大连市乌蟒岛海域大型深水坐底式网箱建设适宜性分析

为更加准确、科学、高效地评估大型深水坐底式网箱建设的适宜性,针对大连市乌蟒岛西北部321 hm^(2)海域,对该海域的政策符合性、海况适宜性和运营增效性三方面进行调查研究,评估在该海域建设大型深水坐底式网箱的适宜性。结果显示:该海域区域1为最适宜进行大型深水坐底式网箱建设的区域,其次为区域2、3、4、5。最适宜建设区域主要位于该海域的东南部,海域面积约13 hm^(2),符合政策要求,海域水交换状况良好,海底地形平坦,地质结构稳定,地基承载力条件较好。此区域完全可满足大型深水坐底式网箱的建设和运营需求,有利于大型深水坐底式网箱的功能发挥。本研究构建了大型深水坐底式网箱建设适宜性综合评价体系,选出适宜建设区域,可为大连市乌蟒岛海域大型深水坐底式网箱的建设与发展提供参考。

我国深远海养殖高质量发展动力机制研究

论文基于动力来源的不同,分析深远海养殖高质量发展的内生动力机制和外生动力机制。其中,养殖企业的经济利益、创新发展和效率提升驱动力形成产业发展的内生动力机制,政策推动力、市场拉动力、技术资金支持力和协同合作力构成产业发展的外生动力机制。依据内外生动力发挥作用的大小不同,将其划分为外生动力主导和内生动力主导两种混合动力机制。通过分析我国深远海养殖案例发现,目前我国深远海养殖高质量发展主要由外生主导的混合动力机制驱动,并形成了“政策+技术+资金”的产业发展启动模式。为确保深远海养殖的高质量发展,未来应进一步激发内生驱动力。

深水网箱振动信号特征提取及消噪方法研究

针对传统变分模态分解在处理深海网箱振动信号时严重依赖于模态阶数和二次惩罚因子的参数选择问题,提出了一种基于狼群优化算法的变分模态分解方法。通过引入狼群优化算法和适应度函数优化分解,克服了变分模态分解在参数设置不当时造成的模态丢失或混叠的问题,从而实现了无先验知识情况下深水网箱振动信号的降噪及最优特征提取。为了验证提出方法的有效性,首先使用四自由度数值系统验证了提出方法的正确性,然后开展了坐底式深水网箱现场测试,并对实测数据进行结构特征信息提取及信号降噪,结果显示提出方法可以选择最佳的模态参数和惩罚因子实现信号的准确特征提取,验证了该方法在用于坐底式深水网箱结构安全监测时的有效性和实用性。

中国重力式深水网箱研究进展和展望

【背景】全球海洋渔业资源日益枯竭和渔捞压力不断增加,导致传统的网箱养殖受到空间限制,无法满足人类对海产品的迫切需求,而重力式深水网箱养殖可以更好地利用海洋空间资源,是解决这一问题的重要途径之一。【进展】本文分析中国重力式深水网箱的发展概况,阐述重力式深水网箱的研究方向及其应用,并对其未来进行展望。迄今为止,中国重力式深水网箱技术取得了长足进步,绳网材料、养殖配套装备以及养殖技术等部分成果得到产业化应用。【展望】中国重力式深水网箱在网箱结构和材料、智能化管理和绿色化养殖技术等方面还需要继续创新和完善,以推动深水网箱的高质量发展。【意义】中国重力式深水网箱的发展不仅有助于缓解近海网箱养殖压力,还可以推动中国海水网箱养殖产业转型升级,为中国水产养殖产业的繁荣和海洋生态环境的保护作出贡献。

跨河复杂地质段超深灌注桩的施工技术研究

此次研究以中开高速公路桥梁工程建设项目作为研究案例,着重对深水桩基施工技术进行研究分析,研究内容包括:钻机选择、钻孔技术、大型钢筋笼吊装、混凝土浇筑等等。并阐述深水桩基施工技术的施工关键点,针对桩基施工过程中钢筋笼的吊装问题进行研究,总结出一套高效的施工工艺,此次研究意在提高深水桥梁桩基的施工质量,推动我国桥梁建设工程获得进一步的发展。

金枪鱼养殖研究进展

金枪鱼(Thunnini)作为高价值鱼类,在国际、国内市场备受关注。其捕捞、养殖和利用均有较好的发展前景;中国早已对其开展研究,但主要集中在捕捞和利用上,仅中国水产科学研究院深远海养殖技术与品种开发创新团队近几年开展金枪鱼养殖方面基础研究。本研究对国内外金枪鱼养殖产业及技术研究进展进行了介绍,期望对国内金枪鱼养殖产业开发与发展提供参考,并提出了下一步重点工作方向。

大亚湾深水网箱养殖海域表层沉积物碳、氮、磷分布特征及污染评估

为系统研究大亚湾深水网箱养殖海域表层沉积物碳、氮、磷分布特征并对其进行污染评估,分别于2021年10月和2022年5月、6月、8月在大亚湾大鹏澳海域采集表层沉积物样品,2021年11月和2022年5月、6月、8月在大亚湾圣告岛-小星山海域采集表层沉积物样品。基于所得表层沉积物中的总有机碳、总氮、总磷等检测结果,通过单因子污染指数(P_(i))法和内梅罗综合污染指数(P_(N))法进行污染状况评估。结果表明,圣告岛-小星山海域2021年11月平均综合污染指数显示处于中度污染状态(2<P_(N)≤3),2022年5月、6月、8月平均综合污染指数显示处于轻度污染状态(1<P_(N)≤2)。大鹏澳海域2021年10月、2022年6月、2022年8月平均综合污染指数显示处于中度污染状态(2<P_(N)≤3),而2022年5月处于轻度污染状态(1<P_(N)≤2)。研究海域表层沉积物总有机碳、总氮、总磷含量分布特征相似,总体上表现为大鹏澳海域略高于圣告岛-小星山海域,养殖区表层沉积物总氮和总磷含量总体上高于非养殖区;与国内其他海域相比,大亚湾表层沉积物总有机碳、总氮、总磷含量处于较低水平;深水网箱养殖对于表层沉积物总有机碳、总氮、总磷含量无明显影响。

基于PLC的深水网箱自动投饵系统

为提高深水网箱养殖投饵的自动化和工业化水平,设计并开发出适合深水网箱养殖投饵管理的自动投饵系统。该系统采用PLC为控制核心,继电接触器控制各个设备的启停,实现精确投饵。文章介绍了系统的工作原理和设计框架,阐述了系统控制电路、系统工作流程与PLC硬件结构,设计了系统关键设备控制方案并编写了相关控制程序。检测结果表明,在投饵输送距离为300 m时,投饵量为1 200 kg.h-1,系统风量为5.56 m3.m in-1,系统风压为49 kPa;吨料能耗最大为8.4 kW.h.t-1(平均为5.0 kW.h.t-1),投饵破碎率小于0.7%,喷投距离达11.3 m;系统可实现动态定时、定点和定量投喂饲料,完全满足深水网箱集群养殖的要求。

多波束深水网箱声学监测仪的研究

研究了一种声学监测设备,使网箱养殖者能在海水能见度较低时实现对鱼群的实时监测,进而掌握深水网箱中鱼群的生存状况。该声学监测仪由7个独立通道构成,能同时输出探测图像并通过监测仪的评估软件对数据进行分析。试验结果表明该设备能够对深水网箱中的生物量进行估计,可用于鱼类生长情况研究并监测鱼群的逃逸情况。

深水养殖网箱试验中网衣相似准则的应用

通过分析与试验相结合的方法对重力相似准则在网衣试验中的适用性进行研究。试验以在国内应用较广的田内相似准则作为参照,分析讨论了两种相似准则的异同,推导得出了重力相似准则结合大小尺度比在网衣模型设计中的质量校正公式及刚度校正公式。并据此按照两种相似准则,设计了包括网衣、底杆和沉子系统的两套模型,模型上端固定于设置了受力传感器的刚性直杆上。试验在纯流条件下进行,分别设置5组流速,试验水深0 8m。各组流速重复试验3次,受力由固定于刚性直杆上的传感器测量获得,网衣的变形则通过系缚在网衣上的二极管的坐标确定。在进行受力分析时,由于两相似准则的受力比尺不同,因此必须将模型受力按照对应比尺统一转换为原型值,同时利用受力与流速的回归关系式将模型受力校正为同一流速下的数值然后再进行比较。试验结果表明,相同流速条件下,两种相似准则的模型受力及变形总体上吻合较好,说明重力相似准则在网衣试验中采用质量校正及刚度修正后同样能够得到令人满意的结果,而且试验中模型的大尺度比达到1∶20,这无疑为涉及波浪问题的深水网箱模型试验的设计提供了保障,从而避免了田内相似准则在深水网箱试验研究中应用的局限性。

高密度聚乙烯圆形网箱锚绳受力实测研究

选择广东省湛江市深水网箱养殖基地作为实测地点。通过实测试验测量深水网箱在实际海流条件下的锚绳受力状况,给出了单个网箱和组合网箱分别在3种不同网衣方案情况下的锚绳受力结果,旨在为深水网箱的设计及其锚泊系统的优化提供重要参考数据。结果表明,锚绳力随流速的增大而增大,锚绳受力与流速具有一定的正比关系;在3种不同网衣方案条件下,小网目网衣方案(网目40mm)的锚绳受力最大,单个网箱的锚绳力峰值和锚绳合力分别为3.73kN和5.01kN,组合网箱的锚绳力峰值和锚绳合力分别为5.67kN和20.83kN;单纯浮架受力在整体网箱的受力中所占比重较小。结论认为,鉴于实际海况下网箱同侧各道锚绳的受力差异较大,在评价锚绳的安全性能时,应取各道锚绳受力峰值中的最大值作为单锚绳的允许受力值。

基于MCGS的深水网箱自动投饵远程控制系统的设计

为提高深水网箱养殖投饵的自动化和工业化水平,设计并开发出适合深水网箱养殖投饵管理的自动控制系统。该自动投饵控制系统基于MCGS组态软件进行二次开发,采用PLC为控制核心,应用计算机与PLC进行通讯。介绍了深水网箱自动投饵系统的工作原理和系统设计框架,阐述了PLC控制系统的工作流程和程序设计,说明了基于MCGS组态软件的系统组态过程。运行试验的结果表明,系统具有性能稳定、可靠性高、人机界面友好、操作便捷等特点,实现了投饵控制、动画显示、系统状态监控、权限管理、历史数据输出、打印等功能,可以满足深水网箱集约化养殖精确投饵操作和管理等各项要求。

波流作用下深水网箱受力及运动变形的数值模拟

基于已建立的浮架和网衣数学模型,对不同波况和流速共同作用条件下HDPE深水网箱所受的锚绳力、波流力、容积损失率以及浮架倾角进行数值计算,设计的波流要素值为:波高H=4～6m,周期T=6.0～8.6s,流速U=0.3～0.9m/s。结果表明,网箱锚绳受力、波流力和容积损失率均与波高和流速成正比,与周期的关系不明显,且网箱系统所受的波流力约为网箱迎浪侧两根锚绳受力的合力。在波高H=4～6m、流速U=0.75m/s时,网箱容积损失率达到47%～56%,网箱变形较为严重,为此建议网箱养殖区域应选择流速小于0.75m/s的海区较为适宜。周期对网箱容积损失率的影响很小,对浮架倾角的影响较为明显,波高和流速不变时,随着周期的增大,浮架倾角会有所减小。本研究旨在探讨波浪流对深水网箱受力及运动变形的影响,为高海况网箱养殖的风险评估提供参考依据。

深水养殖网箱浮架变形模拟及结构改进设计

由高密度聚乙烯材料制作的网箱浮架在波浪流冲击下具有明显的变形,过大变形甚至会导致浮架失效破坏。该研究介绍了一种用于模拟波流作用下网箱系统受力变形的有限元计算模型,并利用前人的研究结果对数值模型进行了验证。在此基础上,以中国南海区常用规格80 m周长的圆形网箱为研究对象,设定27种大浪强流条件,对各种规则波和水流组合条件下深水网箱浮架动力变形进行了数值模拟,给出了不同波流工况下浮架最大变形位置处的应变模拟结果。结果表明,浮架变形随着波高或流速的增加而增大,但随着波浪周期的增加变化很小,在波高7m、周期9s、流速1.5m/s条件下浮架发生屈服破坏的风险极大。为降低高海况下浮架局部屈服破坏风险,对浮架结构进行了改进,科学提出了一种能够有效增强网箱浮架结构安全的技术措施。

几种深水网箱养殖鱼类行为习性的观察

运用鱼类生态学、鱼类行为学以及水产养殖学研究方法,对几种深水网箱养殖鱼类的行为习性进行了观察,结果表明:对干露的耐受力强弱依次为黑鲷、真鲷、鲈鱼、美国红鱼和大黄鱼;大黄鱼分布于中下层网箱边缘、集群、不争斗,美国红鱼均匀分布于中下层、集群、争斗激烈,鲈鱼均匀分布于中下层、较少集群、争斗激烈,真鲷分布于下、底层网箱边缘、较少集群、争斗,黑鲷分布于下、底层网箱边缘、较少集群、争斗;摄食节律明显,与潮水涨落有关,在接近早晨、傍晚的平潮或停潮时间内形成两个摄食高峰;对饵料具有选择性,对饥饿的耐受能力较强,不同投饵方式对鱼类摄食强度有影响,对饥饿的耐受力随着水温的降低而增强;7-8月份日平均摄食率最高,2月份最低,鱼类的摄食率与水温有密切的关系;昼夜活动习性不明显,流急时分布于网箱底部或下游网箱边缘,流缓时活动分布范围明显扩大;抗风、浪、流能力强弱依次为美国红鱼、鲈鱼、大黄鱼、黑鲷、真鲷。

HDPE圆形重力式网箱受力变形特性的数值模拟

该研究旨在综合探讨不同网箱周长、浮管管径、网衣高度及网目大小对整体网箱受力变形的影响，为网箱的科学合理选型提供数据参考。设定的网箱周长40—80m，浮管管径250～630mm，网衣高度6～20m，网目大小45～115mm。通过数值模拟方法对4种规格高密度聚乙烯圆形网箱在不同组合条件下网箱锚绳受力、波流力以及容积损失率进行了数值计算。结果表明，大规格网箱的锚绳受力、波流力更大，容积损失率更小，锚绳数量的增加可以大大降低锚绳受力。相比浮管管径，网衣高度和网目大小对网箱受力变形的影响更显著。整体网箱的受力变形随着网衣高度的增加而增大，随网目的增大而减小。

波浪作用下圆形网箱浮架系统的运动特性分析

作为深水养殖网箱的重要组成部分，浮架系统在网箱抗风浪性能中扮演着极为重要的角色，研究浮架系统在波浪作用下的运动特性是深入了解网箱抗风浪性能的关键。基于集中质量法将圆形浮架离散成众多微元，并运用线性波浪理论和刚体运动学原理，建立了波浪作用下网箱浮架系统的运动响应数学模型。针对圆形浮架的实际尺寸参数，在不同波高（H=4．2—7．0m）和周期（T=7．2，8．6s）条件下，采用计算机数值模拟方法，对浮架前后点运动轨迹、浮架质心水平和垂直位移、浮架倾角进行了数值计算。通过对计算结果的比较及分析表明：（1）浮架垂直位移幅度大于水平位移幅度，波浪周期对浮架垂直位移的影响要小于对水平位移的影响；（2）浮架水平位移、垂直位移以及倾角都和波高具有显著的正比关系。在波高H=4．2～7．0m范围内，周期T=7．2 s时，水平位移、垂直位移和倾角的增量分别为1．84m、1．0m和7．18。；周期T=8．6 s时，三者的增量分别为1．66m、1．05m和5．43°；（3）周期增大，浮架垂直位移增加，水平位移和倾角减小。

高压射流式水下洗网机喷嘴的设计

为解决深水网箱养殖过程中因网衣附着生物而影响水体交换,并给换网及网衣清洗带来极大困难等问题,开发水下洗网机并提高水下洗网机的清洗效率,是深水网箱养殖的重要配套装备与技术。通过对高压射流水下洗网机工作原理的分析,基于能量方程,推导出洗网机关键部件喷嘴的结构几何参数计算表达式。合理选择高压水发生系统的压力和流量,计算出喷嘴的孔径与长径比。在此基础上计算高压射流水下洗网机的水力参数,为进一步优化洗网机结构提供理论依据。

射流式吸鱼泵关键技术研究及设计

为实现深水网箱规模化养殖渔获的自动起捕,依据射流泵的工作原理,提出了射流式吸鱼泵的结构优化设计方案。基于能量方程,对工作泵的压力计算表达式进行了推导,并对射流式吸鱼泵的性能参数进行了计算。射流泵压力校核结果表明,选配的工作泵可满足设计要求。

深水网箱护栏力学性能分析及优化

护栏是深水网箱浮架系统不可或缺的重要构件,对支撑网衣、保持养殖容积、协同网箱浮架抵抗波浪流冲击起到重要作用。该文分别对中国当前应用的圆型深水网箱和六三型深水网箱护栏开展了弹塑性阶段的力学试验和有限元分析。结果表明:1)波流和气流的共同频率达到深水网箱护栏固有频率14.25 Hz时更易产生共振疲劳破坏;2)冲角为0°的集中载荷使护栏变形最大,此时扶手管中心为最易变形区域,立柱下端为最易破坏区域;3)同规格同材料的圆形扶手管抗形变能力显著大于六边形扶手管;4)扶手管的载荷-位移方程服从对数函数分布。护栏结构优化结果显示将管材的圆形截面处理为椭圆,护栏的水平抗弯性能增加6.58%。