一种沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统及方法与流程

1.本发明涉及水产网箱养殖技术领域，特别涉及一种沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统及方法。


背景技术：

2.网箱养鱼(cage culture):将由网片制成的箱笼，放置于一定水域比如陆地上的水域或海洋上的水域，进行养鱼的一种生产方式。
3.陆地上网箱多设置在有一定水流、水质清新、溶氧量较高的湖、河、水库等水域中。可实行高密度精养，按网箱底面积计算，每平方米产量可达十几至几十千克。主要养殖鲤、非鲫、虹鳟等，中国还养鲢、鳙、草鱼、团头鲂。每只网箱面积为数十平方米，箱高2-4米。设置方式有浮式、固定式和下沉式3种，以浮式使用较多。
4.海上网箱多设置在近海或岛礁附近，有一定水流、水质清新、溶氧量较高的水域。可实行高密度精养，按网箱底面积计算，每立方米产量可达十几至几十千克。主要养高端的石斑鱼等。海上网箱养鱼一般规模较大，网箱底面积都在900平方米以上，箱高20米以上。通常设置浮式网箱。箱体可以是长方形或圆形较好。
5.网片(网衣)用合成纤维或金属丝等制成。网箱的种类以箱体的装配方式、有无盖网，分为封闭式和敞口式网箱。养殖滤食性鱼类或在风浪较大的水域设置网箱及需要越冬的水面设置网箱一般采用封闭式网箱；在风浪较小的水域或兼顾垂钓功能的网箱养殖一般采用敞口式网箱。以网箱形状分，有长方形、正方形、多边形和圆形。
6.沉式网箱：箱体全封闭，整个网箱沉入水下，只要网箱不接触水厢网箱的有效容积一般不会受到水位变化的影响，在浮动式固定式网箱不易设置的风浪较大的水域或养殖滤食性鱼类采用这种网箱比较适宜。同时可利用沉式网箱解决温水性类在冬季水面结冰时的越冬问题。但是该养鱼方式管理困难，比如投饵料、观察、捕捞等都不方便，无法实现大规模工厂化养殖。
7.浮式网箱：采用最广泛的一种设置方式。相对于固定式网箱，可以把网箱悬挂在浮力装置或框架上，随水位变化而浮动，其有效容积不会因水位的变化而变化。这种架设方式主要适用于水体较深，风浪较小的水库、湖泊、近海等。由于网箱离地较高，也可转移养殖场所，相对减轻了鱼类粪便和残饵造成的水体污染，故能始终保持良好的水质条件。但是浮动式网箱抗拒风浪的能力较差，一旦遇到台风等极端天气网箱就会遭到破坏，养殖的鱼不是被撞死就是跑掉，是养殖户血本无归，这是影响和限制海上网箱养鱼的的最大瓶颈。
8.固定式网箱通过打桩将网箱固定到水库、湖泊、近海等的底部，此类型的网箱箱内水体稳定，网箱能随水位升降自由浮动，可随风浪和水流而转动，但不能抗御较大的风浪，只能设置在水面较稳定的湖汊、库湾、港湾或回水湾处。
9.现有技术有试图将沉式和浮式网箱养殖结合起来进行悬浮式网箱养殖的尝试，没有台风时浮式网箱海上养殖，当出现台风和大浪时将网箱沉入水里躲避风浪的破坏，台风过后再将网箱浮起由沉式改回到浮式养殖。比如发明专利201210484519.2一种升降式抗风
浪深水网箱，通过设置在浮动的主框架上的升降装置将升降囊网，即在囊网升起时在海平面上实现正常养殖，在台风来临时，囊网下降至海平面以下躲避台风袭击，可实现水深40米以上的开放海域进行安全生产。但是，升降装置是设置在浮动的主框架上，在台风来袭时，主框架会受到冲击并导致损坏，且没有固定式锚定则台风来临会发生漂移、被冲走而难以控制。实用新型专利201721886014.3一种抗风浪网箱养殖装置则通过浮筒里压缩空气和水的比例不同来调节网箱养殖装置的上浮和下沉到水面一定深度位置，但是这种方式需要压缩机灌气排气，结构复杂、成本高，同时也存在没有固定式锚定而失去控制的问题。发明专利201410732999.9复合式网箱是用于如何将鱼进入下面深水区的蝶形网箱，没有说充气浮框是否沉入水里，其实就是一个高度上很长的渔网分别处理，并不是一种养殖用网箱，也没有解决台风破坏的问题，况且也没有支撑定位。
10.另外，海里水深不适合打桩，所以固定式网箱也不合适。
11.综上所述，现有技术尚没有一种能结合沉式和浮式方式优势形成很好悬浮式的网箱养殖系统。


技术实现要素：

12.本发明解决现有技术尚没有利用沉式和浮式优势形成悬浮式构成三种养殖网箱优势的技术，提供一种既能利用沉式、固定式水体稳定来养殖，也能利用浮式网箱养殖的方便性，还能利用悬浮式网箱来避开台风的一种沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统及方法。
13.本发明的技术方案如下：
14.一种沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统，包括设置在水面上的浮漂1、连接在浮漂下的网箱2，还包括悬浮控制系统3，所述悬浮控制系统包括通过跨接在导向滑轮31上的连接绳索34、由连接绳索34连接的配重32和沉入水底的锚固件33，所述导向滑轮31与浮漂1底部连接；所述浮漂1包括弹性材料做成的浮筒11、对浮筒11充放气改变浮筒11体积大小的泵12和控制泵12操作的遥控装置13，所述浮筒11包括可调浮筒111，所述泵12与可调浮筒111连接控制其充放气；所述浮漂1的总浮力的最小值小于包括浮漂1、网箱2和悬浮控制系统3的全部载荷之和，最大值大于全部载荷之和，所述锚固件重量远远大于最大浮力。
15.所述所述浮漂上设置有平台4，所述连接绳索34为钢绳。
16.所述浮筒11弹性材料为橡胶类或聚乙烯类弹性材料；所述浮筒11设置有充气囊113，所述充气囊113入口有防水设计；所述泵12及遥控装置13设置在浮筒11上或充气囊113上。
17.所述浮筒11还包括充气后体积不变的基本浮筒112，所述浮筒11包括2-3个浮筒组成的浮筒组，所述浮筒组的管状浮筒的至少一个为可调管状浮筒，所述管状浮筒之间用结构件连接，也可用胶粘结构连接。
18.所述浮筒11由多组浮筒组组合而成，所述浮筒可以组合成环形、方形、矩形、圆形、三角形等，所述浮筒11可以是管状浮筒；所述浮筒11可以是整体制作，也可以是分段制作再组装连接。
19.所述导向滑轮31通过连接吊具或支架35连接在浮筒11下面，连接所述配重32和锚
固件33之间的连接绳索跨过两个导向滑轮。
20.所述配重32上设置可调浮筒111，并与泵12相连。
21.网箱2底部稀疏设置一层微型类鱼礁21。
22.所述可调浮筒111与电磁阀14相连；还包括供电装置，所述供电装置包括驱动电源，所述驱动电源与海底电缆相连，或者与平台上设置的太阳能板相连，或者与潮汐发电装置相连，或者与电瓶连接。
23.本发明还提供上述沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统的养殖方法，当需要上浮网箱进行浮式养殖时，通过遥控装置13控制泵12使得浮漂1中的可调浮筒体积最大化，在浮力的作用下网箱2上的浮漂1浮至水面，网箱继续在水里，进行浮式养殖；当需要或台风、大浪来临时通过遥控装置13控制泵12将浮漂1中的可调浮筒11放气使得浮筒11体积变小浮力减小，再配合悬浮控制系统3的作用控制使得网箱2下沉悬浮到水的半空中，变悬浮式养殖；当遥控装置13控制泵12将浮漂1中的浮筒11体积变到最小，此时全部浮力之和小于所有载荷之和，在自身载荷的作用下网箱2下沉到水底，此时变沉式养殖。
24.有益效果：
25.本发明沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统设置有悬浮控制系统，所述悬浮控制系统包括由连接绳索32连接的配重32和沉入水底的锚固件33，而且浮筒11由弹性材料做成的，所述浮筒11包括可调浮筒111，可以调节浮筒11体积从而改变浮力，通过设计使所述浮漂1的总浮力的最小值小于包括浮漂1、网箱2和悬浮控制系统3的全部载荷之和，最大值大于全部载荷之和，所述锚固件重量大于最大浮力。这样，当浮漂1总浮力大于全部载荷之和时，本发明系统悬浮在水面，为浮式养殖方式；当总浮力小于全部载荷之和时，本发明系统全部构件沉到海底，为沉式养殖方式；当总浮力等于全部载荷时，可以全部没入海底，并位于任何深度，特别时10米以下，以避开台风对海面设施的影响，从而实现悬浮式养殖方式。因此本系统可以沉式、浮式、悬浮式自由变换。由于设置有沉入水底的锚固件33，而且其重量远远大于最大总浮力，因此即使有台风，本系统在进行悬浮式养殖和沉式养殖时不会发生漂移、被冲走等事故，即使小风小浪进行浮式养殖时，也不会随海浪带走。
26.浮标上部设置平台，可作为巡检、救援工作台、垂钓者钓鱼台、游客观光、摄影台、海上宿营地、海上烧烤餐厨平台、停靠渔船码头，可以进一步设置其他设施，比如太阳能设施，潮汐发电设施等等。
27.浮筒11弹性材料为橡胶类或聚乙烯类弹性材料，可以吸收受力后的变形，避免类似于脆性材料受理后的损坏；
28.浮筒11包括2-3个浮筒组成的浮筒组，这样便于浮筒稳定。
29.配重32上设置可调浮筒111，并与泵12相连，这样配重浮筒充气时体积变大浮力变大配重向下拉力变小，在网箱浮漂浮力的驱动下网箱上浮或配重浮漂放气时体积变小配重向下拉力变大，在配重的作用下网箱下沉；
30.网箱2底部稀疏设置一层微型类鱼礁21。便于浮游生物及微生物着床，为鱼类提供天然食材，改善养殖环境。微型鱼礁的作用类似于珊瑚礁和人工鱼礁，只不过是传统人工鱼礁投放在海底不动，微型类鱼礁投放在网底随网移动。
31.所述可调浮筒111与电磁阀14相连，这样其充气通过泵实现，放气通过电磁阀完成。
附图说明
32.图1是本发明系统的结构示意图，也是浮式养殖模式的结构示意图；
33.图2时本发明系统水中悬浮在半空的悬浮养殖模式的示意图；
34.图3是本发明沉入水底的沉式养殖模式的示意图；
35.图4是本发明一个浮筒组及与平台和导向滑轮的连接示意图。
36.图中标号：1、浮漂，2、网箱，3、悬浮控制系统，4、平台，5、海底，31、导向滑轮，32、配重，33、锚固件，34、连接绳索，35、吊具或支架，11、浮筒，12、泵，13、遥控装置，14、电磁阀，111、可调浮筒，112、基本浮筒，113、充气囊，21、微型类鱼礁。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明做进一步说明：
38.参见图1——4：本发明一种沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统，包括设置在水面上的浮漂1、连接在浮漂下的网箱2、悬浮控制系统3、浮漂1上设置的平台4、，悬浮控制系统3包括通过跨接在导向滑轮31上的连接绳索34、由连接绳索34连接的配重32和沉入水底的锚固件33，导向滑轮31与浮漂1底部连接，具体通过吊具或支架35连接，参见附图4；
39.所述浮漂1包括弹性材料做成的浮筒11、对浮筒11充放气改变浮筒11体积大小的泵12和控制泵12操作的遥控装置13，浮筒11包括可调浮筒111，泵12与可调浮筒111连接控制其充放气，浮筒11还包括充气后体积不变的基本浮筒112。优选地，所述浮筒11包括2-3个浮筒组成的浮筒组，所述浮筒组的管状浮筒的至少一个为可调管状浮筒，所述管状浮筒之间用结构件连接，也可用胶粘结构连接，附图4为三个浮筒11组成的浮筒组，其中一个是基本浮筒112，另外两个是可调浮筒111，可调浮筒111与电磁阀14相连，可调浮筒111连接有电磁阀14，放气通过遥控装置13控制电磁阀14使得可调浮筒111放气，充气通过遥控装置13控制气泵12充气；浮漂1的总浮力的最小值小于包括浮漂1、网箱2和悬浮控制系统3的全部载荷之和，最大值大于全部载荷之和，锚固件33重量远远大于最大浮力。这样，当浮漂1总浮力大于全部载荷之和时，本发明系统悬浮在水面，为浮式养殖方式，即图1所述浮筒1在水面上的养殖方式；当总浮力小于全部载荷之和时，本发明系统全部构件沉到海底，为沉式养殖方式，见图3网箱2已经下到地面的养殖方式，此时浮筒1全部在水里；当总浮力等于全部载荷时，本发明系统可以全部没入海底，并位于任何深度，特别时10米以下，以避开台风对海面设施的影响，从而实现悬浮式养殖方式，见图2，浮筒1和网箱2都在水里，由于有锚固件33的锚固，能真正实现悬浮式养殖，不会被海底的扰动和洋流导致漂浮移位。因此本系统可以沉式、浮式、悬浮式自由变换。由于设置有沉入水底的锚固件33，而且其重量远远大于最大总浮力，因此即使有台风，本系统在进行悬浮式养殖和沉式养殖时不会发生漂移、被冲走等事故，即使小风小浪进行浮式养殖时，也不会随海浪带走。
40.连接绳索34优选为钢绳，其长度根据需要设置的本系统的需求而设置。根据钢绳的强度大小，本发明系统可以设置在不同深度的海域，比如深达100米的海域。
41.本发明系统设置有供电装置，所述供电装置包括驱动电源，所述驱动电源与海底电缆相连，或者与平台上设置的太阳能板相连，或者与潮汐发电装置相连，或者与电瓶连接。
42.浮筒11的弹性材料为橡胶类或聚乙烯类弹性材料；所述浮筒11设置有充气囊113，见图4。所述充气囊113入口有防水设计；所述泵12及遥控装置13设置在浮筒11上或充气囊113上。
43.浮筒11由多组浮筒组组合而成，所述浮筒可以组合成环形、方形、矩形、圆形、三角形等，浮筒11可以是管状浮筒；浮筒11可以是整体制作，也可以是分段制作再组装连接。每组浮筒组设置有悬浮控制系统3，也可以几组设置一个悬浮控制系统。
44.导向滑轮31通过连接吊具或支架35连接在浮筒11下面，连接所述配重32和锚固件33之间的连接绳索34跨过两个导向滑轮31。一组浮筒11的浮筒数量多，配重32和锚固件33可以设置多个。
45.所述配重32上设置可调浮筒111，并与泵12、电磁阀14和遥控器13相连。这样，配重32上的浮筒11充气时体积变大浮力变大配重向下拉力变小，在网箱2浮漂浮力的驱动下网箱2上浮或配重32上的浮漂1放气时体积变小配重向下拉力变大，在配重32的作用下网箱下沉。网箱2上的浮漂1和配重32上的浮漂1，为了改变浮力驱动网箱2上下浮动可以同时或分别充气和放气。配重到海底的距离的一半等于网箱下沉的深度(一般是10米最佳)。锚固件33像船锚一样沉放在海底起到定位作用，锚固件重量远远大于最大浮力，确保网箱上浮或有风浪冲击时不会移位。锚固件33和配重32组成的悬浮控制装置3可以由多组对称布置在浮漂1上，防止受力不均而倾斜。
46.网箱2底部稀疏设置一层微型类鱼礁23。便于浮游生物及微生物着床，为鱼类提供天然食材，改善养殖环境。微型鱼礁23的作用类似于珊瑚礁和人工鱼礁，只不过是传统人工鱼礁投放在海底不动，微型类鱼礁投放在网底随网移动。
47.上述沉式、浮式、悬浮式自由变换的网箱养殖系统的养殖方法，当需要上浮网箱进行浮式养殖时，通过遥控装置13控制泵12使得浮漂1中的可调浮筒体积最大化，在浮力的作用下网箱2上的浮漂1浮至水面，网箱继续在水里，进行浮式养殖；当需要或台风、大浪来临时通过遥控装置13控制泵12和电磁阀14将浮漂1中的可调浮筒11放气使得浮筒11体积变小浮力减小，再配合悬浮控制系统3的作用控制使得网箱2下沉悬浮到水的半空中，变悬浮式养殖；当遥控装置13控制泵12和电磁阀14将浮漂1中的浮筒11体积变到最小，此时全部浮力之和小于所有载荷之和，在自身载荷的作用下网箱2下沉到水底，此时变沉式养殖。
48.浮漂1的充气、放气都是遥控来实现的。做到远程遥控上下自如，减少极端天气对养殖的影响。通过水下监测发现无论多大台风，只要是到达水下十米左右的深度就几乎不受台风影响，海水也不会剧烈运动。所以本方案能够很好的解决上述问题。浮式养殖会占用相关水域的水面，影响小型船舶航行及水面上的活动；悬浮式和沉式则不会有此影响。因此本发明可以根据需要选择适合的方式养殖。