小水线面双体船用作休闲渔船的探讨

刘和炜

（1.中国水产科学研究院 渔业机械仪器研究所 上海200092；2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室 深蓝渔业工程联合实验室 青岛266237）

0 引 言

近年来，有诸多文章在宏观层面论述了休闲渔业，主要涉及渔业资源、渔业生态、渔业休闲参加者和休闲渔业管理这四个方面或彼此之间的相互关系。如Grilli G等［1］研究指出休闲渔业资源对当地的经济贡献不在于垂钓者的垂钓目标本身，而在于当地渔业资源所吸引垂钓者的消费能力。Muller C F等［2］研究指出陪伴是参加休闲渔业活动的参加者最为重视的因素，而捕鱼设施和捕获概率等更有形的属性是最不重要的因素。Quindazzi M J等［3］研究指出通过相互信息共享的互惠关系为乐于休闲垂钓者提供参与渔业研究的途径，有助于小型科研团队建立并良好地实施生态系统监测计划。Hansen J P等［4］研究指出休闲渔船和相关系泊与构成幼鱼重要栖息地的水生植被覆盖减少有关，应将海岸建设和相关船只活动分配给更耐干扰的环境（如自然波浪暴露的海岸），从而最大限度地减少负面环境影响。Cooke S J等［5］研究指出监测技术的创新、政策制定及管理当局与休闲渔业部门的合作将确保与不断发展的休闲捕鱼技术相关的管理行动更加主动有效。

然而，以往的研究中，对休闲渔业中的载体——休闲渔船的技术探讨却仅有少量文献涉及［6-8］，且文献多从船型参数入手：或指出可借鉴的公式，或针对现有休闲渔船给出优选模型，或提出总体方案，但均未从船型角度考虑如何扩大潜在客源以及如何提高休闲渔船的出勤率和利用率，而这正是提高休闲渔船效益、增加渔民收入的根本手段。因此，本文从船型角度对休闲渔船的船型选择与设计思路进行探讨。

1 休闲渔船面临的问题

1.1 制约客源的因素——晕船预期

是否晕船往往是出海者想到的首要问题。研究表明：在风力3~6级、海浪1.5~2.5 m、小到中涌情况下，3 000 t级船和60 t级艇上，军队学员首日晕船率分别达到37%和71%，颠簸（垂荡、横荡、纵荡）是导致晕船的主要原因［9-10］。即使非首次出海的科考队员，在船长99.8 m、排水量逾4 000 t的科学号考察船上仍然晕船［11］。而浪高0.5~3.25 m正是我国沿海和近海的典型浪高 ，休闲渔船经常遭遇此类浪高。

休闲渔船普遍较小。以浙江省休闲渔船为例，船长在24 m以上的休闲渔船仅有72艘，占全省休闲渔船总数的10%［12］。以文献［8］中的船舶为例，其长度为32 m，不及科学号考察船长度的1/3。这样长度的单体船，其船型特征决定了无长期航海经验的游客，即使在低于6级风的情况下，也极易晕船，无法获得良好的海上休闲体验感。在此晕船预期下，客源自然会有所减少。

1.2 制约客源的因素——航区偏短

2003年版《浙江省休闲渔业船舶管理办法》与2007年版的《山东省休闲渔业船舶管理办法》均规定，距岸/庇护地不得超过5 n mile，最大风力分别不得超过蒲氏6级和蒲氏5级。短途固然有利于提高安全性，但同时也降低了部分游客对渔业休闲体验的期望值和满足感。

1.3 制约效益的因素——出勤率低

山东、浙江两省沿海每年大于6级风力的大风日数分别占32%~43%和24%~46%［13-15］。若依前述法规，则休闲渔船有4~6个月不能出海营运，这对休闲渔船营运者极其不利。

2020年版《广东省休闲渔业管理办法》中则将航区扩大为最远端距离大陆或有居民海岛岸线不得超过20 n mile，且有明确的航行线路，不得超抗风等级航行。此规定既拓展了航区，又突破了固定风级的限制。拓展航区提升了游客的满足感，突破固定风级既可使具有高抗风等级的船舶具有更高的出勤率，同时也满足了部分游客出海一睹风急浪高情景的愿望。这一规定正体现了休闲渔船存在扩大航区、突破固定风级，以吸引更多客源的趋势。舟山休闲渔业的发展过程也反证了上述结论的正确［16］。

上述3个问题，从技术角度而言，本质上是船舶耐波性问题。良好的耐波性能可有效降低晕船率，提高船舶出勤率。

1.4 制约效益的因素——用途单一

如何在旅游淡季给渔民增收也是值得思考的问题。休闲渔船大致分为休闲垂钓船与体验捕捞船两种，每种船均功能单一，在旅游淡季难以获得相当的收益。若采用模块化设计，则休闲渔船在旅游淡季，可加装相应的功能模块，或用于捕捞人工养殖的贝类、或转为海洋牧场值班船、或转为近海科考船，供沿海涉海高校或科研单位租用；而在旅游旺季则卸除功能模块，恢复渔船的休闲功能。

在此情形下，船舶应具有较大的甲板面积，以便布置作业器具；有较稳定的平台，供科学仪器布设、操作；有较好的适居性，让人员能在船上工作较长时间。

鉴于上述分析，休闲渔船应具有尺度不大而耐波性好、甲板较宽、适用性广、适居性较好且造价相对低廉的特点，小水线面双体船正是这样一种船型。

2 小水线面双体船作为休闲渔船的可行性

2.1 小水线面双体船的几何特点

小 水 线 面 双 体 船（Small waterplane area twin hull，SWATH）的浮力主要由左右各1个浸没于水中的鱼雷状下潜体提供，每个下潜体首尾各设有1个减摇鳍。每侧下潜体上方设置有1个或前后2个伸出水面的细长支柱体——单支柱体或双支柱体，每侧支柱体各支撑1个上船体，两侧的上船体由连接桥连接。由于支柱体细长，故水线面较单体船和常规双体船大幅减小，故称为小水线面双体船，参见图1。从此构型可知，在同等排水量情况下，SWATH船具有甲板面积较常规船宽大、吃水较常规船深的特点。

图1 小水线面双体船

2.2 小水线面双体船的运动特点

SWATH船具有优良的耐波性。由于水线面小，因而受到的波浪激励小，耐波性较常规船更佳。与排水量同为500 t的单体船和常规双体船相比，在同一海况下，SWATH船的平均垂向速度明显低于后者，详见表1［17］。

表1 小水线面双体船、单体船、双体船的垂向速度比较m/s

SWATH船具有优良的抗失速性能。在风浪中航行的船舶，为避免飞车，往往需要主动降低航速。而SWATH因其几何特征，本身不易飞车，再配以减摇鳍，能进一步改善船舶的纵摇、横摇和垂荡，因此船舶可以“骑浪”航行，很少需要主动降速。阿彼金·劳斯摩森（A&R）船厂的航行试验结果表明：在2 m和3 m波高下，为满足船员可承受的4 m/s2垂向加速度，长33m的深V型单体船航速须分别从最高航速30 kn降至20 kn和16 kn；而25 m的SWATH型引航船则可始终以最高航速20 kn航行，且垂向加速度仅有2 m/s2，处于乘客可接受的水平［18］。

此外，在同等排水量情况下，SWATH船的吃水较常规船更大，螺旋桨浸深也大，因而螺旋桨推进效率较高。

2.3 小水线面双体船的运用

从第1艘小水线面双体船问世以来，至今已发展出70余艘小水线面双体船，在民用方面运用较广，涉及人员运输、游览观光、引水补给、科考测量、渔业指导以及风电维修等，详见表2。

表2 民用小水线面双体船统计

船舶实际营运表明，SWATH船耐波性良好。如排水量为440 t的新世纪一号，在2 m波高及180°、90°、45°、135°这4个浪向下，其纵横摇值及垂荡值与垂向加速度均远小于排水量为1 472 t和 1 380 t的拖船；在横风9级的情况下，横倾角仅17°，垂荡也很小［33］；排水量为220 t的KAlMALlNO号，其纵横摇值均低于3 100 t的单体高速护卫舰，垂荡值则与之相当；在1.8~2.4 m浪高下航行，便携式电脑也不曾在桌上滑动［34-35］；COSMOS号在5级海况、8级风的情况下可正常航行；Seagull号的晕船率仅为0.66%，出航率接近100%，即使在最大风浪期间，出勤率也超过90%；Seagull-2号能在浪高2.5~3.5 m时，保持最高航速［20］。

2004年至2005年期间，笔者作为设计人员，分别在南海与渤海参加了新世纪一号的试航与应力实测。参试人员在船上行走如履平地，无人晕船。相比2021年4月，笔者乘坐长46.2 m、宽7.0 m、设计排水量为228 t的晋卿号船调研，遇2.5 m浪高，十余名调研人员中，绝大部分晕船呕吐。可见SWATH船型的耐波性确实优于单体船型。

从上述实例可知，SWATH特别适合作为多用途休闲渔船。首先，SWATH以较小的体量获得优越的耐波性，可以给普通乘客提供舒适的航行体验，保证乘客有足够的体力与精神进行观光、垂钓和娱乐，可以吸引更多的客源；其次，良好的耐波性，可以使SWATH具有良好的出勤率，既可在风浪中出游，又可在旅游淡季的不良气象条件下，对海岛或海洋牧场进行补给或人员转移； 第三，优良的耐波性为科考及实验器材的使用提供了稳定的平台。

此外，双体船宽阔的甲板为模块化设备的布置提供了足够的空间，而模块化设计有利于提高作业效率［36］。

3 小水线面双体休闲渔船初步设计方案

3.1 基础平台

该方案中，船舶总长为34.8 m、型宽12.7 m、型深5.4 m、下潜体长度32 m、下潜体最大宽度3.4 m、片 体 中心 距9.2 m、吃水2.7 m、排 水量328 t，装设功率为588 kW的主机2台，设计航速为12 kn。下潜体底部采用平底，以增大阻尼、提高耐波性。

上层建筑设计采取功能分区、路线求近的原则；主甲板上方前部为服务区，用于船员居住及提供膳食。简述如下：

（1）船员舱室区后端壁位于机舱前端壁上方，故将船员室置于后端壁处。这样，船员下机舱的路线与去主甲板后方操作设备的路线最短；而且由于该船型深高，主机又置于潜体中，距船员室的垂直距离较大，故噪声对船员的影响也较一般单体船低。

（2）食品库设两门：外门面向主甲板开敞区域，且位于折臂吊最大作业范围边缘，便于搬运食品入库，且利于保持船员生活区域的洁净；内门设于厨房之内，便于取物。该层设有两层内梯道通往上一层的艏楼甲板。

艏楼甲板上方为休息及活动区，设有游客休息室、放映厅和健身房，以供游客休息、娱乐和健身。按目前各地休闲渔船管理办法规定，休闲渔船每天出海不得超过8 h。一般游客对航行、垂钓和捕捞体验的兴趣持续性是有限的，因此，有必要设置活动区，丰富船上活动，这对于较长期工作在船上的船员及科考人员也是必要的。此外，放映厅也可以用于休闲渔业中的科普宣传。

主甲板上方后部为模块搭载区，用以实现船舶的不同功用，因此整个船舶为一个公用基础平台。主甲板及艏楼甲板平面见图2和下页图3。

图2 主甲板平面图

图3 艏楼甲板平面图

3.2 功能模块

功能模块分为两类：

1.固定模块，包括：

（1）设于主甲板尾部左舷的1 t×1.5 m的变幅A架，以及与之配套的1 t×200 m的采样绞车1部；

（2）左右舷对称设置于主甲板尾部的1.5 t×200 m的拖网绞车各1部，以及与之配套的1.1 t×8 m的电动液压折臂吊左右舷各1部；

（3）艏楼甲板前部左右舷各设1部0.2 t×2 m的手动旋转吊。

2.活动模块，包括：

（1）贝类采收方舱2个。贝类采收设备由振动分选机、去杂输送机、高压离心泵、泥浆泵、水流喷管和高压吸罩等构成。通过优化去杂输送机漏斗尺寸，将高压离心泵、泥浆泵可置于漏斗下方空间，则振动分选机、去杂输送机、高压离心泵、泥浆泵组合所占空间长度为5.5 m、宽度为1.5 m、高度为1.4 m，因此可选20 ft标准集装箱作为方舱。高压吸罩、水流喷管、相应管路等均置于方舱天花板下的吊架之上。如此，则整个系统可集成于方舱之中。每个方舱重7.2 t。方舱2个长侧面分别开设2扇对开门或开设卷帘门，以便作业与维护。

（2）实验方舱。可直接采用20 ft集装箱，含设备在内。方舱约重5 t，可用集装箱地锁固定。由于方舱为单层设置，故地锁受力较多层集装箱船地锁受力大幅减小，从而确保方舱在甲板上的稳固性［37］。

3.3 运 用

作为休闲渔船进行体验式捕捞时，船上不设方舱。由拖网绞车进行体验式拖网捕捞，待网拖至甲板时，由折臂吊吊起网囊，进行卸鱼。

进行贝类采收作业时，将2个贝类采收方舱设置于左右舷。打开方舱门，将高压吸罩、水流喷管及相应管路伸出舷外，并放入水中，同时用折臂吊辅助提拉住管路，然后开机作业。

作为海洋牧场值班船时，可以集装箱装载的方式运送货物，也可作为倒班船使用。在必要时，也可利用折臂吊进行网箱维护作业。

进行科考作业时，将3个实验方舱布置到位，其中1个方舱可作为设备舱，用于存放科考设备，比如标准水样采集器、抓斗式采泥器和浮游生物拖网等。其中变幅A架与采样绞车配合，可用于水样采集与采泥作业；折臂吊与拖网绞车配合，可进行底拖采样；折臂吊也可用于CTD系统采样；手动旋转吊可进行浮游生物拖网采样作业。

贝类采收方舱总重为14.4 t，实验方舱总重约15 t，两者相差不大，故转换功能时，变更模块对船舶重量、重心影响不大。在未使用上述方舱的情况下，可利用压载水舱调整船舶的吃水深度及重心。

4 结 语

休闲渔船作为新生事物，尚未有明确定义。多部地方法规将其载客人数限制在不超过12人，以将其作为非客船，从而降低安全标准，进而降低造价，并以限定航区、风级保证安全。这在休闲渔业发展初期，为便于渔民以较低的成本，实现转产是合理的。但发展到今天，“休闲渔船”一词的重心已经从“渔船”转为“休闲”，因此，船舶应由“渔船”向“客船”转变，方能适应当今休闲渔船的需求。

目前的休闲渔业已是合作化、企业化的发展模式，因此成本已不是主要问题，而根本问题在于如何扩大客源，拓展应用范围。休闲渔船实现客船化后，其安全性得到提高，从而可以降低天气对出勤率的影响。此外，安全性提高后，借助功能模块，休闲渔船可较方便地转为科考船、海洋牧场值班船之类的特种作业船或水生生物捕捞船，从而拓展休闲渔船的应用范围，使之能在旅游淡季也获得一定的收入。由于休闲渔船尺度较一般客船小，故休闲渔船可采用载客不超过36人的客船标准设计，也有利于降低成本。

本文论述的船舶在河口、海湾等近海作业，故拖网绞车、采样绞车的缆绳长度短，绞车体积小且轻，所以没有采用方舱。若绞车较大较重，集装箱自重已远小于绞车质量时，也可采用方舱；但集装箱需要作相应加强。

与同排水量的单体船相比，本船吃水偏大。因此，对航道深度有较高要求。在成本可以接受的情况下，可考虑采用玻璃钢材质或铝合金材质，以降低空船质量，减少吃水。

随着海洋牧场的推广，海洋牧场不仅是海产品养殖场所，也会成为休闲渔业的活动场所。在此情形下，可用于捕捞作业、牧场值守、休闲娱乐和海洋渔业研究的小水线面双体船型休闲渔船作为多面手，必将在海洋开发中占有一席之地。