基于网具模型试验的金枪鱼围网性能分析

模型试验根据田内准则,选择大小尺度比分别为:λ=20∶1,λ￠=1∶1,制作的模型网规格为:网衣长109 m,网高15.6 m,上纲80.9 m,下纲98 m,下纲基本重量为0.663 kg/m,浮力配备25 N/m,模型网和实物网的缩结系数相同。试验结果显示,围网中部下纲沉降深度(D)和时间(t)的关系:D=–0.0014t2+0.276t–0.6476(R2=0.9953);下纲重量对沉降性能有显著影响,而放网速度对沉降性能的影响并不显著,但两者交互项对沉降深度有显著影响;在0.531~0.663 kg/m的范围内,随下纲重量增加,沉降深度呈大幅度增加趋势,而沉降速度呈递减趋势;在0.663~0.759 kg/m范围内,沉降深度小幅度递减,而沉降速度大幅度提高。当下纲重量为0.663 kg/m时,沉降速度随放网速度的增加而增加;随着沉降时间的增加,下纲张力在0~20 s范围内波动较大,之后保持一定的平稳状态。本研究通过对金枪鱼围网模型网制作的分析与探讨,旨在更好地通过模型试验研究金枪鱼围网网具性能。     

南极磷虾拖网渔具系统动态变化

为了研究南极磷虾拖网系统在实际作业过程中的动态变化规律, 于 2020 年 1—4 月随“龙发”轮在南极 48.2 亚区(45°W~48°W, 60°S~61°S)进行海上试验, 采集了拖速、曳纲长度、曳纲张力、网具和网板深度等信息, 分析了投放和收绞曳纲的速率对拖网渔具的动态特性影响规律, 以及在稳定拖曳状态下拖速和曳纲长度与网口高度、曳纲张力、网位的关系。结果表明: (1) 放网阶段平均拖速为(2.96±0.36) kn, 收网阶段平均拖速为(1.35±0.26) kn; (2) 网具自然沉降阶段曳纲投放速率为(54.1±5.9) m/min, 起网阶段曳纲收绞速率为(47.15±7.02) m/min; (3) 随着投放速率的增大, 曳纲张力逐渐减小, 网口高度增加; 投放速率与网位下沉速率成正比; (4) 收绞速率与曳纲张力呈负相关关系, 网具上调阶段的曳纲张力要比起网阶段的曳纲张力大。随着收绞速率的增加, 网口高度增加; (5) 稳定拖曳过程中, 拖速和曳纲长度对网口高度均产生显著影响(P＜0.01), 随着拖速和曳纲长度的增加, 网口高度减小; (6) 在自然沉降阶段, 当投放速率过大, 网板带动网具急速下沉, 网板会出现“超调”现象。研究结果不仅有助于南极磷虾拖网网位的有效调整, 提高拖网瞄准捕捞效率, 还可为验证中层拖网性能的模型试验和数值模拟提供基础资料。     

流速和放网模式对金枪鱼围网网具形态的影响

网具形态是金枪鱼围网作业性能的一个重要指标，受网线材料、沉子配重、海流等诸多因素影响。为探究放网模式和流速对金枪鱼围网网具形态的影响，本研究依照上海开创远洋渔业有限公司金枪鱼原型围网，根据田内准则制作模型网，在日本下关西日本日网公司专业动水槽进行模型实验。实验设置3种放网模式（顺流放网、侧流放网、背流放网），3种流速（0 cm/s、5 cm/s、8 cm/s），比较各放网模式下，流速对金枪鱼围网网具沉子纲沉降深度、纵向网衣轮廓、浮沉子纲水平包围面积和浮沉子纲水平包围形状的影响。结果显示：（1）0 cm/s流速下放网，网具沉子纲沉降深度最大（1.21 m），浮沉子纲水平包围面积最大（8.44 m²，9.89 m²），纵向网衣轮廓最佳；（2）顺流5 cm/s条件下放网，网具浮沉子纲水平包围形状最佳；（3）顺流、背流放网，网具最大沉降深度随着流速增加逐渐减小[1.21 m（0 cm/s） > 1.17 m（5 cm/s） > 1.13 m（8 cm/s），1.21 m（0 cm/s） > 1.16 m（5 cm/s） > 1.10 m（8 cm/s）]，网具最大沉降深度与流速显著相关（>0.05）；（5）3种放网模式下，流速与网具浮沉子纲水平初始包围面积不相关（<0.05）。综上建议，有流时为确保网具形态最佳及网具沉降深度最大，应首先采用侧流放网。     

基于海上实测的金枪鱼围网下纲沉降及提升性能

研究围网网具生产作业性能,对于研究人员设计金枪鱼围网及渔业从业人员改进捕捞操作具有重要的参考作用。本研究根据大型金枪鱼围网渔船在中西太平洋作业时所搜集的网具数据,系统分析了网具在沉降及提升阶段,网具下纲各个部位的沉降深度、沉降速度及提升深度和提升速度的变化情况。结果表明:(1)网具自然沉降深度从取鱼部到后网头呈依次递增趋势,最大沉降深度则呈现中部高,两端低的趋势,绞纲对于网具沉降具有显著影响;(2)网具自然沉降速度从取鱼部到后网头呈现递减趋势,下纲各个部位平均沉降速度则较为一致,维持在0.16 m·s-1左右;(3)在提升过程中,网具两端最先被提升,中部最后被提升,且网具在水下60~80 m完成包围;(4)网具下纲各个部位提升速度先缓慢上升,后快速增加,包围完成后快速下降。     

网目尺寸对金枪鱼围网沉降性能及网具形态的影响

根据以往的研究结果和海上网具性能实测,并在听取生产第一线船长意见的基础上,把上海开创远洋渔业有限公司现行金枪鱼围网主网衣下部约三分之一网衣的网目尺寸放大50%,即从260 mm增大到390 mm,以探讨改进围网渔具的沉降性能。实验应用田内准则换算并制作成模型网,在日本下关西日本日网公司专业围网动水槽进行模型试验,比较了侧流、背流、顺流(流速8 cm/s,相当实物网0.20 m/s)3种相对流向的放网模式下放网以及无流(0 cm/s)海况下放网,网目尺寸改变前后围网的沉降性能、网具形态和闭合效果。结果显示,主网衣下部网目尺寸从30 mm (对照网,相当于实物网网目尺寸260 mm)放大到45 mm (试验网,相当于实物网网目尺寸390 mm),网具的沉降深度和沉降速度分别提高1.6%和1.1%;试验网的收绞时间比对照网缩短14.3%,且能保持较好的形态;有流时的3种放网模式下,试验网和对照网浮子纲在放网结束时刻的初始包围面积基本相同;在收绞结束时,试验网浮子纲包围面积为对照网的1.33倍,绞纲结束前6 s,试验网沉子纲包围面积为对照网的1.79倍,说明增大网目尺寸有利于网具包围面积的增大,改善了被围鱼群的活动空间。     

南极磷虾四片式小网目中层拖网作业性能分析

为了促进南极磷虾(Euphausia superba Dana)渔业发展,提出2种四片式小网目中层拖网网型设计(型号分别为dh256-1和dh256-2),2种网型网口拉直周长相同,背(腹)网与侧网拉直宽度比(以下简称"WRBS")分别为1和1.11。通过模型实验对2种WRBS小网目南极磷虾拖网的作业性能进行比较,并进行浮沉力(SBSW)、手纲长度和水平扩张系数(以下简称"L/S")的匹配优化实验,结果表明:实验条件下,当L/S介于0.5~0.6时或者L/S为0.45和0.65且拖曳速度≤1.5 m/s时,2种网型网口垂直扩张差异显著(P0.05),dh256-2型拖网网口垂直扩张明显高于dh256-1;为了保持侧网衣受力均匀,dh256-1型拖网浮沉力配备要求显著高于dh256-2型拖网,dh256-1型拖网浮沉力配备应≥4.59 tf,dh256-2型拖网浮沉力配备应≥1.98 tf;2种网型的能耗系数(C_e)差异不明显(P0.05);L/S与能耗系数(C_e)呈反相关;手纲长度≥50 m,手纲长度对2种网型作业性能的影响不明显;综上所述dh256-2型拖网网口垂直扩张性能较好,浮沉力配备要求较低,较适合拖速较低的南极磷虾捕捞,适宜的手纲长度为50 m。以上结论可为小网目南极磷虾拖网网具设计提供参考。     

单船中层拖网网具操作参数变化的研究

以上海远洋渔业公司960.00m×226.28 m(107.80 m)中层拖网为母型网,按田内网渔具模型试验准则,进行水池模型试验.结果表明,在其他条件相同时,大型单船中层拖网的手纲和叉纲长度至少在240 m和130 m以内增长,有利于提高网口垂直扩张和降低能耗系数.当拖曳速度小于4.0 kn时,下手纲应比上手纲长2 m,当拖曳速度大于4.0 kn时,下手纲应比上手纲长4.0 m.对于多个燕尾的网具,连接上、下纲的2根叉纲应比中间的叉纲长2～3 m.在不影响操作的条件下,浮、沉力配备越大,越有利于提高网具性能.     

金枪鱼围网沉降特性

根据沿围网下纲缚扎的10只温度深度计(TDR-2050型)自动记录的23网次有效数据,对中国中西太平洋金枪鱼围网的下纲沉降速度、沉降深度及其与时间的关系进行了研究。结果表明:(1)网具未达到理论沉降深度,网具中部平均沉降深度为160 m,为最大拉紧高度(311.1 m)的51.4%;(2)网具中部沉降深度与时间的关系为h=–0.000 2t2+0.3663 t;(3)网具各部位的沉降速度不同,取鱼部最慢,网具中部次之,后网头最快;(4)下纲各部位沉降速度均随着深度的增加而减小,沉降速度波动幅度随深度增加按大—小—大的规则变化;(5)网具中部沉降速度与时间的关系为:v=3×10–7t2–7×10–4 t+0.418 9。本研究结果可为改善金枪鱼围网沉降性能提供基础数据,并为海上生产提供指导性参考。     

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。     

围网底环纲张力的测试和分析

底环纲是有环围网的收缔纲索，在国内机轮围网的操作中，依靠近百条这样的绳索，将括纲的收括力传递给下纲，以封闭网具底部，围住鱼群。掌握它的张力值不但可为设计围网的收缔部分提供依据，而且可通过它的张力变化，间接地了解网具受力变化情况。我们于1982年9月实测了上海市海洋渔业公司一顶围网底环纲的张力以及各受力时刻下纲的下降深度。了解了底环纲张力值及其变化的初步规律。     

对虾流网掉虾原因分析及其补救的技术措施

渤海、黄海北部秋汛捕捞对虾,以往主要使用拖网。为保护渔场水域的生态环境和幼鱼(幼体)资源,通过针对虾类行动的实验性观察,同时使用流网试捕。分析流网掉虾的原因和提出防范掉虾的技术措施,以便更好地实现“以流网代替拖网捕捞对虾”的技术改革。     

一种双拖网渔船起网机安全防护装置的结构设计

针对在海上恶劣作业环境下双拖网渔船起网机作业存在严重安全隐患的问题,对双拖网渔船的结构布局、起网机工作情况和已有安全防护装置进行了分析,设计了一套对原船体不做重大结构调整的纯机械结构起网机安全防护装置。利用数控车床的主轴功能,模拟4种不同起网线速(28、45、65和75 m/min)的渔船起网机作业状态,对安全防护装置进行了测试。结果显示,模拟船员因作业时遇险而激发防护装置,缠绕船员的网绳继续向摩擦鼓轮移动的距离远低于1.5 m;通过距离、速度、时间之间的换算关系,安全防护装置关停起网机低于1s,可在更大程度上避免船员发生因起网机引起的作业安全事故。研究表明,该保护装置可为拖网渔船起网机操作起到安全保护作用。     

下纲重量和放网速度对金枪鱼围网下纲沉降速度的影响

作为围网网具主要性能,沉降性能直接关系到围网作业的捕捞效率,通过模型试验研究不同因素对金枪鱼围网沉降性能的影响,对改进金枪鱼围网沉降性能具有重要意义。本文通过2009年10月24—26日在千岛湖进行的金枪鱼围网模型试验,采用一般线性模型(GLM)分析下纲重量和放网速度对围网下纲沉降速度的影响。结果表明:(1) 下纲重量和放网速度对下纲各部分沉降速度均有显著影响(P<0.05),但两者间交互作用不明显(P>0.05)。(2) 下纲重量在0.795 kg/m时,下纲中部和后部沉降速度明显比其它组快(P<0.05);下纲中部沉降速度和下纲重量间关系式为:V=0.114 6w 0.103 2(R²=0.871)。(3) 随放网速度变快,围网下纲沉降速度加快,在放网速度为1.05 m/s时,下纲前部和后部沉降速度明显比其他组快(P<0.05);下纲中部沉降速度和放网速度间关系式为:V=0.072 6s 0.113 8(R²=0.983)。     

罩网自由沉降过程的数值模拟研究

通过集中质量法建立罩网网具的数学模型,对罩网自由沉降过程进行数值模拟研究。模拟结果通过罩网4种配重沉降试验实测数据的验证,并展示了罩网自由沉降过程的空间形状变化。研究发现:1)随沉降进行罩网网口形状变为近似圆形,迎流面较圆钝,背流面存在沿海流方向的突出部;2)4种配重间网口质量点拉力、水动力、沉降速度均存在显著性差异且随配重的增加而增大;3)网口质量点的拉力先骤然增大,之后呈现先变小后增大的波动,最后缓慢增大;网口质量点的水动力、沉降速度先骤然变小,之后呈现先增大后变小的波动,最后缓慢减小;4)研究认为在罩网作业所允许的配重范围内,沉降速度随配重的不断增加而持续增大。     

围网渔船起网时受力的实测与分析

通过对围网渔船起网过程中所受外力的实测和分析,表明在绞收括纲阶段临近结束时,即底环集中串挂在船舷括纲吊柱处时的外力,最大可达7,140公斤。起网时外力对船作用最终表现为外力矩,其数值与网具的纲索或网衣相对于船的出水点位置以及各种捕捞、起吊设备的安装位置有关,也即与力的作用线方向和作用点有关。作者认为在围网渔船稳性核核中,仅校核起吊底环和绞收网衣时的倾侧力矩是不够的,应选取整个起网过程中最大起网力矩(绞纲阶段末尾的倾侧力矩)用于渔船稳性校核和摇摆计算。     

东海区中国毛虾张网网具的优化设计

通过对单锚毛虾张网和单锚桁杆毛虾张网模型试验,研究了该两种张网的流体阻力及扩张装置对网具的影响。结果表明：（1）毛虾张网网口上下或两侧采用悬链线式剪裁装配,与平面装配对比,在网具形状上前者优于后者。（2）单锚毛虾张网网口上下采用悬链线式剪裁装配,在拖速0.13～0.78m/s范围内,拖速逐渐增加时,水平扩张由15～30%递增,网口高度也随之增加;同一拖速下,采用悬链线式剪裁装配的网口高度均高于平面剪裁装配。单锚桁杆张网两侧采用悬链线式剪裁装配,其网口高度随拖速的增加而下降缓慢;在同一拖速下,与平面装配对比,悬链线式剪裁装配的网口高度增幅为-5.6%～43.4%。（3）同样主尺度、相同拖速、结构相似,而网口上下和两侧采用悬链线式剪裁装配,与平面装配比较,在拖速为0.13～0.78m/s增加过程中,流体阻力增加较为平缓;主尺度相近、相同拖速、网口两侧采用帆布装置扩张与桁杆扩张比较,在拖速为0.13～0.78m/s增加过程中,流体阻力增加幅度较大。（4）网口上下和两侧采用悬链线式剪裁装配的单锚张网模型和网口两侧采用悬链线式剪裁装配的单锚桁杆张网模型的迎流面积的结果表明：拖速为0.13m/s时,两者的迎流面积相差3.1%,而当拖速为0.78m/s时,前者是后者的3倍有余。     

北太平洋中部柔鱼钓作业中手钓技术的分析与探讨

由于手钓在北太平洋柔鱼捕捞作业中占有重要地位,本文对影响手钓渔获产量的几种技术因素作了实际测试和一定的分析,包括:抖动频率、每次抖动时间、拉线速度等。实际测试结果表明,对于捕捞体重为2kg左右的柔鱼,其以上三种技术指标的适宜范围分别为5次/min、2.16S/次、70～75m/min。