漁業(yè)技術學近海增養(yǎng)殖設施

351第十二章 第一節(jié)人工魚礁人工魚礁是人為在海中設置的構造物，主要用于改善和優(yōu)化海洋環(huán)境，為魚類等海洋生物供給良好的索餌、發(fā)育、避敵、生長、生殖的場所，最終到達保護和增殖漁業(yè)資源的目的。一、人工魚礁的起源和進展1、人工魚礁的起源人工魚礁的歷史源遠流長，在古籍晉朝的《爾雅》一書中就有我國漁民“投樹枝壘石塊于海中誘集魚類，然后聚而捕之”的記載。明朝嘉靖年間，廣西北海市一帶沿海漁民就已經利用20入很多石塊、竹枝和樹枝等，實際上這就是早期的“人工魚礁”。2、人工魚礁在近代得到進展860年美國佛羅里達州海灣因洪水爆發(fā)，很多大樹被沖倒入海。不久后，人們覺察被沖入海的樹木外表附著了很多生物，誘集到大量魚類。于是漁民們紛紛用木料搭成小棚，裝上石塊沉入海底，果真于幾周后觀看到明顯的聚魚效果，由此，人工魚礁漸漸在美國流傳開來。近代人工魚礁的建設漸漸進展成一種產業(yè)則始于日1795礁，1932沉于近海作為人工魚礁。近20多年來，已有很多沿海國家都投放了人工魚礁。在亞洲有中國〔包括香港特區(qū)和臺灣省、日本、韓國、馬來西亞、加坡、印度尼西亞、菲律賓、泰國、印度；歐洲有英國、法國、意大利、德國、葡萄牙、荷蘭、芬蘭、羅馬尼亞、波蘭、俄國、土耳其、希臘；美洲有美國、墨西哥、加拿大；大洋洲有澳大利亞等。其中，日本把建設人工魚礁作為保障漁業(yè)進展的戰(zhàn)略措施加以實施，美國等局部國家則將其視為促進沿海旅游業(yè)的措施，也有一些國家把人工魚礁作為海洋生態(tài)保護的景觀進展建設。可見，近海敷設人工魚礁的做法在世界各沿海國家已得到了大量應用。3生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源受到破壞2060圍內引起反響。這主要是由于當時世界各國海洋漁業(yè)的過度捕撈問題并不突出，人類對于保護地球生態(tài)環(huán)境的觀念還比較淡薄。此后，隨著工業(yè)的進展和環(huán)境污染的日益嚴峻，海洋生態(tài)環(huán)境尤其是近海的生態(tài)環(huán)境漸漸惡化，同時，現(xiàn)代科學技術應用于漁業(yè)領域也使得海洋捕撈力量明顯增加，像沿海、陸架海疆的底拖網等捕撈作業(yè)對海底生態(tài)環(huán)境造成了極其嚴峻的破壞，世界范圍內的漁業(yè)資源衰退已不行避開。從今，人們漸漸生疏到保護地球和海洋生態(tài)環(huán)境的重大意義，世界各國也深刻體會到，海洋漁業(yè)資源不能只是利用，更需要增殖和保護。200海里專屬經濟區(qū)的提出和實施207020019811994年開頭實施。各國政府從本國利益動身，紛紛制定相應措施，力爭保護本國的生態(tài)環(huán)境和資源。廢物資源循環(huán)利用的要求現(xiàn)代經濟進展快速，城市垃圾不斷增多，舊汽車、舊輪胎積存如山，沿海被淘汰的廢舊船充滿港口，占據(jù)的空間越來越大，局部興旺國家甚至每年都不惜投入大筆資金對這些廢棄物進展處理。因此，如何將廢物轉化為資源漸漸成為社會問題的一個的爭論方向。而人工魚礁的建設可以利用這些廢棄物作為礁體制作的原材料，使廢物得到再利用，收到一舉兩得的效果。促進休閑漁業(yè)和生態(tài)旅游業(yè)的進展伴隨著經濟的全球性復海上生態(tài)觀光旅游更是其中的熱點。如著名的大堡礁、夏威夷、馬爾代夫、加勒比海，都是海上生態(tài)旅游的熱門景點。人工魚礁，具有改善海洋生態(tài)環(huán)境、誘集和保護魚類的功能，因此，基于人工魚礁進展起來的游釣業(yè)、海底潛水獵奇活動可以使海上旅游增色不少。很多國家和地區(qū)都在沿海地區(qū)建設人工魚礁，把人工魚礁和旅游景點結合起來，既保護了漁業(yè)資源，又豐富了旅游工程，使得人工魚礁的建設得到了蓬勃進展。二、人工魚礁的作用和分類1、人工魚礁的作用魚礁是置于海底的構造物水體的上下混合和渦流，促進海底養(yǎng)分鹽類的循環(huán)，增進浮游生物的生殖孳生力量。同時，礁()所，進而可形成極佳的餌料場，吸引洄游性魚類的聚攏和滯留。魚礁的構造、貝類和仔稚魚棲息和避敵的優(yōu)越環(huán)境。魚礁的外表及其隱蔽處魚供給適于保護成長的溫床。中上層的洄游魚類多半有聚攏在底礁上層的習其上層巡游。魚礁可改善漁場的底質環(huán)境礁環(huán)境，增加四周漁場的資源量；還可防止底拖網作業(yè)和濫捕行為，對保護海洋資源起了促進作用。魚礁上長滿了大型藻類低了富養(yǎng)分化程度和赤潮的發(fā)生頻率，大大改善了投礁海疆的生態(tài)環(huán)境。此大大降低了漁民的生產本錢，提高了漁民的收入和生活水平，有利于維護社會的穩(wěn)定。可為人們供給垂釣的休閑消遣場所，樂觀促進旅游業(yè)的進展，優(yōu)化海洋產業(yè)經濟構造。2、人工魚礁的種類人工魚礁設計方法、使用材料等的不同，造成人工魚礁的種類多種多樣，分類方法也不盡一樣，但主要有以下的幾種分類方式。依據(jù)投放水域不同可分為：生態(tài)公益型人工魚礁：投放在重要的漁業(yè)水域，用于保護漁業(yè)資源。開放型人工魚礁：投放在適合進展休閑漁業(yè)的沿岸水域，用于進展游釣業(yè)經營。依據(jù)功能不同可分為：資源增殖型魚礁：以資源增殖為目的，使海洋生物在礁體上或礁群中棲息、生長、生殖。主要投放于淺海水域，用于放養(yǎng)海參、鮑魚、扇貝、龍蝦等海珍品，起到增殖作用。環(huán)境改善型魚礁：可種植紫菜等藻類，產生海藻場效應，削減造成海水富養(yǎng)分化的物質，并為棲息于這一海疆的魚類、貝類供給餌料。從而提高捕魚效率，主要包括鯛科魚類、金槍魚、鰹魚等。垂釣活動之用。防波堤構造型魚礁：在防波堤、漁港、碼頭等地投放的起防波護堤作用的礁體。按設置的不同水層可分為：底層魚礁：依靠礁體自重或配置肯定量的重物后依據(jù)規(guī)劃沉放至海底。中層浮魚礁：浮體設置在海水中層，依靠浮體、系泊纜繩和錨錠來固定其位置。表層浮魚礁：浮體設置在海面上，用系泊纜繩、錨錠固定其位置，纜繩一般呈懸鏈線狀。按制作材質不同又可分為：混凝土魚礁混凝土預制構件的特點是可塑性強、耐腐蝕，可制成不同外形，如：方形礁、三角形礁、臺形礁、梯形礁、十字形礁、圓形礁等〔12-。1 2 34 5 6圖12-1 各種混凝土魚礁方形礁2.三角形礁3.梯形礁4.臺形礁5.十字形礁6.半球形礁用鋼制魚礁使得制造和運輸都較為便利，但本錢較高。當今開發(fā)的鋼制魚礁一般0-40m，也有70m高的特大型魚礁，對深水海疆較適宜〔12-。圖12-2 鋼制魚礁的礁體。多材料混合已漸漸成為魚礁礁體設計的一個的進展方向，可適當發(fā)揮不同材料的作用，起到最正確的綜合效果〔12-。 1 2圖12-3 混合型魚礁木材鋼制礁2.瓦礁廢舊船魚礁等這類礁體的制作可以變廢為寶12-。圖12-4 舊船礁總之，對于人工魚礁的選材，要依據(jù)投放地點的底質、海況、生物種類等狀況，綜合考慮以下幾個問題：功能性——適宜魚類和水生生物的聚攏、棲息、生殖，能與漁具漁法相適應；安全性——礁體在搬運和投放過程中不損壞變材料不能溶出有害物質而影響生物附著或引起環(huán)境污染；耐久性——礁體的構造能長期保持預定的外形，使用年限要長；經濟性——材料價格要廉價，制作、組裝、投放要簡潔，費用要少；供給性——材料來源簡潔，供給穩(wěn)定、充分。三、國內外人工魚礁的建設概況1、國外人工魚礁的建設狀況日本由國家賜予資助、政府立法加以保護并作為國策實施的人工魚礁大規(guī)模建設最早始于日本。1932年日本政府制定了“沿岸漁業(yè)振興對款給個人和團體還開頭建筑混凝土礁體19541958年開頭建筑和投放1500負擔。此后，人工魚礁建設普及到日本沿海各地。與此同時，科學技術開發(fā)和調查爭論也活潑1981年申請的有關人工魚礁的專利就1001984年日本水產廳召開了有關建設海洋牧場設想的研討會1987年日本政府開頭規(guī)劃將漁獲型漁業(yè)向栽培型漁業(yè)的轉了總體積為15韓國韓國于197342440公頃，總投資超過530064035個。從韓國國內的調查來看，在投放人工魚餌料豐富2.3-3.1倍。14年后，完全收回本錢3015倍。另外，韓國已從2023洋牧場化建設等相結合。美國美國人工魚礁建設的原則和運作治理方式與其他國家和地區(qū)有明顯的不同，其建筑人工魚礁的目的主要是為了進展休閑漁業(yè)。一般來說，人工魚礁規(guī)劃的主體是州政府，建設者則主要是企業(yè)和民間組織〔釣魚協(xié)會、潛水協(xié)會〕美國于19世紀30礁建設開頭于203020世紀7080984年美國國會通過了國家漁業(yè)增殖提案并相應地對人工魚礁建設賜予了確定，并開頭對人工魚礁建設進展標準和監(jiān)視。依據(jù)國家人工魚礁建設方案的指引，大約一半的沿海各州已經批準了建設人工魚礁棲息地的規(guī)劃。其中佛羅里達州是美國人工魚礁投放數(shù)量最多的州，全美約一半的人工魚礁在佛州。〔ＭＭＳ收到了良好成效。此外，約200此外，在法國、菲律賓、科威特、古巴、意大利、俄羅斯、墨西哥等國也都建有肯定數(shù)量的人工魚礁，并取得了可喜的成效。2、我國人工魚礁的建設狀況我國大陸沿海的人工魚礁建設開頭20世紀7019796縣研制了26201980年8月擴大了試驗，設計制造了石塊和廢船魚礁、小型鋼筋混凝土魚礁、大型浮沉結合魚礁、0006月，廣東省海洋與漁業(yè)局在陽江市陽西縣溪頭鎮(zhèn)青灣仔的雙山島四周海疆進展了人工魚礁的試點建設，經考察評估，產生了肯定效果。廣東省還規(guī)劃01012個重點人工魚80000公頃。浙江溫州為了進一步保護海洋資源和提升漁業(yè)進展層“十五”50座，達29萬空方，形成了305000空方礁體的人工魚礁漁場，加速了貝藻類的生殖，使海洋生物得到有效保護。浙江省舟山市從2023年起開頭利用報廢漁船在朱家尖情人島外側海疆建設人工魚礁，共投放報廢漁船30370公頃，共設魚礁239.83003000不但能吸納大批轉產轉業(yè)的漁民，而且為培育嵊泗的游釣漁業(yè)和建設海釣基地打下堅實根底。江蘇連云港為挽救和保護海州灣，202373年的人工魚礁建設工程方公里已逐步形成的人工生態(tài)系統(tǒng)。在我國其它地區(qū)，如臺灣省19741999年已建成人工魚礁區(qū)75處，投放礁體166372知名的礁區(qū)有東北部的宜蘭縣大里礁區(qū)、西北部的竹縣南寮礁區(qū)和苗栗縣外埔礁區(qū)等。1998年6月通過議案56億港元建設香港水域的人1120并敷設2161311999922023完成。四、人工魚礁的集魚機理和生物效應1、魚礁的集魚機理紊流，同時在礁體的內部和四周形成幾何陰影區(qū)。由于海水向上涌升，使得養(yǎng)分鹽豐富的深層冷流和表層暖流相混合，從而加強了養(yǎng)分鹽的向上輸送，促進了藻類的生長。此外，浮游生物也在陰影區(qū)滯留和繁衍，因而形成了豐富的餌料場。作為行動的定位，有的寵愛陰影，有的則寵愛流急處等等。對魚礁而言，有的魚類寵愛在礁體內部的陰影局部滯留魚類總是本能地游向餌料充分、水流多變且有陰影的場所。魚礁的存在恰恰給魚類制造了這樣10m10m左右的兩塊人造礁石之間構造向上的渦流，從而到達集魚的目的。1m1km30％(即704060％，可見魚礁的反射性能要好于其它介質。另外，當魚礁轉變了海水流態(tài)〔即流場〕的同時，也轉變了海水的聲學效應，即轉變了聲場。因此，當海水在輸送過程中患病礁體形成渦動進而產生聲波時，聲波便可以傳到更遠的地方，這對魚類趨礁行為的發(fā)生是格外有利的。然而，目前關于魚礁水聲效應的爭論甚少，有待于今后的爭論和探究。海中設置魚礁后可形成光學陰影，隨著照度的增加，在水中會形成比照度較大的暗區(qū)〔暗區(qū)的大小與魚礁的大小成正比其四周的生物所產生的分泌物和有機物分子的集中，也直接影響魚礁下流方向的氣味環(huán)境。國外爭論覺察，魚礁形成的光、味環(huán)境對魚類的誘集均起著肯定的生物學效應。2、礁區(qū)的小型生物魚礁投放后，礁體四周的物理環(huán)境發(fā)生變化，隨后引起了生物環(huán)境的變化。日本學者大久保等的調查爭論說明，魚礁投放后不久，附著生物便在魚礁外表著生，魚礁四周的底棲生物和浮游生物的種類一般狀況下，在魚礁的上方、側上方以及較淺的水域比較大；附著動物的著生量，則在透亮度高、底質較粗、流速較快的水域中比較大；附著生物的總量，主要呈漸漸增大的趨勢，例如，水深35m13個月后消滅了大量藤壺蠶等，9個月后礁體的外表完全被附著生物掩蓋，一年后便形成了大型藻類群落；魚礁區(qū)的底棲生物總個體數(shù)也比四周環(huán)境多，其中節(jié)肢動物的總量大于環(huán)形動物，只是單體魚礁內部和四周的環(huán)形動物的種類和個體數(shù)有削減的傾向；在魚礁的內部和前方，則主要聚攏著很多浮游動80年月的人工魚礁效果調查也顯示100%，3個月內每平方米的濕重達21kg，種類多達152種，其中73.7%可供魚類食用，廣東近海的魚礁外表附著生物量甚至是四周底棲生物量1000倍以上。3、礁區(qū)的魚類行為特征對礁體的依靠程度在設置的人工魚礁區(qū)，魚種的組成往往會發(fā)生很大的變化，而且這些魚類在礁區(qū)的分布和行為樣態(tài)呈多樣化。有的種類始終生活在魚礁四周，而有的種類則只是階段性的棲息于魚礁水一生在礁區(qū)度過。沙丁魚、竹莢魚、小黃魚等洄游性魚類則不同，它們通常在某一季節(jié)集聚在魚礁四周，其它季節(jié)卻遠離礁區(qū)。從標識放流的追跡調查來看，由于這些魚類隨季節(jié)或環(huán)境要素的變化而進展移動，所以在魚礁區(qū)的魚類的個體交換格外頻繁。魚類的競爭行為礁區(qū)的魚類也存在相互間捕食和被捕食的關系，存在著攝餌行為和躲避行為。日本潛水觀看覺察，在魚礁四周常常有捕食日本竹筴魚的拉氏鰣魚、捕食糠蝦類的鰕鯱魚和捕食附著生物〔鰤魚等水員的接近反響格外敏感，特別是當大型捕食性魚類消滅時，真鯛、五條鰤、黃條鰤、竹莢魚等游泳力量較強的魚種，離礁躲避，而六線魚、黑鲪、鰕鯱魚等巖礁性魚類則躲入魚礁間隙中去。可見，魚礁區(qū)魚類的索餌、躲避行動是常常性的行為。魚類的晝夜活動在礁區(qū)水面設浮筏進展晝夜調查，結果覺察，底層魚群分布量在早、晚居多，也有局部魚群夜間時分散上??；白天分布在各單位魚礁四周的魚群，夜晚大多分布在某一特定的水層。而從水槽試驗結果來看，白天稚鰤魚、鱸魚對魚礁的反響較強；褐菖鲉、雪斑鱸鲉魚白天棲息在魚礁的內部，黃昏至夜間開頭進展活動；三線磯鱸幼魚、馬面鲀則在魚礁的陰影區(qū)與各魚礁之間活動。30min左右開頭活動，日出前17min左右停頓活動，真鯛則是夜間離開魚礁開頭活動。由此可見，不同魚種的晝夜活動也不一樣。礁區(qū)魚群分布的垂直構造魚礁內外的魚類分布，依據(jù)魚群與魚礁的相對位置，通?？煞譃橐韵挛宸N類型：鱔等；Ⅱ型：定座型魚類，即胸鰭或腹部等身體的某一局部接觸固形物的魚類，如六線魚、杜父魚類等；Ⅲ型：幾乎不接觸固形物，但需要固形物在身體近旁的魚類，如石紋鯛、馬面鲀等；Ⅳ型：通常不需要固形物的存在，但假設有固形物存在，能產生以此定位的行動，如藍點馬鮫魚等；Ⅴ型：完全不需要固形物的存在，但有時需借助海洋表層的固形物來定位，如金槍魚、旗魚、鰹魚等。五、人工魚礁的設計和施工技術1、人工魚礁的設計主要的設計要素礁體應具有較好的穩(wěn)定性埋沒；礁體應能承受搬運、沉設、堆棧等強度需求而不致破損；礁體材質應能充分發(fā)揮其特點和功能，經濟可行且不會造成海疆污染；鉤等現(xiàn)象，以維持魚礁的正常功能；礁體構造應滿足需增殖的魚、貝、蟹等品種的根本需要。根本計算公式礁體在水中的穩(wěn)定性主要涉及到滑動安全性和滾動安全性兩個方面，因此，礁體的設計應從這兩個方面著手：gV(1gV(1)FS F F F0 0

〔12-1〕其中：F——礁體材料的密kg/V——礁體的實體體積；——海水密度kg/；取0.0.；F0——礁體所受的流體作用力。假設校驗結果SF1.2，則滿足穩(wěn)定條件。以上計算并未考慮礁體陷入海底泥沙中的狀況，假設礁體陷入沙中，則礁體底面必受到泥沙的壓力作用，此壓力值須添加到抱負安全系數(shù)計算式的分子中去，即 gV gV ) FPF F0其中F——泥沙對礁體的壓力的相當值其值為F 0.h2K ；K ——受動P P P Pcos2土壓系數(shù)其值為K P

sin

12

kg/；hcos

cos

]2 ——礁體陷入泥沙中的高——泥沙內部的摩擦角〔板摩擦角。SF

1.2，則滿足穩(wěn)定條件。要求礁體不被水流沖至翻滾〔假設礁體未陷入泥沙需滿足礁體的阻抗〔12-。可得抱負滾動安全系數(shù)的計算式如下：gVgV(1)lwF Fh0 0

〔12-3〕其中h——流體作用F 的最大作用高度；l ——礁體重心至可能回轉中心的水0 0 w平距離。SF

1.2，則滿足穩(wěn)定條件。浮浮圖12-5 滾動安全系數(shù)計算示意圖2、人工魚礁建設工程的施工幾個衡量礁區(qū)規(guī)模的根本概念人工魚礁按構成規(guī)?？梢詣澐譃橐韵聨追N根本形式：單體礁：作為最根本單位的小型個體礁；單位魚礁：在肯定范圍內放置肯定數(shù)目的單體礁所構成的小型集合；魚礁群：按肯定間隔放置數(shù)個單位魚礁所形成的組合體；魚礁帶：在肯定距離內放置數(shù)個魚礁群所組成的魚礁區(qū)。投礁海區(qū)的選擇確定投放人工魚礁的最適位置，要從自然條件和社會條件兩個方面來探討。首先，投礁區(qū)底質條件應較為優(yōu)越，水域水質條件要好。同時，應盡量以漁港等漁業(yè)依據(jù)地為中心，充分發(fā)20～30m.5k〔約77cm/se；海底寬闊平坦，底質為結實的石底、白沙泥質底或有貝殼的混合質海底，適宜魚、貝、蟹類生殖和棲息；自然礁與人工礁保持肯定距離，一般.5浬以上。魚礁的投放時間投放人工魚礁的最正確季節(jié)應是夏季的伏休期，由于此時在船只和人員的征用以及宣傳工作的開展等方面都具有肯定的優(yōu)勢，特別是這段時間〔除臺風天外〕是一年中風浪最小的季節(jié)，有利于保證操作安全和施工精度。為了進一步提高施工的安全系數(shù)，還應盡量選擇小潮和平潮時施工。單位魚礁的布置魚礁的投放和單位魚礁的設置應以矩陣分布為宜，并盡量選擇不同外形、類型和材料的礁體有序的間隔分布，這樣有利于發(fā)揮各類礁體的優(yōu)勢，由于在一個海疆投放單一材料或單一外形10~143m高的魚礁其礁體間的距離應30m~40m但相比起來易造成鋪張，不能發(fā)揮每個礁體的最正確效益，同時也不利于監(jiān)測。由于多數(shù)魚類棲息于渦流中的緩和區(qū)，特別是在回避強潮流時，魚類的聚攏程度更高。因此，魚礁的擺放位置也宜與海流方向穿插，這樣會阻礙潮流的運動因而產生特別的渦流流場。此外，渦流同樣會造成浮游生物和甲殼類生物的物理性聚攏。以以下出了江蘇省連云港海州灣礁體的投放組合表2-1〕和2023年投礁區(qū)的礁群布置圖〔12-。12-12023年海州灣人工魚礁組合一覽礁群空方小〕數(shù)量〔個〕空方〕數(shù)量〔個〕空方〕數(shù)量〔個〕〕西北礁群001008001442005000東北礁群00001957005700西南礁群7502530001236006130東南礁群00483841648005184中心礁群00102816927003516總計75025302502023302100025530總布置圖圖12-6 2023年海州灣礁區(qū)布置和礁群圖〔單位〕魚礁投放的施工規(guī)程粗定位。船舶到達現(xiàn)場后，在施工范圍內先進展錨泊，使用定位儀定點拋錨并系上浮標，根本圈定投放范圍。使用GPS指揮起重船安放人工魚礁3m為了加快投放速度鉤裝置，提高投放速度。在施工圖上標出每一投放點的經緯度，進展準確的定位。按圖紙設計要求逐個定位投放魚礁魚礁。術要求進展。投放的相關計算投放速度v可依據(jù)牛頓第一運動定律求得，即：Vdvdt

()gVCd

A2

C VdvMA dt

(12-4)——礁體材料的密度kg/；V——礁體實體體積；——海水密度34°57′N119°34°57′N119°28′E34°57′N119°29′14″E西北礁群東北礁群中心礁群西南礁群東南礁群34°55′N119°28′E34°55′N119°29′14″E

dA——礁體垂直于重力方向的投影面積；

——附加MA質量系數(shù)。那么，礁體投放后沉入水底速度降0的過程中，其速度是不斷變化的，一般狀況下，礁體是在接觸海底受到地面作用力后，到達瞬間的受力平衡，此時可以計算出投放過程中的最大速度v 。由于此時下落的加速dvdt0，那么〔12-4〕式可變?yōu)閏()gVC A cd 2

(12-5)C d2gVC d2gV(1)c地面作用力Vdvdt

()gVCd

A C 2 MA

dvQ (12-6)dtQK n而vd

R/dt (12-7)dv/dtd2/dt2其中：K ——地面反沖擊系數(shù)——地面變位數(shù)。R那么，將12-12-〕經過邊界條件處理和積分變換，可得K3

C

v2R 0 g 1 d

2

C

c 0 (12-8)3V

c0

MA2其中： ——沖擊力最大時的地面變位數(shù)。0按12-〕解 后，代入12-，即可得最大沖擊Q 。0 max礁體所能承受的沖擊力應當大于或等Q ，此礁體才合格，即maxSfAQmax其中：f——礁體材料單位面積可承壓力N/。六、人工魚礁區(qū)漁業(yè)資源調查和集魚效果評價1、人工魚礁區(qū)的資源調查主要調查和監(jiān)測設備人工魚礁的資源調查和效果監(jiān)測是一項格外重要的工作。漁業(yè)較為興旺的國家一般都配備ADC、溫鹽深測定儀CT、地形探測聲納、水下機器人RO上可實現(xiàn)樣品分析的自動化，分析結果通過計算并可馬上輸出。人工魚礁區(qū)的漁業(yè)資源調查方法〔包括水下攝影觀測生物種類和數(shù)量礁區(qū)的資源變化；水下機器人RO〕自動攝影；通過釣、刺網、拖網等漁具調查；通過探魚機，了解漁業(yè)資源狀況；通過標志放流，依據(jù)魚類的回捕率來調查人工魚礁的效果；通過生產漁船的漁撈日志記錄。2、集魚效果評價評價指標通過對人工魚礁區(qū)及其比照區(qū)的生物多樣性指數(shù)和漁業(yè)資源豐度的計算，分析人工魚礁區(qū)的資源變動狀況和集魚效果。生物多樣性指數(shù)H”

Si1

Plog Pi 2

i=

…〕 〔12-9〕SP——第i種的個體數(shù)ni

〕與總個體數(shù)〔N〕的比i值〔ni

/N。種類豐度指數(shù) d(S1)log其中：N 2

N 〔12-10〕——樣品中的生物總個體數(shù)。資源調查實例——海州灣人工魚礁區(qū)的漁業(yè)資源評價調查時間和站點20232月到202311月，共在海州灣人工魚礁區(qū)進展了六個航次的調查，投礁前調查3次，時間為春季2023年5月、夏季2023年7月〕和冬季2023年3月，投礁后調查3次，時間為夏季2023年8月、秋季2023年10月〕和冬季2023年2月。每次調查在魚礁區(qū)選擇一個調查點，在非魚礁區(qū)選擇一個比照點2-。圖12-7 調查站點分布圖資源調查的操作方法75”號〔110k，船長24，船寬4。調查漁具承受底拖網〔曳綱801m12.5kn需稱其總重量，在其中隨機取一局部，盡可能做到各種類都能取到，數(shù)量少時則全部取樣。將樣本用甲醛溶液浸泡帶回試驗室分析，并在試驗室進展種類鑒定，然后測量各種類的體長、體重、數(shù)量等。數(shù)據(jù)處理PU〕小時漁獲重量kg/PUkg/。II、計算各航次礁區(qū)、比照區(qū)的生物多樣性指數(shù)和豐度。調查結果I、種類變動狀況表12-2為人工魚礁區(qū)和比照區(qū)的各類資源種類數(shù)。投礁前后比照區(qū)消滅的總的資源種類分別為36種和3744投礁前的39537種多出7種?？梢娙斯~礁投放后魚礁區(qū)的資源種類比投礁前要豐富，也比比照區(qū)同期資源種類要豐富很多。其中魚類種類增加最多，6種；蝦類削減2種；蟹類和頭足類種類比較穩(wěn)定，變化較小。12-2人工魚礁區(qū)、比照區(qū)各類資源種類數(shù)種類數(shù)魚蝦蟹魚蝦蟹頭足合計比照區(qū)16117236魚礁區(qū)17136339比照區(qū)1995437魚礁區(qū)23116444注：表中各類資源的種類數(shù)分別為投放前三次調查之和與投礁后三次調查之和。計算各航次魚礁區(qū)、比照區(qū)的生物多樣性指數(shù)，結果說明，礁體投放以前，礁區(qū)與比照區(qū)的生物多樣性指數(shù)差不多礁體投放以后812-。魚礁區(qū)〔Reefarea〕魚礁區(qū)〔Reefarea〕比照區(qū)〔Contrastarea〕4t數(shù)ie3.5數(shù)ia指r 3a性v 2.5樣2fo樣2e多x 1.5e1dnI1

2023.3

2023.7 2023.10 2023.2 2023.8Investigatetime12-8人工魚礁區(qū)、比照區(qū)各航次生物多樣性指數(shù).00，比照區(qū)為1.78；2.18，比照區(qū)為1.86，可見魚礁區(qū)的生物豐度比比照區(qū)高12-3。12-3人工魚礁區(qū)、比照區(qū)各季節(jié)資源生物豐度時時間 地點春夏秋冬均值比照區(qū)1.881.781.671.78魚礁區(qū)2.681.531.792.00比照區(qū)2.211.911.471.86魚礁區(qū)1.452.612.482.18II、CPUECPUE比較〔表12-〕可以看出，投礁后魚礁區(qū)夏季2023年8月份〕的CPUE為71.kg/，比投礁前夏季2023年7月份〕的CPUE(43.kg/)高出62.92023年10月份的CPUE為52.kg/2023年6月份的

kg/h〕有很大的提高CPUE不超過2kg/h。CPUECPUE3CPUE004年8月份〕的CPUE最高，到達71.6kg/h48.1kg/h48.97%；秋季〔202310〔20232〕魚礁區(qū)和比照區(qū)的CPUE均低于0.5kg/h，說明魚礁區(qū)和比照區(qū)冬季資源量都比較少。12-4人工魚礁區(qū)、比照區(qū)CPUE CPUE〔kg/h〕 春夏春夏秋冬合計比照區(qū)15.957.961.675.5魚礁區(qū)8.443.91.453.8比照區(qū)48.141.40.01889.5魚礁區(qū)71.652.70.382124.7各種資源的CPUE12-5CPUE魚蝦蟹頭足合計比照區(qū)34.828.29.23.375.5魚礁區(qū)魚蝦蟹頭足合計比照區(qū)34.828.29.23.375.5魚礁區(qū)22.123.73.34.653.8比照區(qū)32.839.72.814.389.5魚礁區(qū)61.844.72.016.2124.721CPUE后，魚類的CPUE比蝦類的CPUE要高出很多，這說明投礁后魚礁區(qū)吸引大量的魚類到魚礁區(qū)，CPUECPUECPUE12-5人工魚礁區(qū)、比照區(qū)各類資CPUECPUE〔kg/h〕時間 地點投礁前投礁后CPUE分別為投放前三次調查之和與投礁后三次調查之和。III、優(yōu)勢種變動狀況5種優(yōu)勢種及其重量的百分比方12-6所示。從表中可以Oratosqullaoratora在各次調查的優(yōu)勢種中都消滅的主要經濟蝦類；軟體類中長蛸Octopus variabili〕和火槍烏賊Loligo bek〕在優(yōu)勢種中消滅較多，說明魚礁區(qū)這兩種生物資源量比較大且相對穩(wěn)定；魚類中鰕虎屬中矛尾鰕虎魚Chaeturithysstigmatia〕和六絲鈍尾鰕虎魚Amblychaeturichthyshexanem〕消滅也比較多。〔20233月調查中日本鼓蝦Alpheus

和口蝦蛄的資源量之和占總資源29.47％；夏季〔20237月〕優(yōu)勢種中蝦類資源消滅342.542～3個優(yōu)勢種是魚類1～2個優(yōu)勢種是魚類2023年8月的魚類占該次調查總資源量41.82023年10月魚類占52.7％，40％以上，可見投放人工魚礁對集魚效果的影響相當顯著。 表12-6 人工魚礁區(qū)各季節(jié)漁獲物優(yōu)勢種百分比〔％〕 投礁前季節(jié)種 類皮氏叫姑魚Johniusbelengerii口蝦蛄Oratosqullaoratoria春季雙斑蟳Charybdisbimaculata長蛸Octopusvariabilis火槍烏賊Loligobeka夏季口蝦蛄Oratosqullaoratoria戴氏赤蝦Metapenaeopsisdalei

〔％〕30.6918.6615.5310.818.9125.6719.8314.29

投礁后種 類小黃魚Larimichthyspolyactis口蝦蛄Oratosqullaoratoria

百分比〔％〕39.1730.999.94Trachypenaeuscurvirostris8.42beka6.448.235Clupanodonpunctatus2.64hexanema36.62秋季2Larimichthyspolyactis16.113Octopusvariabilis13.924Alpheusjaponicus10.85Oratosqullaoratoria6.3730.691Octopusvariabilis70.25japonicus18.662Oratosqullaoratoria11.9冬季3Octopusvariabilis15.533Enchelyopuselongatus4.764Oratosqullaoratoria10.81hexanema4.19joyneri8.915焦氏舌鰨Cynoglossusjoyneri3.14從表中還可以看出〔Larimichthyspolyactis〔202310月〕調查中小黃魚占該次調查的總資源量6.11％，夏季〔20238月〕小黃魚成了資39.1720235CPUE0.20kg/。投礁后秋季2023年10月CPUE為5.kg/，較5月份增加23倍；夏季20238〕小黃魚CPUE31.3kg/h，較投礁前20235150202310增加5.3七、人工魚礁建設的留意事項1、礁體設計和制造中應留意的問題保證魚礁不移位或損環(huán)礁體的設計和材料的選用都應重點考慮區(qū)域性的海洋條件，尤其是對臺風浪和海流的巨大作用力加以重視，以免設計制造出的礁體在投放后幾個月甚至更短的時間內就消滅滑移消逝或者翻滾損環(huán)。盡量減輕對環(huán)境水體的影響對于投放在海中的廢舊船礁等，由于廢舊漁船的機艙油污和船體油漆的可溶性有毒物質可能清理得不夠干凈，因而會對水域環(huán)境造成污染。因此，在改造廢舊漁船制作人工魚礁前應將船上的柴油機等設備拆卸掉，去除機艙內的含油污水，并對污水進展處理，盡量削減可能對環(huán)境造成的危害。2、投放施工中應留意的問題要選定適宜的礁區(qū)位置有些魚礁投放后不到一年就被淤泥掩埋一半甚至被漂浮而失效，因此魚礁工程的選點要綜合考慮到水體泥沙含量和海底淤積速度，要盡量保證大多數(shù)的人工魚礁有效20而且，假設投礁選點的位置不當，如投放點距離主航道太近，那么，當礁體被沉放入海底以后，由于受到臺風和風浪的作用力，會漸漸移位甚至散落在航道上，影響船舶的正常航行，后果是不堪設想的。要避開工程事故風險海洋工程均存在作業(yè)的事故風險問題。人工魚礁工程的實施過程中可能發(fā)生的工程事故類〔投放后造成交通事故過程中消滅安全責任事故等等處理得當，治理嚴格，避開工程事故的發(fā)生。3、后期治理中可能消滅的問題人工魚礁有格外明顯的集魚效果，有些魚礁投放幾個星期甚至幾天后就能誘集到大量的魚類在礁體四周然后承受各種手段進展徹底的抓捕。假設這樣，人工魚礁就完全失去了原有的意義，不但未能起到保護海洋生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源的作用，相反的卻為破壞資源的行為制造了條件。要加以防范和打擊，還有賴于相關治理部門實行樂觀有效的措施。其次節(jié)離岸抗風浪網箱2080年月以來，由于消滅了世界范圍內的捕撈過度和環(huán)境污染等問題，漁業(yè)資源消滅了嚴峻衰退。為此，將漁業(yè)生產的重點由傳統(tǒng)的狩獵式捕撈漁業(yè)轉向養(yǎng)牧式的增養(yǎng)殖漁業(yè)，尤其是避開近海內灣的易污染環(huán)境、轉向外海去進展高經濟價值魚類的海水網箱養(yǎng)殖業(yè)，已成為世界各國的共識。在這個歷史形勢下，抗風浪網箱應運而生。作為一種型的養(yǎng)殖載體，抗風浪網箱的主體局部多由網箱框架自動收魚等養(yǎng)殖配套設施。各種型材料以及防腐蝕、防污染、防紫外線等高技術在抗風浪網箱養(yǎng)殖業(yè)中得到了應用，因此抗風浪網箱養(yǎng)殖是目前科技含量較高的海水魚類養(yǎng)殖方式?？癸L浪網箱養(yǎng)殖具有抗風浪力量強、可在半開放海區(qū)養(yǎng)殖等特點。因此，與傳統(tǒng)小網箱相比，雖然集約化程度高、養(yǎng)殖密度大，但網箱養(yǎng)殖魚的食物來源更加豐富，魚類生長速度快，肉質好，品質接近自然。同時，海水具有肯定的流速，魚類的排泄物也會很快被海水帶走，因而養(yǎng)殖魚類病害少。諸多優(yōu)勢使得抗風浪網箱的養(yǎng)殖產品質量上乘，養(yǎng)殖經濟效益顯著。一、抗風浪網箱的進展概況1、國外的進展簡況網箱養(yǎng)殖始于100多年前湄公河沿岸的柬埔寨，當時是以竹木材料制成小型框式和大型船2030～50國外主要漁業(yè)國家如挪威70年月就投入大量人力物力開展海水網箱養(yǎng)材料、技術的開發(fā)應用，海水網箱養(yǎng)殖的范圍和規(guī)模正不斷擴大，其中離岸網箱養(yǎng)殖設施和技術已到達了相當高的水平。目前，網箱框架材料不斷升級換代，承受高強度塑料、塑鋼橡膠、不銹鋼、合金鋼、鋼鐵等型材料；網衣材料由傳統(tǒng)的合成纖維，向高強度尼龍纖維、加鈦金屬合成纖維的方向進展；網箱外形除傳統(tǒng)的長方形、正方形、圓形外，還開發(fā)了碟形、多角形等外形；網箱養(yǎng)殖形式由固定浮式進展到升降式；網箱容積由幾十立方米增加到幾千立方米甚至上萬立方米；網箱年單產魚類由幾百千克增加到近百噸；養(yǎng)殖品種擴大到幾十種，幾乎涉及市場需要量大、經濟價值高的全部品種；養(yǎng)殖方式也由單一魚類品種養(yǎng)殖，到魚、蟹等多網箱材料抗紫外線、防污損等方面加速開發(fā)爭論和推廣應用。2、我國抗風浪網箱的進展1998年海南引進挪威全浮式重力網箱開頭的，之后浙江普陀、998年夏季海南省臨高縣首先從挪威REFA公司引進圓形雙浮管重力式網箱，2023進同類型網箱。與此同時，海南和浙江等省開頭推廣我國臺灣省的浮繩式網箱，取得了肯定的2023Oceanspar〔飛碟型網箱〕，20232023年起，我國上海、浙江、福建、廣東等省、市的科技人員先后開頭爭論抗風浪網箱的國產化技6DPE重力式網箱〔浮式和沉降式〕和飛碟型網箱。由于國產網箱價格低于國外同類型網箱，因此，國產網箱在我國沿海地區(qū)快速得到了推廣應用2023700余只，廣東省200只左右。但是，從總體技術水平來看，與國外還有肯定的差距，特別是網箱的性能、關心設施、配套技術和治理等方面還有待于進一步提高和完善。在相關的科研工作上，為了進展我國的抗風浪網箱養(yǎng)19月浙江省玉環(huán)縣科技興海辦公室擔當了浙江省科委下達“玉環(huán)縣淺?？癸L浪網箱養(yǎng)魚技術開浮動網箱進展抗風浪構造設計，網箱設置在玉環(huán)縣樂清灣，300只。試驗期間經受1997年11月、1998年6月、1998年8月和1998年9.8m，11.55m/，臺風過后浮動式船型抗風浪網箱根本完好。該工程196月20日通過了浙江省科委組織的鑒定進，具有推廣價值。1998作，并擔當省市重點科技攻關工程2023年又擔當了國家“863”重大科技攻關工程的爭論。通過借鑒并結合我國沿海實際狀況的考驗。據(jù)統(tǒng)計目前已在全國各地加工安裝國產抗風浪網0只，并在舟山建成目前國內規(guī)模最大的抗風浪網箱養(yǎng)殖基地。HDPE重力全浮式網箱，臺灣企業(yè)也在大陸制造該種網箱，但PE其次輪試制樣品已下海運作。另外，大型浮繩式網箱養(yǎng)魚在浙江象山已有較快進展，數(shù)量已達60二、抗風浪網箱的種類世界上用于海水養(yǎng)殖的抗風浪網箱的種類和構造形式多種多樣。按外形不同可分為方形、塑鋼、合金鋼等。依據(jù)網箱在水中的設置位置和敷設狀態(tài)，尤其是以工作臺可否下潛為推斷基準，則可將抗風浪網箱分為浮式網箱和可潛式網箱〔也稱為升降式網箱〕兩大類，以下分別介紹浮式網箱和可潛式網箱的特點。1、浮式網箱無工作臺構造、不行潛入水中，或工作臺始終位于水面以上的這類抗風浪網箱統(tǒng)稱為浮式網箱。方形網箱傳統(tǒng)的海水養(yǎng)殖網箱外觀絕大多數(shù)為方形，邊長較短，材料多為鋼材、竹子等，不適宜在半開放海區(qū)養(yǎng)殖。隨著高強度材料的不斷進展，運用聚乙烯材料制造的規(guī)格較大、構造安全的12-9圖12-9 方形網箱組合方形網箱主要由方形浮框、走道〔少數(shù)種類為無走道的構造〕、網衣、沉子和錨泊系統(tǒng)等PE部設有一只格柵式方框，作為收集死魚、剩余餌料的分別存儲裝置。網箱底部配有肯定數(shù)目的沉子，起配重和確保網衣水中網形的作用。2-10為方形網箱構造。主要優(yōu)點：可以依據(jù)養(yǎng)殖者的不同需求制作不同尺寸的網箱，或按操作習慣設置不同寬度的走道，給養(yǎng)殖者更多的生產操作空間；便于組合成不同規(guī)模，既節(jié)約投資，又便利治理。存在問題：四邊形構造具備的空間不穩(wěn)定性對網箱的安裝難度提出較高要求，框架安裝不規(guī)章易導致其自身的扭曲變形；四邊形直角交接部位為應力集中點，簡潔斷裂損壞，限制了該網箱的使用水域。浮框網衣浮框網衣錨繩收集倉力綱圖12-10 方形網箱構造浮繩式網箱浮繩式網箱又可稱為軟體網箱最早由日本開發(fā)使用90始推廣臺灣開發(fā)的浮繩式網箱，取得了肯定的效果。該類網箱主要由繩索、箱體、浮子、沉子及錨泊系統(tǒng)構成，浮在水面的繩索框架和浮子可隨著海浪的波動而起伏，柔性好；箱體局部是一個六面封閉的構造，其柔性框架由兩根直5mm17mm龍繩或聚丙烯繩作副纜繩，連接成一組假設干個網箱的軟框架。該網箱操作治理比較便利128m大小的12-11為浮繩式網箱實景圖12-7為臺灣省浮繩式網箱規(guī)格和技術參數(shù)。主要優(yōu)點：制作和治理便利，養(yǎng)殖者可自行購置材料制作而成，價格低廉；投餌便利，易觀看魚類的攝食狀況。存在問題：在海流作用下，該網箱的容積損失率較高；抗風浪力量缺乏。12-11浮繩式網箱實景照表12-7 臺灣省浮繩式網箱規(guī)格和技術參數(shù)〔王明00〕框架外形四角框架外形四角八角單組浮框數(shù)123直徑81020網深58810容積32080026503320最大養(yǎng)殖量6.4165266養(yǎng)殖魚種養(yǎng)殖密度

鰤、軍曹、石斑、笛鯛、黃鯛、紅擬石首魚、鐮鰭鯧鲹餌料系數(shù)

活餌

0.2～0.250.4～0.7圓形網箱圓形網箱最早由挪威的REFA公司開發(fā)和制造，外形為圓柱形。它主要以高密度聚乙烯〔HDPE〕為材料，水面浮框多為二至三圈等直徑管，用以網箱成形和產生浮力。扶手欄桿通過聚乙烯支架與水面浮框相連，作為工作臺供操作人員進展生產作業(yè)。國內目前使用的圓形網箱周長通常為50～60m，網衣深度則依據(jù)海疆水深而定。12-1212-13圓形網箱實景圖。主要優(yōu)點：HDPE125m1m/s，使用壽命10操作、治理和維護過程簡易，易于投餌和觀看魚群的攝食狀況，適應范圍較廣。存在問題：在承受波和流的共同作用時，錨泊系統(tǒng)與水面浮框的連接點處簡潔損壞；浮框網衣浮框網衣錨繩沉子域。圖12-12 圓形網箱的構造示意圖12-13圓形網箱實景照牧海型網箱〔FARMOCEAN〕上下兩個局部。上部浮管構成的圓形工作臺通過六根輻條與主浮環(huán)連接形成網架。經防污損處以便利魚苗的輸送或轉移。網箱下方為下部主網箱，同時在主網箱的底部外圈設置一沉環(huán)，通過吊繩與主浮環(huán)相連。沉環(huán)供給了一個適當?shù)闹亓?，與主浮環(huán)和浮管供給的浮力相平衡，用以穩(wěn)定網箱。同時，通過繩索與主網箱底部綱繩張緊12-14為牧海型網箱構造12-15為牧海型網箱工作臺實景圖。上下通道

風力發(fā)電機微機集成掌握和喂飼系統(tǒng)工作臺網蓋輻條工作通道主浮環(huán)錨繩網衣吊繩沉環(huán)圖12-14 牧海型網箱構造示意圖圖12-15 牧海型網箱工作臺實景照主要優(yōu)點：構造設計穎，工作原理類似于半下沉的油井平臺，其特別的沉環(huán)構造使重力作用在一環(huán)形圓圈上適合深海各種簡單海況的養(yǎng)殖要求；科技含量高，融合了現(xiàn)代微機掌握和自動化技術，網箱頂部設有工作平臺，裝備了風3.5t存飼料，并可通過無線電掌握技術在岸邊進展遙控，保證在惡劣的海況下喂飼料的連續(xù)性。存在問題：設備本錢一次性投入過高；構造繁雜，設施先進，對工作人員素養(yǎng)和相關技術支持也提出了很高的要求。金槍魚離岸養(yǎng)殖設施金槍魚離岸養(yǎng)殖設施由西班牙IZAR造船集團公司研制而成，用于暫養(yǎng)藍鰭金槍魚〔圖水37m，推動功率3×6750kw，航速8kn，定員30人。該設施主要有二種工作狀態(tài)，一種為500，整個設施能以8kn120m、寬45、深45m的大型網箱養(yǎng)殖設施，養(yǎng)殖容積〔網箱和船艙95,000。多用途的關心網箱位于船體上部的支撐構造和水下船體之間，用網衣將水體圍成三個局部，依據(jù)不同的任務分別用于捕撈、魚的銷售、金槍魚的移入和魚病治療等。網箱網衣的清洗是通過設置于船底四周的管道用高壓水由內而外的沖洗上下移動的網衣。該設施配備投餌系統(tǒng)、死魚去除裝置、氧氣000m3容積的冷藏庫，足以保證從歐州航行至日本途中的飼料需求。該設施一般位于漁船的作業(yè)海區(qū)，通過一艘關心船將裝有金槍魚的網箱移至該設施的尾部，然后承受不同的方法向船首方向移動，直至三個分隔水體合成一個為止。捕撈操作是通過一個取魚網將金槍魚從養(yǎng)殖網箱移至關心網箱，繼而提升船艙，使水池中的水位下降，迫使魚集中至一個特定的區(qū)域，以利于捕撈操作。駕駛臺駕駛臺艙口網箱推動器12-16主要優(yōu)點：具有突破創(chuàng)的構造和操作設計，能將捕撈、暫養(yǎng)和運輸結合起來，給捕撈作業(yè)者帶來了前所未有的便利；科技含量高，設備先進，安全牢靠。存在問題：超出了純粹的網箱養(yǎng)殖概念，且應用面窄；本錢高，不易推廣。2、可潛式網箱可潛式抗風浪網箱又稱為升降式網箱，整個網箱在必要時能沉入水中，并能依據(jù)需要掌握下沉深度，因此在海水養(yǎng)殖中得到了格外廣泛的應用?？蚣苁浇饘倬W箱框架式金屬網箱由日本研制成功，網箱的框架和網衣均由金屬材料制的臺風的侵襲，在日本已規(guī)?；褂谩＞W箱上部由圓形鋼管制成，每一邊3根支撐管焊接而成，下面二根設在浮筒上，上面一根為操作欄桿。網箱下部由鍍鋅金屬編制的網片組成，有肯定的剛性，可以承受水流沖擊。此外，框架上部還蓋有一般網片，以防止魚類逃逸。圖12-17為框架式金屬網箱的構造圖。圖12-17 框架式金屬網箱構造框架式金屬網箱的錨泊系統(tǒng)承受多個網箱組合定位的形組成的“井”字形錨泊系統(tǒng)。每個網箱被連接在繩格的中部，系統(tǒng)大而穩(wěn)定，造價低廉。網箱需要調換時，只需解開連接繩而無須移動錨繩。錨泊系統(tǒng)規(guī)?？梢罁?jù)生產需要擴大和縮小，操作便利。圖12-18為框架式金屬網箱的錨泊系統(tǒng)。圖12-18 框架型金屬網箱的錨泊系統(tǒng)升降原理：沉浮式浮筒設置在每邊框架的中部，下沉時放氣進水，上浮時使用壓縮空氣排水。沉浮式以上?？蚣芟逻€設有耐壓式浮筒，以保證網箱在浪、流中的穩(wěn)定性，其浮力為網箱水中重量的80％～90％。主要優(yōu)點：網箱四周組成的金屬圓管框架具有很高的強度，由于材料承受鍍鋅處理，1后仍舊完好，無腐蝕現(xiàn)象；金屬網片的藻類附著程度比化纖網片低得多；錨泊系統(tǒng)可按生產規(guī)模自行設計。存在問題：在潮漲潮落的過程中，由于潮差大，水流急，盡管錨泊系統(tǒng)相當穩(wěn)固，網箱在海面上傾斜嚴峻，較多的養(yǎng)殖空間露出水面；編織成網片的鍍鋅鐵絲在交變的水流的作用下相互之間產生位移摩擦，當鍍鋅層磨損后，鐵絲在海水中很快腐蝕，造成網片裂開。圓形升降式網箱HDPE圓形抗風浪網箱的根底上保證了養(yǎng)殖的安全性12-19為圓形升降式網箱構造示意圖圖12-20為圓形升降式網箱實景圖。升降原理：HDPE圓柱管材的內部構造是空心的，可用密封板將其分隔為多個各自獨立并且相互密封的排水系統(tǒng)連接好進排氣、進排水的均勻性，網箱的平穩(wěn)和平衡性就得以保證12-21為圓形升降式網箱框12-22為圓形升降式網箱框架氣路聯(lián)接示意圖。主要優(yōu)點：圓柱空心管材也可以制作成分段的構件形式，然后運至安裝現(xiàn)場后再進展拼裝，便于運輸；環(huán)形圈數(shù)量可適當增加，構造更加結實。存在問題：在實施升降操作中，必需使用進排氣安排掌握裝置，以保證各分區(qū)均勻進排氣，實現(xiàn)均衡升降；使用的材料應有肯定強度，最好使用耐海水腐蝕的不銹鋼材料作為管路接口；進排氣管路系統(tǒng)必需密封良好，一旦漏氣，網箱就會自動下沉從而影響使用，嚴峻的會造成重大經濟損失。圖12-19 圓形升降式網箱構造圖12-20 圓形升降式網箱實景照556781311415324169101112圖12-21 圓形升降式網箱框架構造示意圖6543216543217圖12-22 圓形升降式網箱框架氣路聯(lián)接示意圖主管接口2.氣管接A 3.氣路氣管4.氣路閥門接口5.氣路三通6.氣管接口7.主管道碟形網箱碟形抗風浪網箱最早由美OceanSpar公司設計和制造，是典型的鋼制剛性網箱的代表。其網箱主體局部主要是由立柱立柱和浮環(huán)作為網箱的關鍵部件降和掌握升降的速度12-23為碟形網箱構造示意圖12-24為水流對碟型網箱工作狀態(tài)的影響。圖12-23 碟形網箱構造1.工作平臺2.立柱3.網衣4.綱繩5.浮環(huán)6.平衡塊7.張綱8.浮子9.錨繩流速=0 流速=50cm/s 流速>50cm/s圖12-24 水流對碟型網箱工作狀態(tài)的影響碟形網箱的錨泊系統(tǒng)則主要由錨碇、錨繩、張緊浮球、張綱、分力器、卸夾和適量繩索所，部連接環(huán)和水泥錨的倒拔到拉緊和固定網箱的作用。分力器可以使繩索連接穩(wěn)定牢靠，受力均勻。升降原理：立柱相當于一個直立的全封閉浮筒，其內部通過進排水口與海水相通。當從網箱的工作平口從下立柱中排出重力的作用下，向下漸漸地沉入水中。主要優(yōu)點：2級以上臺風的攻擊，3kn流速下網箱容15％，主體構造使用年限8～10年；網箱體積大，可一次養(yǎng)50～60t；網箱為全封閉式構造，網具為全固定拉緊式，不會搖擺和漂動，網箱沉浮深度可人為掌握。存在問題：投資本錢高；安裝有肯定技術要求，配套設備也相對較多，養(yǎng)殖治理等方面對養(yǎng)殖人員的素養(yǎng)要求較高；換網、起捕魚的操作較為困難。俄羅斯鋼構造網箱肯定厚度的無縫鋼管焊接而成外外表整體噴鋅狀主框架的頂部裝有工作平臺和自動投餌設備，內側的四周則開有用于扎牽網具繩索和卸夾的1225為俄羅斯鋼構造抗風浪網箱的構造示意圖。自動投餌設備工作臺罩型網狀主框架網衣連接繩索及卸夾 支撐環(huán)平衡塊配重鏈圖12-25 俄羅斯鋼構造網箱構造俄羅斯鋼構造網箱具有與美國碟形網箱相像的錨泊系統(tǒng)構造。在其海上安裝和固定過程中，圖12-26為俄羅斯鋼構造網箱的錨泊系統(tǒng)示意圖。升降原理：漲緊浮球網箱錨繩重力式錨碇在網箱罩型網狀主框架下半局部的環(huán)狀構造浮體工作平臺處通過通氣管向下部環(huán)狀構造中注入壓縮空氣過自身鋼構造框架4漲緊浮球網箱錨繩重力式錨碇圖12-26 俄羅斯鋼構造網箱的錨泊系統(tǒng)主要優(yōu)點：12級以上臺風的攻擊，抗風浪性能突出；060；網箱在海上固定后，不會消滅移錨等現(xiàn)象，安全性好。存在問題：網箱為上下構造，安裝過程相對繁瑣；資金投入較大。挪威張力腿網箱張力腿網箱簡稱為TLC型網箱，又可稱張力框架網箱，由挪REFA公司開發(fā)研制，構造上主要分為壇子形箱體、張力腿和錨碇三個局部。壇子形箱體是網箱的主體，頂部有蓋網，蓋網與頸部網衣由拉鏈連接。肩頸部由高密度聚乙烯的浮性環(huán)管制成，它通過拉鏈與正六角柱形網身相連，以利于魚種放養(yǎng)和成魚收捕。上綱6個角通過懸掛在其下方的張力腿的吊舉構造與錨碇相連接。裝有下錨浮筒，其主要作用是支掛張力腿和固定網身下綱的外形。張力腿6將壇子形網箱與錨碇連接在一起。為了固定下錨浮筒和張力腿的位置，在下錨浮筒的下方還加12-27為張力腿網箱的構造示意圖12-8列出了張力腿網箱的規(guī)格和不同養(yǎng)殖密度的魚產量狀況。浮性環(huán)管下錨浮筒加強環(huán)錨碇圖12-27 張力腿網箱構造張力腿網箱錨碇的大小取決于網箱的大小和風浪、海流等實際海況。一個張力腿網箱一般有六個錨碇，通過六根張力腿與箱體局部相連。錨碇在海底的分布正好與箱體的六個角相對應，從而保持箱體的外形。升降原理：網箱通過張力腿的牽引作用結實地系在錨碇上，并可以在海水中隨波逐流，風平浪靜時可以漂移于海面，當風浪作用漸漸增加時，網箱頂部的圓形框架將側移并漸漸潛入水中，風浪越大，下潛深度越深，大風大浪時整個網箱被漂浮在海水之中，避開風頭浪尖的沖擊。據(jù)挪威網箱養(yǎng)殖試驗站科技人員介紹11.7m重力式網箱和美國的碟型網箱。因此，張力腿網箱比較適合在頻繁消滅臺風的海區(qū)使用。圖12-28為張力腿網箱的升降原理示意圖。主要優(yōu)點：張力腿網箱與重力式網箱和碟型網箱相比，構造簡潔、安裝便利，由于在網箱的頸部設置一個高密度聚乙烯材料的圓形浮力環(huán)管，因而降低了造價；1kn的狀況下，網箱容積損失率小103kn流速的作用。存在問題：養(yǎng)殖區(qū)域水深必需大25m；下潛方向不定且網箱長期處于水下，不利于觀看魚類養(yǎng)殖狀況。圖12-28 張力腿網箱的升降原理示意圖表12-8 張力腿網箱的規(guī)格和不同養(yǎng)殖密度的魚產量箱體規(guī)格(t)型號養(yǎng)殖密度為 養(yǎng)殖密度為容積〕16kg/3時 25kg/31800169180030452200161122035552600208260042653000209.53000507536002011.53600609042002013.54200671055200241252008513062002414620010015570002417700012019010000281810000160250〔6〕錨張式網箱圖12-29 錨張式網箱及其錨泊系統(tǒng)OceanSpar公司開發(fā)制造，主要通過四15m80m的鋼絲邊圍成Dyneema纖維制成的無結節(jié)網12-29為錨張式網箱及其錨泊系統(tǒng)的構造示意圖。升降原理：當大風浪天氣時，依靠圓柱浮力的變化，整個網箱可沉至水下無波浪處，升降過程僅需30s就可完成。主要優(yōu)點：網箱在1.75m/s90%以上的容積保持率；與其他網箱不同的是，在工作狀態(tài)下，箱體網衣始終處于繃緊狀態(tài)，因此，不僅有利于養(yǎng)殖的安全生產，也使得網衣清洗工作大大便捷。存在問題：應用較少，缺少可供給殖業(yè)者借鑒的閱歷；構造簡潔但掩蓋水域大，對材料的強度等要求相當高?？偟膩碚f，由于抗風浪網箱在我國進展的時間還比較短，因此養(yǎng)殖業(yè)者對網箱的使用狀況還不是很了解。為此，在選購抗風浪網箱時，應先考慮網箱的性能、網箱養(yǎng)殖的魚類和設置的現(xiàn)〔省也已經批量制造該類型網箱。12-9列出了國內應用較多的各類型網箱及其使用狀況戶可依據(jù)實際狀況進展細致的選擇。12-9國內應用較多的網箱及其使用狀況類別浮繩式網箱圓形重力式網箱框架式金屬網箱碟形網箱抗風力量可經受臺風攻擊可經受臺風攻擊可經受臺風攻擊≤35m/s抗流力量——≤1m/s≤1.7m/s≤1.5m/s抗浪力量——≤5m≤5m≤7m沉降深度無無6m8-10m主尺寸5×5×6m直徑15m，高8m8×8×7m15.5m養(yǎng)殖容積150m31400m3450m33000m3養(yǎng)殖容量20-25尾/m3網箱材料PP、PEHDPE鍍鋅鋼管、金屬網合金鋼框架單位水體的網箱本錢投入使用的主要問題難以抵擋強流沖擊框架強度不高網片編織方式不能進口網箱的浮環(huán)強適應交變水流度不夠特點場合較適宜合使用較佳錨泊系統(tǒng)穩(wěn)定可抵擋較大水流1.5m/好三、網箱系統(tǒng)的設計抗風浪網箱需長期設置于外海區(qū)域的總體設計是保證抗風浪網箱不被自然條件破壞的根底強度且耐腐蝕的材料以及設計安全牢靠的錨泊系統(tǒng)是網箱系統(tǒng)設計的重要問題。1、網箱的受力計算與分析對網箱的作用尤為突出動，網衣的撕裂，連接件的疲乏破壞與松動，錨繩的斷裂以及走錨，框架的變形與破壞等。然而，風、波浪和水流對網箱系統(tǒng)的作用格外簡單，國內外學者建立了各種水動力模型進行理論計算和試驗，計算方法沒有統(tǒng)一的標準。此處也僅對一些經典的計算方法簡要介紹如下，供讀者參考：風作用力的計算網箱的工作臺和局部框架設施通常位于海面以上，因此只受風場的影響。運用阻力公式，即可得出網箱水上局部所受到的風作用力F Ca

12

Av2 〔12-11〕a a a其中：Fa

；Cd

a

——當?shù)貤l件下的空氣密度kg/；Aa

——水上局部迎風的垂直投影面積；va

——風速m/。假設將水上局部細分為框架和網衣兩局部，則可取不同的阻力系數(shù)將上述阻力公式簡化為以下兩個公式〔2023〕。水上局部框架所受作用力可按下式計算F 9.46Aaf

v2 〔12-12〕a其中：Faf

；Aaf

——水上局部框架迎風的垂直投影面積。假設有局部網衣高出海面，則按下式計算F 0.182A v2an an a

〔12-13〕其中：Fan

；Aan

——海面以上網衣迎風的垂直投影面積。水流作用力的計算假設只考慮水流對網箱各個局部的作用力，那么，對于水中的框架局部，運用阻力公式即可進展粗略計算1F Ccf

A2

v2 〔12-14〕其中：Fcf

；Cd

——阻力系數(shù)；——海水密度kg/；A ；v——流速m/。cf網衣所受的水流作用力對整個網箱系統(tǒng)作用重大。網衣由網線織成，求出網線的受力，即97〕得出網線上的流體作用力計算公式如下1 C 1 1 dvF

2dv21

m 2

〔12-15〕cn0

C d

dt其中：Fcn0

——單位長度網線所受的水流作；d——網線的平均直C —m—質量力系數(shù)。那么，依據(jù)水流對網線的作用力公式，就可以進一步求出單位面積網衣的受力，最終計算出整個網箱網衣所受的總作用Fcn

F 。cni必需留意的是，實際海流中的流速每時每刻都處于變化中，因此，假設計算要求不高，那么，簡潔計算只需將平均流速帶入公式中即可得出結果。波浪和水流的共同影響在實際的海況條件下，波浪也伴隨著水流對網箱施加瞬時作用力。然而，波和流的共同作用是一個格外簡單的過程的線性疊加。依據(jù)庫茲涅佐夫爭論，當波浪和水流共同對網衣作用時，單位寬度的網衣所受到的作用力為 lFlc,w

KHv21.4av

20a2 〔12-16〕其中：F ——波浪和水流對網箱的共同作用；K——網衣的阻力系數(shù)，當波浪與c,w海流方向相互垂直時1800d/1；H——海面以下的網衣深；a波高。錨泊系統(tǒng)中錨繩的受力分析網衣、網箱框架受到的波浪、水流等的作用力最終都要通過錨繩傳遞到錨碇上，同時，錨繩自身在水流的作用下變得更加簡單。國內學者〔宋協(xié)法等2023〕oriso公式對錨繩微元列微分方程力。TTddsdsFtFwTdTdsdsVUGwz圖12-30 錨繩受力分析圖12-30所示的平面直角