作者：潘 滢（中国船级社上海规范研究所，上海 200135）
海水养殖是人类主动开发利用海洋资源的重要方式。我国是水产养殖大国，水产养殖产量占世界总产量的 65%左右。目前我国海水养殖主要是陆基和近浅海养殖，已利用的近岸海区水深均在 20m以内。作为我国海水养殖主要方式的近岸养殖，面临养殖密度大、水域环境污染、环境承载能力饱和、养殖安全性差等问题，面对生态环境、水土资源和发展空间等多方面的压力，海水养殖从近岸到深远海，从传统到现代的发展趋势成为必然，深远海养殖将会成为水产养殖的主要发展方向。
实施深远海养殖战略的基础是安全可靠的深远海养殖装备研发。国际上对深远海养殖的定义为:在离岸3nmile~200 nmile 进行可控条件下的生物养殖，其设施可为浮式、潜式或负载于固定结构的设施。一般我国深远海养殖定义特征为:远离大陆岸线3nmile以上，处于开放海域;水深20m以上，具有大洋性浪、流特征;规模化设施，包括但不限于网箱、围栏、平台、工船等;具有一定的自动投喂、远程监控和系统管理等能力B1。基于深远海养殖需要，传统的养殖装备无法适应新的养殖模式，必须研发适用的深远海渔业养殖装备。新型深远海养殖装备将船舶海洋工程装备与工业化养殖相融合，进行技术集成，实现海洋养殖业绿色、持续、高质量发展，保障国家粮食安全。
当前，我国深远海养殖的发展正逢其时，具备政策、技术、制造等各方面基础，即良好的传统规模化的近海养殖基础、国家及地方深远海养殖及海洋牧场产业发展政策、先进的船舶与海洋工程和现代养殖技术的有机融合、国家或行业技术标准及时跟进。
我国“ 十 四 五” 规 划 和2035 远景目标纲要指出，积极拓展海洋经济发展空间，坚持人海和谐，协同推进海洋生态保护、海洋经济发展，加快建设海洋强国。建设现代海洋产业体系，培育壮大海洋工程装备，优化近海绿色养殖布局，建设海洋牧场，发展可持续远洋渔业。建设一批高质量海洋经济发展示范区和特色化海洋产业集群，全面提高北部、东部、南部三大海洋经济圈的发展水平。
1)2019年，农业农村部、生态环境部、自然资源部等十部委联合印发了《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》(简称“《意见》”)，对水产养殖业的转型升级、绿色高质量发展具有重大而深远的意义。《意见》提出，支持发展深远海绿色养殖，鼓励深远海大型智能化养殖渔场建设;鼓励深远海大型养殖装备、集装箱养殖装备、养殖产品收获装备等关键装备研发和推广应用;推进智慧水产养殖，引导物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与水产养殖生产深度融合，开展数字渔业示范。
2)2020年，农业农村部根据中央一号文件和中共中央办公厅、国务院办公厅《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》精神，制定了《2020年农业农村绿色发展工作要点》，稳步发展稻渔综合种养，积极发展深远海抗风浪网箱养殖和盐碱水渔农综合利用，大力发展大水面生态渔业，鼓励发展碳汇渔业，支持深远海养殖业发展。
3)2019年-2020年，科技部“战略性国际科技创新合作”重点专项、“蓝色粮仓科技创新”重点专项、工信部“高技术船舶”重点专项、“海洋移动牧场”重点专项均有关于深远海养殖装备的研究任务。
1)各省直辖市“十四五”规划和 2035 远景目标纲要也围绕深远海养殖进行规划，如:上海市大力发展海洋牧场装备等高技术高附加值产品;山东省高水平建设“海上粮仓”、国家深远海绿色养殖试验区、国家远洋渔业基地和国家级海洋牧场示范区;福建省大力建设“海上福建”做强做优海洋渔业产业，支持有条件的地区建设“海上牧场”;
广东省打造具有国际竞争力的海洋产业发展高地，积极建设海洋牧场;海南省引导渔民“往岸上走、深海走、休闲渔业走”，支持深海网箱养殖;辽宁省大力发展海洋经济，培育现代海洋渔业，探索打造“现代海洋牧场”《全国海洋牧场建设规划(2016-2025)》实施中，国家级海洋牧场示范区广泛分布在福建、辽宁、浙江、广西、广东、上海、江苏、天津、山东、河北等多地。辽宁、山东、广东、海南、大连、宁波等地也出台相关地方支持政策细则。2020年8月18日，山东省青岛市经农业农村部渔业渔政管理局批复，成为全国第一个国家深远海绿色养殖试验区，在深远海养殖方面具有里程碑意义。
我国从国家战略层面提出加强科学布局，积极拓展养殖空间，支持发展深远海绿色养殖，鼓励深远海大型智能化养殖渔场建设，鼓励深远海大型养殖装备、集装箱养殖装备、养殖产品收获装备等关键装备研发和推广应用。深远海养殖装备的应用有助于强化国家粮食安全的战略科技力量，加强深远海养殖领域原创性引领性科技攻关，深入实施深远海养殖装备制造强国战略，提升其产业链供应链现代化水平，加快养殖装备核心技术创新应用，增强要素保障能力，培育壮大海水养殖产业发展新动能。根据《2011-2020年中国渔业统计年鉴》，用深水网箱装备的养殖容积与产量大致推算我国深远海养殖发展状况，2013-2019年，我国深水网箱养殖产量年均增长率 18.56%"，养殖装备容积也显著增加，年均增长率达 30%。同时，“民德”养殖工船于 2020 年成功交付，“国信1 号”10万吨智慧渔业养殖工船己开工建设，未来，青岛国信集团将斥巨资打造以养殖工船为核心模式的深远海养殖体系。联合国粮农组织测算2021年世界人均水产品达 19.6 kg,水产品还需增产 2 212 万吨，根据 2020年《世界渔业和水产养殖状况》的数据，到2030年，鱼类总产量将增至 2.04 亿吨,折算成
2030年人均鱼类消费量，预计为 21.5 kg，水产养殖产量有望达到 1.09 亿吨。随着新型深远海养殖装备的研发，我国适合深远海养殖的海域不断扩展，以我国南海海域为例，随着我国南海渔业养殖产业链的不断完善，据测算，未来可形成约 1 800 亿元人民币的渔业装备市场，成鱼年产值将达 1 350 亿元。2019 年我国深水网箱超过万个，养殖水体超过 1 000 万立方米，海水养殖产量达到 2 065 万吨，主要分布在海南、广东、广西、山东和浙江等地，且增长速度惊人。
近年来，我国科研人员对深远海养殖装备发展现状及趋势进行了分析。蔡计强等、黄温赟等、崔铭超等、徐皓等、纪毓昭等、徐琰斐等指出发展深远海养殖必须从技术上取得突破，从养殖平台总体技术、国内外深远海养殖装备技术研究现状及发展趋势、养殖装备系统方案等方面展开研究，为构建深蓝渔业战略提供了重要参考。
1)渔业养殖装备(载体)，包括网箱型养殖设施(网箱养殖)、养殖工船(船舱养殖)。专用养殖设备，包括网
2) 衣系统、投喂系统、成鱼储存系统、养殖水交换系统、养殖监测控制系统、供氧系统、起鱼及分级加工系统、清洁系统、死鱼收集系统、养殖及物流保障系统等。
3)常规配套设备，包括定位系统、动力系统、电力系统、通信系统、舾装设备、压载水设备等。
4)配套船舶，包括饲料运输船、活鱼运输船、加工船、渔业辅助船等。
5)岸上物资支持系统，包括办公室、仓库、厂房、远程监控系统。
深远海渔业养殖装备以养殖模式区分，主要分为网箱型养殖设施（网箱养殖）和自航养殖工船（船舱养殖）2 类。根据中国船级社（CCS）《海上渔业养殖设施检验指南》，深远海养殖装备按用途分为固定渔业养殖设施和移动渔业养殖设施；按类型可分为柱稳式、整体框架式、组合框架式和养殖工船，特点见表 1。行业已有的深远海装备暨海上渔业养殖设施一般均可按此归类。
2020年11月5日，山东省出台关于支持海洋牧场健康发展的12条措施，推进海洋牧场装备检验应检尽检，完善海洋牧场装备设施审验管理，已建成的海洋牧场多功能平台、大型深水智能网箱等装备要在 2020年底前按照《中华人民共和国船舶和海上设施检验条例》向中国船级社提出检验申请，新建相关海洋牧场装备设施必须应检尽检，消除安全隐患。对取得中国船级社检验合格证书的海洋牧场建设单位在安排海洋牧场项目、资金时优先予以支持。根据新建国内养殖工船的批复，有关省农业农村厅和直辖市农委明确指出，应向中国船级社提出检验申请，经中国船级社检验合格并签发相应证书方可开展养殖生产。
我国海上渔业养殖设施入级技术要求主要采标 CCS《海上移动平台入级规范》叫(简称“移规”)、CCS《海上浮式装置入级规范》(简称“浮规”)CCS《钢质海船入级规范》(简称“钢规”CCS《国内航行海船建造规范》等，形成了CCS《海上渔业养殖设施检验指南》。
网箱型养殖设施需要考虑的工况如表 2 所示。养殖工船具有自航能力，可自由航行，能够躲避恶劣海况，除特殊规定外，可不超过对应航区海船的设计海况。
4.1.2 载荷
网箱型养殖设施和养殖工船载荷选取情况如表 3 所示。
(1)柱稳式和框架式满足CCS“移规”和 CCS“浮规”相关要求，考虑网衣挂钩的结构，结构分析最少要考虑网衣的破断载荷。
(2)桁架结构框架式养殖设施的构件尺寸还应符合CCS《浅海固定平台建造与建议规范》的适用要求。桁架结构框架式养殖设施，如无法获得船体梁的控制载荷响应，应以构件的应力响应作为控制因素，计算构件在波浪载荷下的最大应力响应。
(3)组合框架式养殖设施除满足单个框架式结构的要求之外，直接计算分析还应考虑模块连接点的局部强度。对可能发生碰撞风险的组合框架式养殖设施，应通过试验/数值分析的方法确定可能出现的最危险情况下的碰撞能量和碰撞力，并分析碰撞区域的局部强度，配备护舷等防撞设施。
(1)结构尺寸依据“钢规”适用要求，建议考虑养殖水体腐蚀环境影响来初步确定。如有必要，主要支撑构件可根据直接计算结果进行调整。
(2)有限航区航行的船舶根据“钢规”相关规定进行折减。
(3)通海养殖工船的船体内部仅一侧与外海邻接的水密边界舱壁应满足对深舱的要求，根据通海养殖舱的海水载荷特点，可以要求增加其构件尺寸。如果通海养殖工船的养殖工况比航行工况吃水大，水密边界外板应满足“钢规”对外板的要求;两边始终承受相等压力的养殖舱横舱壁，其结构尺寸可按对水密舱壁的要求评估;如有必要，可根据直接计算结果和实际环境条件对构件尺寸进行调整。
(4)总纵强度根据“钢规”相关规定进行评估，考虑各工况最危险载荷，波浪载荷可以通过直接预报或模型试验获得。
(5)直接计算。应对该船型进行直接计算评估，直接计算考虑航行工况(含迁航)和养殖工况。
网箱型养殖设施和养殖工船的稳性衡准如表 4 所示。
网箱型养殖设施和养殖工船的定位系泊系统相关要求如表 5 所示。
4.4 轮机和电气
柱稳式 / 框架式海上渔业养殖设施若设计为移动型，应满足CCS“移规”的适用要求：若设计为固定型，应满足 CCS“浮规”的适用要求。
养殖工船可按“钢规”要求配置，但功能以养殖与加工为主，动力系统的配备以满足养殖为主要考虑因素，暂无船舶能效设计指数（Energy Efficiency DesignIndex，EEDI）强制要求，该类船的航速一般不超过 10 kn，主推进系统选型有别于常规货船。
舱室、消防、防污染、救生、信号等布置满足主管机关有关要求。
1）养殖系统设备的选型与配置以满足设计规格书或行业标准为准，应至少有制造厂证明并适合海上使用，针对渔业养殖设施的特点，还应具有如下基本功能：
（1）设备的选型适宜于被养殖水产品的要求。
（2）应有预防养殖系统的油污泄漏至养殖区域的措施。
2）应根据养殖区域海生物的生长情况，考虑观察设备和清洁设备的配置，以便及时清洁网衣上鱼的粪便、杂物、海生物等；养殖工船舱养时，考虑清洁设备，清理舱内污物。
3）应防止对养殖区域自然光的大面积遮挡（舱养除外）。
4）考虑到集中养殖的特点，宜配置实时或定期在线监控水产品系统，以便迅速、有效地观察到养殖水产品生长和存活状况。
5）对于高密度养殖、下潜式、养殖舱养殖设施，宜配置增氧设备。
6）如养殖可能破坏海洋生态的水产品，应有相应的防水产品逃逸措施和补救措施，并配置相应的设备。
（1）养殖舱进行晃荡载荷下的结构强度计算，晃荡载荷及养殖舱的结构尺寸评估应满足《液舱晃荡载荷及构件尺寸评估指南》适用要求，其中的晃荡载荷也可以通过模型试验获到。
（2）若设置有效的防晃荡措施，并能提供相应的试验、理论依据、使用经验，经同意，可以接受作为上述（1）的代替和等效方法。
通海养殖工船设置通海养殖舱，通海孔（包括鱼类的拦阻装置）的进水 / 出水速度或时间周期对船体运动参数及载荷会产生一定影响，应进行必要的模型试验，确定水动力载荷（含晃荡）、总纵强度计算载荷的影响以及船舶运动参数的影响。
（1）舱养环境需要不断补充氧气，养殖舱水体内含氧量较大，应结合其所在部位、处所的环境条件以及所采用的防腐措施，考虑合适的腐蚀余量。
（2）配置满足舱养需要的增氧系统，系统应具备安全性和可靠性。
（3）分舱和布置避免产生有害振动和噪声，满足鱼类对振动噪声的耐受度。
（4）舱壁形式和形状应避免对鱼类生活环境产生影响。
（5）内部油漆应使用环保无害的材料，尽量避免对鱼类产生影响。
在“卡脖子”背景下，我国深远海养殖装备的国产化和工程化尤其重要，有利于提升产业链上下游的自给水平，促进具有自主知识产权的深远海养殖装备应用，既产生巨大经济效益又有利于拓展海洋经济发展空间，保障国家的发展和粮食安全战略的实施。
未来深远海养殖装备朝着大型化、深远化、绿色化、智能化、集成化方向发展，同时渔业与休闲相结合的发展模式也成为热点，业内除养殖装备平台外，还应关注养殖设备安全，适应新发展、新变化。深远海养殖装备暨海上渔业养殖设施是一种新兴的海洋经济体，对其认识还在不断深化中，本文对一些设计要求进行初步探讨，以期对其设计有所帮助，最终应以检验机构或主管机关有关标准文件为准。研究主要结论如下:
1)网箱型养殖设施，特别需要考虑网衣的影响，主要基于移动平台或固定设施规范技术路线，结合实际环境和工况进行设计、建造和维保。
2)养殖工船按养殖舱类型分为具有通海养殖舱型和具有封闭养殖舱型。2种不同形式的养殖工船对应的设计要求不同，特别是稳性和结构设计要求差异较大。此外，设计要求应涵盖航行状态和锚泊状态。
3)养殖工船是定制型的，布置、动力、电气等系统的设计应充分关注养殖要求，独特的系泊定位系统应结合设计要求，如拟养殖区域、季节、天气等因素，保证其安全和功能。
4)养殖工船设计要求关注鱼类生活习性，其舱壁形式、振动、噪声、晃荡、涂料等应给予特殊考虑。
5)若有渔业休闲功能，应关注对人员、居住处所、人员防护、防漏电和雷击、消防、救生设备的特殊要求。
声明：本公众号相关内容均来自主流媒体及公众号，非商业用途，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。版权归原作者所有，如有发现侵犯您的权益，请后台联系编辑，我们会尽快删除相关侵权内容。
