[实用新型]基于活节式平台原理的水下水面二用抗风浪环保生态网箱

说明书

技术领域

基于活节式平台原理的水下水面二用抗风浪环保生态网箱，是一种解决深水水域水下养殖的新型网箱，突出抗风浪及环保生态特点，属海洋工程领域。

背景技术

网箱养殖是海洋经济的重要部分，目前由挪威引进的聚乙烯管材(简称HDPE)制作的网箱遍地开花，在黄渤海，东海，南海，都在大量使用，这种以HDPE材料制作的浮式或沉浮式网箱，虽然沉浮式网箱有沉浮功能，台风袭击前可沉于一定深度，规避水面最大的波浪冲击，但从实践来看这种网箱仍有下列致命的缺陷：

1.不适应海流的冲击，据观察海流速度仅达0.257m/s时就可能发生变形，在流速达lm/s时将损失80％网箱养殖容体，这样受制于海流，就丧失了大量水质交换条件更好的养殖资源。

2.由于上述的原因这类网箱只能在风平浪静的内湾使用，由于养殖户蜂拥在这个狭小的内湾内，造成湾内水质十分恶劣，甚至臭气冲天，鱼品质差，鱼病多，海滨城市丧失最可贵的一线海景，这就逼使地方政府为了城市开发，不得不强行去驱赶内湾，近岸网箱养殖户，如广东从西向东都在清理，强拆内湾，近岸养殖网箱，但因没有开阔水域使用的技术支持，这就使这些过去的渔民处于无魚可捕，又无海可耕的十分困难的境地。

3.HDPE网箱平面刚度差，曲瘪即失稳是它破坏的主要形式之一，2013年8月台风”尤特”吹袭广东阳江及饶平，造成当地网箱全军覆没，这是在网箱锚固系泊较好情况下，网箱骨架在台风造成的旋转海流作用下呈现失稳破坏，其破坏形态如同把箱体”扭麻花”。当然网箱锚固及系泊问题一直没解决，以至台风袭击下浮式或沉浮式网箱，根本不可能抗风，2011年9月底海南临高在开阔水域的养殖网箱，在台风”尼格”袭击下全军覆没，一半被吹至外海丢失，一半吹到岸边打烂，快收获的鱼一条都没收回来，仅三家公司的经济损失就近8亿。同样灾害也发生在2013年9月福建漳州，台风”玉兔”造成损失数亿元，2014年7月发生在海南及广东粤西的台风”亚马逊”，使无数养殖户血本无归，虽然，在此之前海南养殖户已吸取2011年台风”尼格”袭击的教训，按海南省海洋与渔业厅2011年底发文《关于深水网箱养殖灾后恢复生产的指导性意见》作了改进。

由于网箱技术的落后，深水网箱发展由热而冷，国家计划的产业园区，不但未增，反而有减，2014年竟出现大养殖公司退市的现象(如阳江中鼎)，另据说广东空箱率高达60％，一些早已签约进军深水网箱企业，因无可靠网箱可用，迟迟没有动作。

从上分析发展开阔水域网箱养殖，需要突破HDPE网箱的局限，寻求一种安全，可靠，抗台风，适用于海流较急及无遮档开阔海区的新型网箱，把深水网箱事业振兴起来。根据国内外现有经验及理论分析，网箱改进途径第一要素应是用柔性结构代替目前HDPE结构，避免失稳破坏，第二网箱结构应选取水动力学性能好，抗风浪能力强的结构形式。海洋石油系列的浮式平台如半潜式，张力腿式，筒柱式(英文SPAR)，活节式(英文ARTICULATED COLUMNS)就是理想的结构形式，该类型结构近半世纪在世界海洋石油开发中发挥巨大作用，特别是深海石石油开发中贡献更大，该类型结构具有如下特点：

a.结构浮心在上，重心在下，具有恒稳性及无条件平衡。

b.结构浮力远大于自重平衡的浮力，如图23所示，足够大浮力的浮力舱与位于立柱底部足够大压重的压载舱连接起来，二者处于平衡状态后，二者之间就产生了张力，假定风，浪，流共同作用下产生的水平力，它使浮体产生偏离，设水平力产生顺时針的倾复力矩，浮力则产生逆时針恢复力矩，二者正好反向，即浮力会反向作用使它回到平衡点，从而实现动态平衡，这就是顺应式锚固的原理。其中活节式平台如图22所示：由座立于基础面23的万向铰21连接于立柱18，立柱上方有一浮力舱19提供浮力，下有一压载舱20提供压载，使其处于平衡状态，因此立柱就有了直立自浮能力，在水位恒定时基础无须承载抗拔或抗拉，而水位变化引起的抗拔力则有限(浮力舱设计为处于最低天文潮+最大风暴潮时最低水位时最大浪谷下，故只有浮力增量)。

应用海洋工程成熟，可靠，广泛成功应用的技术，设想将四个活节式平台用杆件或缆索上下联结成箱形，然后挂上网衣，不就是一款安全，可靠，抗台风，抗海流新型网箱吗？本实用新型发明就依据这样思路开发出来的。