渔业现代化

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  • “碳中和”压力下长江生态修复工程的实施路径研究
    车轩
    2023, 50(1): 1. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.001
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  • 厌氧/缺氧/好氧序批式反应器处理养殖尾水的脱氮除磷性能的研究
    杨名帆, 石婷宇, 罗国芝, 谭洪新, 刘文畅,
    2023, 50(1): 9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.002
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    为了探究厌氧/缺氧/好氧（anaerobic/anoxic/aerobic，A2/O）工艺试验装置处理模拟养殖尾水的处理效果，本研究在反硝化聚磷菌富集阶段，经过聚磷菌的活化、反硝化聚磷菌的富集、保持系统稳定三个阶段的富集培养，系统除磷率达到80%。在利用反硝化除磷菌处理模拟养殖尾水期间，通过A2/O工艺实验装置连续性进水出水，系统出水硝酸盐氮（NO3--N）去除率全程达到了的95%。出水的磷酸盐（PO43-）去除率40%~50%，出水总氮（TN）去除率也稳定在88%，出水的总磷（TP）去除率在30%~50%。探究A2/O工艺试验装置处理高硝酸盐氮生物絮团尾水和循环水养殖尾水的处理效果时，通过额外添加乙酸钠充当碳源的方式，添加碳源维持碳氮比在3.4:1的组别脱氮效果显著，除磷效果不显著，未达到SC/T9101—2007《淡水池塘养殖水排放要求》一级排放标准，需要进一步处理。

  • 移动床生物膜反应器（MBBR）—藻类反应器联用消除水体氮盐的设计
    张翔宇, 李雪莹, 孙侦龙, 李碧莹, 宋协法, 李贤
    2023, 50(1): 19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.003
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    为解决循环水养殖生产中硝酸盐积累问题，以凡纳滨对虾(Litopenaeus Vannamei )循环水养殖系统为例（养殖负荷5 000 kg），设计了一种移动床生物膜反应器（MBBR）—藻类反应器联用系统作为生物处理单元用以消除养殖水体中无机氮。根据物质平衡原理确定生物处理单元进水流量为453.3 m3/h，MBBR尺寸为4 m×4 m×2.8 m（4个），藻类反应器尺寸为6 m×6 m×2.8 m（4个），MBBR水力停留时间（HRT）为0.3 h，藻类反应器HRT为0.36 h，系统新水更新量为0.97 m3/h，循环次数为22 次/d，系统硝酸盐氮可维持在70 mg/L以下的安全质量浓度范围内。构建中试系统进行验证，发现MBBR-藻类反应器联用相比MBBR，总氮的去除率由3.9%提高至42.8%；藻类可通过光合作用吸收水体磷酸盐，联用系统对总磷的去除率高达66.8%，藻类特定生长率达到3.86~10.35%/d，联用系统有效缩短了去除同量氮磷所需水力停留时间。本研究可为循环水养殖系统中硝酸盐原位消除技术及生物处理单元的建立提供理论参考，助推水产养殖绿色发展。  

  • 淡水池塘不同养殖品种养殖尾水排放周期内的水质动态变化
    徐嘉波, 刘永士, 施永海, 袁新程, 王建军, 刘建忠, 贾垂攀
    2023, 50(1): 26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.004
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    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。 

  • 基于超声波定位技术的流化床生物滤器研发与性能分析
    张海耿, 刘安东, 徐金铖, 高霞婷, 张宇雷,
    2023, 50(1): 34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.005
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    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。

  • 菲律宾蛤仔对沉积物-水界面营养盐交换通量的影响
    魏祥涛, 刘召君, 葛长字, 宋建达, 黄国强, 侯文昊, 荣博文
    2023, 50(1): 43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.006
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    营养盐在沉积物-水界面的扩散影响菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum的底播、菲律宾蛤仔和鳗草实生苗的互作，推测菲律宾蛤仔规格、丰度和活动稳定性影响营养盐的扩散。将不同丰度、规格的菲律宾蛤仔置入装有沉积物中，室内培养19天，并于第13、19天，研究营养盐在沉积物-水界面的交换通量。菲律宾蛤仔生物量、规格和丰度、活跃性影响营养盐在沉积物-水界面的交换通量，第13天，NO2--N、NH3-N、TN交换通量受菲律宾蛤仔规格影响，NO2--N和NH3-N交换通量随菲律宾蛤仔规格增大而增大。第13 和19天，NO2--N、NH3-N、TN、PO43--P交换通量受菲律宾蛤仔丰度影响，随菲律宾蛤仔丰度增大而增大。因此，评估滤食性贝类环境容量、贝类与海草的互作时，需考虑贝类生物量、规格和丰度的作用。

  • 围网网衣清洗装备的设计与打击力试验
    徐从晓, 张华, 罗梦伟, 桂福坤
    2023, 50(1): 50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.007
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    在深海围网养殖过程中，围网网衣容易滋生很多附着物，影响围网内外部水体流动交换，附着物还会加重网衣重量，受海浪冲击时可能造成网衣破损。针对围网网衣清洗难的问题设计了一套围网网衣清洗装备。该装备采用水射流清洗技术，根据选取的高压泵（额定流量 50 L/min，额定压力20 MPa）应用水动力学计算该装备喷嘴的理论直经与水射流理论打击力，加工样机进行水射流打击力对比实验来确定其最优喷嘴出水口形状和直径。结果显示：该设备在选配0.8 mm的圆柱形喷嘴时能与该高压泵的额定压力流量相匹配，可对该泵的压力流量进行最大化利用。表明该设备在水下清洗时配有0.8 mm的圆柱形喷嘴能产生的射流打击力最大，且在靶距保持在10 mm内清洗效果最好，并为水射流清洗研究提供参考意义。

  • 真空泵吸鱼过程气液两相流数值分析
    林礼群, 张耀明, 刘平, 楚树坡, 徐志强
    2023, 50(1): 58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.008
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    为探究真空泵吸鱼过程气液流动机理以及抽气压力对吸鱼速度影响，以某深远海养殖平台真空吸鱼泵为研究对象，基于体积函数法（Volume of Fluid，VOF）两相流模型，对真空吸鱼泵集鱼装置内部气液两相流动过程进行数值模拟。结果显示：在一定抽气压力条件下，水进入集鱼筒后，产生了水与大量气团组成的泡沫状气液两相混合体，气泡不断聚集并向抽气口方向运动，直至流出抽气口，集鱼筒注满水时间短；管道入口启动速度随着抽气压力的减小不断增大，之后速度波动减小，在- 40 kPa ~ -20 kPa抽气压力条件下，当抽吸时间7 s，管道入口的速度逐渐平稳，当抽气压力≥-15 kPa时，吸水管出现了倒流现象，水沿管道来回晃荡，抽气压力在- 40 kPa ~ -20 kPa范围可确保鱼水混合物顺利抽到集鱼筒内。本研究数值模拟结果可为真空吸鱼泵的抽气压力设计及优化提供参考。

  • 基于Ransac算法的多波束点云人工鱼礁提取方法
    沈蔚, 廖德亮, 卢泉水, , 杨智松, 崔晓冬, 林军,
    2023, 50(1): 64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.009
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    投放人工鱼礁作为海洋牧场建设的重要环节，其投放质量评估工作日益受到重视。为实现大范围的人工鱼礁三维信息的自动识别与提取，提升人工鱼礁量化评估的质量，提出了一种基于Ransac算法的多波束点云人工鱼礁提取方法。该方法首先利用多波束声呐获取点云，在对点云进行分割、去噪等预处理后，利用Ransac算法将点云分为内外点集，内点集近似拟合为海底平面，外点集为人工鱼礁。在浙江嵊泗马鞍列岛某礁区进行了相关试验，实现了整体和单体鱼礁的提取，提取正确度达94.79%，完整度达91%，能够较好地提取鱼礁的三维形态、位置、尺寸、高度、空方等信息。研究表明，本方法可以大范围地应用于各型人工鱼礁目标投放效果的量化评估。

  • 基于SSA-LSTM模型的黄鳝池溶氧预测研究
    林彬彬 , 袁泉 , 田志新 , 潘显斌 , 周文宗 , 徐震
    2023, 50(1): 71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.010
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    溶氧含量是影响黄鳝养殖的重要因素，为提高黄鳝池溶氧浓度的预测精度，提出一种基于麻雀搜索算法（SSA）和长短期记忆神经网络(LSTM)的黄鳝池溶氧浓度预测模型，即利用SSA算法优化LSTM模型的超参数后，对循环水黄鳝养殖池的溶氧浓度进行预测。结果显示：基于SSA-LSTM模型的预测准确率为96.77%，相较于对照模型LSTM、门控循环单元（GRU）、粒子群算法-长短期记忆神经网络（PSO-LSTM）分别提升了2.09%、3.34%、0.55%。该模型其他指标均方误差（）、平均绝对误差（）、均方根误差（）分别为0.67、0.53、0.81，相较于对照模型也有明显下降。研究表明，利用SSA-LSTM模型预测黄鳝池溶氧浓度具有良好的准确性和鲁棒性，可以为黄鳝养殖中水质参数精准调控提供依据。

  • 菱形与方形网目网囊的坛子网对小黄鱼（Larimichthys polyactis）选择性的比较研究
    黄六一, 杨意馨[ ], 许庆昌 , 尤鑫星
    2023, 50(1): 80. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.011
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    为探究坛子网网囊网目形状和尺寸对小黄鱼（Larimichthys polyactis）选择性的影响，本研究分别设计了3种规格菱形网目（内径30 mm、40 mm、50 mm）和方形网目（内径20 mm、30 mm、40 mm）网囊，采用套网法，于2020年秋季在黄海海州湾海域开展了12次海上试验；在分析渔获物组成和小黄鱼幼鱼逃逸率基础上，应用Logistic选择性模型，分析网目形状和网目尺寸对小黄鱼选择性的影响。结果显示：试验渔获物中共包含不同种类63种；小黄鱼体长范围为80~134 mm，平均体长为106 mm；在菱形网目和方形网目网囊中其渔获量占总渔获量的比例分别为41.45%和36.83%；
    相同网目尺寸条件下，方形网目网囊小黄鱼幼鱼释放效果优于菱形网目，网目尺寸为40 mm时，方形网目尾数和质量逃逸率比菱形网目分别高34.53%和34.39%；网目尺寸为30 mm和40 mm的方形网目网囊的50%选择体长（L50）比对应的菱形网目选择性分别高5.93%，18.84%；渔获物组成中，小黄鱼的幼鱼比例非常高，超过90%，基本全为幼鱼。基于上述试验结果，综合考虑海州湾小黄鱼资源状况和生产效益，建议将海州网坛子网捕捞小黄鱼的网囊网目尺寸由现在规定的菱形网目35 mm，扩大为菱形网网目50 mm或方形网网目40 mm，从而达到有效保护小黄鱼幼鱼资源的目的。

  • 基于直接计算法的聚乙烯渔船船体结构强度研究
    姚静, 郑建丽, 杨浩
    2023, 50(1): 89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.012
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    为保证聚乙烯渔船船体结构强度，提升聚乙烯渔船质量，以船长10.10 m线性低密度聚乙烯渔船为研究对象，采用ANSYS软件建立渔船有限元模型，依据现行技术法规相关要求，分析典型工况弯扭组合载荷作用下总纵强度对渔船结构安全的影响，通过调整船舶长深比和保证主船体活鱼舱处结构的连续性的方法，研究了船舶主尺度比和船体结构件连续性对主船体总纵强度的影响程度。研究发现，聚乙烯渔船原材料质量是保证船体结构安全的首要要素，小型聚乙烯船舶有校核整船总纵强度的必要性，合适的船舶主尺度可以明显提高渔船总纵强度，船舶设计建造时保证纵向结构完整及连续性更有利于总纵弯曲应力的过渡。本研究采用的直接计算法思路可为聚乙烯渔船结构强度的研究提供借鉴，为聚乙烯渔船的结构优化设计提供参考。

  • 贻贝高压水射流清洗关键参数建模及试验
    袁跃峰, 谢飞, 王佳胜
    2023, 50(1): 97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.013
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    为解决贻贝传统清洗方式劳动强度高、清洗效果差的问题，搭建了贻贝高压水射流清洗平台。以射流压力、靶距、入射角为变量，射流打击力和射流冲击压力为评价指标，对贻贝外壳进行高压水射流清洗试验；通过Design-Expert软件设计多因素组合试验，建立射流打击力和射流冲击压力的数学模型，使用Box-Behnken响应面寻优得出贻贝高压水射流清洗参数的最优组合；采用最优清洗参数进行射流清洗试验，以验证参数的有效性。结果显示：使用喷射角为65°，内径为2 mm的扇形喷嘴，在射流压力为9.66 MPa，靶距为99.88 mm，入射角为75.38°进行高压水射流清洗时，射流冲击压力为0.011 MPa射流冲击压力远小于贝壳整体曲面的承压能力，清洗后的贻贝表壳完整无裂纹，表壳附着的各类顽固污物基本去除，清洗效果相较于传统清洗方式得到显著提升。高压水射流技术应用于贻贝的清洗，能有效提高贝源的结净程度和工业化精细处理水平，同时对其他双壳纲贝类的清洗也具有一定的借鉴意义。

  • 南极磷虾虾水分离装置设计
    刘平, 林礼群, 焦尔, 金娇辉
    2023, 50(1): 107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2023.01.014
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    为了匹配南极磷虾连续泵吸捕捞系统，改变传统南极磷虾捕捞高损伤、低附加值加工的现状，提升南极磷虾捕捞产业自动化水平，针对新型的南极磷虾连续泵吸捕捞方式后续阶段的虾水分离和传输问题，减少在南极磷虾泵连续吸捕捞输送过程中的损伤，研究并开发了螺旋输送式虾水分离器，对其分离效率和输送速度等参数进行了设计计算和流体分析。结果显示：虾水分离器能够满足连续泵吸设备设计流量下南极磷虾的分离和输送，无大量南极磷虾堆积挤压造成虾体破损，并且能够通过对转轴转速和主体倾斜角的调节，实现泵吸输送变流量条件的下的虾水混合物的分离。研究表明，本设计可以通过缩放设计和并行布置，以满足不同吨位和布局的南极磷虾连续泵吸捕捞船，为南极磷虾虾水分离实际应用提供参考。