渔具性能初步评价及影响渔获性能因子概述
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[摘要]我国捕捞渔具从单纯引进、消化吸收，到自主创新，经历了较长的过程。目前在海洋开发利用方面还存在如高能耗、效率低、技术装备落后等问题。追踪并整理国内外众多文献，对我国拖网捕捞渔具使用过程中存在的诸多问题进行了详细阐述，并对柔性体材料的优点及在拖网渔具应用的必要性与可行性进行了探讨，以期为今后我国进一步发展环境友好型拖网渔具提供参考。
[关键词]节能;拖网;渔具;柔性材料
[中图分类号]S972 [文献标识码]A
21世纪是海洋的世纪，海洋资源以及海洋环境状况日益受到各国政府的重视，中国正在实施创新型生态型环境友好型的国家海洋战略，贯彻可持续开发型的海洋理念，发展环境友好型的新型捕捞渔具装备显得刻不容缓。中国又是海洋大国，海洋捕捞业是传统的海洋产业，在海洋经济发展中占有重要地位，多年来中国海洋捕捞产量一直位居世界首位，2012年达1200万t，产值逾1700亿元，海洋捕捞业已是中国海洋经济组成的重要部分，其中拖网捕捞占浙江省海洋捕捞业的三分之一以上。拖网捕捞是利用渔船拖曳囊袋形网具，迫使捕捞对象进入网内的捕捞方式，拖网有双船拖网捕捞和单船拖网捕捞之分，但是无论是哪一种拖网形式其所涉及到的渔具都是一样的，并且其原理也相同。传统的拖网作业采用的网具扩张装置是由浮子纲上的浮子和沉子纲上的沉子组成的垂直扩张以及网板所组成的垂直扩张系统。
1 拖网捕捞业发展对海洋底质环境的影响
传统的底拖网捕捞作业时由于结构本身，捕捞渔获物时沉子纲会刮扫海床，像把海洋生物赖以生存的海底家园彻底“犁”了一遍，另外人类捕捞强度的过大进一步导致剩余的海洋生物难以生存，甚至造成海底沙漠化。随着中国传统拖网作业的不断发展，导致中国近海海底环境严重毁坏，各种经济鱼类资源急剧衰退，特别是底层和近海层传统经济鱼类资源的衰退最为严重。
2 拖网捕捞业发展对能耗方面的影响
据相关资料分析，拖网作业是目前海洋渔业中能源消耗最多的作业方式，渔船的自由航行与拖网作业燃油消耗比例达到1：2左右，并且拖网作业时克服船体阻力和渔具阻力的油耗比例为1：2以上，能源利用效率比较低。根据相关研究，拖网作业中网板系统油耗占整个能耗的25%以上、浮子系统占6%、沉子系统占12%，因而很有必要对扩张系统进行节能降耗技术的研究。此外拖网作业对能源的消耗及资源的依赖程度相对较高，能源与资源的利用效率相对较低。
3 拖网捕捞耗费大量劳力，增加劳动强度
传统拖网网板由钢铁制成，体积大、笨重、成本高、收放网不便，存在一定危险性。目前，国内使用的网板基本都在2M2左右，钢铁制成网板重达50kg每个，放网时需要至少两人将网板从固定架取出放入海中，收网时需要人力将网板提至船上固定，危险系数较高。另外，刚性网板操作过程复杂，网板本身的制作成本和与网板操作相匹配的船型及其他捕捞设备的改造投入较大，不利于在渔业领域中广泛推广，加之近年来随着渔场区域的扩大，渔船船型及网具捕捞设备逐渐趋与大型化、自动化，这就要求网板的面积和重量也要相应的增加，这样一来，必然会导致网板的成本增加和操作的更加不便。
综上所述，目前亟需一种新的材料改进网板结构或者新的技术代替或者补偿网板的部分作用，来改善这一不利局面。
4 柔性材料在拖网中应用的优势
柔性材料是相对刚性而言的一种物体特性，一种高强度的轻型纤维材料。众所周知，柔性材料（帆布）具有廉价易得、质地柔软、重量轻、不易吸水、收绞方便并符合可持续发展理念等优点。另一方面，柔性体材料若与水流成一定冲角时，就会产生相应的扩张力，根据这样的性能，柔性材料已被大量广泛的用于中国的海洋渔业中，如捕捞作业的帆张网、海锚等。国外在此已经进行了较多的尝试，波兰从上世纪80年代开始试验柔性体（帆布）在水流作用下的水动力扩张性能并取得一些成果，也已商业化地应用于拖网渔具中。目前，中国的大型拖网作业中，尚未发现有应用的实例。国内有关科研人员已经进行了尝试，从试验的角度论证了柔性体在拖网渔具中应用的可行性。基于以上拖网渔具的缺点出发，思考利用柔性材料（主要为帆布）在垂直扩张方面代替传统的沉浮子，水平方面来代替传统的钢铁等重型刚性材料，通过一定的结构设计形成的扩网装置，不僅可实现网口的水平扩张，也可减小水阻力，降低渔具能耗，同时降低作业人员的劳动强度，从而推动捕捞渔具及操作技术的革新。
4.1 帆布替代浮子促进网口垂直扩张
在拖网网口垂直扩张方面，传统的做法是装配浮沉子，浮沉子的好坏直接关系到网口形状，影响渔获性能。由于传统球形浮子制作和使用都比较简便、能承受一定水压等优点，在各种捕捞渔具中广泛使用。上世纪50年代至今，随着拖网拖曳速度的不断增加，传统浮子不足以扩开网口，且易与网衣缠绕，为了克服传统浮子这些缺点，国内外广泛地研究了各种各样的刚性及其他材料水动力浮子的结构和性能，但有的因工艺繁琐或操作上过于复杂，有的因成本偏高，以致在使用上受到一定的限制未进行推广使用。下面简述前人对柔性材料在拖网网口进行垂向扩张试验结果与柔性材料应用的可行性。
4.1.1 张敏等人做的拖网模型试验，装置在网口部分的帆布，可有利于网口的垂直扩张。在正常拖速下，使用帆布比使用传统意义的浮子更能提高网口的扩张效果。在网口敷设部分帆布后，扩网效果比之前网口高度提高将近111%垂直扩张方面效果明显。
4.1.2 南海水产研究所制作的柔性翼形浮子经过相关试验证实：柔性翼形浮子具有较好的水动力性能，在高速拖曳时，有效地扩大网口的垂直面积，能降低网具阻力，提高拖网的效率;且不受深水水压的影响，在深水作业也可使用;柔性翼形浮子操作简单，安装简便，不会与网衣纠缠。
4.1.3 联邦德国的KlausLange设计并试验的“风筝”柔性帆布浮力装置。应用于拖网中，其试验结果也可表明，在高速拖曳过程中，柔性帆布“风筝”加上一定数量的聚乙烯浮子，在水流的冲击下，也能够保证网口足够的垂直扩张，达到一定的扩张效果。以上几个例子说明拖网在加装帆布后，垂直扩张方面有明显的提高，且不会与网衣发生缠绕，用帆布代替浮子具有一定的可行性及现实意义。 4.2 帆布代替网板促进网口水平扩张
在拖网网翼端加柔性扩张装置，其目的是代替或者部分代替网板。在拖网中，网板的主要作用是使网口的水平扩张，保证能够将网口在水平方面扩张的足够大，增加渔获。
4.2.1 根据虞聪达等人做的试验，柔性网板在开始拖曳过程中能很快将网口水平扩张开来，且在整个拖曳过程中稳定性良好，实现了预期柔性网板的效果，说明柔性材料的特点可以在网板制作与使用中发挥其特有的优点，即便是在底拖网中也可用它制成立式网板获得良好的水动力效率。
4.2.2 日本全国底拖网渔业联合会考虑到日本近海渔业资源的可持续发展，进一步减弱底拖网网板对海底生态环境的破坏，于1993年至1995年在日本钏路近海对用柔性帆布制作的拖网网板与软体下纲进行研究试验，制作的柔性网板重量比原刚性网板降低50%。试验结果证明柔性网板与原刚性网板相比，作业性能基本保持不变，但柔性网板可随着海底的凹凸进行灵活移动，拖曳阻力减少5%。
4.2.3 周爱忠等人做的扩张帆布对大型中层拖网性能的影响的试验表明，帆布大小对网口的扩张系数具有明显影响，他在垂直扩张和水平扩张方面都做了研究，定量地分析了柔性帆布在垂直与水平中的扩张情况。
前人的研究成果无疑为今后进一步开发研究环境友好型网板奠定了一定的基础。使用柔性材料做的扩网装置，确实可以促使网口水平扩张而且可以减小水阻力有助于渔船节能，同时减弱对海底环境的破坏。据他们的试验结果来看，柔性材料在拖网网具中应用具有一定的可行性，并有一定的现实意义。
5 小结
综上所述，柔性材料在拖网渔具中应用是有依据，国外已经在实际中应用并取得良好的效果，只要设计安装得当，敷设在拖网网口前方部位可以部分甚至完全代替传统的浮沉子、网板系统，克服传统扩网装置的弊端，大大降低对海底资源环境的毁坏。柔性材料成本低，操作方便，在渔船上占的空间小，不受水深影响，可有效减小水阻力，增大网口扩张面积，不管在网口的垂直扩张或者水平扩张上面都可发挥它的优越性。也正好符合国家大力提倡节能降耗、促进生态文明建设要求。另外，中国捕捞业远远落后于发达国家，现在国家正发展远洋渔业，需要一些相对优良的拖网渔具，柔性体材料也可在拖网渔具中进行相关尝试。所以，希望有关科研从业工作者能抓住这一机遇，将海洋网渔具提升一个新的水平;希望政府等有关部门加大对拖网渔具方面的经费支持，出台相关政策，鼓励科研工作者对网渔具的创新，鼓励渔民接受并装备新型网渔具，促进中国拖网捕捞业迈上一个新的台阶。
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