科研团队成员正在对网箱进行海上测试。 （受访者供图）

东南网11月11日报道（福建日报记者 黄星榕）

“三天打鱼两天晒网”，这句俗语常被用来形容做事懈怠、不够勤勉，但在渔排上，这却是渔民们不得不勤做的“功课”——打鱼所用的网，如果没有定期捞起来晒一晒、刮一刮，网衣容易被生物附着，甚至被藤壶、藻类堵死，内外水流无法交换，网内的鱼群就会缺氧。其中，恰恰藏着深水网箱的一道技术难题。

网箱，是渔民在海上搭建的“水下牧场”。在宁德霞浦湾外海域，一片片方形深水抗风浪网箱整齐排列。这些网箱背后，凝结着厦门市海上养殖装备重点实验室扈喆教授团队近10年的技术攻关，该实验室依托集美大学轮机工程学院——他们自主开发了行业领先的深远海养殖“网箱+网衣+系泊”系统耦合计算分析软件，以科技力量为“蓝色粮仓”筑起一道“海上安全防线”。

这道防线，要挡的不只是浪。网箱下海，得过两道关：一是扛得住浪，二是换得了网。前者关乎安全，后者关乎产量。团队的攻关，先从第一道关破题。

内湾之困

三都澳是宁德东南部的天然深水港湾，湾口小，湾内水域面积却很大，祖祖辈辈的渔民就在这片被陆地环抱的内湾里养鱼。

“三都澳所有的水都是从这个湾口进出，但是口非常小。”担任集美大学轮机工程学院副院长的扈喆教授打开手机地图，向记者解释，水域交换性差，投料之后的残饵和粪便难以被清水带走，“水质差了之后，鱼就容易发生病害”。

据介绍，前几年我省海域暴发的锥体虫病曾让不少渔民损失惨重。“当时死了很多鱼，渔民损失很大。”扈喆回忆说，病害、品质差、不好卖……一系列问题接踵而至。

出路显而易见，就是把养殖范围从内海向外海转移，但外海意味着截然不同的海况。台风登陆带来的狂风、暴雨与风暴潮，曾给沿海渔业生产造成惨重损失。

“传统的网箱实际上是渔排木板，木板下面绑着塑料泡沫，浮在水上，成本较低，但长时间浸泡后，木头容易老化腐烂，大浪过来可能就会被打碎，浮球也会散掉。”扈喆说，损坏的网箱还可能变成海洋垃圾。

为消除内湾高密度养殖带来的生态压力，推动渔业转型升级，实施“内转外、浅转深”的科学养殖战略刻不容缓。可放入外海的新网箱到底要能抗多大浪？安全性能要达到何种程度？没有人说得清。

正是在这样的背景下，2019年，扈喆教授团队与福建省水产研究所合作，承担起为全省网箱升级改造提供安全性计算支撑的重任。

量“海”定制

产业需要一个答案：在福建特定海况下，用得起、扛得住、养得好的外海深水大网箱，到底长什么样？

答案藏在材料选型、数值仿真与海上实测的层层递进里。

材料选型是第一步。20世纪八九十年代，以高密度聚乙烯（HDPE）为框架材料的挪威圆形网箱被引入中国，是目前全球应用最广的深远海养殖装备之一。

“高密度聚乙烯原是市政排水管道的材料，特点是‘以柔克刚’，柔韧性很好。”扈喆解释说，木板很难变形，浪打过来要靠自身强度去顶，而高密度聚乙烯材料可以随着风浪变形，反而不容易折损。

实践下来发现，圆形网箱并不适用于福建海域。“挪威海域水流小、水深深，而福建海域大陆架延伸长，台湾海峡水浅流急，海流速度可超过1.5米/秒，圆形网箱在急流冲击下，两侧挤压变形，容易损坏。”于是，我省渔民和企业在生产实践中自发摸索出适宜本土情况的方形网箱结构，抗流性能明显改善，但具体做多大尺寸、配多粗锚绳、用什么规格浮管，全凭经验。

这就需要让经验和科学计算相配合，给出精准答案。扈喆教授团队长期从事柔性网箱水动力学与结构力学理论研究，2021年自主开发了国内首个针对深远海养殖的“网箱+网衣+系泊”系统耦合计算分析软件。

“我们建立数学模型，模拟网箱在急流和大浪情况下的变形、运动和受力。”扈喆介绍，这套软件的核心价值在于“量身定制”——针对每一片海域的独特水文气象条件，给出定制化网箱结构方案，而非套用通用图纸。他们为网箱提供了多维度安全性计算：水动力性能分析、结构强度评估、系泊系统设计与计算、极端海况下安全性验证，每一项计算都转化为具体设计参数——浮管直径多大、壁厚多少、锚绳如何布置、节点怎样加强。

计算之外，材料与工艺同样关键。合作企业亚通公司承担了HDPE深水网箱浮管框架、走道、连接件及锚固配套构件的材料研发与生产制造。

亚通公司海洋事业部总监吴亚平告诉记者，项目最大技术难点在于霞浦外海潮流大、流向往复，波浪条件复杂，“HDPE框架节点在波浪与交变潮流长期作用下，易产生应力集中，系泊系统容易出现缆绳受力不均甚至共振”。

解法是两头发力：扈喆教授团队开展多工况波流耦合仿真，优化网箱布局、浮管规格与节点结构；亚通则优化HDPE原料配方，提升耐候与抗蠕变性能，联合设计多点分散系泊方案，并在陆上完成构件破坏性拉力试验验证。

海上实测是最后一道关卡。扈喆教授团队在罗源湾布设多个测试渔排，安装拉力、位移等传感器，开展长达一年的海上实测。

在海水里做测试，远比陆地上复杂。

“以前没有人做过，不知道怎么测。”扈喆坦言，柔性网箱变形极大，传统应变片贴上去就脱落，团队试了各种胶水，请应变片厂家专门做方案，但是都行不通。海上盐雾腐蚀是另一道难关，传感器防水稍不到位，海水一进去便会损坏。电力供应也困扰着大家，海上没有现成电源，测量设备靠什么运转，一切都要从头想办法。

团队最初尝试自己开发拉力计，但进水问题始终无法彻底解决。他们索性换了思路：不测应变，测位移。专门设计结构安装位移计，通过测量结构变形后两点相对位置的变化，推算出网箱的受力和变形。与此同时，在远程浮标灯塔上布置高清摄像头，用机器视觉识别渔排变形，“能够达到毫米级的精度”。

扈喆说，这套方案国内此前没有先例，从硬件防水防腐到数据采集传输，每一个环节都是团队自己摸索出来的。正是这些一手实测数据，反过来校准了仿真模型，验证了计算精度，也让渔业部门和企业吃了“定心丸”。

精益求精

从计算到实测积累起来的技术能力，很快在更大范围派上了用场。2021年前后，全省启动养殖设施升级改造，由省海洋与渔业局主导。

“到底什么样的网箱用在什么样的海域，能不能满足这个海域的条件，会不会造成破坏，都可以用软件模型分析渔排在极端海况下的安全性。”扈喆说。团队自主研发的耦合计算分析软件，解决了柔性结构流固耦合模拟困难的行业“卡脖子”问题，为行业提供了从“经验驱动”到“计算驱动”的转型升级路径。

技术能力要落地，还需要一套共同遵循的标准。扈喆介绍，团队受渔业协会委托，把长期积累的计算经验和验证数据转化为网箱安全性的技术准则。宁德的标准以渔业协会团体标准形式发布，福建省的标准则以各地内部控制标准形式发布，均参考了团队的计算结论。

标准落地后，效果显著。截至2024年7月，全省约100万口传统网箱已完成升级改造，建成深水抗风浪网箱5300余口。2025年12月印发的《福建省海岸带及海洋空间规划》，进一步划定8000平方千米湾外渔业用海区，为深远海养殖拓展广阔空间。

眼下，扈喆教授团队的技术服务，涵盖多个深水网箱项目的立项论证和工程建设阶段，从宁德到莆田、漳州，从福建到浙江、广东，合作企业覆盖省内外。

网箱本身也在迭代。柔性网箱从圆形到方形，再到方形内部做分割、铺走道板方便管理；多个网箱之间共用一套锚泊系统，降低约占网箱成本30%的锚泊投入；为抗急流，在网箱前布置网衣“减压阻流”，避免网衣被冲得挤在一起，防止有效养殖体积大幅缩小。

在硬件升级之余，网箱的功能性也不断改进，以适配渔民实际需要。

回到文章开头提到的“三天打鱼两天晒网”问题，如今也有了新解法——近年来，团队与上海振华重工联合打造旋转笼式养殖平台，采用转笼式设计解决附着生物问题，成为全国首个自动旋转网箱养殖平台。

“转笼让水下部分定期转到水面上晒，附着生物还没长牢就被晒死、被海流冲掉。升级后的起升转笼式还能把整个笼升起来，方便捕鱼。”扈喆说，虽然转笼式会减少部分养殖水体，但解决了换网的大问题。

升级改造带来的改变，远不止产业本身。翻开一张张新旧对比的照片——三都澳改造前，存在海面上漂着碎木、浮着死鱼的杂乱模样；如今，这里海面整洁，新型网箱整齐排列，成为一道独特的海上风景线。

更深远的影响在于，这套技术体系为“福海粮仓”战略提供了坚实的安全保障。