现代信息技术与工程装备在海洋牧场建设中的探索实践

文/赵振营 丁金强 纪云龙 孙利元 刘建影

我国海洋牧场建设既是海洋渔业产业发展的必然趋势，也与生态环境和经济社会现状密切相关。面对我国经济增长进入新常态和供给侧结构性改革的情况，传统海洋渔业生产需要转方式调结构，向绿色低碳、安全优质方向发展。随着我国信息技术与工程装备的不断革新，海洋牧场建设应借助现代化手段谋求高质量健康发展。本文以山东省为例，阐述现代信息技术与工程装备在海洋牧场建设中的探索实践。在继续提升海洋牧场生态基础生产力的同时，不断提高其装备化、智能化生产管理水平，按照海洋牧场五种类型，倡导分类施策、协同发展理念，着力增强不同类型海洋牧场的核心特色和竞争力，发展出现代化海洋生态牧场综合体。

一、海洋牧场分类及定义

《海洋牧场分类（SCT_9111-2017）》将海洋牧场分为养护型、增殖型和休闲型三种类型，其中养护型按地理位置不同又分为河口、海湾、岛礁和近海四种养护型海洋牧场，增殖型按增殖物种不同分为鱼类、甲壳类、贝类、海藻、海珍品及其他物种等六种增殖型海洋牧场，休闲型按生产方式不同分为休闲垂钓型和渔业观光型两种。山东根据自身发展特色及未来发展需要，将海洋牧场按照建设手段、方式和功能的核心特色划分为投礁型、游钓型、底播型、装备型、田园型五种类型，在之后的山东地方标准《海洋牧场建设规范（DB37/T 2982.1-2017）》中得到进一步规范。两种划分方法有其内在关联，五类型海洋牧场的划分则更加符合山东本地的发展实际。

《山东省海洋牧场建设规划（2017-2020）》中明确，装备型海洋牧场是指运用现代技术装备，发挥离岸养殖核心特色，在深远海建设以大型智能网箱、深海养殖工船、养殖平台为主要设施的海洋牧场，通过融合应用养殖技术和物联网技术，实现养殖生产的集约化、装备化和智能化。其基本设施单元包括筏式设施、深水网箱、大型工船，另四种类型海洋牧场宜兼配有苗种繁育场、监测系统、多功能平台及展示厅、监控室、研究院、体验馆和海上卫生设施等配套设施单元。

二、重点装备模块的发展现状

发展海洋牧场装备化过程中，山东针对海洋牧场中的深水智能网箱、多功能平台、养殖工船以及新型生产船只等高成本现代渔业配套设施给予财政资金扶持，以减轻牧场企业负担，并提供有力的政策导向支持，着重发挥财政资金在关键环节的示范引领作用。截至2019年底，山东共创建省级以上海洋牧场示范项目（区）105处，涉及海域面积近7.7万公顷，其中国家级海洋牧场示范区44处（含青岛13处），占全国总数的40%，正在创建的核心发展现代大型养殖设施装备型海洋牧场11处，稳居全国前列。此外山东省也相继开展了海洋牧场观测站、多功能平台、海钓船、深水智能网箱、大型养殖工船等多种装备模块的建设。

山东海洋牧场的装备化发展虽已引领全国，但无论在渔业工程装备单元设计、建造方面，还是在单元间协同性、使用维护方面，都还处在创新探索阶段，在牧场选址、海陆衔接、装备配套、运营模式等方面遇到一些新问题新困难实属正常，同样也会催生一些新思路、新模式。目前，发展较成熟的模式有“泽潭模式”“陆海接力”等，其中装备型的“陆海接力”发展模式是将陆基培育车间与深水智能网箱，通过配套活鱼运输船、工作船、海上多功能平台等现代化装备链接，形成陆海联动、优势互补的新型养殖模式。概括的讲，它集成了工厂化循环水与深水网箱的优势，每年3月～5月在工厂化车间进行苗种培育，5月～10月转到海上网箱进行高效养殖，10月进行起捕销售或转入循环水车间越冬养殖，装配自动投饵机、自动分级筛、吸鱼泵、采收设备等精准化装备，融合物联网信息化实现智能管理，搭建疾病远程诊断实现生态防控，构建苗种培育、商品鱼健康养殖、终端销售一体化生产，从而实现“育繁推、产供销”全产业链运营。

不同类型海洋牧场之间，并非界限鲜明，而是“你中有我、我中有你”的关系，五类型海洋牧场中一种海洋牧场组成元素大多包含其他一种或几种类型海洋牧场的组成元素。当前，开展模块化的装备设施建设，是为海洋生态牧场综合体的系统打造以及提升装备化水平奠定硬件基础。

（一）海洋牧场观测站模块

山东海洋牧场观测网的建立，能够对海洋牧场目标海域CTD（温度、盐度、深度）、溶解氧、叶绿素以及波浪动力参数等生态环境指标进行长期实时在线原位监测和海洋生物生长活动高清视频实时观测，如图1。目前，山东已建成并业务化运行海洋牧场观测站24套，通过“山东省海洋牧场观测预警数据中心”对观测站数据的汇总分析，能获取生态环境变化趋势以及生态灾害的发生规律，从而实现对海洋牧场生态环境质量实施有效管控，对目标海洋牧场海域及时发布生态灾害预警信息，提升海洋牧场防灾减灾能力。系统已成功提前预测多次低氧、浒苔等灾害的发生，实现了海洋牧场海域的“可视、可测、可控、可预警”。

（二）海上多功能平台模块

山东海洋牧场进入转型发展阶段以来，根据行业发展需求，探索创新，以现代化信息技术和海工装备为支撑，推动海洋渔业从“猎捕型”向“农牧型”转变，海洋牧场平台应运而生，海洋牧场平台有效解决了牧场在建设和管理过程中面临的生态监测、海区管护、安全保障、能源供给、休闲体验等诸多难题，同时能规避海上风险，保障海洋生态牧场健康可控发展。2016年7月，烟台中集来福士集团为山东蓝色海洋科技股份有限公司建造的“六十里”1号自升式多功能海洋牧场平台在龙口基地交付，拉开了山东海洋牧场平台建造和发展序幕。山东已建造完成自升式、半潜式、漂浮式及可移动式等多类型海上多功能平台45座，打开了山东海洋渔业广阔空间布局，为我国开发深远海渔业资源提供了有力支撑，成为海洋牧场高效管护、走向深蓝的海上支点，如图2。

（三）海钓船模块

为充分利用渔业资源，满足群众休闲垂钓需求，推动具有山东特色的休闲旅游渔业建设，促进休闲垂钓旅游产业健康发展，山东打造“渔夫垂钓”品牌，依托海洋牧场建设省级休闲海钓基地15处，评定海钓钓场60处，审批标准海钓船261艘。休闲海钓产业拉动的综合经济收入是鱼品自身价值的53倍，使“一条鱼”产生了“多条鱼”的价值，已然成为渔业新旧动能转换的新亮点（图3）。

（四）大型智能深水网箱模块

大型智能深水网箱的建造及投入使用，一改传统落后养殖模式，将近浅海养殖推向深水，降低近海养殖密度、改善近海水质环境，同时提高了养殖的自动化、信息化水平，进一步提升了水产品品质及养殖品种抗风险能力。山东计划建设半潜式、坐底式、全潜式及固定管桩等类型大型智能网箱8座，其中建造完成5座。如“深蓝1号”“佳益178”“长鲸1号”“蓝鑫号”等，如图4。其中“深蓝1号”是世界最大的深远海全潜式钢构养殖网箱，周长180m、高35m，重约1400t，养殖水体5万多方，预计年养鱼产量1500t。2018年7月“深蓝1号”在日照启用，通过了“安比”“利奇马”等多次台风的考验，三文鱼规模化度夏成功。2019年1月，成功浮箱、捕鱼，顺利完成利用现代化渔业装备在我国开放海域养殖三文鱼的全过程，黄海冷水团海域养殖鲑鳟鱼的技术路线得到成功验证，开创了世界温暖海域养殖三文鱼的先例。

（五）养殖工船模块

深远海养殖是绿色渔业发展的重要方向，是对国家“五位一体、绿色发展”战略的具体实践，发展深远海养殖装备与技术，形成优质蛋白质的“海上粮仓”，是今后渔业养殖发展的重点。为此山东积极推进海水养殖向深海拓展，探索建造智能化、自动化的大型深远海养殖工船。目前，已建造完工并投入使用1艘养殖工船“鲁岚渔养61699”（如图5），其规格为总长86m、型宽18m、型深5.2m，由一艘排水量4800吨的货轮改造而成，该工船拥有14个养鱼水舱，配备饲料舱、加工间、鱼苗孵化室、鱼苗实验室等配套齐全的舱室和设备，可满足冷水团养殖鱼苗培育和养殖场看护要求，通过循环抽取冷水团中的低温海水，可进行三文鱼等高价值的海洋冷水鱼类养殖。该养殖工船是集工船、网箱、观测于一体的深远海渔业生产平台，于2017年7月下水，标志着山东在推进深远海养殖装备现代化方面迈出了坚实步伐。

三、存在问题

（一）渔业装备设施的综合功能有待进一步提升

单就多功能平台来说，在引导省级海洋牧场建设之初，山东突出监测、管护、安全、补给、旅游、环保等六大基本功能。但看目前的情况，实际建造的平台较偏重于生产管护和休闲游钓服务功能，对于安全培训及救助、生态资源监测、环境保护等功能配备重视不够，尤其是生态卫生间、垃圾无害化处理等环保设施推广程度不够，影响了“山东海洋牧场”产品品牌形象，制约了当前休闲渔业的发展。

（二）渔业装备自动化程度不高

与国外先进水平相比较，我们在养殖技术、养殖配套设施、机械化和自动化程度等方面还存在较大差距，尚处于设施渔业产业化革命的初级阶段。如挪威，在三文鱼养殖方面实现了全自动化控制，1人可管控20个大型海上深水网箱。用自动化设备替代人工管理操作，实现渔业养殖全程自动化，是现代海洋牧场装备化建设的目标。

（三）渔业装备设施的运营管理存在安全隐患

在海洋牧场运营过程中，涉及到的大多都是近两年新兴的渔业设施设备，在设计、建造、使用等方面还不成熟，仍有较大改进上升空间，不免存在安全防护设施配备不齐全、安全使用意识淡薄、安全管理措施不到位等问题，加之海况的不确定性，海上多功能平台容易产生靠泊登乘、留守看护、消防救援、用火用电安全等安全隐患。

四、相关建议

（一）推动海洋牧场装备体系化建设，激发不同功能模块间的协同效应

装备型海洋牧场要在继承传统海水养殖经验基础上，全面提升育苗、防病、养殖、捕捞、运输、生产及监控等全过程的装备化建设能力，通过互联网、大数据将陆基配套、运输船、采捕加工船、管护船、海上多功能平台、深水智能网箱等现代装备单元模块的数据信息链接整合，构成“陆海联动+优势互补”的有机整体，并逐步实现建设理念、建设技术及运营管理等方面的同步现代化。

（二）精简海洋牧场渔业装备设施的审验程序

鉴于平台审验难的现象较为普遍，山东应借助现代化海洋牧场建设综合试点的有力时机，精简渔业装备设施建造的审验程序，以便对前期已建未审的大型渔业装备设施进行审验，同时避免挫伤企业建设积极性以及阻碍后期山东海洋牧场装备化的快速发展。

（三）加强渔业装备设施生产经营中的安全保障

倡导“安全第一”的海洋牧场装备使用理念，对登乘人员进行安全告知与安全演示，定期开展全方位安全检查，消除隐患，确保生产运营过程中的人员安全、装备使用安全；充分发挥海洋牧场观测网、多功能平台、深水智能网箱等装备搭载的监测功能，保障海洋牧场生态安全。

（四）提高环保意识，配套海上生态环保设施

通过多种有效途径宣传海洋环保，遵守《海洋环境保护法》，营造全民关心爱护海洋的浓厚氛围；同时，要在人员、游客集中的陆域和海域配套建设生态卫生间、无害化垃圾处理设备等环保设施，为运营过程中产生的垃圾废物处理提供便利。有条件的地方鼓励开展垃圾分类处理，以保护海洋牧场环境不受污染，保障海洋牧场水产品质量安全。

（五）加强科技支撑，引导科企对接

山东海洋科研力量占据全国半壁江山，人才资源是第一资源，要充分发挥山东涉海科研力量强大的优势，引导科企对接、产学研结合。同时用好现代化海洋牧场专家咨询委员会这个平台，发挥专家智囊团的作用，坚持问题导向，合力开展现代化海洋牧场基础研究、信息装备研发、深远海增养殖、新品种繁育等当前关键技术攻关，加强海洋牧场新技术的推广应用，支撑海洋牧场装备化科学发展。