南极磷虾桁杆拖网网型结构与作业性能之间的关系

桁杆拖网是南极磷虾连续泵吸桁杆拖网捕捞系统重要组成部分之一,为深入了解该系统中桁杆拖网的作业性能特征,促进网具作业性能优化,本研究通过模型试验开展了网型结构和沉子重量对网具作业性能影响的探索,网型结构包括6种(3种腹网宽度,每种宽度采用2种缝合方式),分别以A、B、C、AA、BB和CC表示,沉子重量3种。综合比较表明,不同试验网型作业性能优劣排序为BB>CC>C>A>B>AA,但差异不显著。缩小腹网宽度和斜目缝合均能有效提高网口垂直扩张、降低能耗系数,提高网具作业性能,尤其适用于较高拖速的作业场景。沉子重量与网具阻力、网口垂直扩张均呈显著正相关,但与能耗系数相关性不明显;为促进网口垂直扩张,合适的沉子重量配备随拖速增加而递增,拖速1.5 m/s的条件下,各试验网型其沉子配重应不低于3.05 t。试验条件下,各网型的网具阻力、能耗系数变化趋势较平稳,递变斜率变化较小,网具阻力与拖速呈幂函数关系,指数介于1.49～1.64。以上结论可为南极磷虾桁杆拖网属具配备以及优化设计提供参考。     

单船拖曳4顶网式双撑杆虾拖网模型试验

单船拖曳4顶相同网具的双撑杆虾拖网有单顶网具规格小、结构相对简单、网口高度低、网具水平扩张大的特点。本文针对我国过洋性远洋渔业2种不同功率的双撑杆拖网渔船所使用的虾拖网进行模型试验,结果表明:4片式结构、网口周长为28.6 m的1号网和网口周长为40.3 m的2号网,在相同的拖速下,随着水平扩张增大,网具的阻力增加,而网口高度则有所下降。水平扩张L/S=0.45时,当拖速从1.29 m·s-1提高到2.57 m·s-1,1号网的阻力从4.77 kN上升为14.29 kN,网口高度从0.73 m下降为0.51 m;2号网的网具阻力从5.98 kN上升为18.04 kN,网具的网口高度从1.71 m下降为1.03 m。当拖速为1.54 m·s-1、L/S=0.45时,1号网具的阻力为6.37 kN,网口高度为0.66 m,2号网具的阻力为7.99 kN,网口高度为1.49 m;1号网网口垂直扩张系数为2.31%,2号网的垂直扩张系数为3.71%;1号网的能耗系数为3.71 kW·h·(104m3)-1,2号网的能耗系数为2.20 kW·h·(104m3)-1;在相同的拖速和水平扩张L/S下,2号网的垂直扩张性能优于1号网、能耗系数低于1号网。功率消耗系数的分析表明,1号网与渔船主机的额定功率较匹配,2号网被模拟部分的功率消耗所占渔船主机额定功率的百分比过小。     

调整作业参数对小网目南极磷虾拖网水动力性能的影响

小网目南极磷虾拖网有规格小、操作方便、起放网省时的特点。针对规格为185.4 m×97.5 m(41.8 m)的小网目南极磷虾拖网的水平扩张、浮力、重锤重量、沉力、空纲长度5个作业参数,分别进行3~6次调整试验,测试阻力和网口高度,并比较能耗系数。结果表明:在下纲端部间距分别为16.65、18.75、20.85m 3种水平扩张下,扩大水平扩张可引起网口高度下降,但阻力上升的幅度不大,能耗系数变化不明显;随着浮力的增加,网具阻力、网口高度均呈上升趋势,低拖速下增加浮力对网口高度的提升效果更明显,浮力增加可使网具的能耗系数下降,但在浮力达到19.6 k N后,再增加浮力能耗系数反而有所升高;增加重锤重量和在下中纲处增加沉力对网具阻力的影响效果相近,均呈上升趋势,增加重锤重量对网口高度的提升表现在低拖速时,随着拖速的上升网口高度的提升作用下降;增加沉力可提升网口高度,但在沉力达到14.36 k N后,再增加沉力对网口高度的提升效果不明显,能耗系数反而上升;空纲长度从66 m增加到84 m可明显提高网口高度,而网具阻力上升不明显,能耗系数呈下降趋势。     

海蜇帆张网的设计与生产试验

本文报道了1996～1997年江苏省启东市海蜇张网的改革和试验结果。文章分析了海蜇鱼发多变、体型较大和常漂游于水域中上层的特点,提出用锚张网替代桩张网,使用大网目以扩大网口并在网口两侧加装柔性帆板以增大水平扩张。改进设计的海蜇帆张网经较大规模的海上生产试验在1997年取得大面积丰收。单船平均网次产量比原用桩张网增加3倍多。文章针对吕四渔场流速(2.5～3.5节)对网具规格及阻力、锚具重量和爬驻力以及渔船起网鼓轮绞拉力之间的相互制约关系提供了经验计算式。文章指出,这种海蜇帆张网的推广、使用必须强化管理,以确保伏休制度得到贯彻。     

大网目底拖网网身长度对网具性能的影响

通过拖网模型水池试验,分析比较了我国大网目底拖网网身长度设计参数对网具阻力、网口垂直扩张和能耗系数的影响,并选择网身设计参数的最佳范围。试验结果表明:1)保持大网目底拖网网身前部的网衣结构和尺寸及其他条件不变,网具阻力随身周比(Lb/C)的增加而增大;拖速为2.5~3.0 kn时,网具阻力变化幅度较小;2)当Lb/C为0.10~0.13时,网具阻力几乎不变,而当Lb/C大于0.13时,网具阻力有较明显的增加,适当缩短网身一定程度上可降低阻力;3)身周比变化对网口垂直扩张有较明显的影响,Lb/C由0.10增加到0.13时,网口高度逐渐增加,之后高度降低,身周比为0.13时网具获得最佳网口垂直扩张;4)身周比在0.10~0.13之间时,能耗系数最低;5)在高拖速下网身部位对大网目底拖网性能影响较低速下更明显,且网身网目更易张开。本实验结果对于此规格的底拖网在网身长度的设计中具有一定的指导意义。     

拖速和曳纲长度对南极磷虾中层拖网网位的影响

利用2015年2—7月随青岛远洋捕捞有限公司南极磷虾(Euphausia superba)大型中层拖网渔船"明开轮"赴南极南舍得兰群岛水域执行农业部南极海洋生物开发利用项目期间收集的网位(D)、网口高度(H)、曳纲投放长度(L)和拖速(V)等数据,分析了拖速和曳纲长度对拖网网位和网口高度的影响。本研究中,网口高度定义为网口上下纲深度之差;网位定义为网口中心位置水深。根据渔船作业习惯和虾群群体特点,曳纲投放长度范围138~258 m,每档间隔20 m。拖速1~3 kn,间隔0.5 kn。结果表明:(1)网口高度变化范围为13.6~24.1 m,网位水深变化范围为50~70 m;(2)作业过程中,南极磷虾拖网网位变化主要由曳纲长度决定,曳纲从138 m开始投放时,每增加20 m,网位平均下降深度约1.9 m,网口高度平均减小1.1 m,曳纲长度对网位和网口高度均产生极为显著的影响(P0.01);(3)拖速由1.0 kn变化至3.0 kn时,网位平均上升速率约2.9 m/kn,网口高度平均减小速率为2 m/kn,平均降低19.8%,拖速对网位和网口高度的影响显著(P0.05);(4)不同曳纲长度时的各拖速区间内的平均网位变化速率呈先减小后逐渐增大的规律。本研究结果不仅可为南极磷虾渔船船长根据虾群的群体大小、水层变化及其与网具的位置关系,适时调整曳纲长度和拖速,使网位到达预设水层,实现瞄准捕捞提供参考,还可为研究南极磷虾拖网网具性能的优化以及南极磷虾拖网网具设计的改进提供基础资料。     

南极磷虾拖网的试验研究

本文以我国首次南极磷虾探捕所使用的两顶大型变水层磷虾拖网为实物网,通过网具模型试验,测试网具的阻力与网口高度,分析其水动力性能,结果表明:网口部位六角形结构的2号网的垂直扩张性能和过滤同等体积的能量消耗均优于网口部位棱形网目结构的1号网;在拖速1.54m/s,1号网的能耗系数比2号网平均高26%。而网口垂直扩张系数低1.1%。南极磷虾拖网的阻力可用公式:R=0.25(d/a)LCV1.49估算。     

南极磷虾拖网的性能优化分析

针对一顶中国目前正在使用的南极磷虾(Euphausia superba)拖网进行网具优化试验,设计了调整参数为浮沉比、上下手纲(等长)和叉纲的三因子L9(34)正交实验,并在3组L/S(水平扩张比)和5级拖速下完成了135次拖曳试验。结果表明:(1)随着拖速和L/S的增加,网具阻力增加,网口高度降低;(2)流速为3 kn情况下,L/S=0.45时,对阻力(Fs)和网具功率消耗(Ps)影响的主次顺序均为沉力(A)>叉纲(C)>手纲(B),对网口高度(Hs)影响的主次顺序为A>B>C,对能耗系数(Ce)影响的主次顺序为C>A>B,水动力性能的最优组合为A3B3C1;L/S=0.5时,对Fs、Hs和Ps影响的主次顺序均为C>A>B,对Ce影响的主次顺序为B>C>A,最优组合为A2B3C3;L/S=0.55时,对Fs和Ps影响的主次顺序均为C>A>B,对Hs影响的主次顺序为B>A>C,对Ce影响的主次顺序为B>C>A,最优组合为A2B3C3;(3)当L/S极低为0.2时,网口的水平扩张约为23 m,虽然此时网口高度有一定的提高,但网具的综合性能却显著下降,能耗系数增加;(4)增加沉力,适当放长手纲和叉纲可以有效提高已定型网具的性能。为确保在低拖速下达到网具的高扩张性能,应考虑改进网板性能,建议采用低拖速高扩张性网板。     

日韩小网目南极磷虾拖网性能对比分析

南极磷虾(Euphausua superba)是目前已知的地球上最大的单种生物资源之一,其巨大的生物量和潜在的开发价值日益受到各国的关注。本研究以中国南极磷虾捕捞船队引进的日韩小网目南极磷虾拖网为原型网,采用田内准则进行网具模型试验,比较分析其网具性能。模型网大尺度比λ分别为14(韩式网,Net B)和16(日式网,Net A),平均小尺度比约为3,速度比为3。模型试验于东海水产研究所拖曳水池中进行。模型网试验速度分别为:0.345 m/s、0.428 m/s、0.513 m/s、0.599 m/s、0.685 m/s。L/S取网具下袖端间距与下纲长度的比值,范围取0.4~0.55,以0.05为间距分4档。模型试验记录各档拖速和L/S下模型网的阻力和网口高度数据。按照模型换算准则换算得到原型网相应拖速下的阻力、网口高度和能耗系数等指标,分析网具的水动力性能。试验结果表明:(1)韩式磷虾拖网(192.60 m×110.50 m)网具阻力小于日式磷虾拖网(185.40 m×128.50 m);(2)日式磷虾拖网在扩张性(网口高度、扫海面积)、经济性(能耗系数)以及滤水性(水动力性能)方面优于韩式磷虾拖网;(3)两顶拖网在水槽模型试验时,网口与网身水下运动时均可保持稳定,网身呈流线型,未出现凹凸现象;(4)日式南极磷虾拖网的阻力估算公式为:RA=1/2ρ(0.24 R-0.5 SV2e)T;韩式拖网为:RB =1/2ρ(0.177 R-0.542e)STV;综合两顶拖网得到的小网目南极磷虾拖网的阻力估算式为:R=1/2ρ(0.209 R-0.52e)STV2。     

双联式虾拖网的初步研究

本研究采用183.38 kW单拖渔船使用的网板虾拖网为母型网,根据动力相似原则,也参照了日本、法国、丹麦等先进渔业国家的双联式虾拖网试验的成功经验,在此基础上,设计了294 kW单拖渔船使用的双联式虾拖网,并于2001年7-8月在我国东海区长江口虾渔场进行海上生产性对比试验.试验结果表明,与传统的桁杆虾拖网相比,双联式虾拖网水平扩张提高5.26%;扫海面积提高198%;能耗系数降低65.4%.其渔捞总产量可提高13%;每航次可节约柴油400kg.取得了较好的社会、经济效益.同时,本项目的试验成功,为进一步提高我国虾拖网渔业的渔获效率和作业的安全性以及对我国虾拖网渔业的可持续发展,提供了切实可行的科学依据.     

南海北部张网主要技术参数的变化分析

根据2000～2005年和1983～1985年渔具渔法调查资料，对南海北部张网主要技术参数进行了比较分析。结果表明，与1983～1985年相比，现阶段张网网口纲长、网口网目尺寸和网身末段网目尺寸等稍有增大，网衣拉直长、网囊长和网囊网目尺寸等略有减小，网身长与网囊长之比、网身大头宽与小头宽之比等明显增大，其平均值分别由原来的5．8：1、19．8：1增至现在的13．8：1和26．2：1。张网主要技术参数的变化反映了张网渔具结构已经随着渔业资源的衰退发生了变化，但这种变化并不是积极的、革命性的改革。为合理利用渔业资源和促进张网渔业可持续发展，应根据南海北部渔业资源的特点研究相适应的选择性张网捕捞技术或装置，减少对幼鱼、幼虾资源的损害。     

Effect of towing speed and net mouth size on catch efficiency in framed midwater trawls

ABSTRACT:   To investigate fish density using rigid-mouth, towed net gear, such as a framed midwater trawl (FMT), it is necessary to know the catch efficiency. The catch efficiency with an FMT is described as the rate of fish entering the net (entering rate) versus the rate of fish retention, i.e. the mesh selectivity. This study investigated the change in the catch efficiency under several towing conditions using three types of FMT of different net mouth areas (4.0, 12.3, and 16.0 m²) with the same mesh size. The catch efficiency of the FMT was evaluated by comparing catch per unit effort obtained from each towing condition. The catch efficiency of FMT varied with towing speed and net mouth area. Particularly, the effect of net mouth area on the catch efficiency was greater than that of towing speed. Additionally, under the same towing condition, the catch efficiency for large length fish was lower than that for small length fish.     

黄渤海区张网渔业

2010年6～7月,利用抽样调查方法对黄渤海区32个主要渔港、渔村的张网渔业进行了实地调查和现场测量。依据调查资料并结合2009年度河北、辽宁、山东以及天津三省一市的渔具渔法调查报告、1983～2009年中国渔业年鉴中记载的张网捕捞产量分类统计资料,对黄渤海区的张网渔业进行了研究。结果表明,1998年张网产量最高,达90.43万t,贡献率为17.18%,此后逐年波动下降。当前,张网是黄渤海区捕捞作业的重要渔具渔法之一,处在第3位,年产量为38.15万t,贡献率为10.49%。目前在黄渤海区进行捕捞作业的张网共有4个型、7个式、19种张网网型、总量69万顶。辽宁省的张网数量占三省一市张网数量的53.54%,主要分布在辽东湾作业;河北省的张网数量占24.69%,主要分布在渤海湾作业;山东省的张网数量占23.08%,主要分布在日照至烟台近海作业。其中以捕捞海蜇、虾类和小杂鱼为主的并列单片张网占54.51%;以捕捞毛虾为主的双锚竖杆张网占16.12%。大多数张网的最小网目尺寸均在4～30mm之间。综合分析表明,张网在黄渤海区渔业中所占比重较大、选择性较差、最小网目尺寸偏小,不利于黄渤海区渔业资源可持续利用。     

长江口定置张网渔业调查

本文报导了1982年和1988年长江口(E121°10′～122°15′;N31°00′～31°42′)定置张网渔业调查情况。调查表明: (1)长江口定置张网包括深水张网、高仓张网、插网、挑网四种渔具。作业范围主要在潮间带和潮下带水深8米以内的四个区域;①自崇明岛北四滧河口到佘山西北一带;②由白龙港至老港以及九段沙、铜沙一带;③从浏河口外到宝钢码头之间;④长兴、横沙两岛的南、北港水道和吴淞口外。作业期一般从2月至11月。 (2)渔获物种类组成共有61种,分属鱼类、甲壳类、水母类,头足类和哺乳类。其中主要经济种类有:长颌鲚、凤鲚、前颌间银鱼、安氏白虾、中华绒螯蟹和海蜇。 (3)据崇明、宝山、川沙和上海四县,1971年—1982年资料统计:年平均投网数达 4189顶。年平均渔获量为7.6万担,其中毛鲚约占43.4％。 鉴于长江口渔业资源因遭受酷渔滥捕、水质污染、渔场浅滩局部变迁和航道拓宽等因素的影响而开始衰退,建议结合渔民生计,尽快制定对定置张网采取限制、调整等“繁保”管理措施,使渔业资源得到保护和合理利用。     

帆张网帆布面积对网具作业性能的影响

帆布面积增加在促进网口扩张的同时,也使网具整体阻力增加。为了明晰帆布面积对网具整体作业性能的影响,以网口面积与网具阻力的比值(K)作为帆张网网具性能比较参数,通过模型实验分析帆布面积对网具作业性能的影响,结果显示,流速为0.24 m/s时,K值随帆布面积增加而递增,但增速逐渐趋缓,帆布面积趋于0.288 m~2时,K呈现接近峰值的特征;流速≥0.4 m/s时,K值保持平稳,与帆布面积相关性不明显;因此,帆布面积趋于0.288 m~2时,此时帆布面积与网具匹配系数(P)趋于0.072,网具可在各种流速条件下均保持较好的作业性能,根据实验观察,此时背腹网网衣受力均匀,网型较好;网具整体阻力(F)与帆布面积(A)和流速(V)呈幂函数关系,其表达方式为F=334.32×A~(0.5)×V~(1.61);帆布展弦比对K值变化趋势影响较小;以上结论可为帆张网帆布、锚与网具的合理配置提供科学依据。     

拖网作业参数对南极磷虾捕捞效率的影响

为了解南极磷虾(EuphausiasuperbaDana)拖网作业中捕捞效果及影响因素,根据2017年12月—2018年6月随"龙腾"轮在南极海域生产时收集的作业参数、网具深度和声学数据等信息,利用声学方法获取磷虾集群质量中心深度与期望入网渔获量,结合网位变化和渔捞统计情况量化捕捞效率;利用广义可加模型(GAM)分析不同拖速和曳纲长度下,网位与磷虾集群质量中心的偏离程度,研究其对网具捕捞效率的影响。结果表明:(1)磷虾集群质量中心水深为(37.29±9.72) m,拖网稳定拖曳期间网位深度为(30.72±10.41) m,网位调整幅度为(11.52±7.09) m。网位与磷虾集群质量中心深度偏离(6.33±3.58) m。(2)网次渔获量为(16.25±6.77) t,拖曳过程中网口始终对准磷虾集群质量中心进入网口的磷虾总量为(27.06±10.19) t,捕捞效率为(63±19)%。(3)网位与磷虾集群质量中心深度差值对捕捞效率影响极显著(P0.001),两者吻合较好时捕捞效率高;拖速与捕捞效率呈显著相关关系(P0.05),拖速增大网位上升,捕捞效率越低;曳纲长度增加网位下降,但曳纲长度变化与捕捞效率相关性不明显(P=0.087)。研究结果将有助于南极磷虾拖网作业中有效利用磷虾行为特征,改善网具性能,提高拖网捕捞效率。     

网口部分网衣结构对帆式张网性能的影响

通过对帆式我模型水池试验，研究了帆式张网网中部分网衣结构对网具性能的影响。试验表明：（１）背腹网网口网农弧形剪后，背腹网网衣受力均匀程度明显改善，网具阻力平均下降３．５％，网口垂直扩张平均增加４．７％，水平扩张平均增加７．２％。（２）背腹、侧网网口网衣剪成弧形后，网具阻力平均下降２４．２％。水平扩张低速时有所下降，但高速时开始增加，平均增幅为３．５％，侧网网口网衣弧形剪对网口垂直扩张影响不大。