[实用新型]可沉浮带阻尼板伸缩悬重张力腿式钢管抗风浪环保网箱

说明书

技术领域

可沉浮带阻尼板伸缩悬重张力腿式钢管抗风浪环保网箱，是一种解决各种深度(浅，中，深)水域的新型网箱，突出台风袭击不撤离或不下沉时，仍有可靠的抗风浪安全性，同时具有环保生态特点。本发明属海洋工程领域。

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1m/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，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台风，如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。

4.沉浮式HDPE网箱的沉浮功能，使网箱在台风袭击前可沉于一定深度，规避水面最大的波浪冲击，但由于应用水域不当，下潜抗风浪效果不大，因为，直至2014年，我国并无置于外海深水区的网箱，由于有一系列技术及管理困难，也需要大的资金投入建设远海基地及穿梭船舶，所以，置于外海深水区不是件容易的事。现所讲的所谓深水网箱，其实是置于水深20m以内，离岸不到20km，相比近岸，内湾网箱水稍深，路稍远些的网箱。在这种浅，中水深水域，波浪影响隨深度衰减并不明显，因为只有当水深与波长之比d/λ＞0.5时，即为深水水域时，波浪影响隨深度衰减才明显，在半水深处的水质点速度可降至水面的1/5，但浅，中水水域不满足这个条件，这几年从南到北台风惊过的地方，网箱均全军覆灭就是明证。对此，中国水产科学研究院黄海水产研究所关长涛，林德芳，黄滨，黄文強在国家”863”计划项目研究中撰写的我国“深海抗风浪工程技术的研究与发展”一文中(见参考文献1)，在论述关于升降式网箱的降水层受力方面，对设置水深为20m为原型，文章认为“对原来普遍认为的网箱下潜的防浪，减流作用，还需要通过大量的实验重新认识。”因此，解决这个问题还必须从加强网箱强度及刚度着手，配合结构型式及系泊方式改进，其措施是：

a.由聚乙烯管材(简称HDPE)制作改用强度高得多的钢管材制作，HDPE一些省技术标准为拉伸屈服强度＞＝19mpa，HDPE拉伸屈服强度最高约为26mpa，采用最好的HDPE也不到钢材的1/10！

b.目前HDPE网箱主浮管多为直径250mm，壁厚15mm，管材的刚度为材料的弹性模量乘截面惯性矩，钢的弹性模量通常是高密度聚乙烯弹性模量的200倍左右，再比较一下截面惯性矩，截面惯性矩公知公式为I＝0.0491(D⁴--D₁⁴)现对外径250mm、壁厚15mm管可算得截面惯性矩为7678cm⁴，若改用外径377mm，壁厚8mm的钢管，依上式可算得该钢管截面惯性矩为15796cm⁴，外径377mm管与250mm管截面惯性矩两者为2∶1，弹性模量为：200∶1，合计为400∶1，这说明了采用较大口径钢管对増强网箱刚性意义重大。