在渔港高点监控渔船目标的场景下，对渔船检测经常丢失和检测错误等问题，提出了一种基于改进Yolov5的渔船目标检测模型。首先通过Kmeans++算法对锚框重新聚类，选择适合渔船数据集的锚框尺寸；然后在Yolov5的骨干网络中融入CBAM注意力机制获取更多细节特征；再采用加权双向特征金字塔网络（BiFPN）代替原先的特征金字塔网络（FPN）+像素聚合网络（PAN）结构，快速进行多尺度特征融合；最后在检测尺度上去掉大目标的检测尺度，增加更小目标的检测尺度，改用新的三个检测尺度，提高了模型对小目标渔船的检测精度。结果显示：对比原Yolov5算法，改进后的算法精确度、召回率和平均精度均值均有所提升，分别提升29.5%、0.5%和4.5%，每秒检测帧数达到90.6，对渔船目标检测效果有大幅度改善。研究表明，改进后的Yolov5算法满足休渔期管控期间对渔船目标检测的准确性和实时性要求。

 针对国内吸鱼泵产品匮乏、研发周期长等问题，以现有的一种虹吸式吸鱼泵为研究对象，应用计算流体动力学(CFD)数值计算方法数值模拟了3 种不同进水速度下（1 m/s、1.5 m/s、2 m/s）吸鱼泵内的三维水流场，得到了其内部流动特性，包括速度分布、涡流黏度、压力分布等，同时结合试验测试结果验证数值计算的有效性。结果显示：随着进口速度的增加，压强、流速都呈现增大的趋势，且压强最大处主要集中在吸鱼泵出口侧上端，该处会对鱼体产生一定的冲击，此外来流撞到吸鱼泵壁面后形成回流，回流落点处也容易对鱼体产生二次损伤；当进口速度为1 m/s时，吸鱼泵底部壁面的流速模拟值为0.13 m/s，试验值为0.15 m/s，吸鱼泵样机试验结果和数值模结果相差约为13.3%，验证了计算结果的有效性。该研究为吸鱼泵后续的研发和设计提供了重要依据和参考。

发展现代化热带海洋牧场是养护南海渔业资源、保护海洋生态环境等方面的重要手段，对中国南海渔业资源养护与科学利用具有深远意义。人工鱼礁是海洋牧场生境营造的重要手段之一，由于南海水深较深，常规鱼礁难以发挥作用，而浮鱼礁可以利用中上层的水体空间，是营造深水渔场的最佳设施。本研究综述了浮鱼礁的类型、功能和应用场景，对国内外的相关研究以及现状进行总结，并对浮鱼礁未来在南海海洋牧场信息化监测、休闲渔业、中上层鱼类资源养护和构建大洋性海洋牧场等方面进行了展望。

以氧锥为气水混合装置的纯氧增氧系统溶氧效率高，但需产生一定气耗及能耗。本研究运用物质平衡等相关原理，对通入氧锥纯氧气体流量、养殖水体流量进行科学设计，分析其运行成本，并讨论设计关键问题。结果显示：采用一定锥体结构尺寸氧锥，当通入其纯氧气体流量为14.6 L/min、养殖水体流量为1 327.3 L/min（养殖系统水循环量79.6 m3/h）时，能充分利用氧锥81.88%～89.07%高溶氧效率，提供1 026.8～1 116.9 g/h养殖系统需氧量，完全满足养殖水体300 m3、养殖密度6 kg/m3的凡纳滨对虾循环水养殖溶氧量需求。氧锥运行耗氧1 252.7 g/h，耗电2.9kWh。研究表明，本设计对提高纯氧增氧系统技术性能，推进纯氧增氧在高密度循环水养殖中广泛应用提供支持。

南极磷虾资源量大、营养价值高、富含多种活性物质，是极具开发价值的一类远洋渔业资源。虾粉是南极磷虾最主要的加工产品之一，在加工过程中，受挤压、加热、离心等因素的影响，会造成营养物质的流失和活性成分的破坏，尤其是蒸煮、干燥等涉及到热处理的环节，容易对不饱和脂肪酸、虾青素等热敏性成分破坏或降解。本研究介绍了蛋白质、脂质、虾青素等南极磷虾主要营养活性物质的特性及其在虾粉加工过程中的变化情况，分析了加工工序和工艺参数对虾粉品质的影响，总结了虾粉品质的主要评价指标和依据，讨论了虾粉加工中存在的工艺不明确、设备性能差、产品品质不稳定等主要问题，展望了营养活性物质的流向路径、结构变化机理、工艺优化、装备创新、工艺装备融合等未来的研究方向，旨在为虾粉加工工艺流程与工艺的优化研究提供理论依据与技术参考。

深远海养殖是拓展水产养殖发展新空间、减轻近海生态环境压力的重要途径，对实现水产养殖提质增效、实现渔业现代化、保障世界食物安全和水产养殖业可持续发展具有重要意义，而深远海养殖装备与技术是支撑和实现深远海养殖发展壮大的关键。文章简要介绍了国内外大型桁架式养殖网箱和深远海养殖工船的研究应用现状，指出中国深远海养殖与国外渔业发达国家相比在机械装备自动化、智能化方面仍有较大差距。主要探讨了大型桁架式养殖网箱和深远海养殖工船当前面临的主要问题和未来的研究发展方向，并对未来深远海养殖的发展做了相应的探议及思考，特别是对深远海养殖装备的发展定位、功能拓展、科技支撑等进行了探索和建议。本研究以期为中国深远海养殖装备与技术研发及未来海洋建设提供参考。

受近海养殖空间限制及环境污染问题的影响，近年来，海上养殖业逐渐向深远海发展。然而，深远海的气候更为恶劣复杂，为保障养殖装备的结构安全，需对其进行水动力特性研究。以养殖装备的网衣作为研究对象，使用多孔介质理论对网衣结构进行建模，采用开源CFD软件OpenFOAM进行数值模拟研究，探究了网衣与规则波和聚焦波的相互作用。结果表明，在规则波输入下，随着密实度和特征速度的增大，网衣阻力逐渐增加，随着特征长度的增加，网后波浪的透射系数逐渐增加；在聚焦波输入下，波浪的频域分布没有显著变化，随着网目尺寸的增大，网衣阻力逐渐增加。最后，综合数值计算的结果，将雷诺数和KC数作为输出参数，建立了极端波浪下多孔介质网衣阻力的预报模型。

为探索沿海垦区池塘养殖尾水的净化技术，在条子泥垦区运行了一种以碱蓬作为净化植物，风化煤、陶瓷环和石英砂为组合填料的垂直潜流湿地系统，通过比较进、出水差异分析净化效果。70 d后，将不同填料取出进行硝化能力测试，并通过高通量测序技术比较菌群结构。结果显示：垦区尾水中的pH、总氮（TN）、总磷（TP）和高锰酸盐指数（CODMn）分别为8.55~9.17、3.58~8.53 mg/L、0.47~1.16 mg/L和17.96~26.63 mg/L。经湿地净化后，出水中的pH为7.34~8.79，基本满足江苏省池塘养殖尾水排放一级标准。TN、TP和CODMn分别为2.75~6.65 mg/L、0.33~0.71 mg/L和16.32~24.16 mg/L，基本满足二级标准。pH、TP和CODMn在进、出水中的差异显著（P<0.05），平均下降8.78%、36.26%和13.52%。硝化能力测试表明，上、下层风化煤、陶瓷环和石英砂填料对总氨氮（TAN）的去除率差异显著（P<0.05），分别为97.44%、88.88%、49.30%和11.47%。细菌群落结构在不同填料上的差异显著（P<0.05），优势菌拟杆菌门（Bacteroidota）在石英砂上显著富集，norank_f__Microscillaceae在有碱蓬草根系附着的上层风化煤中显著富集（P<0.05）。本研究证实了组合填料垂直潜流人工湿地在沿海垦区池塘养殖尾水治理中的应用价值。

深远海网箱在外海作业会受到极端恶劣海况的影响，稳定有效的系泊系统对保证网箱良好的耐波特性、保障养殖效益意义重大。本研究针对一种单点系泊船型桁架结构网箱建立其水动力分析模型，通过开展相关数值计算并与物理试验结果进行对比验证该模型的准确性；在此基础上，通过分析多组波浪条件下网箱动态响应、锚链系泊张力和最小卧链长度开展了“一”字型系泊和“Y”字型系泊两种系泊方案的对比优选，在确定系泊方案后，从锚链长度和配重重量两个方面开展系泊参数分析研究。结果显示：“Y”字型系泊效果要优于“一”字型系泊；不同锚链长度及配重重量对网箱平台运动响应影响较小，但锚链长度的延长和配重重量的增加可以有效降低系泊张力峰值和延长卧链长度。本研究可为桁架结构网箱系泊分析及优化设计提供计算依据。

在鱼类育种、渔业资源调查和水产养殖的过程中，均需要对鱼体的体长、体厚、体高等性状参数进行测量。传统测量方法主要采用人工测量方式，劳动强度大、效率低、测量精度低。利用机器视觉技术进行鱼类性状测量可以有效提高测量效率和精度，易于实现自动化。本研究基于机器视觉技术，设计了一个一体化性状测量平台，将鱼类图像采集与分析、体质量与可量性状测量、PIT扫码集成到一个平台，可实现对鲤、鲫鱼性状参数的精确测量。对鱼体2D图像进行性状测量时，需要进行像素校准，由于每条鱼体厚不同，传统的固定像素校准平面在鱼体厚较大时，难以实现精确测量。本研究设计了一种像素校准方法，即在采集鱼体图像时，通过距离传感器测定鱼体体厚，根据体厚大小，确定每条鱼轮廓面的像素校准参数，减小测量误差，提高鱼体可量性状测量的准确性。以鲤、鲫鱼人工测量结果作为对照，比较该系统的测量误差，结果显示，随着鱼体体厚的增加，体长、体高、头长、尾柄长、尾柄高、体厚等参数的相对测量误差没有显著增大。体高和体长相对误差最大值为1.05%、-1.39%；头长、尾柄高、尾柄长和体厚等相对误差最大值分别为1.73%、-2.79%、-2.88%和-2.1%，绝对误差值均小于1 mm。体质量相对误差最大值为-0.36%。该系统满足鲤、鲫鱼性状测量要求。  

针对海上随波运动养殖网箱网衣巡检机器人导航定位难题，利用激光传感器在水下近距离测距的高精度、低干扰优势组成激光矩阵，提出一种基于激光矩阵的水下网衣巡检机器人定位方法。基于网箱物理模型，通过建立网箱编码先验地图，并在gazebo仿真环境下模拟水下网衣巡检机器人作业情况，激光测距信息中计算出机器人对网衣的相对航行距离和偏航角，且0.4 m距离处计算平均误差3.72%，0.08 m距离处计算平均误差8.15%，0.14 rad偏转计算平均误差19.18%，在8×6的网衣格栅定位中误差为0个网目，说明本方法满足巡检机器人在非惯性系下养殖网箱内的定位要求。研究表明，本方法为进一步研究水下巡检机器人在深海养殖网箱内定位问题提供参考。

针对深远海养殖大型化、规模化发展需求，以大型养殖工船为依托平台，基于气力输送原理和自动化控制技术设计了远程自动投饲系统。该投饲系统由上料装置、饲料输送和分配装置、撒料装置以及自动控制装置等组成。系统设计输送管道直径80 mm，最大输送距离为85 m，系统以触摸屏为人机操作界面，以PLC为控制核心，根据投喂不同需求即时调节饲料投放速率和距离。海上试验结果显示，该投饲系统能有效完成工船养殖模式的投喂需求，投饲作业效率为0~40 kg/min,  投饲距离为6~9 m。本研究为深远海养殖工船投饲系统研制提供了技术参考。

为分析流水和循环水对虾养殖模式的系统运行稳定性和细菌群落演替的差异，对养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮、化学需氧量(COD)、弧菌总数和细菌总数进行了检测。同时采用Illumina Hiseq高通量测序技术，在养殖第1、50、100天对养殖水体的细菌16SrDNA V4区域进行扩增和测序，对基因序列进行OTU聚类，并在此基础上进行细菌群落组成分析。结果显示：随着养殖时间的增加，流水养殖系统（FTS）和循环水养殖系统（RAS）水体中氨氮、亚硝酸盐氮和COD质量浓度逐渐升高；养殖后期，FTS中三者质量浓度明显高于RAS；同时，2种养殖系统水体中弧菌和细菌总数不断增加，其中FTS中弧菌属的细菌丰度显著高于RAS(P<0.05)。细菌门水平分析显示，变形菌纲(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为两个养殖系统共同的优势类群。在属水平，FTS中主要细菌种群为弧菌属(Vibrio)、红细菌科(Rhodobacteraceae)和交替单胞菌属(Alteromonas)，而RAS中核心细菌种群包括红细菌科(Rhodobacteraceae)、交替单胞菌属(Alteromonas) 和黄杆菌属(Flavobacterium)。α多样性结果显示，RAS中细菌群落的多样性高于FTS，RAS的Chao1指数平均值也高于FTS(1136.18 vs 1050.82)。最后，两种养殖模式共得到可培养菌株93株，其中FTS中弧菌属(Vibrio)为主要可培养菌株，所占比例为61%，其次为芽孢杆菌(Bacillus)，占比为12%。相比之下，弧菌在RAS中仅占9%。研究表明，RAS中系统运行和水体细菌的演替比FTS中更加稳定，突出了RAS在对虾全周期养殖方面的优势。本研究成果为开展高效对虾养殖提供了借鉴和参考。

以罗非鱼皮为原料，探究了超声辅助酶法提取罗非鱼皮胶原蛋白的最佳工艺及其溶解特性。采用超声功率、加酶量、超声时间作为单因素试验自变量，并进行响应面优化，求得使胶原蛋白得率最高的提取条件。将罗非鱼皮超声辅助酶法所得胶原蛋白（Ultrasonic pepsin-soluble collagen, UPSC）和常规酶法所得胶原蛋白（Pepsin-soluble collagen, PSC）进行蛋白得率、紫外光谱及溶解特性分析比较。结果显示：最优提取工艺为超声功率165 W、超声时间26 min、加酶量1.67%，此条件下UPSC得率（62.26%）显著高于PSC（29.02%）。紫外光谱分析得到二者的最大吸收峰均在230 nm而不是280 nm处，符合Ι型胶原蛋白特征。在不同pH条件下，UPSC的相对溶解度几乎均高于PSC。研究表明：超声辅助酶法是一种高效、环保、简便的提取罗非鱼皮胶原蛋白的方法，适合工业化生产。本研究不但提供了超声辅助酶法提取罗非鱼皮胶原蛋白的最佳工艺，而且所得胶原蛋白得率高、相对溶解度较好，为其在食品加工方面的应用提供了依据。

封闭式养殖工船是具有自主航行功能的海上封闭式养殖系统，也是一种综合的海上渔业生产平台，其生产功能以深远海封闭式“船载舱养”为主体，兼具水产品初加工与储运功能。文章回顾了大型封闭式养殖工船研发经历的孕育构想、积极探索和创新研发三个阶段，总结了研发过程中采取的以工业化理念构建现代水产养殖新模式、注重现代装备技术与水产养殖技术的深度融合、加强相关研究成果的专利战略布局等经验做法。中国大型封闭式养殖工船经历了30多年的探索研发，终于从梦想变成为现实，其具有封闭式养殖，环境可控，是高质量绿色养殖方式；游弋式养殖，可充分利用自然条件，是高效的生产模式；大型化发展，发挥规模经济效益，构建综合生产平台等技术特点。未来，围绕养殖工船将形成渔业航母船队，搭建深远海养殖全流程、全周期、全链条的养殖体系，实现海水养殖走向深蓝。

随着海上养殖走向深远海，海洋养殖装备将面临更加恶劣的海况，为了保证装备的安全，必须对其锚泊系统的安全进行评估。采用传统水动力计算分析的方法，能够获得准确的锚泊系统张力，但是计算时间要求很长。为了快速的获取恶劣海况下养殖平台锚泊系统的张力分布，本研究基于机器学习的方法构建了养殖平台锚泊系缆力预报评估的计算模型（SSA-BP模型），该模型引入了麻雀搜索算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化，改善了模型的预报性能。该模型将规则波波高、周期、流速作为模型输入指标，将系泊缆力作为模型输出指标，进行BP预报模型的训练。用麻雀搜索算法对BP模型进行优化并训练（SSA-BP模型），并针对改进后的SSA-BP模型预报结果与传统的BP模型预报结果进行对比。经过对比分析发现，SSA-BP模型整体的各项指标均低于BP模型，且SSA-BP模型各工况系缆力的预报误差也均低于BP模型并更贴近真实值。研究表明，该SSA-BP模型能够给出更加准确的预报结果。

在渔业养殖过程中，需要定期对养殖池内鱼的数量进行监测。针对现有方法中存在的漏检问题，提出基于YOLOv5模型的局部优选以及改进输出尺度的鱼类数量统计方法。通过增加检测鱼的头部、尾部等局部信息，从鱼的全身、鱼的头部、鱼的尾部三个类别中优选数量最多的类作为数量统计的结果以解决漏检的问题。同时，针对鱼的全身、鱼的头部和鱼的尾部在图像中显示为大尺度或中尺度目标的情况，增加了这两类目标的特征输出以提高模型对目标的检测能力，使得模型能够适用于当前条件下的数量检测。结果显示，通过本方法统计出的数量与人工计数相比误差较小，准确率为96.3%，检测的帧速率为111 fps。在YOLOv5模型的基础上，应用局部优选的策略使得统计数量提高了37.4%，对输出尺度的改进使得统计数量提高了4.9%。该研究可以应用于渔业养殖鱼群数量统计和鱼类检测等方面。

针对水下图像视觉质量退化以及单一卷积层特征利用率不高的问题，提出了一种基于多尺度特征提取的水下图像增强模型。本模型在卷积神经网络的基础上使用改进的多尺度特征提取模块提取水下图像特征，首先构建可分离残差密集块（SRDB）作为基本特征提取单元，使用SRDB模块进行残差密集连接得到多层次特征信息，最后融合3个不同初始感受野下的多层次特征信息作为该模块的输出。多组试验结果显示，本模型增强后的水下图像有效改善了颜色失真和低对比度现象的同时保持了丰富的边缘细节内容；EUVP测试集的PSNR、SSIM分别上升到28.52、0.88，真实河豚图像测试集的UIQM、NIQE分别上升到2.84、5.95，表现均优于对比方法。研究表明，本模型具有较高的 FPS，大幅提升水下图像视觉感知质量的同时保持了良好的实时性。

鱼类的体型、游泳速度及耐流能力是其长期适应外界水生环境的进化结果。鱼在游动或水流作用下，鱼体与流体会产生复杂的相互作用，导致其消耗大量能量，对其生存和生长具有重要影响。本研究以虹鳟（Oncorhynchus mykiss）为研究对象，构建基于实物尺寸的三维数值模型，通过3D打印制作实物模型，利用水槽试验和数值模拟方法研究其水动力学特性。结果显示，在雷诺数1.6×105~5.8×105区间内，冲角0° ~ 45°范围内鱼体阻力系数CX随冲角增大从0.027增大至0.599，呈指数增长趋势，侧向力系数CY随冲角增加呈现线性增长趋势，最大达到了0.71；冲角和鱼体结构曲率对鱼体周围的流速分布具有协同影响，随着冲角的增大，速度场中高流速区和低流速区呈现一定的移动规律。鱼体结构与表面的压力分布密切相关，随着冲角的变化，鱼体不同部位出现不同的压力分布规律，随着冲角的增大，迎流面正压区占比由23.90%增长至71.66%，背流面正压区占比由23.90%减小至1.35%。研究结果可为虹鳟的个体和群体行为以及养殖水域的选择、养殖技术和装备开发以及仿生学研究提供参考。

渔业船联网是物联网技术在渔业领域的拓展应用，在渔业生产、安全管理以及海洋科学研究等方面具有重要作用。针对中国大部分渔船吨位小、智能化程度低、无法实现渔业船联网的问题，基于渔业船联网多样的应用场景和功能需求，设计并实现了基于渔业船联网的船载终端系统。采用双层嵌套主机设计，实现多种类型传感器的集中接入和处理；通过多传感器数据融合设计，实现数据的压缩和相关数据融合；通过自适应通信切换设计，实现不同海域数据实时传输方式的自动切换；采用基于.NET开发平台和Chromium内核框架进行系统软件功能设计，实现系统数据的集中处理和传输等功能；通过部署渔业船舶进行海上试验，完成系统的性能测试。结果显示：该系统可支持16路多源传感器的接入和数据处理，通过数据融合可实现78%的数据压缩率，通过4类通信方式可满足全海域的渔业船联网组网要求。研究表明，该系统功能完备，性能稳定可靠，可为中国渔船智能化改造和渔业船联网构建提供支撑。

为了解集装箱循环水养殖系统中排放尾水的污染状况及浮游植物群落结构特征，有效管理水环境质量，提高养殖效益。在系统集装箱养殖区的出水口（A）和进水口（B）进行水质监测和浮游植物采样分析，运用差异性分析比较两点的水质状况和浮游植物群落结构差异，运用冗余分析（RDA）浮游植物与环境因子的相关性并识别影响浮游植物群落结构的主要水环境因素。结果显示：系统主要污染物为悬浮颗粒物（SS）和总氮（TN），A点污染物质量浓度高于B点，5月的总污染指数最高，系统净化区域对尾水中的氨氮（NH4+-N） 和SS的去除率高于其他污染物。系统中检出浮游植物7门58属98种，A点76种，B点81种，均以绿藻门种类为主，A、B两点浮游植物密度、生物量、Shannon-wiener多样性指数和Margalef丰富度指数平均值分别为12.25×106 cell/L和11.67×106 cell/L，26.69 mg/L和34.23 mg/L，1.87和1.93，0.63和0.64。SS是显著影响A点浮游植物群落结构的环境因子，NH4+-N、TN、总磷（TP）和SS是显著影响B点浮游植物群落结构的环境因子。研究表明：运用物理过滤和生态净化等方法能有效降低集装箱养殖尾水中污染物质量浓度和提高浮游植物生物多样性。

基于深度学习的目标检测与识别在渔业养殖的应用中，存在数据集质量低，网络计算复杂度高、推理速度慢等问题，不易满足高实时性应用场景。本研究收集并标注83种水族馆鱼类的10 042张图像数据集，在保证目标检测和识别能力、降低网络计算复杂度、提高推理速度的情况下，探究网络的优化方法。利用“深度可分离卷积”重新设计YoloV4网络的主干网络（backbone）对比Mixup、Cutmix、 Mosaic等不同数据增强方式及Mish、Swish、 ELU等不同激活函数对网络的优化效果。根据对比结果择优选择数据增强方式、激活函数的组合用于优化网络。结果显示：根据该方法优化的网络在测试集上的预测精确率达到94.37%，计算复杂度(BFLOPS)仅为5.47, 相较YoloV4降低了93.99%。研究表明，本研究优化网络的方法，能够在保证检测与识别精确率的前提下，大幅降低网络计算复杂度、提高推理速度，为高实时性应用场景的鱼类目标检测与识别提供了参考。

养殖工船养殖舱水温的适宜性对保障养殖品种的生长和存活十分重要。通过抽取冷水团冷水，利用养殖工船进行鲑鳟鱼养殖的过程中，为科学布设温度传感器位置，合理监测养殖水体温度，本研究构建养殖工船养殖水舱三维瞬态热流固耦合模型，开展不同冷水进水流速和保温层厚度下养殖舱水温数值模拟研究。研究结果表明：保温层厚度对养殖舱中水温空间分布并未有显著性影响，稳定状态时的平均水温与保温层厚度无关，但是较厚的保温层可以减慢来自水舱外部的热量传入，有利于减缓养殖水舱水温升高，比较30 cm和40 cm保温层，养殖水体水温变化无显著差异，故30 cm硬质聚氨酯材料具有较好的保温效果。4 m/s、5 m/s 和6 m/s 3种不同进水流速主要影响养殖水舱的水温降低速度，对温度的空间分布并没有显著性影响。研究表明，温度传感器布设于养殖舱中心垂直剖面、远离排水口、靠近水面的位置，可较好监测养殖水体水温。

为扩大钢架式网箱的养殖空间，提出了一种在钢架式网箱基础上铰接外网箱的组合钢架式网箱。利用海洋工程水动力软件OrcaFlex对其进行水动力性能分析。对比分析在纯流、纯波浪及波流联合工况下，组合钢架式网箱和铰接前钢架式网箱的浮架与网衣连接点的有效张力，网箱容积剩余率和锚绳力，以及组合钢架式网箱的铰链系统运动响应。结果显示：相较于钢架式网箱，组合钢架式网箱的浮架与网衣连接点受力和锚绳力都有所增大；铰接外网箱能够扩大养殖空间并且不会影响内网箱的容积剩余率。通过在钢架式网箱基础上铰接外网箱能够达到扩大养殖空间的目的。研究结果可为在实际中应用铰接外网箱来扩大养殖空间提供参考。

为探明不同养殖品种在养殖尾水排放周期内的水质变化特征、主要污染物排放强度，获取养殖尾水排放周期内接近总排水量水质指标平均浓度的适宜采样时段，对暗纹东方鲀、罗氏沼虾、中华绒螯蟹养殖池塘进行养殖尾水水质监测，在16:30~次日7:30的养殖尾水排放周期内，每3 h采集养殖尾水检测总固体悬浮物（TSS）、有机物（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）指标。结果显示：不同养殖品种之间，排放养殖尾水的4项水质指标质量浓度均有显著或极显著差异。综合评价养殖尾水水质状况：中华绒螯蟹最佳，暗纹东方鲀次之，罗氏沼虾较差。养殖尾水排放周期内，暗纹东方鲀、罗氏沼虾、中华绒螯蟹养殖池塘TSS和TP质量浓度在不同检测时间均有极显著差异（P<0.01），CODMn 和TN质量浓度在不同检测时间均无显著性差异（P>0.05）。暗纹东方鲀养殖池塘的TSS实际排放强度显著高于估算排放强度（P<0.05），暗纹东方鲀和罗氏沼虾养殖池塘的TP实际排放强度显著高于估算排放强度（P<0.05），中华绒螯蟹养殖池塘4项水质指标的实际排放强度均低于估算排放强度（P>0.05）。养殖尾水排放特征因养殖品种而异，在养殖尾水处理系统运营方案优化方面具有参考价值，可建立养殖尾水层级净化甚至循环使用的水处理技术，赋予生态效益良好的中华绒螯蟹生态养殖池塘养殖尾水净化的功能。养殖尾水排放周期内TSS、TP质量浓度与排放水体积比可拟合曲线，用于计算养殖尾水水质指标接近理论值的平均质量浓度和对应采样时间。中华绒螯蟹池塘可采用拟合标准曲线，修正实测质量浓度的方式获取各项水质指标的平均质量浓度；暗纹东方鲀和罗氏沼虾池塘分别在养殖尾水排放周期的7~9 h和7~8 h采集水样可获取各水质指标接近理论值的平均质量浓度。 

以船载舱养为核心的工船养殖为在深远海开展海水鱼养殖提供了一条新的途径。为研究进水射流对养殖工船鱼舱流场的影响并评估横摇运动下进水射流对鱼舱流场的调节能力，采用FLOW-3D软件，对3000吨级养殖工船鱼舱流场特性进行数值模拟研究，分析总进水流量、进水口数目和横摇角度幅值对鱼舱流速大小和流动均匀性的影响。结果显示，随着总进水流量从110 m⊃3;/h增加到215 m⊃3;/h，鱼舱流速大幅增加，而流动均匀性的变化并不显著；随着进水口数目从4个增加到16个，鱼舱流速大幅降低，流动均匀性显著增加。对于锚泊状态下的工船，其横摇运动的周期变化范围较小，多在5.3～6.4 s间；随着横摇角度从0°增加到2°，鱼舱最大流速从0.385 m/s增加到0.413 m/s，流场变化较小，而当横摇角度从0°增加到5°，鱼舱最大流速从0.385 m/s增加到0.507 m/s，流场变化较大。研究表明，对于工船鱼舱，当进水口数目一定时，鱼舱最大流速与总进水流量呈线性正相关；故对于4个进水口的鱼舱，当总进水流量小于184 m⊃3;/h时，鱼舱流速始终小于0.5 m/s，是适合1龄以上大黄鱼（体长大于27 cm）养殖的。当因增加总进水流量而导致舱内流速大于鱼类适养流速上限时，可以通过增加进水口数目来降低鱼舱流速，同时增加水体流动的均匀性。对于锚泊状态下的工船，当横摇角度幅值小于2°时，横摇运动对鱼舱流场的影响较小，此时可以通过改变总进水流量和进水口数目来调节鱼舱流场；当横摇角度幅值大于2°时，横摇运动对鱼舱流场的影响较大，尤其当横摇角度幅值达到5°后，此时进水射流对鱼舱流场的调节作用有限。

根据《蒙特利尔议定书》，渔船制冷系统所用R22制冷剂因对大气臭氧层具有破坏作用，应在2030年前被禁止使用。因此寻找理想的替代制冷剂迫在眉睫，混合制冷剂通过组分筛选与配比，既可以满足系统制冷需求，又达到环保要求，成为替代传统制冷剂的主流趋势。本研究设计了单机单级的自复叠制冷系统，采用化工流程模拟软件开展了多元混合制冷剂的应用替代研究。基于自复叠制冷系统特点和混合制冷剂热物性，面向-65 ℃的目标温区，筛选了R14、R23、R134a和R245fa四种制冷剂，分别组成二元、三元和四元混合制冷剂。针对自复叠式制冷系统，开展了二元、三元和四元混合制冷剂在不同组分不同浓度下的热力计算分析。结果显示：采用四元混合制冷剂的制冷系统相比于采用二元、三元混合制冷剂的系统制冷系数更优。当四元制冷剂组元配比为R14/R23/R134a/R245fa（0.35/0.36/0.1/0.19）时，制冷系统的COP可达1.037，排气压力与吸气压力分别为1 590 kPa与740 kPa，压比小于3，并且排气温度仅为61℃，工况参数良好。同时与传统的R22制冷系统进行对比研究，结果显示，混合制冷剂系统的COP接近于传统R22制冷系统，且在容积制冷效率方面，吸气流量为R22制冷系统一级吸气流量的26.56%，可显著降低系统中选用压缩机的尺寸，系统更加简单，性价比更高。因此，新型的低温混合制冷剂R14/R23/R134a/R245fa具备替代船用传统R22制冷剂的潜力。

为抵抗养鱼水舱内水体晃荡等载荷，需要设计舱内操作平台使其达到使用要求和规范衡准。根据船型参数和舱型确定作用在该平台上的水体晃荡载荷，然后采用直接计算方法，建立包括该平台结构的舱段有限元模型，对舱段加载局部载荷和总体载荷，校核该平台在局部载荷和总体载荷联合作用下的强度并对其进行分析。结果显示：该平台的设计满足规范衡准要求，该平台结构属于结构分类的其他项，衡准为195N/mm2，经过计算分析，操作平台结构最大应力为124 N/mm2。研究表明，晃荡载荷对该平台强度影响最大，该操作平台晃荡载荷计算和强度分析方法为后续船设计提供参考。

为了解池塘多营养级养殖水体初级生产力的变化规律及关键影响因子，本研究构建了黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）多营养级养殖系统，于2020年9~11月和2021年3~8月，分别采用黑白瓶法、显微镜计数法、国标检测法，对养殖系统内养殖区、净水区两区的水体初级生产力、浮游植物生物量、水体理化指标进行了逐月调查。结果显示：养殖区、净水区初级生产力分别为1.90 ± 0.77 g/m2·d、3.05 ±1.43 g/m2·d，浮游植物生物量分别为0.45 ± 0.29 mg/L、0.81 ± 0.53 mg/L，差异显著（P＜0.001, P=0.002），且季节波动明显，均在9~11月、3~4月降低，5~7月升高。养殖区、净水区浮游植物生物量主要受水温、光照、磷酸盐影响。养殖区水体初级生产力主要受水温、氨氮、溶氧影响；净水区初级生产力主要受水温、硝酸盐氮、浮游植物生物量影响。本研究旨在阐明黄颡鱼多营养级养殖池塘的基本生态特征，为黄颡鱼高效养殖提供理论参考。

为提升虾塘巡边投饵作业的效率和可靠性，以差速无人投饲船为研究对象，提出了基于变积分PID姿态控制和边距区间搜索控制动态切换的控制算法。算法在建立差速无人投饲船运动模型和姿态反馈模型的基础上，追踪无人船巡边过程的距离信息和角度信息以保持投饲船巡边的正确姿态。同时，考虑无人船控制的非线性特征，设计了边距区间搜索控制算法，使船体快速的收敛到PID调整范围内，降低了算法的复杂性。通过Matlab仿真分析不同参数和边界下算法的有效性，验证了算法在0~3 m/s的巡边速度下，最大巡边误差可控制在0.3 m，最大角度跟踪误差可控制在9°。研究表明，提出的巡边算法满足虾塘投饲装备巡边指标要求，具有较好的实用价值。

为探讨一种赖氨酸芽孢杆菌对凡纳滨对虾生长、存活和养殖水质的影响。设1个试验组和1个对照组，每组3个平行，125尾对虾/桶，初始体质量 (5.18 ± 0.13) g、体长 (9.40 ± 0.18) cm、水温(26 ± 2) ℃、盐度30、试验时间10 d。试验组定期添加浓度为0.463×109 CFU/mL的赖氨酸芽孢杆菌菌液，试验组和对照组NH4+-N质量浓度变化范围分别为(0.05 ± 0.01) ~ (5.51 ± 0.09) mg/L、(0.05 ± 0.01) ~ (6.07 ± 0.22) mg/L。NO2--N质量浓度变化范围分别为 (0.07 ± 0.01) ~ (0.13 ± 0.01) mg/L、(0.07 ± 0.01) ~ (0.19 ± 0.01) mg/L。NO3--N质量浓度变化范围分别为 (0.07 ± 0.01) ~ (0.81 ± 0.07) mg/L、(0.07 ± 0.01) ~ (1.26 ± 0.07) mg/L。pH的变化范围分别为 (7.10 ± 0.01) ~ (7.74 ± 0.01)、(7.03 ± 0.01) ~ (7.74 ± 0.01)。结果显示：赖氨酸芽孢杆菌对养殖水体中的NH4+-N、NO2--N和NO3--N的控制及pH调控具有极显著效果 (P<0.01) ；试验组和对照组终末体质量分别为 (7.01 ± 0.38) g、(6.78 ± 0.23) g终末体长分别为 (9.67 ± 0.08) cm、(9.63 ± 0.04) cm，试验组相比于对照组有明显的提高但两者不存在显著性差异 (P>0.05)；试验组存活率 (77.07% ± 1.22%) 显著高于对照组 (71.73% ± 2.81%) 具有显著效果 (P<0.05) 。研究表明，赖氨酸芽孢杆菌有助于促进凡纳滨对虾生长、存活和水质调控。

为解决深远海养殖工船电力推进系统复杂，存在谐波干扰，设备空间占用多，系统成本高等问题，结合动力系统适渔性需求，采用了一种变频软起动的电力推进调距桨动力系统设计方法。经过比较该系统配置方案，研究该系统起动和运行过程中推进电机和螺旋桨的特性曲线，对比分析调距桨动力系统的造价和性能。结果显示：该电力推进调距桨动力系统可以简化动力系统配电网络，降低了配电装置成本，提高了系统冗余度，减少了电网谐波。研究表明：该方案具有经济性、可行性、可靠性、适渔性。

桁杆拖网是南极磷虾连续泵吸系统中的关键部分。为探究桁杆拖网结构与部件对网具水动力性能的影响，在基于网口背部水平扩张相同的前提下，通过缩减网口腹部网目数，缩短下纲长度设计了3种桁杆拖网网口规格，桁杆长度为20 m，下纲长度分别为20.0 m（1号）、18.2 m（2号）、17.6 m（3号）。按照田内相似准则制作模型网，在3种沉力条件和5档流速下进行模型试验。结果显示：相同拖速与沉力条件下3号网扫海面积与1号网接近，2号网扫海面积较小。沉力对桁杆拖网的阻力、网口高度、扫海面积存在极显著影响（P＜0.01），对能耗系数无显著性影响，适当增大沉力可以提高网具的垂直扩张性能；拖速对网具阻力、网口高度、扫海面积和能耗系数的影响极显著（P＜0.01），3种网口结构的网具阻力与拖速均呈幂函数关系，指数介于0.778 4～0.859 3，阻力递增斜率变化较小。综上分析，缩短南极磷虾桁杆拖网下纲长度后有利于南极磷虾桁杆拖网垂直扩张性能提高，有利于提高网具稳定性，有利于增加拖网有效扫海面积，有利于提高渔具综合捕捞效率。

为了改善海带采收船在养殖筏架间作业的回转性能，提高我国海带养殖产业的机械化水平，对新型海带采收船进行操纵性仿真计算研究。应用计算流体力学技术和重叠网格技术对海带采收船直航运动、纯横荡运动和纯艏摇运动进行船模的约束模型试验仿真计算并求取相对应的水动力导数，将求得的水动力导数无因次化后基于勃柯维茨(Abkowitz)操纵运动方程搭建matlab仿真平台，对两型海带采收船的回转半径和回转周期进行运动预报。结果显示，流线型船体的回转性能是较好的，加装防网格栅后船舶的回转能力明显下降，而加装侧推装置可以改善船舶的回转性。将仿真结果与实船试验结果进行对比，仿真计算的误差在15%以内，验证了其可行性和有效性，对后续渔船设计中操纵性的运动预报具有参考价值。

养殖环境中模糊、气泡遮挡等现象影响养殖鱼特征提取，使养殖鱼群检测精度不佳，为解决上述问题，提出融合通道非降维双重注意力机制ECBAM与改进YOLOv5的养殖鱼群检测模型ESB-YOLO(ECBAM-SPPF-BiFPN-YOLO)。使用ECBAM注意力机制获取更多细节特征；为缓解加入ECBAM导致的检测时间增加、速度变慢，使用SPPF替换SPP，减少模型计算量，降低模型检测时间，提高检测速度；为提高YOLOv5特征融合效果，使用BiFPN进行特征权重融合，提高有效特征在特征融合的比重，减少特征丢失。为了验证改进模块对YOLOv5的影响，设计了消融试验。试验结果显示：ESB-YOLO对比YOLOv5在保持检测速度的条件下平均精度提升了2.40%；设计模型对比试验，验证了ESB-YOLO的优越性，对比FERNet、SWIPENet与SK-YOLOv5等先进水下目标检测模型，ESB-YOLO在平均精度上分别具有3.10%、3.90%与0.70%的优势。研究表明，本研究所提模型对养殖鱼群目标检测效果更佳，可以满足养殖鱼群检测要求。

为实现海上养殖围栏结构振动实时监测，研发了围栏养殖平台振动实时监测系统。该系统分为监测设备和监测软件两部分。监测设备通过微处理器主板控制三轴加速度计进行围栏柱体结构振动数据实时采集，并利用4G-DTU无线传输至监测软件;监测软件实现对监测设备所采集数据的实时可视化、存储以及后续下载分析。为验证系统有效性，布设了两个监测节点对莱州湾大型管桩围栏进行了现场监测试验。试验结果显示：布设的监测节点可以有效采集围栏结构三轴加速度数据并实时传输至监测软件进行可视化与存储；同时后续数据分析揭示了试验监测对象莱州湾大型管桩围栏振动基本规律，其振动主频约为4 Hz，振动数值在不同监测节点表现出了明显的空间与时间差异。证明了所研发系统的有效性。

为解决流化床生物滤器在运行过程中存在床层增高影响其正常使用的问题，研发了基于超声波定位技术的滤料自清洗装置。以常规流化床生物滤器为对照组（CF），研发的自清洗流化床生物滤器为试验组（EF），比较了两组流化床生物滤器的床层增高和滤料流失程度，研究了流化床生物滤器的水处理性能。结果显示：采用超声波定位技术可有效控制流化床生物滤器的床层增高和滤料流失程度，在150%床层膨胀率下，EF组每周的床层增高和滤料流失仅为1.8±0.3 cm和28±12 g，比CF组分别降低了500%和350%。EF组的平均总氨氮（TAN）去除负荷达到了762±164.33 g/(m3.d)，显著高于CF组（P <0.05），在TAN快速降解的过程中，两组亚硝酸盐氮未出现明显的累积，水体中的溶氧质量浓度、碱度和COD浓度都出现一定的下降。EF组表层和底层滤料的细菌种群结构和丰度的未出现明显的差异，主要优势细菌包括赭黄嗜盐囊菌属，Candidatus_Microthrix，红杆菌属和硝化螺菌属。CF组表层和底层滤料的细菌种群结构和丰度的差异较大，而优势菌群的种类较为相似，主要为罗姆布茨菌和Clostridium_sensu_stricto_1。EF组的硝化螺菌属丰度显著高于CF组，说明采用超声波技术实时控制床层高度有利于氮转化细菌的富集，进而提升了流化床生物滤器运行时的水处理性能。

气力提升装置具有结构简单，运行成本低廉等优点，在水处理领域具有广泛应用。本研究建立了气力提升系统理论模型，分别考察了进气流量、提升立管管径、淹没率和吸口截表面积对管道式气力提升池底吸污装置吸口流速和吸污效率的影响。试验研究了进气流量、提升立管管径、淹没率和吸口截面积等因素对吸污装置吸口流速和吸污效率的影响规律。结果显示：吸口流速和吸污效率都与进气流量和淹没率呈线性增长关系；在管径不变的条件下，吸口流速随着吸口截面积增大而减小，吸污效率增加后趋于稳定。进气流量为6 m⊃3;/h、淹没率为0.778、提升立管管径为50 mm和吸口截表面积为226 mm2的工况条件下，管道式气力提升池底吸污装置可以达到最优性能。本研究为后续装备研发、试验和推广应用提供参考。

系统全面地了解红鳍东方鲀耗氧特性，掌握其关键影响因子和变化规律是工厂化养殖系统设计构建和高效运行的重要基础之一。研究使用自制耗氧率测试装置，采用麻醉灌喂方法测试了体质量(311±11.22)g的红鳍东方鲀在不同条件下的耗氧率情况。共设计1个对照组（完全禁食）、2个水温试验组（分别为20℃和28℃）和4个摄食率试验组（分别为体质量的0%、0.3%、0.6%和1.2%），通过加热棒控制测试装置内的水温，通过传感器实时监测并记录溶解氧变化情况，并计算出红鳍东方鲀标准体质量耗氧率。结果显示：禁食状态下，红鳍东方鲀在水温20℃时的标准体质量耗氧率为（70.89±22.21）mg O2/(kg•h)，在28℃时为（211.49±37.67）mg O2/(kg•h)，水温影响差异显著（P＜0.01），但是没有表现出明显的昼夜节律；摄食状态下，红鳍东方鲀摄食率对于耗氧率峰值没有显著影响，是0%试验组的1.7~2倍。高温情况下摄食率越高，耗氧率到达峰值所需时间越短，低温情况下并不明显；从耗氧率回复时间来看，20℃时回复时间为2.5~7.5 h，28℃时为3~15 h，存在随着水温和摄食率的提高，回复时间明显增加的趋势。研究认为红鳍东方鲀主要通过延长耗氧率回复时间来满足其更高的摄食耗能。本研究系统阐述了水温和摄食条件对红鳍东方鲀耗氧的影响，为工厂化养殖系统管理运行及高密度养殖系统溶氧精准调控提供参考。

为验证斑石鲷陆海接力养殖模式的可行性，将工厂化循环水培育的大规格斑石鲷 (350.6±24.3) g，转运投放至莱州湾开放海域大型工程化围栏，开展陆海接力养殖试验，并与同期工厂化循环水养殖斑石鲷进行了为期120 d的对比试验，统计分析斑石鲷的生长特性、血清非特异性免疫指标和抗氧化酶活性以及养殖经济效益。结果显示：经120 d的工厂化循环水养殖后，斑石鲷的平均体质量增长至 (547.6±25.2) g，存活率为95.8%；陆海接力养殖的斑石鲷平均体质量增长至 (735.7±27.9) g，存活率为98.3%，平均体质量和存活率比工厂化循环水养殖分别高34.3%和2.6%。经过陆海接力养殖的斑石鲷其血清溶菌酶(LZS)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)的活性都显著高于工厂化循环水养殖（P<0.05），分别提高了40.5%，43.2%，42.3%和39.8%。此外，陆海接力养殖的净利润比工厂化循环水养殖高38.37%。综上，大规格斑石鲷经过大型工程化围栏陆海接力养殖生长性状、免疫力、抗氧化状态和经济效益都得到了提高，相关结果为斑石鲷陆海接力养殖提供理论依据和技术支撑。