网箱养殖已成为我国海水鱼类养殖最主要的方式之一。但在波涛汹涌的大海中，网箱养殖业者常常面临狂风巨浪的严峻挑战。为应对台风等灾害，人们进行了多种尝试，各类抗风浪网箱应运而生，从浮式、重力式、升降式，再到现在的坐底式和大型养殖平台等等，这些网箱设施有效减轻了风浪对养殖生产的影响，保障了养殖者的经济利益。

近期，研究人员设计了一款新型复式抗风浪网箱，这种网箱究竟有何独特之处，它如何抵御恶劣的海况呢？一起来了解下吧。

01  海上“猛兽”——台风我国是世界上台风灾害最为严重的国家之一，台风登陆引起的狂风、暴雨、风暴潮等灾害具有极大的破坏性，给我国沿海的设施渔业造成了严重损失。2019年，16级台风“利奇马”登陆浙江温岭，导致浙江、江苏多地水产养殖损失惨重。浙江的网箱养殖以大黄鱼为主，在这次超强台风的袭击中，传统渔排网箱根本无法抵抗，在风浪的侵蚀下濒临破碎，仅离岸较远的深水网箱得以幸存。2022年，16级台风“暹芭”袭击广东多地，网箱养殖受灾首当其冲，90%以上的网箱被打烂、摧毁，冲到岸上或不知所踪，养殖鱼群全部破网逃逸，仅阳江一地网箱养殖损失就达8亿元。

▲  “暹芭”过境，网箱被冲到岸边（图片来自网络）

目前，我国近海养殖以筏式和普通网箱养殖为主。当台风过境时，筏式联排的放置方式易使绳索交缠，养殖产品大面积受灾；普通网箱相比于筏式养殖，虽然其固定的框架结构增强了稳定性，但框架以木质材料为主，抗风浪能力非常有限；而深水网箱多设在较深的海域，具有一定的抵御风浪和水流的能力，且设施化程度较高。

▲ 广东饶平养殖海鮸的筏式渔排

随着对网箱水动力及安全技术研究的逐渐深入，深水网箱应对台风等海洋灾害气候的能力不断提升。

02  从引进模仿到自主研发：中国抗风浪网箱发展历程“工欲善其事，必先利其器”。拓宽海洋养殖空间，离不开养殖装备的助力。深水抗风浪网箱是一种科技含量较高的养殖设施，一般设置于水深15 m以上的开放海域和半开放海域。与普通网箱相比，深水网箱具有生产水域广、水产品品质佳、抗风浪能力强等优点，在调整海洋产业结构、开辟渔业发展新空间、带动渔民就业增收方面具有重要意义。

1. 引进与初步探索阶段（20世纪末至21世纪初）我国对深水抗风浪网箱设施的探索最早可追溯至20世纪末。1998年，海南省首次从挪威引进大型高密度聚乙烯（HDPE）柔性抗风浪网箱，因中挪两国海域环境条件相差过大，导致引进的网箱在我国并不适用。2002年，我国第一套拥有自主知识产权的HDPE升降式深水网箱成功下水。到2006年，我国沿海深水网箱数量已达3700余只，年产量约6万吨。在这个阶段，我国开始关注深水抗风浪网箱的研发，以解决近海养殖空间有限和浅海养殖对海洋环境造成的压力问题，但网箱的抗风浪性能还有待提高。2. 研发和试验阶段（2010—2017年）随着深水抗风浪网箱的重要性日益凸显，我国加大了在这一领域的研发。在“十二五”规划下，我国网箱技术向更深、更远、更开阔的海域布局，深水网箱也朝着深远海抗风浪平台方向发展。在这个阶段，出现了一些新型的深水抗风浪网箱，如采用高强度金属材料制成的网箱，以及更为复杂的浮体和锚泊系统，提高了网箱的抗风浪能力。

在这个阶段，深水抗风浪网箱的技术逐渐成熟，开始在沿海地区推广应用，养殖生产朝规模化、集约化发展。养殖品种也逐渐增多，除了传统的海水鱼类，还包括了贝类、虾类等。此外，随着科技的进步，智能化、自动化养殖设备的应用得到了推广，如使用远程监控系统、自动化投喂系统、水质监测系统等，大大提高了养殖管理的科学性和效率。2018年，大型智能养殖深远海网箱 “德海1号”成功抵御了17级超强台风而闻名全国。2020年，集养殖、智慧渔业、休闲渔业、科技研发、科普教育等功能于一体的新型海洋牧场“耕海1号”成功运营，标志着现代海洋牧场建设的重要组成部分——网箱技术，正在朝装备化、设备智能化、生产集约化、管理信息化、环境可持续化方向发展。

▲ “德海1号”和“耕海1号”（图片来自网络）

03 新型复式抗风浪网箱的设计按照中国船级社对海洋工程结构物的划分，网箱可分为柱稳式、框架式、组合式、坐底式、自升式等类型。新型复式抗风浪网箱，是基于我国海洋基础条件而设计的柱稳式深水养殖设施。与传统的HDPE重力式网箱（也是柱稳式）抗风浪结构不同，新设计的网箱创新采用超静定抗风浪结构，并用双浮筒结构取代传统的浮圈和浮架结构。

▲  新型复式抗风浪网箱设计图

新型复式抗风浪网箱，除网衣外，网箱整体采用AH36钢打造，在屈服强度和抗拉强度方面均优于HDPE材料，同时避免了高分子材料老化问题，提升了使用性能和使用寿命。

传统圆形HDPE网箱，由多根小尺度立柱提供水线面刚度，虽然减小了波浪载荷，但其应对上部载荷的变化比较明显。当上部载荷有变化时，整体会出现较大的倾斜，影响其功能性的使用。因此，该类网箱无法在上部布置较大的物资储备和甲板使用面积。

▲ 传统圆形HDPE网箱

而新型复式抗风浪网箱的双浮筒设计不仅可以提供浮力，还可以根据放置海域的海浪状况调节浮筒间距。这样有两个优点：一是可以避开海域出现频率最高的波浪周期，二是网箱上部承受波浪载荷也不影响功能性的使用，增加了网箱使用面积。

此外，该种网箱在躲避海上的狂风巨浪非常“聪明”。它有一个能装很多水的“大肚子”，称为“压载水舱”。当遇到恶劣天气时，可打开网箱海底门，往它的“大肚子”里灌水，“喝饱水”的网箱体变重，会慢慢潜到水下。因此，即便是海上的狂风呼啸，也不会损伤到养殖区的鱼群。当需要网箱上浮时，可将它“肚子”里的海水“吐”出来，“吐”完水的网箱变轻，会像皮球—样浮上来。

新型复式抗风浪网箱压载水舱的水总量达到1.6万立方米。它完成一次“喝水”和“吐水”，也即完成一次下潜和上浮过程，大约需要2小时。

坐底式的升降式网箱，虽在极端天气的适应性好，但需要在海底进行地基施工作业，且后续无法再更换养殖水域，不仅造价高昂，长时间在固定海域养殖还容易导致水质变差或污染，破坏水域生态环境。此外，升降式网箱受水深的影响较大，一旦网箱触底入泥，就会产生连升降机构都无法挣脱的吸附力，从而影响网箱的升降功能，目前国内已有网箱出现该问题。

而新型复式抗风浪网箱的网体较深，水下部分的网体即使不上升或下沉，对鱼类的影响也不大，从而大大提升了养殖效率，确保了鱼类的安全。

关于新型复式抗风浪网箱的主体结构、浮筒、立体浮框以及抗风浪结构设计等，可点左下方的阅读原文。

04 展望深水网箱的不断发展与变革，体现了技术创新和可持续发展的理念，这些技术的发展不仅提升了网箱养殖业的风险防御能力，提高了养殖效率，也对海洋环境保护和渔业资源可持续发展作出了贡献。

未来，随着技术的不断进步和创新，我国深水抗风浪网箱将朝着更加高效、环保、可持续的方向发展。

相关文章：石权, 龚雅萍*, 孙峰, 王帅军, 张彦鑫, 吴姝, 张迪, 陈辉. 新型复式抗风浪养殖网箱的设计及其在海洋环境下的受力计算[J]. 南方水产科学, 2024, 20(1): 54-61.

编辑｜艾　红