深遠海養殖工船起捕系統方案設計

中圖分類號：S973.2 文獻標志碼：A 文章編號：1004—6755（2025）08—0021—03

Abstract：To address issues such as prolonged operation time，high labor intensity，and low efficiency in the fish harvesting systems of deep-sea aquaculture work vessels，this paper designs a novel harvesting system suitable for the confined cabin environment of aquaculture vessels. The system comprises a net assembly，deformable support components， lifting assemblies，and media transfer units，capable of adapting to fish species with varying water-depth preferences， sizes，types，and behavioral characteristics. Analysis of the design demonstrates that this system requires no modifications to the original structure of aquaculture cabins. Operated by only seven aquaculture crew members， it significantly reduces working hours while substantially increasing single一operation harvest yields.

Key words：aquaculture work vessel; harvesting system；containment neting

深遠海養殖是水產養殖領域的一種新興模式[1]，其發展對于推進漁業轉型升級、拓展藍色經濟發展空間、保障國家糧食安全具有極為重要的意義 [2-3] 。我國相關政策也在不斷推動水產養殖向深遠海方向發展[4]，2025年中央一號文件明確提出，支持發展深遠海養殖[5]。

養殖工船作為新型深遠海養殖設施，具有顯著的優勢和廣闊的發展前景[6]。它以船舶為平臺，在深遠海水域開展養殖作業[，能夠有效緩解近海養殖壓力，充分利用深遠海的優質環境條件。同時，養殖工船還能借助現代化技術手段與先進的養殖技術深度融合[8]，實現高效、環保、可持續的養殖模式，為我國水產養殖產業的高質量發展提供有力支撐9。2022年5月20日，全球首艘10萬噸級智慧漁業大型養殖工船“國信1號\"交付并投入使用[10]。“國信1號\"養殖工船有15個大型養殖艙，單艙養殖水體可達 6500m³ ，可提供總計 80 000m³ 的養殖水體[11]，養殖艙為“廣口瓶\"形狀，艙內橫截面呈八邊形結構，通過循環水泵與外部海水進行交換，每個養殖艙的養殖水體深度可達 15m ，單艙飼養成魚可達百余噸[12]。

由于養殖艙具有水體大、產量高等特點，因此商品魚起捕難度較大，而工船起捕方法也成為亟待突破的核心技術瓶頸。目前，養殖工船主要利用與養殖艙體積相當的圍網進行起捕，該方式需要大量在艙內走臺輔助拉網，同時，還需配備潛水員輔助撐網，勞動強度大、作業時間長和人身安全缺乏保障[13]

本文設計了一套針對養殖工船的起捕系統，以小尺寸的圍網作為基礎，搭配自動撐網結構、吊機等設施，僅需少量人員操作，即可實現在養殖艙各位置的水層開展起捕作業。

1總體設計

以適宜養殖工船艙養環境為前提，設計了一套起捕系統，包括網具、可形變支撐組件、提升組件和介質輸送組件，見圖1。

網具作為起捕系統的基礎，實現對養殖艙內漁獲物的捕撈。可形變支撐組件，位于網具頂部，其內部可充入介質實現形變，且形變后水平貼合于養殖艙內壁，以此實現網具的自動撐網。提升組件，用于牽引可形變支撐組件，并進一步帶動網具，使其在養殖艙內升降。介質輸送組件，用于向可形變支撐組件充入介質。

圖1養殖工船起捕系統

2 主要模塊設計

2.1 網具

網具采用特制圍網，包括網衣、網衣底部設置的若干個配重環、貫穿所有配重環的收網鋼絲繩。

鋼絲繩與船用主吊機相連。網衣的縱向長度為4～5m ，周長 60～65m ，占地空間小。特制圍網的重量約等于傳統漁網的 2/3 ，對于吊裝作業、人工作業的要求，都比傳統漁網大幅降低，勞動強度小。網衣采用24股尼龍材質無結繩網，網徑不低于 3.5cm ，配重環為內徑 5cm 的不銹鋼材質，可輔助漁網緩慢下沉且有利于鋼絲繩收緊網口。

2.2 提升組件

提升組件位于養殖工船頂部甲板，在養殖艙口四角位置上分布4臺移動液壓吊機，每個吊機可提供2t拉力，具有純銅電機、加油泵、液壓操縱桿、 360^° 旋轉底盤等核心部件。

2.3 介質輸送組件

介質輸送組件，包括空氣壓縮機以及與空氣壓縮機連通的輸送軟管，可將空氣壓縮機設置于養殖艙走臺。空氣壓縮機選用活塞式三缸壓縮機，功率5.5kW ，流量 2651L/min ，轉速 1440r/min 。

2.4 可形變支撐組件

可形變支撐組件位于網衣頂部且被網衣包裹，材質為丁基橡膠的環狀可形變囊體。與養殖艙內壁拐角位置相對應的環狀可形變囊體上，套設有玻璃鋼材質的拐角支撐套筒，養殖艙內部橫截面呈八邊形，共設置8個拐角支撐套筒。拐角支撐套筒的設置，使充人氣體后的環狀可形變囊體與八邊形的養殖艙形狀相同且相互貼合。位于中間部位的4個拐角支撐套筒，頂部一體成型，設置有連接環，連接環通過牽引繩與提升組件的4臺移動式液壓吊機一一對應牽引連接。環狀可形變囊體上，設置有與介質輸送組件的輸送軟管相連的接口，具體如圖2所示。

圖2 可支撐形變組件

3 工作原理

采用設計的新型起捕系統進行起捕，當起捕的魚類是表層魚時，此時水位處于正常水位，按照以下步驟進行：

（1）在起捕作業前，在工船甲板的養殖艙艙口附近放置移動式液壓吊機，在船用主吊機配合下，將裝置投放入艙，5名甲板船員分別操控5臺吊機。另安排2名船員控制空氣壓縮機和船載真空吸魚泵的啟停工作。

（2）網具以及可形變支撐組件位于養殖工船頂部甲板上，空氣壓縮機位于養殖工船養殖艙內走臺上，將輸送軟管與環狀可形變囊體上的接口相連，此時空氣壓縮機不工作，4臺移動式液壓吊機分別通過牽引繩與4個連接環一一對應牽引連接，收網鋼絲繩與船用主吊機相連。

（3）將網具以及可形變支撐組件從養殖艙口處向養殖艙內投放，通過提升組件控制可形變支撐組件位于水面位置處，啟動空氣壓縮機，并向環狀可形變囊體充入空氣，在4臺移動式液壓吊機的牽引下，可形變支撐組件逐漸膨脹至水平貼合于養殖艙內壁，然后關閉空氣壓縮機。

（4）采用聲、光、投飼等聚魚手段，將魚聚集到網衣的范圍內，收網鋼絲繩在船用主吊機的作用下開始收攏，養殖艙內部分魚群被聚在網衣內，見圖3。最后，采用船載真空吸魚泵將網衣內商品魚吸魚出艙。

圖3起捕上層魚種示意圖

圖4起捕底棲魚種示意圖

當起捕魚類是底棲魚或中層魚時，建議先下降水位，降低后續的聚魚難度，見圖4。聚魚后啟動養殖艙的水泵開始向養殖艙內注水，提升水位至正常水位，與此同時，提升組件帶動可形變支撐組件以及網具同步上升。最后，采用船載真空吸魚泵將網衣內進行吸魚出艙。

4結論

本文設計的新型起捕系統，專為養殖工船的養殖艙環境量身定制，無需對養殖艙原有結構進行任何改造，即可適應不同水層、規格、種類及生活習性的魚類。通過分析設計方案可知，新型起捕系統相比于傳統方式，顯著縮短平均工作時長，同時大幅降低勞動力投入，還顯著提高單次出魚量。該系統有望在行業內廣泛應用，為后續智慧漁業大型養殖工船項目的穩步開展以及現代養殖的機械化、智能化、信息化提供有力支撐，助力我國深遠海養殖產業的高質量發展。

參考文獻：

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（收稿日期：2025-06—12）