养殖工船系统构建与总体技术探讨

随着社会经济发展,开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势。养殖工船是发展深远海养殖工程的核心装备之一,深入研究养殖工船,大力发展深远海养殖,具有较高的经济价值和社会价值。该文从装备技术发展面临的问题出发,以动力系统、系泊系统、养殖系统、物流系统及加工系统的总布置为基础,兼顾安全性、经济性及环保性,将商用运输船设计方法和养殖技术要求有机结合在一起,初步探讨了构建深远海养殖工船系统和总体技术框架。提出了重点关注和研究的技术方向,以期实现船舶和养殖行业的联合技术攻关,早日形成产业指南和设计规程,指导后续养殖工船设计。结合中国强大的船舶海工制造能力,完成养殖工船的批量建设,实现未来规模化深远海养殖。     

中国深远海养殖发展方式研究

在渔业转型发展进程中,发展深远海养殖是突破生态环境和自然资源约束性挑战,实现新时期中国海水养殖业可持续发展的战略方向。基于联合国粮食及农业组织(FAO)关于深远海养殖发展的定义,结合中国海水养殖业发展水平和海域条件,对中国深远海养殖概念进行了界定。提出养殖品种选择、养殖系统构建、养殖海域规划是关系深远海养殖产业稳步有序发展的重要因素。在养殖品种选择方面,应重点考虑经济潜力、适应水温和养殖技术;在养殖系统构建上,分析比较了不同养殖系统应用于深远海养殖的适宜性、安全性和经济性;在养殖海域规划方面,应重点考虑养殖排放、环境承载力和海域条件。     

海上养殖设施与人工鱼礁融合布局流场分析

为拓展人工鱼礁的聚群功能,实现网箱及筏架多层次养殖的现代海洋牧场新模式,在网箱附近构建一定形态的人工鱼礁群,采用CFD软件并进行二次开发,模拟往复潮流,对鱼礁区流场分析。结果显示:网箱附近放置部分鱼礁,在海底流速为1 m/s的情况下,礁区内布置的网箱(围栏)养殖区域内的流速为0. 60～0. 80 m/s;在礁区后方形成较大范围的涡流区,流速在0. 2～0. 67 m/s。根据大型网箱、围栏的投饲情况,分析了礁区内往复海流对养殖固形物携带能力。验证了人工鱼礁群、网箱及养殖筏架综合布局新模式的可行性。研究表明:人工鱼礁群落对内部放置的网箱具有一定的阻流作用,在鱼礁群落的后侧,适合贝类及藻类的筏架养殖。该研究为现代化海洋牧场生态环境构建提供了理论依据。     

大型养殖工船的结构设计

大型养殖工船主要在深远海海域养殖作业,在满足各种作业工况及养鱼布置的条件下要保证船体结构具有足够的强度,需要对养殖工船进行结构设计工作。由于养殖工船船型和使用工况比较特殊,目前还没有根据其特殊性而专门编写的现行规范。本船根据养殖工船总体布置和装载等特点,参照双壳油船规范中适用章节要求计算出船体结构的基本尺寸和规格,再根据其实际装载情况建立有限元模型,采用有限元方法计算其结构强度。计算和分析结果显示:通过双壳油船规范计算的结构尺寸、规格基本满足要求;局部结构强度达不到强度衡准要求的,通过结构加强后,可满足强度衡准要求。通过采用规范中相似船进行船体结构基本设计,再利用有限元方法分析校核结构强度,经验证该计算方法满足结构设计要求。     

10万吨级养殖工船快速性及动力系统配置分析

针对养殖工船特定作业需求,探索一种便捷的船舶快速性研究方法,研发经济高效的动力系统,对降低养殖成本、提高养殖安全、推动产业发展具有重要意义。通过模型试验对比验证计算流体力学(CFD)叠模法静水阻力计算的准确性;基于叠模法对船体快速性进行多目标优化,获取理想的船体低阻力型线;从养殖工船功率需求、初始建造成本及动力系统故障失效对比角度,分析养殖工船动力系统的合理配置,获取动力系统基础方案。结果显示,在9~11 kn及低傅氏数情况下,通过优化线型而降低静水阻力不明显;在伴流不均匀度下降到一定程度以后,继续降低阻力,会大幅提升,不利于整体快速性能的提高;结合系泊养殖实际使用需求,采用电力推进技术可有效减少初始建造投资、降低后期维护及运营成本,提高养殖工况动力系统可靠性。根据养殖作业动力系统配置需求,反推养殖工船的快速性特征是研究该类问题行之有效的方法。     

颗粒特性对矩形养殖舱中颗粒物去除效果的影响

养殖工船是拓展深远海养殖空间的新途径之一,在船载舱养过程中,如果未消化的饲料残渣和排泄物等颗粒物不能及时排出,则会对鱼类健康及其生长环境产生严重的负面影响。该文章采用FLOW-3D软件进行数值仿真计算,研究了静止状态下30万t级养殖工船养殖舱出水口数目对舱内流场特征的影响,并在此基础上探究不同粒径与密度的颗粒物在舱内的去除效果。结果表明：当总进出水流量与出水口总面积恒定时,出水口数目从1增加到4,V99%从0.244 m/s降低至0.232 m/s,V95%从0.215 m/s降低至0.203 m/s,随着出水口数目的增加,养殖舱内流速减小;以占总量95%的颗粒物排出养殖舱所需时间为评价标准,当颗粒物密度为1050 kg/m3时,粒径为1 mm的颗粒物排出需要约24 min,粒径为0.5 mm的颗粒物排出需要约45 min,粒径为0.1 mm的颗粒物排出需要约78 min,当颗粒物密度相同时,随着粒径增大,其在养殖舱内的停留时间减少;颗粒物粒径为1 mm时,密度为1100 kg/m3的颗粒物排出需要约15 min,密度为1150 kg/m3的颗粒物排出需要约11.6 min,当颗粒物粒径相同时,颗粒物密度越大,其在养殖舱流场内的停留时间越短。该研究形成了CFD数值仿真计算与数理统计有机结合的综合分析方法,为之后具有不同横摇周期和较大横摇幅值的复杂工况提供研究手段及理论依据。     

一例封闭式工船养殖大黄鱼淀粉卵涡鞭虫病的防治

<正>大型智慧养殖工船通过构建全封闭式舱养系统，能够有效满足适养鱼种最佳的生长需求。基于船舶系统的稳定性和游弋式生产特性，不仅可以有效地拓展养殖空间，还能够及时躲避台风、赤潮等恶劣天气，提高养殖安全性，有利于实施全季节养殖模式，提升规模化养殖产能和优质水产品的供给。然而，在封闭式养殖系统中，     

养殖密度对大黄鱼生长、血清生化、营养成分、消化酶和代谢酶活力的影响

为研究工厂化流水养殖系统中不同养殖密度对大黄鱼养殖的影响，以初始体质量为(120±5)g的大黄鱼为试验对象，设置了低密度组(4.92 kg/m³)、中密度组(7.56 kg/m³)和高密度组(10.08 kg/m³)3个初始密度组进行为期150 d的养殖生产试验，检测了试验结束时不同密度组大黄鱼的生长指标、营养成分、血清生化、消化酶和能量代谢酶活力水平。结果显示：高密度组大黄鱼终末增重率显著低于中密度组和低密度组，各密度组试验鱼的存活率和肥满度无显著差异；鱼体肌肉水分和灰分含量随着养殖密度的增加而增加，存在显著差异，粗蛋白与养殖密度呈负相关，也存在显著性差异，粗脂肪未出现显著差异；肝脏4种代谢酶的活性在试验末期，低、中密度组显著低于高密度组；随着养殖密度的增加，大黄鱼胃、肠道5种消化酶活性降低，中、高密度组与低密度组相比出现明显的差异。研究表明，高密度养殖可通过增加机体营养代谢和减弱的消化吸收能力影响能量的收支，从而对大黄鱼的生长、肌肉营养品质和生理健康水平产生不利影响。