。

據(jù)悉，臨高海豐養(yǎng)殖發(fā)展有限公司于2017年4月和De Maas SMC簽署了兩座SSFF-300型漁場(chǎng)的租賃合同，福鼎市城市建設(shè)投資公司在福建省馬尾造船股份有限公司訂造的SSFF150型漁場(chǎng)也于2018年1月19日開工，漁場(chǎng)建成后將由寧德市富發(fā)水產(chǎn)有限公司承租。

坐底式深海智能網(wǎng)箱

坐底式深海智能網(wǎng)箱由中集來福士海洋工程有限公司根據(jù)我國(guó)渤海灣水文情況研發(fā)，可適應(yīng)渤海灣百年一遇的惡劣海況。網(wǎng)箱為正六邊形結(jié)構(gòu)，直徑66m，箱體高度18.5m，作業(yè)吃水15m，內(nèi)部?jī)趔w積30000m3，內(nèi)部分隔為六個(gè)體積一致的網(wǎng)箱，可對(duì)不同尺寸的魚分類養(yǎng)殖。

網(wǎng)箱配備自動(dòng)投餌、網(wǎng)衣清洗、自動(dòng)提網(wǎng)、水下監(jiān)測(cè)和死魚回收等設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖自動(dòng)化。飼料儲(chǔ)存罐和養(yǎng)殖控制室布置在中央立柱頂部平臺(tái)上，投餌機(jī)和提網(wǎng)絞車分布在頂部連接桿上。值得一提的是，為了充分利用風(fēng)能和太陽能這些清潔能源，中央立柱頂部平臺(tái)裝有一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，六根外圍立柱頂部各設(shè)置一組太陽能電池板。

2017年5月，中集來福士與長(zhǎng)島佳益海珍品發(fā)展有限公司、長(zhǎng)島弘祥海珍品發(fā)展公司各簽訂了一座深遠(yuǎn)海智能化坐底式網(wǎng)箱的建造合同，兩座網(wǎng)箱將在龍口建造基地建造。

德海智能化養(yǎng)殖漁場(chǎng)

德海智能化養(yǎng)殖漁場(chǎng)由中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所和天津德賽環(huán)?？萍加邢薰韭?lián)合研制，現(xiàn)有標(biāo)配、高配和簡(jiǎn)配，養(yǎng)殖空間2～10萬噸級(jí)三個(gè)系列。

德海智能化養(yǎng)殖漁場(chǎng)適合在我國(guó)完全開放、水深20～100米的海域使用，抗風(fēng)等級(jí)17級(jí)，設(shè)計(jì)服役壽命20年，7年免維護(hù)。主體結(jié)構(gòu)由箱型結(jié)構(gòu)和桁架結(jié)構(gòu)組合而成，在外形上酷似一艘?guī)焊∠涞陌霛摯?。艏艉為箱型結(jié)構(gòu)，為養(yǎng)殖控制區(qū)、生產(chǎn)資料區(qū)、生活區(qū)和新能源供給區(qū)；艏艉之間為桁架結(jié)構(gòu)，為養(yǎng)殖區(qū)，分隔為三個(gè)養(yǎng)殖區(qū)域。中間桁架結(jié)構(gòu)頂部連接桿外側(cè)每隔一定距離綁扎有橡膠輪胎，方便作業(yè)船只安全靠泊；連接桿頂部布置有人行通道和欄桿，滿足人員在養(yǎng)殖區(qū)作業(yè)的要求。漁場(chǎng)采用艏部單點(diǎn)系泊進(jìn)行定位。

漁場(chǎng)配備養(yǎng)殖自動(dòng)控制和數(shù)字化管理系統(tǒng)、數(shù)字化自動(dòng)化多路投喂專家決策系統(tǒng)、水下監(jiān)視系統(tǒng)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備、信息交互傳輸系統(tǒng)、漁獲機(jī)械、水下洗網(wǎng)機(jī)、海水制淡設(shè)備、風(fēng)光互補(bǔ)能源系統(tǒng)、養(yǎng)殖集污處理設(shè)備等，并能在信息交互傳輸系統(tǒng)的支持下實(shí)現(xiàn)無人駐守養(yǎng)殖。

第一座德海智能化養(yǎng)殖漁場(chǎng)已于2018年1月12日在廣東順德華興船廠正式開工建造，預(yù)計(jì)2018年6月前投放試產(chǎn)。

黃海全潛式漁業(yè)養(yǎng)殖裝備

圖1：?jiǎn)沃霛撌缴詈O場(chǎng)

圖2：坐底式智能深海網(wǎng)箱

黃海全潛式漁業(yè)養(yǎng)殖裝備由湖北海洋工程裝備研究院有限公司為日照市萬澤豐漁業(yè)有限公司研制，2017年9月開工，目前已完工交付使用。作業(yè)海域距岸一百多海里，水深近60米，是目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)投產(chǎn)的距岸最遠(yuǎn)、水深最大的大型養(yǎng)殖網(wǎng)箱。

圖3：德海智能化養(yǎng)殖漁場(chǎng)

圖4：黃海全潛式漁業(yè)養(yǎng)殖裝備

黃海全潛式漁業(yè)養(yǎng)殖裝備設(shè)計(jì)了漂浮養(yǎng)殖和坐底養(yǎng)殖兩種基本的操作狀況，為了滿足曬網(wǎng)、投苗、收魚和檢修等作業(yè)的需要，還設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的操作狀況。不同操作狀況的切換通過打排壓載水實(shí)現(xiàn)。壓載水艙設(shè)置在立柱和浮箱內(nèi)部。為了實(shí)現(xiàn)靈活配載并保證破艙穩(wěn)性，壓載水艙沿水平和垂直方向均作了適當(dāng)?shù)乃芊指簟?/p>

黃海全潛式漁業(yè)養(yǎng)殖裝備設(shè)有壓載管路和飼料接口，壓縮空氣和飼料通過接口從養(yǎng)殖輔助船或平臺(tái)進(jìn)入網(wǎng)箱并分配到對(duì)應(yīng)的壓載艙或投喂點(diǎn)。側(cè)面設(shè)有輸送通道，作為成魚和魚苗的出入通道。網(wǎng)箱內(nèi)部設(shè)有攝影機(jī)和傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)視魚群的情況和測(cè)量水溫、鹽度、流速等參數(shù)。值得一提的是，黃海全潛式漁業(yè)養(yǎng)殖裝備的底網(wǎng)、側(cè)網(wǎng)和頂網(wǎng)均為雙層網(wǎng)，內(nèi)網(wǎng)為圍蔽網(wǎng)，用于將網(wǎng)箱內(nèi)部養(yǎng)殖水體和外面的海域隔離開；外網(wǎng)為保護(hù)網(wǎng)，用于防止鯊魚、海獅等捕食者破壞內(nèi)網(wǎng)。

上面所盤點(diǎn)的均為新造的深遠(yuǎn)海漁場(chǎng)。除了新造漁場(chǎng)，還有用舊船改造而成的養(yǎng)殖裝備，比如中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所為日照市萬澤豐漁業(yè)有限公司設(shè)計(jì)的養(yǎng)殖工船“魯嵐?jié)O養(yǎng)61699”和大連船舶重工集團(tuán)船務(wù)工程有限公司改造的深遠(yuǎn)海抗風(fēng)浪智能化可移動(dòng)養(yǎng)殖平臺(tái)等。限于篇幅，本文就不一一予以介紹了。

點(diǎn)評(píng)

從基本構(gòu)成而言，新型深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備與傳統(tǒng)HDPE網(wǎng)箱無異，均包括框架、網(wǎng)囊和定位三大系統(tǒng)。新型深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備的進(jìn)步之處在于把傳統(tǒng)HDPE網(wǎng)箱的飼料儲(chǔ)存、投餌、起網(wǎng)和洗網(wǎng)等這些原本需要其他輔助船只配合才能完成的功能轉(zhuǎn)移并集成到漁場(chǎng)自身上面，自成體系，不需要外界設(shè)備的輔助即可獨(dú)立作業(yè)。

目前出現(xiàn)的這幾種設(shè)計(jì)概念，既有針對(duì)灣水淺、風(fēng)浪較小、不受臺(tái)風(fēng)影響的渤海海域的設(shè)計(jì)，又有適用于水深較大、海況惡劣、受臺(tái)風(fēng)影響強(qiáng)烈的南海海域的設(shè)計(jì)。對(duì)于南海養(yǎng)殖裝備，多點(diǎn)系泊、下潛抗臺(tái)的方式能否抵抗得住南海臺(tái)風(fēng)條件下的惡劣海況，尚需漁場(chǎng)投入使用后的實(shí)際效果作為驗(yàn)證。

除了馬尾造船建造的15萬立方米SSFF150型漁場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)正在建造的深遠(yuǎn)海漁場(chǎng)的有效養(yǎng)殖水體容積均小于10萬立方米。為了充分發(fā)揮規(guī)模化養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益，未來隨著深遠(yuǎn)海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備這種新型裝備的技術(shù)逐漸成熟，容積超過10萬立方米的漁場(chǎng)會(huì)更多地涌現(xiàn)。

受國(guó)內(nèi)新能源開發(fā)熱潮的影響，有些設(shè)計(jì)概念配備了風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，這些新能源產(chǎn)生的電力供給照明和水下監(jiān)測(cè)設(shè)備使用應(yīng)該是足夠的，但是投餌、洗網(wǎng)和起網(wǎng)等耗電量大的操作主要還是依賴柴油發(fā)電這種傳統(tǒng)供電方式。尤其是風(fēng)力發(fā)電，如果漁場(chǎng)部署海域的風(fēng)能資源并不豐富，風(fēng)力發(fā)電的效能會(huì)不理想，因此在考慮配備風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能資源。