【中国科学报】钻研二十载，他们给“深海牧场”装“围栏”

赵云鹏（右2）在指导学生做网箱测试实验

直到今天，大连理工大学教授赵云鹏都很佩服导师当年的眼光。

作为大连理工大学建校后的首批本科生，赵云鹏的导师李玉成在母校工作了一辈子。2002年，将赵云鹏招收为硕士研究生时，年届七旬的李玉成已是国内知名的海岸与海洋工程领域专家，但他分配给赵云鹏的任务却是研究网箱养鱼。“确切地说，是研究如何能让那些在深海养鱼的网箱更牢固。”赵云鹏说。

目前，赵云鹏所在实验室的研究范围既包括港口码头、核电站、人工岛堤建设，也包括新型海洋平台结构等。但他始终没有放弃导师给定的方向，对着一个个漂浮在海上的“大箱子”研究了20多年。

“有意思”的项目

在我国，使用网箱进行海洋水产养殖的历史并不长。虽然上世纪八九十年代，国内沿海地区已经出现了大量养鱼户，但当时的水产养殖几乎都集中在海岸边以及潮间带地区。“渔户们挖一个池塘就开始养鱼，这样的情况在当时的沿海地区比比皆是。”赵云鹏说。

这样做的好处显而易见——成本低廉、技术难度低，但问题也很明显。

“海岸边以及潮间带地区养殖会产生大量尾水，引发环境富营养化问题，加之当年海岸线往往有一些排污口，这些都会对海产品品质造成影响。”赵云鹏说，特别是在南方某些省份，往往是鱼排下面养殖鱼虾、贝类，上面住人，生活垃圾则被直接丢到海中……

其实，那个时候，国外海产养殖已经开始向深远海区域发展。“深海养殖优势明显——无须占用浅海资源，且海产品品质可以得到保证，但劣势是相关设施需要抵抗更强的风浪，造价会大大提升。”赵云鹏说。事实上，当时国内几乎没有符合相关技术要求的网箱。

赵云鹏告诉《中国科学报》，与传统海上平台不同，深海养殖网箱整体尺寸巨大，而网衣却很细小，风浪作用下，网箱很容易因大幅度变形和位移而毁坏。如果网箱设计不当，遇到台风、巨浪时就可能发生倾覆或网衣破损，给网箱里的海产品造成不可估量的损失。

为此，当时辽宁省还特意设置了一个科技项目。项目虽然很小，但李玉成觉得很有意思。“更重要的是，他敏锐地发现了深海养殖背后巨大的发展前景，以及相关设施缺乏带来的深远影响。”赵云鹏说。

从上世纪90年代开始，李玉成便将柔性网箱结构的水动力特性研究作为新的研究方向。“如何让深海养殖网箱更坚固”成为了师徒二人共同思考的问题。

“有价值”的研究

自从开启这一领域的研究，遇到评职称、申请项目时，赵云鹏往往会比其他同事多一道“程序”——向评审专家解释自己到底在做什么，这项研究有什么价值。

“毕竟网箱结构的研究比较小众，外人很少了解它的价值和技术难度。”赵云鹏说。

这项研究确实“很有价值”。

某年，一场台风掠过辽宁省，当地某家海产品养殖企业的网箱由于不适应海况，被台风掀起的风浪打坏，漂到其他养殖场并造成一定损失，引发了两家企业的纠纷。最终，这家养殖场被判赔偿对方数千万元。

“这样的例子在当时并不罕见。”赵云鹏说。

在国际上，挪威的深海养殖及网箱设计水平比较领先。因此，国内企业往往进口挪威的养殖网箱，但挪威当地的海况与我国有巨大差别——前者以洋流为主，风浪较小，海水深但没有台风；后者则恰恰相反，海浪较大，海水浅但台风频繁，这导致挪威的网箱往往“水土不服”。

赵云鹏团队最初工作的一个重要内容，就是对这些网箱重新进行优化，设计更适应国内海况的养殖网箱。经过多年努力，他们设计及参与设计的深海网箱，几乎遍布我国深海的各个养殖场。

“目前，我们已经参与了30多个大型深远海网箱养殖工程的研发设计。这些网箱在经过水动力分析和安全评估技术试验后，已经成功应用到我国四大海区。”赵云鹏告诉《中国科学报》。此外，他们还通过技术服务、技术开发、项目合作等方式，深度参与十余项国内各类型“首创”深远海养殖工程。

然而，这并不是赵云鹏团队工作的全部。

“有前景”的事业

事情还要从万里之外的挪威说起。

相比我国，挪威海域面积较小，适合深海养殖的海域就显得更加“金贵”，其相对较深的海水深度，决定了该国更偏向于发展大型网箱养殖，有些养殖网箱的体积甚至与一个海上钻井平台相当。慢慢地，这样的养殖模式被我国深海养殖企业所借鉴，大型网箱开始在我国出现。

这一趋势引发了赵云鹏团队的关注。

“对这种大型网箱的结构性能，我们做了很多基础性研究，发现在特定的海水流速下，此类网箱有可能会倾斜。”赵云鹏说，网箱一旦倾斜，就很可能造成网箱内鱼类的外逃。

该结论很快便得到了印证——挪威当地的确出现了此类情况，而外逃的网箱鱼类由于接受过基因改良，对当地的生态环境构成了一定威胁。

事实上，类似事件当时在我国也有发生，有些网箱由于设计的缘故直接沉入了海底。最终，赵云鹏团队发现此类问题产生的根源，在于我国还没有一套针对深海养殖网箱的工程设计标准。

2021年底，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会正式发布由赵云鹏牵头起草的我国首部深水网箱结构设计国家标准《海水重力式网箱设计技术规范》。

“这个标准得到很多关注和应用，目前国内几乎所有的大型深海网箱都经过了该标准的设计指导和检测。”赵云鹏对《中国科学报》说。

当时，我国深远海养殖水体已接近4400万立方米，产量达40万吨。目前，相关市场规模早已超过400亿元，预计到2028年，这一数字将上升到772亿元。

“正如导师当年所期待的，过去20年，我国深远海养殖已取得了令人瞩目的成绩，但面对广袤的‘深海牧场’，我们还有太多潜力没有挖掘出来。作为科技人员，我们的任务就是设计出更多适合于我国的养殖网箱，这方面还有太多的工作要做。”赵云鹏说。

内容来源：大连理工大学新闻网

排版编辑：孔昱婷 胡月莲

审核校对：姚启轩 王德丞