浅海风电场海域软体围网牧渔设施和生产模式
2022-04-14蒋欣慰单乐州王新峰陈少波罗一单张立宁沈侃敏
蒋欣慰,单乐州,王新峰,陈少波,罗一单,张立宁,沈侃敏
(1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 311122;2.浙江省海洋水产养殖研究所,浙江 温州 325005)
目前,对清洁能源的需求越来越多,我国沿海各省份都在大力发展海上风电产业,主要集中在江苏、浙江、福建、广东等省份。为了将海上风电场与水产养殖相融合,实现海上风电良好经济效益和渔业发展的双赢效果,中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司和浙江省海洋水产养殖研究所合作,开展浅海风电场海域围网牧渔设施和技术的研究。结合国内尤其浙江省的海水围网养殖设施现状,并借鉴浙江乐清湾渔民的海上插网和涨网作业设施的建造经验,项目组在浙江乐清湾潮间带滩涂开展了围网模型建造试验,提出浅海海域软体围网设施建造方案。现根据海洋水产养殖工作经验,介绍浅海风电场海域超大型软体围网牧渔生产模式,为后续的泥沙软质底浅海风电场海域进行渔业开发提供参考。
1 浅海风电场海域软体围网牧渔设施
1.1 围网总体规模布局及对风电场海域环境的要求
浅海风电场海域软体围网牧渔区总体布局为内外2层软体浮绳式围网,内网为核心牧渔区,核心牧渔区围住多个风电柱子。核心牧渔区为边长2 400 m的正方形,面积约5.7 km。距离内网100 m外设外网,内外网之间为防逃缓冲区,防逃缓冲区边长2 600 m,面积约0.9 km,核心牧渔区和防逃缓冲区合计面积6~7 km。该模式适宜6~7 km及以上的超大范围海域面积,要求海底为较平坦的泥沙软底质,最高潮水深在12 m以下。见图1。
图1 浅海风电场海域软体围网牧渔区总体规模布局
1.2 围网结构和安装工艺
采用分散可独立拆卸式围网方式,内外围网设施均采用10 m为一单位的分散可独立拆卸式围网,每一单位均由上部浮绳式浮筒连12 m高的上网片,海底泥下的毛竹桩系泊固定沉底铁链,沉底铁链绑连着1 m高的下网片。每10 m为一单位的上部浮筒钢绳和沉底铁链均用左右攀绳固定。围网正面和侧面如图2和图3所示。
图2 围网正面
图3 围网侧面
软体围网采用分片式上下连接围网工艺技术,先分片安装下网和上网,并左右网片相互连接成6~7 km及以上超大围网。每片上网长10 m,高12 m;每片下网长10 m,高1 m;上下网均为超高分子聚乙烯纤维网,8 cm菱形网目,网线规格为90股。毛竹桩长4 m,直径0.18 m。每串沉底铁链10 m长,质量50 kg。直径0.26 m,长0.24 m的塑料圆柱体浮筒为上网片的浮子。
下网衣和系泊系统构造和安装:每片10 m长的下网配4根毛竹桩,1串沉底铁链连着1片下网片,毛竹桩打入海底约4 m深,毛竹桩绑尼龙拉绳连带沉底铁链和下网片至海底泥下0.6 m深,下网片露出海底0.4 m。
上网片和浮绳系统构造和安装:每片10 m长的上网片配10个浮筒,浮筒与网衣的上钢绳连接,浮筒带着上网衣钢绳浮出水面。上网片下部和下网片上部穿绳连接。
围网左右固定攀绳系统构造和安装:距离沉底铁链30 m距离左右各打沉底毛竹桩1个,毛竹桩系上攀绳连接上浮筒纲;系下攀绳连接沉底铁链纲。每10 m长的1片网衣有2个毛竹桩在上下左右共拉4根攀绳,固定好浮筒纲和沉底铁链纲。在海水中的主体网衣为软体,随水流可左右摆动。
此工程建造工艺适宜大范围的软质海底围网,其建设施工灵活简单,相对投资少,毛竹桩打入海底固定围网底部,在海中和海面上无管桩,对海洋环境无影响,恢复海洋原状容易;软体式的围网随潮流和海浪而动,抗台抗风浪效果好。
1.3 围网网片维护和修补
采用上下左右分片式围网,一则是为了方便超大围网工程施工,二是为了方便网片的日常维护修补。下网片设计是不修补维护,下网片带沉底铁链至海底,露出海泥底部分仅高0.4 m,不易破损。而上网片高12 m,均在海水中,是围网的主体,海水中漂浮的坚硬杂物或其他多种原因均可能造成网片破损,如日常巡视中发现上网片破损,由于上下左右网片均为穿绳活连接,由潜水员解开穿绳将破损的网片单元拆卸分离并更换新网片,每一单元围网片可方便地拆卸维修和安装可有效保障牧渔生产不出现规模逃逸情况。
1.4 工程施工流程
围网工程首先进行毛竹桩打桩工作,由空压打桩机完成1万根毛竹桩打桩作业,包括0.8万根主毛竹桩和0.2万根攀绳辅毛竹桩,每根毛竹桩预留拉绳露出海底泥上。毛竹桩打桩完成后需7 d以上时间淤积,使毛竹桩在海底泥中更扎实,然后继续下一步网片投放和左右连接工作。上网片和浮筒、下网片和沉底铁链、上下网片等均在岸上预先连接好。为提高工作效率,减少在水底下的连接工作,左右网片可10~20片在岸上预先穿绳活连接,一次性投放10~20片网,由潜水员潜水至海底,通过毛竹桩上预留的拉绳将沉底铁链和深埋入海底泥的主毛竹桩相连接,并将沉底铁链带着下网片拉陷入海底泥下0.6 m左右。同时在每张上网片的上浮筒纲和下网片的沉底铁链纲的左右共拉4根攀绳连接海底左右辅毛竹桩,毛竹桩和绳限定了网片浮筒纲和沉底铁链纲的左右移动幅度。相邻未连接的网片由潜水员在水中穿绳活连接,最后进行检查、加固等工作,并在牧渔区内外网各开一道活动网门,方便工作船进出牧渔区。
2 围网牧渔生产方案
2.1 生产思路
随着经济的发展和人们生活水平的提高,渔业养殖规模日益增大,中低端水产品价格长期低迷,高品质野生或仿野生养殖的海产品却供不应求。渔业生产需开展供给侧结构性改革,以提高渔产品品质。牧渔区生产总体思路是在6~7 km的大型牧渔区的海洋生态环境下,以牧渔方式改善渔产品的品质和上市时间,谋求牧渔经济效益。
2.2 牧渔放养品种的选择及规格
由于牧渔区围网采用8 cm的大网目网衣,体质量0.15 kg以下的海水鱼类及蟹类均能顺利地通过围网网衣,个体较小的鱼、虾、蟹等海洋生物和海洋浮游动植物也能自由进出牧渔区。牧渔区不投饲料,有自由进出牧渔区的海洋生物饵料,在围网中自成一个动态平衡的生态系统。
大网目网衣不会影响围网牧渔区内外海水流通交换,因此就海洋环境条件而言,牧渔区和周边海域是相似的。根据浅海风电场海域软体围网牧渔区所在的海域位置条件,可选择投放适宜的渔业品种。在浙江、福建、江苏沿海的浅海风电场海域可选择放养周边海域捕获的野生梭子蟹和人工养殖的大规格大黄鱼。按海水池塘粗放式生态养殖低值减半确定牧渔区放养生物量,牧渔区每年放养7.5×10kg/km左右渔产品,其中三疣梭子蟹1.5×10kg/km,大黄鱼6×10kg/km。放牧的梭子蟹可摄食自由进出牧渔区的天然海洋饵料生物,而人工网箱养殖的大黄鱼在围网牧渔区内放养后,由于习惯于人工高密度养殖投喂摄食习性,其将长期处于不摄食或很少摄食的状态,且大黄鱼活动范围大,其体形会因脱脂变得瘦长,经过3个月的暂养陆续回捕,可达到野生大黄鱼品质。
2.3 三疣梭子蟹和大黄鱼放牧技术方案
浙江、江苏、福建海域盛产三疣梭子蟹,在每年8月初禁蟹期结束后直至10月中旬,蟹笼可捕获大量活梭子蟹;11月份后,由于海水水温降低,三疣梭子蟹野生捕获量将逐渐减少,从而导致其市场价格上涨。在每年的8—10月中旬收购附近海域蟹笼捕获的活梭子蟹,按1.5×10kg/km的量在牧渔区放养。牧渔区不投饵料,放养的梭子蟹摄食自由进出的天然海洋饵料生物,而达到育肥的效果。于当年农历年前后,用底拖网捕捞牧渔区的梭子蟹上市。
大黄鱼是目前国内人工养殖产量最大的海水鱼类,我国大黄鱼养殖主产区分布在福建省,年产量可达10万t以上。福建普通海水网箱养殖商品规格的大黄鱼市场价格约为30元/kg。现有一种经济效益好,受消费市场欢迎的养殖方式,即从福建购买普通海水网箱养殖的商品规格大黄鱼,在浙江沿海的深水大网箱或围网中暂养3个月以上,养殖期间可不投饵料,使暂养的大黄鱼脱脂变瘦,暂养后的大黄鱼虽然体质量变小,但口感好、条形佳,售价可达原价格的4倍以上。该牧渔模式同样采用上述接力养殖方式以改善养殖大黄鱼品质。理论上,由于围网范围大,放牧式暂养后将会达到更好的品质。因此,可在每年3月,当水温逐渐回升时,从福建购入尾质量0.5 kg左右的商品规格大黄鱼,活水船保活运输至牧渔区放养,放养3个月后,在6月份采用钓、笼捕、流刺网等捕捞方式开始陆续起捕上市。根据牧渔区海水水温情况,一般在当年农历年前后,在水温下降到8℃前,基本完成捕捞。
3 讨论
项目组借鉴浙江乐清湾渔民的海上插网和涨网作业设施的建造经验,在浙江乐清湾潮间带滩涂进行了围网模型建造试验,总结提出浅海海域软体围网设施建造方案。该方案设计内外围网共2万m长,面积达6~7 km,为超大型围网。其特点是围网造价低,分片安装和维修;毛竹桩打入海底固定围网底部,在海中和海面上无管桩,易恢复海洋原状;采用内外双层网,规避了单层网衣破损逃逸的风险;围网上下左右用攀绳固定,而软体式的围网随潮流和海浪而动,以柔克刚抗台抗风浪效果好。
该设计方案为软体浮绳式,围网面积为6~7 km海域,数百倍于国内常见的围网养殖模式面积,其渔业养殖管理模式和普通围网养殖模式有质的区别。由于放养的梭子蟹和大黄鱼具有游动性,该方案采用了软体围网等工程设施,将投放的梭子蟹和大黄鱼的活动范围限制在6~7 km的海域中,不仅有效地利用自由进出海上风电场中的饵料生物,而且围网内的风电柱也具有挡流和聚鱼作用,有利于海洋生物的生活和生长,为真正意义的围网牧渔模式,在国内尚未见报道。