網箱養殖已成為我國海水魚類養殖最主要的方式之一。但在波濤洶涌的大海中，網箱養殖業者常常面臨狂風巨浪的嚴峻挑戰。為應對臺風等災害，人們進行了多種嘗試，各類抗風浪網箱應運而生，從浮式、重力式、升降式，再到現在的坐底式和大型養殖平臺等等，這些網箱設施有效減輕了風浪對養殖生產的影響，保障了養殖者的經濟利益。近期，研究人員設計了一款新型復式抗風浪網箱，這種網箱究竟有何獨特之處，它如何抵御惡劣的海況呢？一起來了解下吧。
01海上“猛獸”——臺風我國是世界上臺風災害最為嚴重的國家之一，臺風登陸引起的狂風、暴雨、風暴潮等災害具有極大的破壞性，給我國沿海的設施漁業造成了嚴重損失。2019年，16級臺風“利奇馬”登陸浙江溫嶺，導致浙江、江蘇多地水產養殖損失慘重。浙江的網箱養殖以大黃魚為主，在這次超強臺風的襲擊中，傳統漁排網箱根本無法抵抗，在風浪的侵蝕下瀕臨破碎，僅離岸較遠的深水網箱得以幸存。2022年，16級臺風“暹芭”襲擊廣東多地，網箱養殖受災首當其沖，90%以上的網箱被打爛、摧毀，沖到岸上或不知所蹤，養殖魚群全部破網逃逸，僅陽江一地網箱養殖損失就達8億元。
目前，我國近海養殖以筏式和普通網箱養殖為主。當臺風過境時，筏式聯排的放置方式易使繩索交纏，養殖產品大面積受災；普通網箱相比于筏式養殖，雖然其固定的框架結構增強了穩定性，但框架以木質材料為主，抗風浪能力非常有限；而深水網箱多設在較深的海域，具有一定的抵御風浪和水流的能力，且設施化程度較高。
隨著對網箱水動力及安全技術研究的逐漸深入，深水網箱應對臺風等海洋災害氣候的能力不斷提升。
02從引進模仿到自主研發：中國抗風浪網箱發展歷程“工欲善其事，必先利其器”。拓寬海洋養殖空間，離不開養殖裝備的助力。深水抗風浪網箱是一種科技含量較高的養殖設施，一般設置于水深15 m以上的開放海域和半開放海域。與普通網箱相比，深水網箱具有生產水域廣、水產品品質佳、抗風浪能力強等優點，在調整海洋產業結構、開辟漁業發展新空間、帶動漁民就業增收方面具有重要意義。
我國深水網箱的發展歷程大致分為以下3個階段：1. 引進與初步探索階段（20世紀末至21世紀初）我國對深水抗風浪網箱設施的探索最早可追溯至20世紀末。1998年，海南省首次從挪威引進大型高密度聚乙烯（HDPE）柔性抗風浪網箱，因中挪兩國海域環境條件相差過大，導致引進的網箱在我國并不適用。2002年，我國第一套擁有自主知識產權的HDPE升降式深水網箱成功下水。到2006年，我國沿海深水網箱數量已達3700余只，年產量約6萬噸。在這個階段，我國開始關注深水抗風浪網箱的研發，以解決近海養殖空間有限和淺海養殖對海洋環境造成的壓力問題，但網箱的抗風浪性能還有待提高。2. 研發和試驗階段（2010—2017年）隨著深水抗風浪網箱的重要性日益凸顯，我國加大了在這一領域的研發。在“十二五”規劃下，我國網箱技術向更深、更遠、更開闊的海域布局，深水網箱也朝著深遠海抗風浪平臺方向發展。在這個階段，出現了一些新型的深水抗風浪網箱，如采用高強度金屬材料制成的網箱，以及更為復雜的浮體和錨泊系統，提高了網箱的抗風浪能力。3. 快速發展階段（2017年至今）在這個階段，深水抗風浪網箱的技術逐漸成熟，開始在沿海地區推廣應用，養殖生產朝規模化、集約化發展。養殖品種也逐漸增多，除了傳統的海水魚類，還包括了貝類、蝦類等。此外，隨著科技的進步，智能化、自動化養殖設備的應用得到了推廣，如使用遠程監控系統、自動化投喂系統、水質監測系統等，大大提高了養殖管理的科學性和效率。2018年，大型智能養殖深遠海網箱 “德海1號”成功抵御了17級超強臺風而聞名全國。2020年，集養殖、智慧漁業、休閑漁業、科技研發、科普教育等功能于一體的新型海洋牧場“耕海1號”成功運營，標志著現代海洋牧場建設的重要組成部分——網箱技術，正在朝裝備化、設備智能化、生產集約化、管理信息化、環境可持續化方向發展。
總的來說，我國深水抗風浪網箱的發展歷程體現了從引進模仿到自主研發，從簡單應用到規模化、集約化、智能化的發展軌跡。03新型復式抗風浪網箱的設計按照中國船級社對海洋工程結構物的劃分，網箱可分為柱穩式、框架式、組合式、坐底式、自升式等類型。新型復式抗風浪網箱，是基于我國海洋基礎條件而設計的柱穩式深水養殖設施。與傳統的HDPE重力式網箱（也是柱穩式）抗風浪結構不同，新設計的網箱創新采用超靜定抗風浪結構，并用雙浮筒結構取代傳統的浮圈和浮架結構。
目前，HDPE因材料強度和硬度高、方便加工，同時原料來源廣、價格較低，在深水重力式網箱上應用廣泛。新型復式抗風浪網箱，除網衣外，網箱整體采用AH36鋼打造，在屈服強度和抗拉強度方面均優于HDPE材料，同時避免了高分子材料老化問題，提升了使用性能和使用壽命。傳統圓形HDPE網箱，由多根小尺度立柱提供水線面剛度，雖然減小了波浪載荷，但其應對上部載荷的變化比較明顯。當上部載荷有變化時，整體會出現較大的傾斜，影響其功能性的使用。因此，該類網箱無法在上部布置較大的物資儲備和甲板使用面積。
而新型復式抗風浪網箱的雙浮筒設計不僅可以提供浮力，還可以根據放置海域的海浪狀況調節浮筒間距。這樣有兩個優點：一是可以避開海域出現頻率最高的波浪周期，二是網箱上部承受波浪載荷也不影響功能性的使用，增加了網箱使用面積。此外，該種網箱在躲避海上的狂風巨浪非常“聰明”。它有一個能裝很多水的“大肚子”，稱為“壓載水艙”。當遇到惡劣天氣時，可打開網箱海底門，往它的“大肚子”里灌水，“喝飽水”的網箱體變重，會慢慢潛到水下。因此，即便是海上的狂風呼嘯，也不會損傷到養殖區的魚群。當需要網箱上浮時，可將它“肚子”里的海水“吐”出來，“吐”完水的網箱變輕，會像皮球—樣浮上來。新型復式抗風浪網箱壓載水艙的水總量達到1.6萬立方米。它完成一次“喝水”和“吐水”，也即完成一次下潛和上浮過程，大約需要2小時。
坐底式的升降式網箱，雖在極端天氣的適應性好，但需要在海底進行地基施工作業，且后續無法再更換養殖水域，不僅造價高昂，長時間在固定海域養殖還容易導致水質變差或污染，破壞水域生態環境。此外，升降式網箱受水深的影響較大，一旦網箱觸底入泥，就會產生連升降機構都無法掙脫的吸附力，從而影響網箱的升降功能，目前國內已有網箱出現該問題。而新型復式抗風浪網箱的網體較深，水下部分的網體即使不上升或下沉，對魚類的影響也不大，從而大大提升了養殖效率，確保了魚類的安全。關于新型復式抗風浪網箱的主體結構、浮筒、立體浮框以及抗風浪結構設計等，可點左下方的閱讀原文。
04展望深水網箱的不斷發展與變革，體現了技術創新和可持續發展的理念，這些技術的發展不僅提升了網箱養殖業的風險防御能力，提高了養殖效率，也對海洋環境保護和漁業資源可持續發展作出了貢獻。未來，隨著技術的不斷進步和創新，我國深水抗風浪網箱將朝著更加高效、環保、可持續的方向發展。