构建南海大型绿色可移动养殖渔船的可行性研究

李尧 谢晋斌 严谨 陈显宜

摘 要：以海洋工程装备、工业化养殖、海洋生物资源开发与加工以及新能源技术等为基础，阐述了我国离岸养殖工程发展现状，研究将老旧大型油船改造成养殖渔船的方案。说明了养殖渔船结构区域的改造方法，在此基础上增设新型水循环系统、太阳能发电系统，最后对方案的可行性进行了论证研究。

关键词：油船 养殖渔船 改造 可行性

中图分类号：U661 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

21世纪是海洋的世纪，党的十八大报告首次提出建设海洋强国的目标，习总书记提出共同建设“一带一路”的战略。南海作为中国的南大门，是我国四大渔场之一，资料显示，南海23座主要珊瑚礁水域水质肥沃，饵料充足，是经济鱼类的越冬场和索饵场，蕴藏着大量的渔业资源[1]。

近年来，随着近海渔业资源的日益枯竭和国家对捕捞的严格限制，人们越来越开始关注南海深远海的渔业资源。目前，南海渔业主要还是以渔船作业捕捞为主，现代养殖业尚处于空白。南海渔业急需开发新模式、新技术和新资源。养殖渔船作为一个新的养殖载体，将海洋工程装备业与工业化养殖、新能源开发、海洋生物资源开发相结合，良好地解决了传统近海养殖业发展不可持续的问题，具备可移动性、污染小、绿色高效等优势，是离岸养殖业发展的一个新方向。

1 我国离岸养殖发展概况

我国海水养殖的生产方式以沿岸陆基养殖、滩涂养殖和内湾普通网箱养殖为主，面向远海的离岸深水养殖尚处在研究起步阶段。由于海水养殖业深受沿岸水文环境影响，品质安全问题突出，并且对养殖系统带来的污染问题长期无法解决。因此，发展海水养殖业，必须远离沿岸水域，进入深水、远海。为应对远海多变的海洋条件，以工业化的生产经营方式发展养殖业，构建规模化、集约化的产业链或安全可靠的生产设施，包括深海大型网箱设施、大型固定式养殖平台和大型移动式养殖平台等离岸深海养殖工程[2]。

我国深水网箱养殖已有十多年的发展历程，在设施构建等方面有了一定的研究基础。发展深海养殖工程已具有较好的基础，但仍需进一步开发安全可靠的大型结构设施或养殖平台，完善设施系统与供给、流通条件，以全面适应海洋工况规模化养殖生产的需要[3]。欧美日等发达国家在构建大型离岸养殖平台领域处于领先位置，典型如法国与挪威合作在布雷斯特北部的布列塔尼海岸建成的一艘长270m的养殖渔船，总排水量达到10万吨级，实现年产鲑鱼3000t，占全国年进口数量的15%。歐洲渔业委员会建造的半潜式工船，长189m、宽56m，航速8节，可接运活捕金枪鱼400t，也可作为养殖母船，年肥育金枪鱼可达1200t。日本长崎县的“蓝海号”养殖渔船，能抗12.8m海浪，年产量100t。

未来离岸养殖工程朝着养殖设施大型化、养殖环境生态化、养殖地域外海延伸化、养殖过程低碳化的趋势发展，我国南海有着广袤的开放海域，十分适宜离岸远海养殖工业的发展。目前，我国在该领域的研究尚处于起步阶段，现阶段可以借鉴欧美国家的做法，结合在江河构建小型养殖工船的经验，在已有临报废大型商船、平台的基础上构建适宜南海作业的大型可移动养殖渔船。

2 养殖渔船改造方案

本设计拟用52500DWT原油船作为母型船进行改造，该船设计水线间长179.00米，垂线间长175.00米，型宽32.26米，型深18.90米，设计吃水11.00米。本方案主要对主甲板区域和油舱区域进行改造，同时结合新能源利用的特点，设计一种独立的新型太阳能发电系统，相比于传统发电装置，新系统提高了太阳能发电系统效能，更加符合环保理念。

2.1 主甲板改造

拆去原设计中主甲板的油管路和附带的辅助油罐，在主甲板上配置养殖培育和鱼品加工所必要的厂房：亲鱼培育与采卵孵化车间、育苗与中间培育车间、饲料生物培育车间、饲料冷冻储藏与投喂管路系统区、鱼产品加工车间。

由于育苗及饲料生物培养用水质量对成活率影响很大，直接抽取的海水中杂质和微生物含量不符合培育的最佳要求，因此需要为此配置相应的沉淀池、过滤池和配水池。根据养殖功能要求，亲鱼培育和采卵孵化可同在一个车间内。育苗车间和中间培育车间在联体车间内分区设置。池深根据品种需求而定，底栖鱼类池深为0.8-1.0m，游泳性鱼类池深以1.2-1.5m为佳。所需池深大于1.2m时，所以在池子内壁1/3处沿切线方向设置2-4个小型进水口，以增加池水的整体循环流态和自动冲刷清底能力。饵料培养车间选用常用的微藻和轮虫分别作为鱼苗的植物饵料和动物饵料，为防止动物饵料对植物饵料的污染，分别将两类饵料培养室严格分开。鱼类经过10-20天的培育，已经可以进食饲料，随着养殖时长，饲料的需求量会逐步增加，饲料冷冻储藏区需要能保证养殖过程中饲料质量的稳定，日投饵量占鱼类总体重的4%-5%。鱼产品加工车间选用流水线全自动鱼类加工设备，将从各个鱼舱中经传送带送来的成鱼进行分级，去鳞、鳍、鳃，摘除内脏，清洗，打包，称重，冷冻等加工步骤，最后经由专门的运输船装载运回港口出售。

2.2 鱼舱改造

母型油船共有12个油舱，油舱尺寸约为：20×14×17.3，每个油舱液面积约为280㎡。改造内容包括：养殖设备的安置，给水排水方式的改造，人员操作平台的布置等。

（1）养殖设备

鱼类生存所需的基本条件包括达标的水质，氧气充足，适度的光照等，为达到这些要求，在养殖鱼舱配套有水处理过滤设备，消毒设备，光照设备，增氧设备，加温设备等。

（2）换水方式

设计过程中省去了对养殖用水的处理，为了保证鱼舱内水质的达标，合理高效的换水设备和对养殖水中的杂质包括鱼的排泄物、剩余饲料、死鱼的处理就成了关键所在，所以本设计参照养殖鱼池给水排水的方式对鱼舱的内部进行改造：把鱼舱近似看成是20×14×14.5的方形圆角池，采用对角线两处供水，池中心排水和排污，在较深的内池壁1/3处设置供水口，以加强池水的环形效果。考虑到鱼舱的深度池底坡度选10%，向中心排水孔倾斜。

图1 养殖鱼舱的改造

2.3 太阳能发电系统设计

除了对养殖区域的改造外，在改造后厂房顶及裸甲板区域增设太阳能发电系统。该系统的关键在于对太阳能电池的精确控制，传统步进式太阳能光伏自动跟踪系统容易出现系统故障，修复困难，维修成本高，运行能耗高等问题，因此，方案中采用机械式自动跟踪系统。该系统由安装支架、电池板和跟踪机构组成。跟踪机构主要包括电动机、弹簧蓄能装置、减速机、自锁释放装置。太阳能光伏板的控制系统选用最大功率跟踪系统[4]，控制原理如图2所示。增设的太阳能发电系统充分利用了空间，提供的电能可以供给一部分厂房运作所需的电能，充分体现了绿色环保的设计理念。

图2 太阳能发电控制系统原理

3 可行性分析

3.1 实用性

南海可移动养殖渔船集养鱼、加工、仓储、海上服务于一体，可驻守南海深远海区开展高端养殖生产。鉴于目前南海的紧张局势，与海上石油钻井平台一样，养殖渔船还可起到“囤渔戍边”、伸张海权的作用，经济和国防意义都十分重大。

3.2 技术可行性

南海养殖渔船是以现有大型商用民船为基础进行改造，不会对原有内部结构进行大量修改，并且其改造区域和方法已在上节中说明，养殖工厂设施完备，可以满足正常的生产需要。此外，改造后设备约增重3500t，预计满仓养殖时结构吃水上升约3米，经过计算，其稳性完全满足要求，安全性可以得到保证。

3.2 经济性

选取位于南海的美济礁作为长期养殖点，这里一年受太阳直射2次，全年为夏季天气，但由于海洋的调节，少有酷暑。气温常年27°，水域条件非常适合鱼苗育种，并且适合养殖名贵暖水鱼老虎斑、东星斑，生长速度较沿海养殖快大约30%。以老虎斑为例，据现有工厂化养殖平均产量估计，投放40万尾，养殖13个月，考虑到鱼舱养殖深度，适当增加养殖密度，养殖面积3360㎡，养成后的平均质量为600g，成活率90%，则总产量约218吨。考虑到市场变化的各种因素，以价格的90%进行估算总产值约5225万元。总支出包括前期改造及设备投入总计约1300万元，每年產生的养殖成本及人员报酬约为3200万元。通过计算可知首年即可实现盈利，可见改造后的养殖渔船具有良好的经济效益。

4 总结

南海大型养殖渔船的构建，旨在研发可以在海上开展集约化生产的工业化养殖模式，形成面向深海 、合理分布于主权海域的海上水产品养殖生产与流通体系，实现海洋渔业由“捕”向“养”根本性转变，推进海上养殖设施向深水、远海发展。本文在充分了解我国离岸养殖发展概况的基础上，顺应离岸渔业养殖的发展趋势，提出以老旧大型油船为母型改造成南海大型可移动养殖渔船的设计方案，从技术、实用、经济性的角度验证了方案的可行性。我国大型养殖平台的研究才刚刚起步，纵观欧美国家离岸养殖业的发展历程，未来我国对大型可移动养殖渔船将会有大量需求，此外，本方案引入的绿色高效、可持续的理念，对于今后构建更加完善的养殖平台具有重要的参考价值。

参考文献

[1] 陈国宝，李永振，陈新军. 南海主要珊瑚礁水域的鱼类物种多样性研究[J].生物多样性，2007.15（4）：373-380.

[2] CLAYTON GILL. Future aquaculture：Open-ocean farming[J]. Feed International，2006.27（3）：6-8.

[3] 徐皓，江涛. 我国离岸养殖工程发展策略[J].渔业现代化，2012，39（4）：1-7.

[4] 朱永强，尹忠东.太阳能利用技术及工程应用[A].机械工业出版社，2013.10