水灣裝備公司2023年6月在深遠海養殖方面有顛覆性創新——深遠海大水面養殖綜合裝備-海基通天大圍網,一種利用海床自然優勢將網衣直接植根于海底泥沙2米以下,以低成本實現圍封大水體,是將來非常有前途的一種深遠海養殖模式,屬于根據地形因地制宜的原創中國解決方案。

海基通天大圍網
目前的深遠海養殖企業存在投資大、回收周期長、技術要求高等特點,該裝備能很好解決這類問題。市面上的養殖裝備設計思想大多來自挪威、蘇格蘭等一些發達漁業國家,但挪威等海域屬于峽灣深谷地形,此外歐美一些國家地形呈南北走向,條塊分割且沒有大江大河,與我們的海域有明顯不同。
中國大陸的地勢是西高東低,并向海洋傾斜,這種地形促使濕氣能夠深入內陸并帶來滾滾降水,造就東西走向的長江、黃河攜帶大量泥沙東流入海。

黃河對黃海地形的影響
黃河是中華文明的母親河,“黃河西來決昆侖,咆哮萬里觸龍門” ,奏響了五千年文明凱歌。青島處在黃河流域的下游,在查詢青島海洋地質研究所資料時忽然發現,黃河不但形成了(黃淮海)華北平原,更為關鍵的是,黃河多次改道攜帶的泥沙造成黃海海底非常平坦,沉積了一層厚厚的泥沙。

黃海沉積物分布資料圖 來自青島海地所
海上裝備首先要考慮的是海上風浪等自然災害造成的破壞。我們查閱國家海洋預報臺近十年(2013-2022年)基于風暴潮、海浪、海冰、海嘯、海平面上升等自然災害數據,發現山東海岸段是最好的,特別是南黃海段,冬天不結冰,夏天也很少破壞性風浪,是綜合的天選之地。

遠海養殖具有廣闊的拓展空間和巨大的養殖容量,水質較好、寄生蟲病害較輕等諸多優勢,但根據2023年漁業年鑒統計數據,海水養殖中大部分為貝類,而魚類養殖面積只有74.62千公頃,僅占海水面積的3.60%,我們這種裝備在黃海海域具備很大推廣優勢。

綜合上述特點,我們研發出一種新型深遠海漁業養殖裝備——海基通天大圍網。我們發明將漁網下部植根于海底泥沙之中,上口直通天空,利用地基和浮力來抵御風浪海流,圈起水體用來養魚。整個系統可設計為母網和子網,即帶有雙層網衣裝置的外圍網,內部單層網的中間有立柱的內圍網。
該裝備的深遠海大水面海基養殖外圍網的截面呈“八”字形,外形上看像座“環形山”,利用海床面和內外網衣對傾形成雙斜向三角支撐梁,利用足夠的浮箱上浮力、地圈梁形成的重力基礎結構,來對抗橫向的洋流和波浪,利用海床優勢,低成本的實現最大海域圈定,漲落潮時像彈簧一樣上下升降和隨波浪橫向許可幅度的晃動,像海草一樣草葉隨波晃動但根基不動。

內外子母網的局部結構
無論是大型金屬桁架式網箱還是重力式HDPE塑料網箱,其最終錨定方式還是依靠重力及海床附著力。舉例說明,水深20米周長1.5公里的海基通天網,其整個海底圈梁自重重達七八千噸,加上深入泥沙2米之后的海底阻力,整體拔出力會達上萬噸的。外層網衣網眼大網繩粗,能夠緩沖且兜住幾百噸的失控船只的撞擊。

波浪對航母編隊中的大小船影響
最關鍵的是尺度達到一定程度后風浪破壞作用就會顯著下降。一般8級風浪的波長在70幾米,對于直徑40幾米的HDPE網箱因尺寸小于波長一半,就會出現被拋向波峰和跌落波谷之間的來回反復震蕩,甚至錨石會被整體抬離海底。但對于遠遠大于數倍波長的超大型結構,雜亂無章的波浪就互相抵消,不能同時發力,加上軟纜和浮漂能夠隨波逐流的靈活緩沖和傾斜網衣的長度儲備,一般波浪只攪動上部約六七米的水層,水面部分受力會部分互相抵消。桁架達到一定尺寸也會變得像面條一樣無力而扭動,大型桁架金屬網箱其體積達到一定尺寸也受限,也不能做到無限大。

外圍網的地基局部剖視
外圍網的外形可以根據地勢來定,可以任意形狀。以圖示為例,水深20米,“八”字中間處直徑520米,內網包絡水體體積390多萬立方,其海洋大水面優勢不言而喻。海不辭水,故能成其大,巧妙的結構充分利用了海洋的廣闊的特性。

內圍網結構圖
內圍網的特點是中間帶有立柱,可以實現電力供應,同時立柱又起到加固提拉作用,能準確保持網衣形狀。以圖為例,網口尺寸110米,水深20米,可以包絡的水體達到15.7萬噸。現行深遠海養殖大多采用柴油發電機提供能量,這樣不利于雙碳指標的降低,我們這個方案對深遠海養殖與風電融合發展也有較好的理念創新。
該裝備充分利用自然資源,巧妙解決了海洋的風、浪、流等不利因素,采用較少投入,實現較大面積海水體積封閉圍隔,實現了低投入高產出的商業價值,還考慮了持續環保的長期經營低碳理念,開創性的塑造了一個全新型理念的深遠海養殖行業業態。該裝備因地制宜的根據國內海洋地質特點,沒有盲目跟隨歐美發達國家主流的業態,獨樹一幟的提出了一種全新的裝備結構形式。本發明解決了人們一直渴望解決、但始終未能獲得成功的風浪流條件下深遠海大水面低成本養殖技術難題,投入少見效快。本發明的技術方案超越了造船和海工行業為主導的傳統技術,無需通過消耗太多鋼板和焊接工藝,而是在海洋建筑領域獨樹一幟的開拓,達到同樣目的但采取了不同的技術路徑。該裝備運用極簡的材料投入,借助現代海工挖溝和回收新技術,很容易實現深遠海大水面水產養殖,該裝備綠色低碳,推廣后可以真正實現滄海造桑田的夢想。
本產品開發海域需要循序漸進,分步實施。水越深,海底挖溝施工成本越高,用戶需采用較小淺水版先做淺海養殖試驗,總結經驗后再啟動正式深水版完成深海養殖。用海海域需要滿足如下特點:
1、較小淺水版。淺水試驗用海需求條件是水深5-10米,便于施工,養殖1-2年以上獲得較多養殖參數,關鍵是總結經驗教訓。
2、正式深水版。建議水深20米左右,連續獲得3年以上的經驗教訓再做推廣展開。
3、海域表層沉積物為不含礫沉積物類型,顆粒度1公分以下的海砂、粉砂,或半泥半沙底質,沉積層深度大于3米以上,地形起伏不大于1米的相對平坦海底。
4、水流最高流速小于1.5米/秒,防止流速過高沖刷掏空地基,對于流速沖刷較大海底,施工時投入合適石子做網基覆蓋層。
5、海水透明度相對較好,在夏季雨季時小于30CM水深處可見3mm網線,方便采用水下攝像機進行觀察。
6、有合適的富營養的無污染的活水質交換,天然浮游海生物相對豐富海域。
7、淺水版也需要在開放海域驗證,有一定程度的破壞風浪和海流,以及早檢驗裝備的承受能力并做針對性提升。
8、因為要安裝氣象、溫度、濕度、北斗定位儀、網位儀等各種傳感器,特別是監控視頻信號,因此要解決大帶寬通信問題,必須要有通信基站信號。
9、盡量距離漁船碼頭較近,不要超過10公里,方便出航。
該裝備后期會出臺一系列的專門配套施工技術,會根據開發節奏逐漸展開,并承諾環保綠色,壽命到期后所有材料采用船只上拉回收,不污染項目海域,開挖和回收時對大部分海床泥沙底質沒有影響,只針對網基礎部分像農田一樣反復開挖回填,實現真正“耕海牧漁”。
一直以來,海洋是青島的最大優勢。青島一直是前五次海洋養殖浪潮的起源地,在第六次海洋浪潮興起之時,青島有理由繼續引領發展。作為早期階段涉海創業公司,其特點是技術難度高、投資大,周期長,市場面窄,九年的研發之路讓我們走的非常堅實,歡迎各位專家領導進行工作指導。
青島水灣海洋裝備有限公司
2023年8月22日