吳如珂 張向麗 宋偉華

[摘要]我國捕撈漁具從單純引進(jìn)、消化吸收，到自主創(chuàng)新，經(jīng)歷了較長的過程。目前在海洋開發(fā)利用方面還存在如高能耗、效率低、技術(shù)裝備落后等問題。追蹤并整理國內(nèi)外眾多文獻(xiàn)，對(duì)我國拖網(wǎng)捕撈漁具使用過程中存在的諸多問題進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并對(duì)柔性體材料的優(yōu)點(diǎn)及在拖網(wǎng)漁具應(yīng)用的必要性與可行性進(jìn)行了探討，以期為今后我國進(jìn)一步發(fā)展環(huán)境友好型拖網(wǎng)漁具提供參考。

[關(guān)鍵詞]節(jié)能;拖網(wǎng);漁具;柔性材料

[中圖分類號(hào)]S972[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，海洋資源以及海洋環(huán)境狀況日益受到各國政府的重視，中國正在實(shí)施創(chuàng)新型生態(tài)型環(huán)境友好型的國家海洋戰(zhàn)略，貫徹可持續(xù)開發(fā)型的海洋理念，發(fā)展環(huán)境友好型的新型捕撈漁具裝備顯得刻不容緩。中國又是海洋大國，海洋捕撈業(yè)是傳統(tǒng)的海洋產(chǎn)業(yè)，在海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，多年來中國海洋捕撈產(chǎn)量一直位居世界首位，2012年達(dá)1200萬t，產(chǎn)值逾1700億元，海洋捕撈業(yè)已是中國海洋經(jīng)濟(jì)組成的重要部分，其中拖網(wǎng)捕撈占浙江省海洋捕撈業(yè)的三分之一以上。拖網(wǎng)捕撈是利用漁船拖曳囊袋形網(wǎng)具，迫使捕撈對(duì)象進(jìn)入網(wǎng)內(nèi)的捕撈方式，拖網(wǎng)有雙船拖網(wǎng)捕撈和單船拖網(wǎng)捕撈之分，但是無論是哪一種拖網(wǎng)形式其所涉及到的漁具都是一樣的，并且其原理也相同。傳統(tǒng)的拖網(wǎng)作業(yè)采用的網(wǎng)具擴(kuò)張裝置是由浮子綱上的浮子和沉子綱上的沉子組成的垂直擴(kuò)張以及網(wǎng)板所組成的垂直擴(kuò)張系統(tǒng)。

1 拖網(wǎng)捕撈業(yè)發(fā)展對(duì)海洋底質(zhì)環(huán)境的影響

傳統(tǒng)的底拖網(wǎng)捕撈作業(yè)時(shí)由于結(jié)構(gòu)本身，捕撈漁獲物時(shí)沉子綱會(huì)刮掃海床，像把海洋生物賴以生存的海底家園徹底“犁”了一遍，另外人類捕撈強(qiáng)度的過大進(jìn)一步導(dǎo)致剩余的海洋生物難以生存，甚至造成海底沙漠化。隨著中國傳統(tǒng)拖網(wǎng)作業(yè)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致中國近海海底環(huán)境嚴(yán)重毀壞，各種經(jīng)濟(jì)魚類資源急劇衰退，特別是底層和近海層傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)魚類資源的衰退最為嚴(yán)重。

2 拖網(wǎng)捕撈業(yè)發(fā)展對(duì)能耗方面的影響

據(jù)相關(guān)資料分析，拖網(wǎng)作業(yè)是目前海洋漁業(yè)中能源消耗最多的作業(yè)方式，漁船的自由航行與拖網(wǎng)作業(yè)燃油消耗比例達(dá)到1：2左右，并且拖網(wǎng)作業(yè)時(shí)克服船體阻力和漁具阻力的油耗比例為1：2以上，能源利用效率比較低。根據(jù)相關(guān)研究，拖網(wǎng)作業(yè)中網(wǎng)板系統(tǒng)油耗占整個(gè)能耗的25%以上、浮子系統(tǒng)占6%、沉子系統(tǒng)占12%，因而很有必要對(duì)擴(kuò)張系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)的研究。此外拖網(wǎng)作業(yè)對(duì)能源的消耗及資源的依賴程度相對(duì)較高，能源與資源的利用效率相對(duì)較低。

3 拖網(wǎng)捕撈耗費(fèi)大量勞力，增加勞動(dòng)強(qiáng)度

傳統(tǒng)拖網(wǎng)網(wǎng)板由鋼鐵制成，體積大、笨重、成本高、收放網(wǎng)不便，存在一定危險(xiǎn)性。目前，國內(nèi)使用的網(wǎng)板基本都在2M2左右，鋼鐵制成網(wǎng)板重達(dá)50kg每個(gè)，放網(wǎng)時(shí)需要至少兩人將網(wǎng)板從固定架取出放入海中，收網(wǎng)時(shí)需要人力將網(wǎng)板提至船上固定，危險(xiǎn)系數(shù)較高。另外，剛性網(wǎng)板操作過程復(fù)雜，網(wǎng)板本身的制作成本和與網(wǎng)板操作相匹配的船型及其他捕撈設(shè)備的改造投入較大，不利于在漁業(yè)領(lǐng)域中廣泛推廣，加之近年來隨著漁場(chǎng)區(qū)域的擴(kuò)大，漁船船型及網(wǎng)具捕撈設(shè)備逐漸趨與大型化、自動(dòng)化，這就要求網(wǎng)板的面積和重量也要相應(yīng)的增加，這樣一來，必然會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)板的成本增加和操作的更加不便。

綜上所述，目前亟需一種新的材料改進(jìn)網(wǎng)板結(jié)構(gòu)或者新的技術(shù)代替或者補(bǔ)償網(wǎng)板的部分作用，來改善這一不利局面。

4 柔性材料在拖網(wǎng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

柔性材料是相對(duì)剛性而言的一種物體特性，一種高強(qiáng)度的輕型纖維材料。眾所周知，柔性材料（帆布）具有廉價(jià)易得、質(zhì)地柔軟、重量輕、不易吸水、收絞方便并符合可持續(xù)發(fā)展理念等優(yōu)點(diǎn)。另一方面，柔性體材料若與水流成一定沖角時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的擴(kuò)張力，根據(jù)這樣的性能，柔性材料已被大量廣泛的用于中國的海洋漁業(yè)中，如捕撈作業(yè)的帆張網(wǎng)、海錨等。國外在此已經(jīng)進(jìn)行了較多的嘗試，波蘭從上世紀(jì)80年代開始試驗(yàn)柔性體（帆布）在水流作用下的水動(dòng)力擴(kuò)張性能并取得一些成果，也已商業(yè)化地應(yīng)用于拖網(wǎng)漁具中。目前，中國的大型拖網(wǎng)作業(yè)中，尚未發(fā)現(xiàn)有應(yīng)用的實(shí)例。國內(nèi)有關(guān)科研人員已經(jīng)進(jìn)行了嘗試，從試驗(yàn)的角度論證了柔性體在拖網(wǎng)漁具中應(yīng)用的可行性。基于以上拖網(wǎng)漁具的缺點(diǎn)出發(fā)，思考利用柔性材料（主要為帆布）在垂直擴(kuò)張方面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉浮子，水平方面來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵等重型剛性材料，通過一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形成的擴(kuò)網(wǎng)裝置，不僅可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)口的水平擴(kuò)張，也可減小水阻力，降低漁具能耗，同時(shí)降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而推動(dòng)捕撈漁具及操作技術(shù)的革新。

4.1 帆布替代浮子促進(jìn)網(wǎng)口垂直擴(kuò)張

在拖網(wǎng)網(wǎng)口垂直擴(kuò)張方面，傳統(tǒng)的做法是裝配浮沉子，浮沉子的好壞直接關(guān)系到網(wǎng)口形狀，影響漁獲性能。由于傳統(tǒng)球形浮子制作和使用都比較簡(jiǎn)便、能承受一定水壓等優(yōu)點(diǎn)，在各種捕撈漁具中廣泛使用。上世紀(jì)50年代至今，隨著拖網(wǎng)拖曳速度的不斷增加，傳統(tǒng)浮子不足以擴(kuò)開網(wǎng)口，且易與網(wǎng)衣纏繞，為了克服傳統(tǒng)浮子這些缺點(diǎn)，國內(nèi)外廣泛地研究了各種各樣的剛性及其他材料水動(dòng)力浮子的結(jié)構(gòu)和性能，但有的因工藝繁瑣或操作上過于復(fù)雜，有的因成本偏高，以致在使用上受到一定的限制未進(jìn)行推廣使用。下面簡(jiǎn)述前人對(duì)柔性材料在拖網(wǎng)網(wǎng)口進(jìn)行垂向擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)結(jié)果與柔性材料應(yīng)用的可行性。

4.1.1 張敏等人做的拖網(wǎng)模型試驗(yàn)，裝置在網(wǎng)口部分的帆布，可有利于網(wǎng)口的垂直擴(kuò)張。在正常拖速下，使用帆布比使用傳統(tǒng)意義的浮子更能提高網(wǎng)口的擴(kuò)張效果。在網(wǎng)口敷設(shè)部分帆布后，擴(kuò)網(wǎng)效果比之前網(wǎng)口高度提高將近111%垂直擴(kuò)張方面效果明顯。

4.1.2 南海水產(chǎn)研究所制作的柔性翼形浮子經(jīng)過相關(guān)試驗(yàn)證實(shí)：柔性翼形浮子具有較好的水動(dòng)力性能，在高速拖曳時(shí)，有效地?cái)U(kuò)大網(wǎng)口的垂直面積，能降低網(wǎng)具阻力，提高拖網(wǎng)的效率;且不受深水水壓的影響，在深水作業(yè)也可使用;柔性翼形浮子操作簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，不會(huì)與網(wǎng)衣糾纏。

4.1.3 聯(lián)邦德國的KlausLange設(shè)計(jì)并試驗(yàn)的“風(fēng)箏”柔性帆布浮力裝置。應(yīng)用于拖網(wǎng)中，其試驗(yàn)結(jié)果也可表明，在高速拖曳過程中，柔性帆布“風(fēng)箏”加上一定數(shù)量的聚乙烯浮子，在水流的沖擊下，也能夠保證網(wǎng)口足夠的垂直擴(kuò)張，達(dá)到一定的擴(kuò)張效果。以上幾個(gè)例子說明拖網(wǎng)在加裝帆布后，垂直擴(kuò)張方面有明顯的提高，且不會(huì)與網(wǎng)衣發(fā)生纏繞，用帆布代替浮子具有一定的可行性及現(xiàn)實(shí)意義。

4.2 帆布代替網(wǎng)板促進(jìn)網(wǎng)口水平擴(kuò)張

在拖網(wǎng)網(wǎng)翼端加柔性擴(kuò)張裝置，其目的是代替或者部分代替網(wǎng)板。在拖網(wǎng)中，網(wǎng)板的主要作用是使網(wǎng)口的水平擴(kuò)張，保證能夠?qū)⒕W(wǎng)口在水平方面擴(kuò)張的足夠大，增加漁獲。

4.2.1 根據(jù)虞聰達(dá)等人做的試驗(yàn)，柔性網(wǎng)板在開始拖曳過程中能很快將網(wǎng)口水平擴(kuò)張開來，且在整個(gè)拖曳過程中穩(wěn)定性良好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期柔性網(wǎng)板的效果，說明柔性材料的特點(diǎn)可以在網(wǎng)板制作與使用中發(fā)揮其特有的優(yōu)點(diǎn)，即便是在底拖網(wǎng)中也可用它制成立式網(wǎng)板獲得良好的水動(dòng)力效率。

4.2.2 日本全國底拖網(wǎng)漁業(yè)聯(lián)合會(huì)考慮到日本近海漁業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步減弱底拖網(wǎng)網(wǎng)板對(duì)海底生態(tài)環(huán)境的破壞，于1993年至1995年在日本釧路近海對(duì)用柔性帆布制作的拖網(wǎng)網(wǎng)板與軟體下綱進(jìn)行研究試驗(yàn)，制作的柔性網(wǎng)板重量比原剛性網(wǎng)板降低50%。試驗(yàn)結(jié)果證明柔性網(wǎng)板與原剛性網(wǎng)板相比，作業(yè)性能基本保持不變，但柔性網(wǎng)板可隨著海底的凹凸進(jìn)行靈活移動(dòng)，拖曳阻力減少5%。

4.2.3 ? ?周愛忠等人做的擴(kuò)張帆布對(duì)大型中層拖網(wǎng)性能的影響的試驗(yàn)表明，帆布大小對(duì)網(wǎng)口的擴(kuò)張系數(shù)具有明顯影響，他在垂直擴(kuò)張和水平擴(kuò)張方面都做了研究，定量地分析了柔性帆布在垂直與水平中的擴(kuò)張情況。

前人的研究成果無疑為今后進(jìn)一步開發(fā)研究環(huán)境友好型網(wǎng)板奠定了一定的基礎(chǔ)。使用柔性材料做的擴(kuò)網(wǎng)裝置，確實(shí)可以促使網(wǎng)口水平擴(kuò)張而且可以減小水阻力有助于漁船節(jié)能，同時(shí)減弱對(duì)海底環(huán)境的破壞。據(jù)他們的試驗(yàn)結(jié)果來看，柔性材料在拖網(wǎng)網(wǎng)具中應(yīng)用具有一定的可行性，并有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

5 小結(jié)

綜上所述，柔性材料在拖網(wǎng)漁具中應(yīng)用是有依據(jù)，國外已經(jīng)在實(shí)際中應(yīng)用并取得良好的效果，只要設(shè)計(jì)安裝得當(dāng)，敷設(shè)在拖網(wǎng)網(wǎng)口前方部位可以部分甚至完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮沉子、網(wǎng)板系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)擴(kuò)網(wǎng)裝置的弊端，大大降低對(duì)海底資源環(huán)境的毀壞。柔性材料成本低，操作方便，在漁船上占的空間小，不受水深影響，可有效減小水阻力，增大網(wǎng)口擴(kuò)張面積，不管在網(wǎng)口的垂直擴(kuò)張或者水平擴(kuò)張上面都可發(fā)揮它的優(yōu)越性。也正好符合國家大力提倡節(jié)能降耗、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)要求。另外，中國捕撈業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，現(xiàn)在國家正發(fā)展遠(yuǎn)洋漁業(yè)，需要一些相對(duì)優(yōu)良的拖網(wǎng)漁具，柔性體材料也可在拖網(wǎng)漁具中進(jìn)行相關(guān)嘗試。所以，希望有關(guān)科研從業(yè)工作者能抓住這一機(jī)遇，將海洋網(wǎng)漁具提升一個(gè)新的水平;希望政府等有關(guān)部門加大對(duì)拖網(wǎng)漁具方面的經(jīng)費(fèi)支持，出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)科研工作者對(duì)網(wǎng)漁具的創(chuàng)新，鼓勵(lì)漁民接受并裝備新型網(wǎng)漁具，促進(jìn)中國拖網(wǎng)捕撈業(yè)邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

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