彭安华1，刘成文1，陆波2

                    1.淮海工学院机械工程学院   江苏 连云港 222005

2. 连云港市渔业指导站      江苏 连云港 222005

基金资助项目：连云港市科技计划项目(编号：CN1209)

摘要：深水网箱养殖是指在特定海域利用框架、网衣和锚固等相关配套设施，构成具有较强抗风浪性能的各种形状箱体。首先分析了深水抗风浪网箱的类型，在此基础上重点阐述网箱系统的组成，包括框架系统、网衣系统、投饵装置、起捕设备、固泊系统、配重系统等，然后展望了网箱系统的发展趋势。最后指出了我国当前网箱系统的不足及进一步发展网箱养殖的重要意义。

关键词：深水抗风浪网箱；网箱养殖；系统组成；发展趋势

   1.引言

深水网箱养殖是指在特定海域利用框架、网衣和锚固等相关配套设施，构成具有较强抗风浪性能的各种形状箱体，能在开放式离岸海区进行的一种养殖方式[1]。深水网箱养殖不同于传统网箱养殖，它具有养殖水域较深、海水流速大、水体交换好、箱体大型化及抗风浪性能强等优势和特点，是高投入、高风险和高收益类型的养殖方式。它也是一种集约化、现代化的海水养殖方式，集聚了新材料、产品开发、配套机械、仪器制造、计算机控制、海洋工程、鱼类育种、饲料营养、病害防治、养殖管理、环境保护等多种技术。具有能拓展养殖海域，减少环境压力；改善养殖条件，改进鱼类品质；加快鱼类生长，减少疾病危害；能很好抵御风浪侵袭；扩大养殖容量，提高生产效率；科学含量高，管理规范有序；利于渔民转业，促进渔业发展等诸多优点，在世界各国迅猛发展起来。

    用于海水养殖的抗风浪网箱的种类和结构形式多种多样。按外形不同可分为方形、圆形、碟形等，按框架结构可分为刚性、重力式等。按材料可分为高密度聚乙烯、高强度橡胶、塑钢、合金钢等。按照网箱在水中的设置位置和敷设状态，尤其是以工作台可否下潜为判断基准，则可将抗风浪网箱分为浮式网箱和可潜式网箱（也称为升降式网箱）两大类。浮式网箱的工作台始终位于水面以上，可潜式网箱是通过对沉浮式浮筒进行充气或放气实现沉浮。本文首先阐述深水网箱系统的组成，然后介绍深水网箱的发展趋势。

2. 深水抗风浪网箱系统组成

    2.1 框架系统

    圆形式重力网箱，是20世纪70年代初挪威公司首先研制的，该网箱利用PE材料的耐海水腐蚀性、柔弹性和允许随波浪形变的特性，可在恶劣海况环境下使用，具有较好的抗风浪能力。此外，采用PE材料很容易实现构造均一的圆形结构形式，这使得该网箱不仅具有受力状态好和操作管理方便的特点，而且具有使用寿命长及单位养殖水体成本和折旧费低的竞争优势。我国大陆自1998年海南从挪威引进PE圆形网箱以来，加快了大型深海网箱的研发步伐。关长涛[2]等在执行国家863计划“深海抗风浪网箱的研制”过程中，紧密跟踪国际上先进网箱材料与工程技术的发展，通过网箱材料性能测试和网箱结构的对比分析，并针对引进的挪威网箱在我国海区使用中存在的问题，采用自主开发的HDPE网箱框架专用材料和六边形网目尼龙网衣，并在结构设计中进行了多项创新性改进，如箱体内外圈主浮管采用一次性发泡聚苯乙烯填充HDPE主浮管内孔，形成复合管。其作用：一是可提高主浮管的抗弯折性能；二是一旦主浮管焊缝或因其它缺陷而发生渗水时，保证主浮管仍可提供足够的浮力，避免网箱错误下沉。采用了主浮管对接焊缝热轧套加固工艺，可加固焊缝和对接处的强度，避免焊缝开裂和渗水。网衣箱体纵向增加了若干条力纲(网筋)，使网筋与网底圈和沉石相连，减少了网衣体在水流和波浪作用下的容积损失。网衣底圈设计为由HDPE管和封闭在管内的环形链等填充材料构成，与钢质底圈相比，具有耐海水腐蚀、刚性和柔韧性兼备且寿命长等特点。此种网箱经两年多海区养殖试验验证及试推广应用证明，该网箱的技术性能达到设计要求。

    2.2 网衣系统

    网衣系统可以防止鱼类逃逸并使其不受外界干扰，是网箱系统必不可少的组成部分。由于海区附着生物的大量附着，不同程度地会造成网箱网目堵塞，一方面使得网箱内的水交换减少，养殖环境变差，导致疾病多发；另一方面，也使得网箱网衣阻力增大，造成漂移和磨损，导致网箱使用寿命缩短。通常传统养殖小型网箱采用换网、清洗等机械方法清除附着物，但因劳动强度高、人力物力消耗大，很难适合深水网箱养殖管理要求。网衣污损已成为深水网箱养殖管理中继续解决的一大难点。目前主要采取以下三类方法防止网衣污损：① 利用海区的生物消长规律，回避生物附着；② 浸泡防污涂料，达到有限度的防附着；③定期清洗网箱附着生物。

    2.3 投饵装置

国内外使用的渔用投饵机一般都以硬（干）颗粒饲料为对象，其形式有离心抛散式、电磁振动式和气力输送式等。对于软（湿）颗粒配合饲料和冻鲜小杂鱼饲料而言，上述这些形式的投饲机根本无法实现其功能和正常工作。我国沿海地区的养殖渔民一般都以小杂鱼饲料、干颗粒饲料和湿颗粒饲料搭配使用，哪个季节哪种饲料合适便宜就采用哪一种，并且在养殖全过程中，根据海水鱼的生长情况而选用。因此，适合深水抗风浪网箱养殖的投饲装置应该是不受饲料性状的限制，可以方便地实现投饵。

中国水产科学研究院研制的“深水网箱养殖远程多路自动投饵系统”由投饵机组、自动控制系统、多路控制系统、多路饲料配送系统、饲料喷投系统、能源供给系统组成，可以实现手动、自动、远程3种控制模式，可实现动态和固态的定时、定点、定量投喂。大连海洋大学研制了一种“海洋牧场远程监控投饵系统”，该系统由太阳能电源、投饵机、浮子、可编程以太网控制器、水下传感器、水下摄像头、音响放声装置以及远程网络监控终端等组成。以可编程以太网控制器为核心，运用自动投饵、自动放声、水下摄像、传感器及无线通讯网络等技术，解决了海洋牧场对饵料定时定量精确投喂、音响驯化、水下视频监控等问题，实现了海洋牧场的远程控制和管理。

    2.4 起捕设备

起捕设备亦称起鱼捕捞设备。随着大型深水网箱的发展和使用，取鱼工作变得困难。如果采用小型简易网箱的人工方法取鱼，劳动强度大，取鱼时间长，鱼的死亡率也随之提高。国外如挪威、美国、丹麦、俄罗斯、日本等国，大型网箱捕捞普遍使用吸鱼泵。吸鱼泵最初使用在拖网和围网渔业中，后来逐步发展应用到网箱养殖业。但是网箱养殖业用的吸鱼泵和拖、围网作业相比，在原理和性能上有所不同，网箱吸鱼泵要符合养殖工况条件，必须捕捞输送活鱼也无损伤。目前国内研究用于网箱起捕的吸鱼泵， 是利用真空负压原理，将鱼水吸上来，鱼水受的是负压作用，鱼体无损伤。

   2.5 固泊系统

   任何网箱都需要锚碇结构，以保证网箱在水体中的固定位置。目前国内外常见的网箱锚泊形式有三种[3]：传统的多点锚碇、网格式锚碇及水下网格式锚碇。传统的多点式锚泊系统形式简单，但系统占地面积大。水面网格式锚泊系统是将多个网箱连接在一起而使锚泊系统占地面积显著下降，但水深增大时，锚由于要保持适当的抓力角度使占地面积也相对较大。水下网格式锚泊系统安装在水面下一定深度，可以有效地减小锚泊系统的占地面积。但对于升降式的网箱来说，网格式锚泊系统还可以通过网格连接至水面浮筒的距离控制网箱下潜的深度。由于锚泊系统与箱体相互独立连接，因此可以将不同形式的网箱连接到同一锚泊系统上，而无需对锚泊系统作额外设计。水面网格式及水下网格式锚泊系统也有不便之处，主要表现在系统比多点式锚泊复杂，安装难度大，而且对锚的位置要求也很苛刻。正常情况下，深水重力式网箱的锚碇形式应选择正向网格式，由于受实际条件的限制而不能选择正向网格式进行锚碇的海区，应根据实际情况具体选择。在以波为主要动力因素的海区，可以优先考虑斜向网格；在以流为主要动力因素的海区，可以优选考虑四点锚碇式。

 2.6 配重系统

    近年来，重力式网箱在我国得到了较快的推广，但主要是仿制国外产品。重力式网箱主要是由网衣系统、浮架系统、配重系统和锚碇系统等四大部分组成。而网箱有效养殖体积的保持主要依赖于配重系统。配重系统一般直接或间接悬挂在网衣底端，比较常见的配重形式有2种：一种是由底圈和沉子组成；另一种单独设置沉子。配重的大小对网箱的设计有重要影响。

3 发展趋势

   3.1 深水网箱数字化设计、控制技术 

    通过构建符合我国养殖条件和特点的数字化设计技术平台，实现数字化设计与制造，为我国沿海海域海况多样性及养殖对象提供适合的安全的网箱系统。数字化设计技术所形成的优势及优质价廉的网箱产品，是支撑我国深水网箱产业向外海拓展的“载体”和“助推器”，不仅影响着我国深水网箱产业化的进程，也将是迅速占领和引领正在兴起的庞大的深水网箱国际市场的重要手段[4]。数字化设计技术的核心内容即是开发出深水网箱智能计算机辅助设计技术，构建高仿真型设计系统平台，研制出数字化完全海洋工况深水网箱养殖装备，以提高网箱养殖的风险控制能力，保障网箱养殖效益。

     3.2 养殖设施系统大型化

规模化生产是深水网箱养殖发展的必由之路， 大型化则是规模化生产为提高生产效率对设施装备的必然要求。国外先进的网箱养殖生产系统，网箱设施的大型化已达到相当的规模。随着我国深水网箱产业的发展， 产业生产规模的不断扩大，大型的网箱的养殖设施及配套系统将成为产业发展之必须。

    3.3网箱养殖状况监测与评价技术

网箱养殖生产过程中，需要了解养殖品种的生长、摄食状况，对网箱箱形保持的状况、网衣的破损情况进行准确的检测与评价， 需要研发对应的装备技术，如摄像判别技术、声纳探测与判别技术等， 从而为养殖系统的高效生产和安全管理提供基础技术。

    3.4网箱养殖环境生态调控与保障技术

大规模的深水网箱养殖显然在加剧沿海海域的富营养化，一些发达国家制订了法律法规或标准规范深水网箱养殖工程，如韩国海洋水产部在《外海网箱养殖试验渔业计划的基本方针》中规定，设置深水网箱的水域需水深在40 m以上，离海岸线30m以上。因此，深水网箱养殖模式的发展必须基于养殖海域的生态化调控。需要研究养殖海域生态工程化控制模型及设施化控制技术，针对网箱养殖鱼类富营养物质排放和污染物向海底积累的问题，利用鱼礁及流场控制、筏式养殖，促进养殖海域生态系统水平的提高，增强网箱养殖设施系统对环境生态的调控功能，并成为渔业资源修复的系统工程，对消减近海海域富营养化发挥积极作用。

4. 结论

目前，我国深水网箱的基础性研究已经取得了一定的进展，在网箱的浮架设备、网衣系统、锚泊方式等方面有所突破，但同时也应看到与国外所做的研究相比较，国内网箱的基础性研究还不够完善，诸如提升深水抗风浪网箱养殖配套设施的性能、材料研究与开发等方面。发展海水网箱养鱼业是有效开发利用浅海国土资源的一条有效途径和发展渔业生产的重要手段，在我国海洋捕捞业实施“零增长”战略的今天更是如此。

参考文献

[1] 张朝辉，王波，杨肖杰等. 海水网箱养殖的环境管理[J]. 海岸工程, 2006, 25(1):93-97.

[2] 关长涛. HDPE双管圆形深海抗风浪网箱的研究[J]. 海洋水产研究, 2005, 26(1): 61-62.

[3] 袁军亭，周应褀. 深水网箱的分类及性能[J]. 上海水产大学学报, 2006, 15(3): 350-358.

[4] 郭根喜，陶启友，黄小华等. 深水网箱研制装备技术前沿进展[J]. 中国农业科技导报, 2011, 13(5):  44-49.

作者简介：彭安华(1973. 01~ )，男，江西吉安人博士，副教授，农业机械方面的研究