水湾装备公司2023年6月在深远海养殖方面有颠覆性创新——深远海大水面养殖综合装备-海基通天大围网,一种利用海床自然优势将网衣直接植根于海底泥沙2米以下,以低成本实现围封大水体,是将来非常有前途的一种深远海养殖模式,属于根据地形因地制宜的原创中国解决方案。
海基通天大围网
目前的深远海养殖企业存在投资大、回收周期长、技术要求高等特点,该装备能很好解决这类问题。市面上的养殖装备设计思想大多来自挪威、苏格兰等一些发达渔业国家,但挪威等海域属于峡湾深谷地形,此外欧美一些国家地形呈南北走向,条块分割且没有大江大河,与我们的海域有明显不同。
中国大陆的地势是西高东低,并向海洋倾斜,这种地形促使湿气能够深入内陆并带来滚滚降水,造就东西走向的长江、黄河携带大量泥沙东流入海。
黄河是中华文明的母亲河,“黄河西来决昆仑,咆哮万里触龙门”
,奏响了五千年文明凯歌。青岛处在黄河流域的下游,在查询青岛海洋地质研究所资料时忽然发现,黄河不但形成了(黄淮海)华北平原,更为关键的是,黄河多次改道携带的泥沙造成黄海海底非常平坦,沉积了一层厚厚的泥沙。
海上装备首先要考虑的是海上风浪等自然灾害造成的破坏。我们查阅国家海洋预报台近十年(2013-2022年)基于风暴潮、海浪、海冰、海啸、海平面上升等自然灾害数据,发现山东海岸段是最好的,特别是南黄海段,冬天不结冰,夏天也很少破坏性风浪,是综合的天选之地。
远海养殖具有广阔的拓展空间和巨大的养殖容量,水质较好、寄生虫病害较轻等诸多优势,但根据2023年渔业年鉴统计数据,海水养殖中大部分为贝类,而鱼类养殖面积只有74.62千公顷,仅占海水面积的3.60%,我们这种装备在黄海海域具备很大推广优势。
综合上述特点,我们研发出一种新型深远海渔业养殖装备——海基通天大围网。我们发明将渔网下部植根于海底泥沙之中,上口直通天空,利用地基和浮力来抵御风浪海流,圈起水体用来养鱼。整个系统可设计为母网和子网,即带有双层网衣装置的外围网,内部单层网的中间有立柱的内围网。
该装备的深远海大水面海基养殖外围网的截面呈“八”字形,外形上看像座“环形山”,利用海床面和内外网衣对倾形成双斜向三角支撑梁,利用足够的浮箱上浮力、地圈梁形成的重力基础结构,来对抗横向的洋流和波浪,利用海床优势,低成本的实现最大海域圈定,涨落潮时像弹簧一样上下升降和随波浪横向许可幅度的晃动,像海草一样草叶随波晃动但根基不动。
无论是大型金属桁架式网箱还是重力式HDPE塑料网箱,其最终锚定方式还是依靠重力及海床附着力。举例说明,水深20米周长1.5公里的海基通天网,其整个海底圈梁自重重达七八千吨,加上深入泥沙2米之后的海底阻力,整体拔出力会达上万吨的。外层网衣网眼大网绳粗,能够缓冲且兜住几百吨的失控船只的撞击。
波浪对航母编队中的大小船影响
最关键的是尺度达到一定程度后风浪破坏作用就会显著下降。一般8级风浪的波长在70几米,对于直径40几米的HDPE网箱因尺寸小于波长一半,就会出现被抛向波峰和跌落波谷之间的来回反复震荡,甚至锚石会被整体抬离海底。但对于远远大于数倍波长的超大型结构,杂乱无章的波浪就互相抵消,不能同时发力,加上软缆和浮漂能够随波逐流的灵活缓冲和倾斜网衣的长度储备,一般波浪只搅动上部约六七米的水层,水面部分受力会部分互相抵消。桁架达到一定尺寸也会变得像面条一样无力而扭动,大型桁架金属网箱其体积达到一定尺寸也受限,也不能做到无限大。
内围网结构图
内围网的特点是中间带有立柱,可以实现电力供应,同时立柱又起到加固提拉作用,能准确保持网衣形状。以图为例,网口尺寸110米,水深20米,可以包络的水体达到15.7万吨。现行深远海养殖大多采用柴油发电机提供能量,这样不利于双碳指标的降低,我们这个方案对深远海养殖与风电融合发展也有较好的理念创新。
该装备充分利用自然资源,巧妙解决了海洋的风、浪、流等不利因素,采用较少投入,实现较大面积海水体积封闭围隔,实现了低投入高产出的商业价值,还考虑了持续环保的长期经营低碳理念,开创性的塑造了一个全新型理念的深远海养殖行业业态。该装备因地制宜的根据国内海洋地质特点,没有盲目跟随欧美发达国家主流的业态,独树一帜的提出了一种全新的装备结构形式。本发明解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的风浪流条件下深远海大水面低成本养殖技术难题,投入少见效快。本发明的技术方案超越了造船和海工行业为主导的传统技术,无需通过消耗太多钢板和焊接工艺,而是在海洋建筑领域独树一帜的开拓,达到同样目的但采取了不同的技术路径。该装备运用极简的材料投入,借助现代海工挖沟和回收新技术,很容易实现深远海大水面水产养殖,该装备绿色低碳,推广后可以真正实现沧海造桑田的梦想。
本产品开发海域需要循序渐进,分步实施。水越深,海底挖沟施工成本越高,用户需采用较小浅水版先做浅海养殖试验,总结经验后再启动正式深水版完成深海养殖。用海海域需要满足如下特点:
1、较小浅水版。浅水试验用海需求条件是水深5-10米,便于施工,养殖1-2年以上获得较多养殖参数,关键是总结经验教训。
2、正式深水版。建议水深20米左右,连续获得3年以上的经验教训再做推广展开。
3、海域表层沉积物为不含砾沉积物类型,颗粒度1公分以下的海砂、粉砂,或半泥半沙底质,沉积层深度大于3米以上,地形起伏不大于1米的相对平坦海底。
4、水流最高流速小于1.5米/秒,防止流速过高冲刷掏空地基,对于流速冲刷较大海底,施工时投入合适石子做网基覆盖层。
5、海水透明度相对较好,在夏季雨季时小于30CM水深处可见3mm网线,方便采用水下摄像机进行观察。
6、有合适的富营养的无污染的活水质交换,天然浮游海生物相对丰富海域。
7、浅水版也需要在开放海域验证,有一定程度的破坏风浪和海流,以及早检验装备的承受能力并做针对性提升。
8、因为要安装气象、温度、湿度、北斗定位仪、网位仪等各种传感器,特别是监控视频信号,因此要解决大带宽通信问题,必须要有通信基站信号。
9、尽量距离渔船码头较近,不要超过10公里,方便出航。
该装备后期会出台一系列的专门配套施工技术,会根据开发节奏逐渐展开,并承诺环保绿色,寿命到期后所有材料采用船只上拉回收,不污染项目海域,开挖和回收时对大部分海床泥沙底质没有影响,只针对网基础部分像农田一样反复开挖回填,实现真正“耕海牧渔”。
一直以来,海洋是青岛的最大优势。青岛一直是前五次海洋养殖浪潮的起源地,在第六次海洋浪潮兴起之时,青岛有理由继续引领发展。作为早期阶段涉海创业公司,其特点是技术难度高、投资大,周期长,市场面窄,九年的研发之路让我们走的非常坚实,欢迎各位专家领导进行工作指导。
2023年8月22日
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