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由于過度捕撈和海洋生態環境日趨惡化,近海水產資源日漸枯竭,深海網箱養殖的發展勢在必行。但目前深海網箱的養殖大多仍采用傳統生產方式,不僅抗風險能力弱,而且發展過程中缺乏應有的規范,影響局部海域生態環境,不利于海洋經濟可持續發展。臺風來臨后,便暴露出傳統養殖的弊端,許多傳統木制漁排受損嚴重,造成的大量海漂垃圾處理起來也困難重重。因而,全面實施海上養殖綜合整治,實現養殖業更新換代、轉型升級,迫在眉睫。
管材作為深海網箱中的重要組成部分,必須對管材的綜合力學性能、對工作環境的適應性、工程的經濟性及安裝施工的簡便性進行全方位考量,進而進行因地制宜、經濟合理地選用管材,目前可供深海網箱選擇的管材主要有PE管材、鋼管、木質、PP管、PVC管等。
· 用于深海網箱使用管材的基本要求
深海網箱是指可以在相對較深海域使用的養殖網箱,具有拓展養殖海域,減輕環境壓力,改善養殖條件,擴大養殖容量,規范養殖管理等諸多優點。在深海領域,網箱除受海水腐蝕和陽光曝曬外,還要承受更大的外力沖擊,需常年承受風、浪、流單一荷載或其復合荷載作用,網箱框架用管材不僅要有足夠的強度抵御較大的風浪,還要有一定的柔韌性隨波浪流而變形,緩解和消除應力集中對網箱框架的影響,因此,深海的復雜環境對深海網箱使用管材的性能提出抗風浪、抗急流、耐老化等要求。
在投入使用時,網箱必須保證在規定的工作環境下安全可靠,不發生開裂、爆管等現象,此外還要求網箱用管材具有價格低廉、不宜腐蝕、耐老化、使用年限長、易于安裝施工、組裝密封性強等優點。
· HDPE管材用于深海網箱領域的優良性能
近年來,HDPE管道因其良好的機械性能和加工特性而廣泛應用于深海網箱養殖領域,產品性能如下:
(1)密封性好,可實現零滲漏。HDPE管道連接采用電熔焊接技術,使接口處的兩段管完全熔為一體,密封性良好,保證了管道接口不會滲漏。
(2)抗風浪性好。HDPE材料由于具有優越的柔彈性和伸長率(不低于350%,甚至可達7倍),能隨波浪同步起伏變形,從而吸收波浪能量,達到防臺風破壞的目的,因此具有優良的抗風浪性能。
(3)耐腐蝕、抗老化性能好。由于HDPE管的原材料為高分子的聚乙烯,它能有效地抵抗酸、堿、鹽等介質的腐蝕,其抗老化性能比PVC管要好,能夠較好承受日光暴曬、鹽水腐蝕的海洋環境。
(4)柔韌性好。HDPE管屬于柔性管,延伸性能好,在安裝時可以承受一定程度的彎折,因此適用于制作各種形狀的網箱,比如圓形網箱、方形網箱等。
(5)強度高,使用壽命長。由于HDPE管是采用高密度聚乙烯在熱熔狀態下制成的整體管道,其整體性較好,化學性質穩定,強度高,在深海網箱養殖領域一般情況下其使用壽命可達15年以上。
(6)對環境影響小。HDPE是無毒性材料,對海水無害,并且能夠再生使用。
· PE管材與其他管材在
深海網箱領域的適應性比較
表1 PE管材與其他管材在深海網箱領域的適應性比較
從表1可以看出,PE管材無論是從性能的優異性、深海網箱領域的適用性,還是從施工方便性、經濟性角度來看,都具有突出的優勢,是深海網箱領域使用管材的首選方案。
· 目前幾種常見的不同材質網箱類型的對比
傳統木制網箱是國內發展最久的網箱。傳統木制網箱采用木料和泡沫浮球制成,抗流抗風浪能力較差,基本就在避風性較好的內灣、淺水海域使用,難以向深水和外海發展。
圖1 傳統木質網箱養殖平臺
大型鋼制養殖平臺是指采用鋁合金、不銹鋼等金屬材料制成的網箱。該類網箱是20世紀70年代國外率先發展起來的新型養殖模式,大量采用新技術,造價比較高,不易在廣大中小型養殖平臺推廣。
圖2 大型鋼制網箱養殖平臺
高強度聚乙烯(HDPE)網箱指由高強度聚乙烯(HDPE)管道及相關配件組合的網箱。這類網箱的框架柔韌性好,能抵御較大的風浪,有非常突出的耐腐蝕性,已經成功地應用于抗風浪網箱的框架系統。
圖3 高強度聚乙烯網箱
· 總結
PE管材具備其他管材無法比擬的柔彈性和隨波浪形變的特性,同時具有高強度、耐腐蝕、安裝簡單、價格較低的優良性能,非常適用于長期海水浸泡和烈日暴曬下的深海地區。無論從綜合力學性能、對深海領域的適應性、工程的經濟性,還是從安裝施工的簡便性,都具有突出的優勢,是深海網箱的首選材料。