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关于创新灯光封闭式围网渔船更新换代 传统灯光罩网渔船的技术总结报告

中国渔民2019-10-12 10:38:07

关于创新灯光封闭式围网渔船更新换代

 

传统灯光罩网渔船的技术总结报告

 

(湛江胜浪海洋捕捞研究所)

 


一、灯光罩网渔船起源历史

 

灯光罩网渔船,是广东渔民采用传统灯光围网渔船,自行加装张投网钢衡架摇臂与改装浅海罩网组合起来的,前往外海生产的一种作业方式船型。刚开始该船型是采用双罩网分别在船两侧进行投收网作业,后来渔民为了扩大一个船位的罩网周径,将双罩网改为覆盖船底的单罩网进行捕捞作业。该船型在广东已有十多年的应用历史,目前是广东、广西、海南三省渔民前往南海捕捞大洋趋光性鱼类的主力船型。自2012年起,山东、福建、浙江三省渔民开始引入该船型投入生产。(附图1)

 


二、灯光罩网渔船被社会广泛应用原因

 

船长50米左右的灯光罩网渔船在趋光性鱼类渔汛季节(每年二月中旬至六月中旬)生产作业,熟练船工每晚可张投网10~11次,非熟练船工每晚可张投网6~7次,平均网产500公斤左右。若按熟练船工操作计算,每航次作业16天便能捕捞80吨满舱渔获,生产周期为捕捞作业16天加来回航程10天共为26天。使用该船型生产,在渔获收益减除成本后渔民仍能创收,因此吸引渔民广泛应用。

 

三、灯光罩网渔船在生产中突显的不足与缺陷

 

(一)灯光罩网渔船生产暴露的安全隐患

 

灯光罩网大偏心作业方式,由于生产工艺设计与相应的捕捞设施及其结构不符合安全规范,因此在生产中暴露出四大安全隐患。

 

1、灯光罩网渔船张网摇臂潜藏的安全隐患:由于40米大偏心摇臂末端张网高度设定为距水面4~5米,因此导致该船型在风浪影响下摇摆10~12度角时,摇臂末端就会插入水中,强大的水动力就会导致渔船失去平衡甚至压翻渔船。显然,灯光罩网渔船张网工艺设计与相应的捕捞设施及其结构不符合安全规范,是灯光罩网渔船引发安全问题的原因(附图2)。

 

 


另外:为了规避上述的安全问题,因此有部分渔民将摇臂末端高度提升至水面15米,认为这样就能避免摇臂插入水中,消除水动力压翻渔船的风险。遗憾的是,渔民疏忽了摇臂带网衣展起扩大的疏风系数,会同样扩大强对流气候形成的强风掀翻渔船的风险。(附图3)

 



  2、覆盖船底罩网的安全隐患:渔民为扩大一个船位的网衣面积,采用覆盖船底罩网作业来提高网产。在捕捞生产中,由于摇臂张网时需要提起罩网,因此罩网网衣有机会与船底接触并被船底寄生物钩挂,当罩网投放时网衣如果仍被挂住,罩网就会随水动力缠绕螺旋桨,致使渔船失去动力。显然,罩网覆盖船底这种违反安全规范的作业方式,也是灯光罩网渔船产生安全问题的原因(附图4)。

 



     3、张网摇臂掣动结构潜在的安全隐患

 

在没技术可依的情况下,渔民采用柔性绳系牵制和掣动灯光罩网渔船大偏心钢桁架张网摇臂的张开与闭合,由于摇臂的牵制与掣动机构采用非机械方式,运行动作缺乏自锁功能,渔船施捕系统的张网摇臂在作业时,牵制与掣动绳系被拉伤或老化而不及时更换被强风打断,摇臂就会随风浪影响而自由张开闭合,导致渔船失去平衡。显然,不符合安全规范的牵制和掣动结构,是导致灯光罩网渔船萌生安全问题的原因(附图5)。

 



4、摇臂牵制结构潜在的安全隐患

 

  为牵制大偏心张网摇臂,需要在船体主甲板搭建高立钢架。由于牵制摇臂的支撑点需要附著于高立钢架上,形成摇臂牵制结构大幅度提升渔船重心,导致渔船抗风浪能力下降。显然,捕捞装备采用非机械结构形式与摇臂牵制支撑钢架提高渔船重心,是导致灯光罩网渔船萌生安全问题的原因(附图6)。

 



(二)灯光罩网渔船生产暴露的无效生产能耗

 

    灯光罩网渔船亮灯作业时就能发现,金卤集鱼灯是360度角万向投光的,有50%光源投向天空,有25%光源投射在甲板上。即:600kw诱鱼光能,有450kw是浪费的,运用到诱鱼的光能仅有150kw。也就是说,灯光罩网渔船光诱无效生产能耗高达75%。显然,光诱渔船缺乏科学用光设计,是导致灯光罩网渔船萌生巨大无效生产能耗的主要原因(附图7)。

 



(三)灯光罩网渔船生产暴露的网产影响因素

 

1、光诱范围设定不科学影响网产

 

灯光罩网渔船光诱集鱼灯基本分两组沿船边布置,由于渔民缺乏科学用光知识,忽视运用灯光促使趋光性鱼类高度集群、提高网产的重要性,在缺乏专业设计的情况下,渔民随意将光诱集鱼灯沿船长80%分布,形成集鱼灯以散光诱鱼,导致灯光吸引前来的趋光性鱼类处于疏散状态。显然,不科学用光促使趋光性鱼类不能高度集群,是造成网产低的一个主要因素。

 

另外,由于渔民没意识到集鱼灯能吸引怕光性鱼类前来躲藏在光与暗之间、伺机猎食趋光性鱼类,因此没控制光诱范围吸引怕光性鱼类进入捕捞区,形成现行罩网无法捕捞怕光性鱼类、提高网产。显然,光诱范围过大是导致不能捕获怕光性鱼类的一个主要因素。

 

2、光诱模式不合理影响网产因素

 

长期以来渔业技术组织未能向灯光渔船提供科学用光技术支持,渔民也不了解散光与光束对趋光性鱼类神经系统产生的不同影响,因此形成灯光渔船一直沿用散光诱鱼模式,由于散光诱鱼模式投放的光源,未能促使趋光性鱼类从趋光转向痴光,因此未能发挥灯光多样性作用改变鱼类游动行为,以光束控制鱼类外逃方式提高网产。显然,现行渔船光诱模式技术含量不足,是导致灯光罩网渔船网产低的一个重要因素。

 


3、网具防逃性能弱影响网产因素

 

现行灯光罩网渔船运用的罩网,是根据浅海传统罩网结构形式,放大制作而成的。采用罩网捕捞前来水面集结的趋光性鱼类,施捕网产低的原因:从网具投放方式看,网具投放前罩网随张网摇臂展开。罩网投放时,网衣向水面平行下沉。显然,网衣会触碰鱼群,受惊吓的鱼群就会迅速潜游,在罩网沉子闭合前逃离围捕,形成诱鱼灯吸引前来的鱼多,而捕获量少;从网具下沉围捕形态看,罩网投放后,沉子在网衣的牵制下沿扇形下沉闭合。罩网围捕过程不断收窄围捕空间,而且沉子沿扇形下沉速度慢,不能及时带动网衣与鱼群外逃路线形成切线关系,因此形成罩网捕获量少。从网具捕鱼总体效果看,罩网防逃性能差,是导致灯光罩网渔船网产低的一项主要因素(附图8)。

 




 

4、人工操作效率低影响网产

 

灯光罩网渔船的人工张网、简易卷扬起网、人工再挂网,导致一个网次作业流程时间长,造成每晚投收作业次数少,即使在鱼类高度密集的汛期,日均渔获量也比较低,单个航次的生产周期被延长。显然,人工操作效率低是影响灯光罩网渔船产能低的原因。

 

(四)灯光罩网渔船生产暴露出靠油补支撑持续生产原因

南海西南中沙大洋性渔场趋光性鱼类,每年的渔汛期很明显,约为120天,即从每年的二月中旬开始至六月中旬。渔汛期间渔民驱船前往南海大洋性渔场展开生产作业。虽然每航次渔船生产都能捕得满舱渔获,但在生产过程中,由于渔船施捕规模不足、网产低、作业周期长、无效生产能耗高、运力弱,导致渔船捕捞成果减除高昂的生产成本后,渔民只能获得微薄的经济收益。因此,渔民在渔汛期生产积累的资金,无法维系持续生产与扩大再发展,形成渔船在非渔汛季节只能靠油补支撑持续生产。显然,渔船生产力弱和缺乏作业兼用性或复式生产能力,是导致灯光罩网渔船只能靠油补支撑持续生产的重要原因。

 


四、创新灯光封闭式围网渔船必要性

 

渔船前往外海生产,无论是渔获对象、渔场作业条件、航程、生产周期等都发生巨大变化。若不排除渔船生产安全隐患,渔民生命与财产安全就无法得到保障;若不及时扩大原有渔船生产规模、缩短作业周期,就难以避免渔船生产成本覆盖渔获收益的风险;若不大幅度提升渔船生产力,就无法保障渔船有效开发利用外海渔业资源;若不赋予渔船作业兼用性,渔船在非渔汛季节就无力持续生产;若不解决渔获保鲜技术瓶颈、提升渔船运力,渔船生产就难以获得合理生产附加值;若不消除巨大无效生产能耗,渔船就会成为能源老虎;若渔船不具备洋流与上升流生成信息的获取技术,渔船就无法准确前往渔汛形成水域进行生产作业。以上渔船生产技术诉求可见,创新“灯光封闭式围网渔船”是必要的,而且是迫切的。

 


五、渔船生产力重要性

 

外海渔船是开发深海、礁盘、大洋性渔业资源唯一依托的生产工具。由于“唯一”,形成外海渔船的作用具有双面性。也就是说,当外海渔船具有强大的生产力时,海洋捕捞产业就能以先进生产力打开“蓝色资源宝藏”大门,做大做强我国海洋经济。不仅能发展渔业生产扩大的造船巨大内需,还能带动渔轮造船工业与新兴渔业工业经济崛起。当外海渔船捕捞生产工艺落后、生产能力弱时,渔船的长周期生产能耗与巨大无效生产能耗所形成的高昂生产成本就有可能持平甚至覆盖渔获收益,导致渔民生计苦不堪言。显然,渔船生产力的强弱,对海洋捕捞产业与渔业工业兴衰起着决定性作用。

 


六、渔船设计重要性

 

渔船不仅是载体,更重要的,渔船是人们开发利用海洋渔业资源的生产工具。生产工具讲求的是生产力,也就是说,生产力是渔船的第一要素。渔船的设计包含了渔船的船、机、电设计和渔船生产力设计两部分工作内容。由此可见,渔船设计社会分工,要求渔业科技组织承担渔船生产力设计,船舶设计技术组织承担渔船的船、机、电设计。因此,渔船设计需要由两个不同专业、不同技能的设计技术主体共同完成。若不改变现行渔船的设计现状——船舶设计单位继续独力承担渔船总图设计,只注重提升渔船海区适航能力与调整渔船能源结构以实现节能减排,忽略渔船生产力的提升,不结合生产实际需要,运用先进渔法技术消除渔船巨大无效生产能耗,跳跃式造船,必然导致社会发展出来的外海渔船只有船壳是新的,生产继续沿用传统或落后的捕捞工具这一现象,造成新建渔船仍然属于低端生产装备的后果。

 


七、创新灯光封闭式围网渔船可行性研究报告

 

灯光封闭式围网渔船,是我所针对灯光罩网渔船渔具渔法与生产工艺在生产中突显的不足与缺陷,而创新研发出来的技术产物。创新灯光封闭式围网渔船更新换代传统灯光罩网渔船的目标与主要技术内容有:1、排除传统渔船存在的四大安全隐患,保障渔民生命与财产安全;2、消除渔船光诱模式导致的巨大无效生产能耗,降低生产成本;3、赋予渔船作业兼用性与复式生产能力,促使渔船在非渔汛季节能摆脱依赖油补支撑持续生产的困扰;4、扩大渔船生产规模,对渔船注入强大生产力,促使渔船在外海作业能获得合理生产附加值;5、整合制冷技术、优化渔获保鲜系统、扩大渔船综合续航力,促使渔获能获取高经济价值。为实现目标,我所对广东、广西、海南三省的灯光罩网渔船进行深入调研,挖掘出灯光罩网渔船在生产中突显的重大问题,树立创新船型设计要点,结合我所科研船在南海多年沉淀下来的经验,逐一攻克技术难关。

 

(一)排除灯光罩网渔船安全隐患技术对策与可行性分析

 

1、避免网具缠绕螺旋桨技术对策与可行性分析:

创新设计“封闭式围网”代替覆盖船底“罩网”,是规避网具缠绕螺旋桨风险的有效措施。技术创新优势:将网具水下包裹船底的张网方式改变为水面安全张网。显然,创新“封闭式围网”及张投网方式,规避渔船易被罩网缠绕失去动力的技术措施可行。

 

2、避免张网钢桁架摇臂插入海洋技术对策与可行性分析:

创新设计“液压伸缩张网折臂”代替简支座“钢桁架摇臂”,是规避摇臂与海洋接触的有效措施。技术创新优势:渔船在生产中能根据风浪大小调整张网高度,避免船体摇摆10度角以致摇臂插入海中。显然,创新液压张投网设备,规避渔船被水动力压翻的技术措施可行。

 

3、避免钢桁架摇臂张开闭合失控技术对策与可行性分析:

设计运用液压伸缩张网折臂“液压掣动系统”代替钢桁架摇臂“牵制及掣动绳系”,是规避大偏心张网摇臂失控的有效措施。技术创新优势:张网摇臂掣动不受风浪影响。显然,运用带自锁功能的液压折臂掣动系统,规避摇臂导致渔船失去平衡风险的技术措施可行。

 

4、避免张网摇臂牵制体系提高渔船重心技术对策与可行性分析

创新设计“液压伸缩张网折臂”代替非机械“钢桁架张网摇臂”,是避免搭建高立庞大摇臂牵制体系的有效措施。技术创新优势:大幅度地降低了渔船重心。显然:以降低重心办法增强渔船抗风险能力的技术措施可行。

 


(二)消除渔船无效生产能耗技术对策与可行性分性

 

消除光诱渔船无效生产能耗技术对策与可行性分析:创新设计灯光“诱鱼集鱼混合模块”,将传统“万向投光诱鱼模式”转变成“指向性投光诱鱼模式”,是消除渔船巨大无效生产能耗的有效措施。技术创新优势:集结光源运用到诱集鱼上,避免光能浪费。也就是说:要将光能100%投射在网具施捕区内,避免光能损失。显然:约束光源投射范围,消除渔船光诱功能75%无效生产能耗的技术措施可行。

 


(三)提升渔船生产力技术对策与可行性分析

 

1、增强诱鱼能力提高渔船产能技术对策与可行性分析

运用无极光源,创新设计“灯光诱集鱼模块”,将传统的“散光诱鱼方式”转变成“聚光诱鱼方式”,是发挥灯光诱鱼最大效能提升网产的有效措施。技术创新优势:(1)集结光源形成光束,促使趋光性鱼类高度集群,从而提高网产。(2)缩窄光诱范围,吸引前来躲藏在光与暗之间,猎食趋光鱼类的怕光性鱼群进入捕捞区,扩大渔船施捕能力。(3)发挥光束效能促使被灯光吸引前来的鱼群,从“趋光”转变成“痴光”,以约束鱼类游动行为方式,防止鱼群外逃提高网产。显然:以提升光诱效能提高渔船网产的技术措施可行。(附图7)。

 



2、扩大网具施捕能力提高渔船产能技术对策与可行性分析

创新设计“封闭式围网”,以无缺口形态网具转变围捕方式,是发挥网具施捕效能提升渔船产能的有效措施。技术创新优势:(1)避免了网衣触碰惊吓被灯光吸引前来聚集在水面的鱼群,以防鱼类外逃措施提高网产。(2)沉子带网衣垂直下潜,有效促使网衣及时与鱼群外逃路线形成切线关系,以增强网具防逃性能提高网产。(3)避免了网具在施捕过程不断收窄围捕空间,以围捕范围最大化提高网产。(4)对比罩网增大了3.72倍围捕网衣面积,以扩大生产规模提高网产。显然:以提升网具施捕效能来提高渔船产能的技术措施可行。(附图8)。

 



3、发展机械化作业提高渔船产能技术对策与可行性分析

创新设计“液压张投网折臂”与“电动伸缩张投网机”代替“钢桁架张网摇臂”,以机械化生产装备取代人力扶持生产设施,是提升渔船生产效率的有效措施,技术创新优势:(1)能有效提升张投网频率提高产能;(2)能大幅度降低捕捞生产劳动强度;(3)能运用同一装备在趋光性鱼类非渔汛季节展开捕捞金枪鱼生产,以注入作业兼用性及复式生产能力,增强渔船创收能力;(4)能有效提高渔船作业安全性。显然,运用“液压张投网折臂”更新换代“钢桁架张投网摇臂”来提高渔船产能的技术措施可行。

 

4、提升渔获保鲜水平解决运力不足技术对策与可行性分析:

根据渔获量及不同渔获中心温度冻结要求,结合渔船人力资源情况,整合制冷企业先进速冻技术,分类优化渔获保鲜工艺流程,是提升渔船保鲜水平解决运力不足的有效措施。本船型对高经济价值鱼获与低价值鱼获进行分类冷藏保鲜。渔获保鲜工艺流程为:运用冷海水预冷渔获后,再进行速冻,速冻完毕转运渔获至保温冷库。该船型冷库功能优势在于:(1)能分批次保鲜渔获,有效节省制冷能耗。(2)能分类保存渔获,保障渔获保鲜过程不失温。(3)能简化渔获转运流程,节省劳动力。(4)能充分利用船体空间设置冷库,解决运力需要。显然:以合理构筑制冷流程来提高渔获保鲜水平解决渔船运力的技术措施可行。

 

(四)提升渔船持续生产能力技术对策与可行性分析

 

采用水泵向网具施捕区喷射海水打响水面,以仿鱼类集群水声吸引金枪鱼前来聚集,运用本船同一捕捞装备对金枪鱼展开施捕,对光诱渔船注入捕捞金枪鱼能力,是提升渔船持续生产能力的有效措施。技术创新优势:(1)能促使光诱渔船在非渔汛季节捕捞金枪鱼支撑持续生产;(2)能有效扩展捕捞渔获对象,增强渔船创收能力;(3)能昼夜不间断生产,大幅度缩短作业周期。显然,对光诱渔船注入作业兼用性来提升渔船持续生产能力的技术措施可行。

 


八、灯光封闭式围网渔船的优势

 

1、“灯光封闭式围网渔船”规避了“灯光罩网渔船”生产工艺四大安全隐患;

2、“灯光封闭式围网渔船”规避了“灯光罩网渔船”巨大无效生产能耗;

3、“灯光封闭式围网渔船”机械自动化程度高,具有强大生产力;

4、“灯光封闭式围网渔船”先进渔具渔法能创造丰硕生产收益;

5、“灯光封闭式围网渔船”的同一生产装备,在非渔汛季节能捕捞水面鱼类支撑持续生产。

6、“灯光封闭式围网渔船”的同一生产装备,能以声压诱捕方式开发金枪鱼资源。

7、“灯光封闭式围网渔船”具有超低温冷库冷藏运力达到450吨。

8、“灯光封闭式围网渔船”适航无限海区。

 


九、灯光封闭式围网渔船年生产收益预测

 

该船型年生产收益预测计算,在创新光诱模式增强诱鱼能力及提升网具防逃性能的情况下,若捕捞渔获量以封闭式围网的网口面积为计算基数,每平方米捕捞量按0.5公斤计算,一次投网渔获量= 3.1416(圆周率)×20m(围网半径)×20m(围网半径)×4(围网数量)×0.5kg(平方渔获量)=2.5吨。若每晚按16次投网计算,一夜生产渔获量=2.5吨×16网=40吨(未含白天捕捞金枪鱼量值)。若渔船在南沙12度海区作业,每航次生产周期=450吨(冷库容量)÷40吨/天+8天(往返时间)+2天(补给时间)=21天。若每年生产按9个月计算,每年生产航次=9(月数)×28天/月÷21天/航次=12航次。每年生产渔获量=12航次×450吨/航次=5400吨。若每吨渔获平均售价按8000元/吨计算,渔船年生产收益=5400吨×8000元/吨=4320万元。

 


十、灯光封闭式围网渔船造价预测

 

由于有部分船舶造价测算数据有待明确,因此暂未能提供船舶造价明细表,灯光封闭式围网渔船造价约2600万元。



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