成像声呐作为现代渔业资源监测与评估的重要工具，尽管面临环境复杂性、分辨率限制以及大规模数据处理等挑战，但在渔业资源调查、鱼类行为分析及栖息地保护等方面展现了巨大的潜力。本研究系统总结了成像声呐技术在渔业领域的应用进展，深入分析了现存挑战，并对未来技术发展进行了展望。重点关注了复杂和敏感栖息地监测、低可视度环境中的目标探测、鱼类行为分析以及物种数量估计等多个应用场景，全面梳理了成像声呐在渔业领域应用的国内外研究现状。在此基础上，从提升分辨率、开发自动化数据处理流程、实现小型化与轻量化设计以及推进集成化设计等多个维度出发，对成像声呐的未来发展进行了展望，旨在为成像声呐在渔业领域的广泛应用和支撑渔业资源的科学管理与决策提供参考。

牡蛎在贝类养殖品种中产量居首位，具有显著的经济价值。然而，现有养殖设施存在标准化与机械化程度低、抗风浪能力弱等问题，严重制约了牡蛎养殖产业的可持续发展。本研究设计了一种升降式牡蛎养殖平台，并通过物理模型试验，系统研究了该平台在不同波浪参数、吃水及系泊型式下的水动力特性。研究结果表明：养殖平台的运动响应和锚绳力与波高和周期呈正相关，但增长率随周期增加而减小；在相同工况下，垂荡和纵摇变化幅度更为剧烈；在极端海况下，养殖平台从漂浮状态过渡至下潜状态时，纵荡、垂荡、纵摇和锚绳力分别降低了27.32%、45.89%、42.32%和18.47%，抗风浪能力显著增强，其中垂荡和纵摇运动的减弱效果最为显著；与张紧系泊条件相比，松弛系泊条件下的运动响应和锚绳力相对较低，且增幅接近线性关系。本研究为牡蛎养殖平台的研制提供理论支撑，对其他贝类养殖平台的设计研究也具有重要的借鉴意义。

为准确地对深远海框架式养殖平台气隙性能进行预报，以某大型框架式养殖平台为研究对象，基于线性波浪绕射/辐射理论、莫里森方程理论和刚体运动学原理，采用频域方法进行气隙计算，分析了养殖平台细长结构杆件粘性效应、网衣粘性效应、扰动波面升高和定位系泊系统刚度等因素对气隙性能计算影响。结果显示：平台细长结构杆件和网衣的粘性效应会显著改善平台的垂向运动，使得平台气隙性能得到优化，气隙极值增大范围约0.3~1.0 m；扰动波面升高对框架式养殖平台的气隙性能存在显著影响，气隙极值增大范围约0.2~0.7 m、减小范围约0.3~1.6 m；定位系泊系统刚度对平台运动的约束会影响最终的气隙极值，气隙极值减小范围约0.1~0.4 m。研究表明：在进行框架式养殖平台气隙性能预报时，应合理考虑细长结构杆件粘性效应、网衣粘性效应、扰动波面升高和定位系泊系统刚度等因素。

针对传统竖流沉淀器在高水力负荷下颗粒物截留效率低、易受湍流干扰的缺陷，本研究设计了一种涡漩式竖流沉降过滤器，通过融合竖流沉淀与旋流分离原理，结合CFD-DPM耦合模拟与试验验证，系统探究其对循环水养殖系统（RAS）悬浮颗粒物的强化去除机制。数值模拟表明，涡漩结构通过离心力与重力协同作用优化流场分布，有效抑制颗粒物逃逸；对比试验中，在15 m³/(m²·h)水力负荷下，涡漩式过滤器对进水TSS 25 mg/L和50 mg/L的截留率分别达72.92%±7.40%和59.24%±5.15%，较传统装置提升28.6%和36.0%（P<0.05），而两者出水TSS质量浓度随流量增加的变化无显著差异（P>0.05）。研究表明，涡漩式设计通过旋流强化机制缩短水力停留时间，显著提升高负荷工况下颗粒物截留稳定性，解决了传统装置因流速升高导致的性能衰退问题。该成果为RAS固液分离设备的优化提供了兼具高效性与工程适用性的解决方案。

为解决鳗鲡工厂化养殖大量换排水、养殖后期水质恶化、设备设施投资与运行成本高等问题，本研究优化了工厂化节水减排养殖鳗鲡工艺并场景应用。采用正交试验设计方法，基于已筛选出的3株脱氮降磷功能菌，研发养殖水体“菌颗粒-复合菌液制剂”原位水处理技术，优化工厂化节水减排养殖工艺并采用对照试验的方法示范应用于不同密度的双色鳗鲡黑仔养殖，养殖周期120 d。结果显示，处理组Ⅰ(500 ind./m3)的黑仔鳗起捕规格、单产、特定生长率和绝对增重率分别显著高于对照组41.4%、43.9%、17.3%和48.2%(P<0.05)，饲料系数极显著低于对照组17.6%(P<0.01)；处理组Ⅱ(750 ind./m3)的黑仔鳗起捕规格、单产、特定生长率和绝对增重率分别显著高于对照组20.5%、83.0%、8.9%和23.3%(P<0.05)，饲料系数极显著低于对照组11.0%(P<0.01)；处理组均比对照组实现节水减排75%以上；处理组Ⅰ养殖水质的平均氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮和总磷浓度分别显著低于对照组90.8%、80.7%、10.0%、51.5%、38.7%(P<0.05)；处理组Ⅱ养殖水质的平均氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮和总磷浓度分别显著低于对照组88.0%、74.2%、5.6%、42.6%、21.3%(P<0.05)。表明该养殖工艺具有节水减排、维持养殖水质全程良好、投资和运行成本低等优点，应用前景广阔。

地下海水作为水产养殖业用水的补充，其铁锰超标可以引发养殖水质问题，进而对养殖生物的呼吸、免疫以及生长发育等方面产生不良影响。本研究采用高锰酸钾(KMnO4)和硫酸锰(MnSO4)溶液对石英砂和沸石进行化学改性处理、采用高温煅烧法对沸石进行物理改性，对改性材料进行表征。通过铁、锰过滤实验，探究改性前后石英砂、沸石去除铁、锰稳定后的成熟期。结果显示：化学改性后石英砂表面负载大量球形颗粒，沸石形成致密蚀刻沟槽，物理改性沸石层状结构破碎。化学改性的石英砂与沸石表面Mn元素比例分别为18.32%、24.82%，主要以MnO2的形式呈现。300℃煅烧的化学改性石英砂和沸石比表面积(7.26 m²/g和28.57 m²/g)及孔体积(0.005 2 cm³/g和0.112 cm³/g)均达最大值；400℃煅烧的沸石比表面积(20.18 m²/g)及孔体积(0.0857 cm³/g)达最大值。化学改性沸石最快达到除铁锰成熟期，分别为10 d、8 d，远低于未改性滤料成熟期。本研究将为水产养殖地下海水中铁、锰的去除技术提供理论依据和技术参考。

在自然界中生物体为了生存，必须适应光周期即昼夜光循环这一重要的环境变化，研究许氏平鲉幼鱼对不同光周期的反应，设定5种不同光周期（24 L:0 D、16 L:8 D、12 L:12 D、8 L:16 D、0 L:24 D）条件，观察了不同条件下许氏平鲉行为、生长和生理的变化。结果显示：8 L:16 D光周期条件下许氏平鲉个体间距离较为稳定，群体排列更加整齐，而24 L:0 D和0 L:24 D光周期条件下许氏平鲉凝聚力和协调性均有所下降；试验结束时8 L:16 D光周期条件下体长体质量显著高于其他光周期条件（P＜0.05）；24 L:0 D光周期条件下许氏平鲉血浆中皮质醇浓度和葡萄糖含量均高于其他试验组，16 L:8 D光周期条件下许氏平鲉血浆中谷草和谷丙转氨酶活力均呈现升高趋势。8 L:16 D光周期条件下会提升鱼群的凝聚力和协调性，使许氏平鲉更倾向于集群运动，同时也有利于许氏平鲉生长摄食，而24 L:0 D和0 L:24 D光周期条件下许氏平鲉群体行为表现不佳，24 L:0 D和16 L:8 D光周期条件不利于许氏平鲉生理代谢。研究结果为许氏平鲉增养殖光环境优化提供了参考依据。

针对池塘工程化循环水养殖用风送式投饲系统智能化程度低、能源消耗大、饲料破碎率高、投饲效率低等问题，本研究基于流体动力学-离散元法的多物理场耦合数值模拟技术（CFD-EDEM），对单管多路风送式投饲控制系统进行优化。首先，对池塘工程化循环水养殖系统及单管多路风送式投饲系统进行分析，了解性能优化需求；其次，设计常用膨化饲料物性参数测定试验，构建饲料离散元模型；然后，构建输料管路物理模型及计算流体模型，模拟不同送风速度下饲料颗粒的运动特性及分布规律，优选送风-下料智能控制策略。结果显示：送风速度显著影响输料效率与管道堵塞风险，在本试验条件下，入口风速30~40 m/s为最优工况范围；通过变频控制风机工作频率（36~48 Hz）实现送风-下料协同优化，通过压力反馈实现管道余料吹空与防堵控制，较传统模式节能18.6%、降低破碎率39.44%、提高投饲均匀度43.48%，提高了投饲效率。CFD-EDEM方法能够较好地仿真投饲系统运行工况并提供优化控制策略，本研究提出的智能控制策略为长距离多点位精准投饲提供了理论参考，有效提升了系统智能化水平与运行稳定性，为集约化水产养殖装备研发提供参考。

为探究不同封闭式养殖模式下吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)越冬期间的微生物群落变化，本研究采用高通量测序技术，比较分析了循环水养殖系统（RAS）与生物絮团系统（BFT）中鱼体肠道及水体的微生物群落结构。结果表明，养殖过程中RAS组水体、RAS组生物滤池滤料及BFT组水体的Chao1指数均呈上升趋势，RAS组水体和生物滤池滤料的多样性在末期下降，BFT组水体微生物多样性上升；养殖末期RAS组鱼体肠道与鳃的物种丰富度和多样性均高于BFT组。养殖初期RAS组水体优势菌为变形菌门(Proteobacteria, 75%)和副球菌属(Paracoccus, 34%)，BFT组水体的为厚壁菌门(Firmicutes, 86%)和芽孢杆菌属(Bacillus, 85%)；养殖末期BFT组水体优势菌门转变为绿弯菌门(Chloroflexi, 43%)。养殖初期鱼体肠道以梭杆菌门(Fusobacteria, 62%)和鲸杆菌属(Cetobacterium, 61%)为主，养殖末期RAS组以变形菌门(35%)和绿弯菌门(31%)为优势菌门，优势菌属为norank_o__JG30-KF-CM45(25%)和包西氏菌属(Bosea, 12%)；BFT组优势菌门为变形菌门、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门，优势属包括芽孢杆菌(16%)、鲸杆菌(13%)和norank_f__Caldilineaceae(13%)。养殖末期BFT组水体与鱼体肠道的微生物群落表现出较强一致性，共同优势菌门包括梭杆菌门、变形菌门、绿弯菌门及拟杆菌门(Bacteroidota)；RAS组水体与鱼体肠道间微生物相关性较弱。综上所述，不同养殖模式显著改变了养殖水体和吉富罗非鱼肠道微生物群落结构，利于罗非鱼的健康。与RAS相比，BFT系统更能增加罗非鱼肠道的微生物群落多样性。因此，在越冬养殖过程中，建议将BFT系统作为吉富罗非鱼的优选养殖模式。

溶氧是水产养殖中重要的水质因子，因此需要精确控制。针对溶氧控制系统的时变性、非线性和滞后导致的控制难题，该研究提出了一种改进Smith模糊PID控制器，将模糊PID算法加入到改进Smith预测器中，以减少模型失配对溶氧控制系统的影响。在理论模型与实际模型匹配和不匹配的情况下进行仿真。结果显示，相较于PID控制器、模糊PID控制器和Smith模糊PID控制器，改进Smith模糊PID控制器的最大超调量明显小于其他3种控制器，平均为0.78%，并且能在最短时间内(约为371s)将溶氧浓度调整到目标值。此外，该研究将4种控制器应用于实际的溶氧控制过程进行试验验证。结果表明，改进Smith模糊PID控制器具有最佳的控制效果，控制精度和鲁棒性符合控制要求，可以胜任循环水养殖系统溶氧的精确控制。

水下生物目标检测普遍仍采用人工识别的方法，面临着智能化水平低的问题。现有的目标检测算法YOLO系列，存在参数量和计算量大、检测精度差等问题。提出了一种基于RT-DETR模型的改进算法。提出DynaShareNet主干网络，共享stem信息架构以提升特征融合效率并降低计算负担；引入扩张变换器注意块DTAB，结合全局与局部特征交互以增强复杂水下环境鲁棒性；采用MaSA-RetBlock模块，解决目标模糊和低对比度识别问题；以及引入EMASlideVarifocalLoss用于提升难分类目标处理能力。在URPC2020数据集上的试验结果表明，改进算法显著提升了检测精度，mAP50和mAP50:95分别提高3.3%和3.5%，大幅降低了模型复杂度，参数量和计算量分别下降41.7%和47.7%，检测精度和参数量、计算量显著优于YOLO系列算法，同时在RUOD数据集上验证了其良好的泛化性能。研究表明，该改进算法有效提升了水下目标检测的性能与效率，具有较好的应用前景。

为研究港内渔船多船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动情况以及下沉量与波高的关系，采用物理模型试验的方法，对单船艏艉锚泊、双船、三船、四船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动进行了研究，重点分析了纯浪和风浪作用下，波浪周期、波浪入射方向、并排锚泊船数、渔船所处位置等对各船垂荡的影响。结果显示：90°和45°纯浪作用时，单船的最大下沉量约为波高的0.5~0.8倍；0°纯浪时，单船的最大下沉量约为波高的0.25~0.65倍；90°纯浪作用下双船并排艏艉锚泊时，其最大下沉量约为波高的0.3~1.1倍；当三船或四船并排锚泊时，其最大下沉量约为波高的0.5~1.2倍。当90°风浪作用时单船最大下沉量约为波高的0.4~0.6倍，双船时约为0.6~0.8倍，三船或四船时约为0.8~1.2倍。研究结果可为港内渔船安全泊稳研究提供参考依据。

鱿鱼产业是中国海洋经济的重要组成部分，但鱿鱼加工产业受限于人工作业，严重制约了产业的提档升级。为实现鱿鱼胴体、内脏、鳍、头分离过程的自动化，本研究根据鱿鱼结构特征设计了鱿鱼“卡鳍垂脖”固定方式的载具，并通过分析人工作业特点，设计了鱿鱼自动上料模块，鱿鱼掏黄、去黄、去鳍和去头结构，自动上料模块基于Faster-RCNN神经网络模型实现了鱿鱼姿态识别，基于快速DT算法实现了鱿鱼抓取点求解，利用协作臂完成鱿鱼的自动上料；掏黄、去黄、去鳍和去头结构融合控制程序实现了仿人作业。在鱿鱼加工厂的试验结果显示，鱿鱼副产物全自动去除设备可实现100-400 g规格范围内鱿鱼的自动上料、去内脏、去鳍和去头，加工效率达到45条/min，单台设备可节约人工3人。研究表明，鱿鱼副产物全自动去除设备能仿人完成去鱿鱼内脏、鳍和头工作，达到同样的操作效果，在降低劳动强度的同时提高了作业效率，推广应用可提高鱿鱼加工行业的智能化水平。