本發明涉及一種深水網箱單點雙錨錨泊系統及其安裝方法。

背景技術：

養殖網箱由網箱框架系統、網衣系統、錨泊系統和配套設施系統四大部分組成。其中錨泊系統是網箱在水中的根基，一旦錨泊固定系統在風浪天氣中出現問題，將導致網箱整體受力不均而損壞。目前，國內外常見的網箱錨泊形式有三種：一是傳統的單個網箱多點式錨泊；二是多個網箱網格式錨泊；三是單個網箱單點式錨泊。傳統的多點式錨泊系統形式簡單，目前我國沿海浮式深水網箱多用此方式。在多點錨泊中依據海域的不同錨的種類也有三種，一是樁錨，多為木質，價格相對便宜，適合水深較淺且為泥沙底質的海域；二是水泥錨，價格適中，適合沙泥或沙質底質的海域；三是鐵錨，價格較貴，適合海底較為復雜的海域。網格式錨泊固定網箱由大抓力錨、錨鏈、卸扣、浮筒、纜繩和緩沖裝置等構成，組成一個網格形狀。對錨位和網箱間距以及方向都要求較高，在沒有高精度DGPS預定位協助下，對海上現場施工來說是一個很大的挑戰，難以準確定位安裝。單個網箱單點式錨泊可抵御14級以上臺風，而且便于施工安裝。但由于該固定系統在風向突變的情況下，容易引起錨松動，從而導致錨翻動，致使錨失去錨抓力，錨在海底移動，網箱也會偏離原來安裝位置，使得網箱與養殖區域內其他網箱或固定物碰撞，導致網箱損壞。

現有技術中，單點錨泊系統采用鐵錨沉放在海床上且其錨尖鉤住海床、再用繩索組連接該鐵錨和浮于海面上的深水網箱框架系統的方式對深水網箱進行錨定，其具有以下工作特性：在海況較好即繩索組未張緊的狀態下，深水網箱的框架系統隨環境合力(包括風、浪、流等作用力)的作用在鐵錨和繩索組限制的海域范圍內漂流；在較為惡劣的海況(如臺風)下，深水網箱的框架系統受環境合力的作用移動，使得繩索組張緊；考慮環境合力存在以任意方向作用于框架系統的可能，框架系統在繩索組張緊狀態下可能的所在位置組成一個圓形軌跡，該圓形軌跡以內的區域即深水網箱在單點錨泊系統錨定下所占用的養殖區域。

上述現有的單點錨泊系統存在以下問題：從經濟角度出發，需要對深水網箱在單點錨泊系統錨定下所占用的養殖區域進行限制，因此繩索組不能太長，這就使得張緊狀態下的繩索組與水平面的夾角比較大，使得繩索組對鐵錨的作用力的向上豎向分量相應的也比較大，而鐵錨的結構特性決定了其錨尖鉤住海床的錨抓力主要體現在水平方向上，較大的向上作用力豎向分量將使得鐵錨容易在臺風等惡劣海況下被向上拔起而脫離海床，造成作為錨位點的鐵錨離開原位置，致使框架系統偏離原養殖區域而可能會與其它養殖區域的深水網箱或者其它海域上的固定物產生碰撞。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種深水網箱單點雙錨錨泊系統，以克服現有技術中需要過長的繩索組來確保鐵錨能夠在惡劣海況下不被拔起而造成深水網箱所占用養殖區域過大的問題。

本發明進一步要解決的技術問題是：提供上述深水網箱單點雙錨錨泊系統的安裝方法。

解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種深水網箱單點雙錨錨泊系統，設有繩索組和鐵錨，所述鐵錨沉放在海床上且其錨尖鉤住海床，所述繩索組的上端部系在浮于海面上的深水網箱框架系統的系箱點上，其特征在于：所述的深水網箱單點雙錨錨泊系統還設有第一錨繩和水泥錨；所述水泥錨沉放在海床上，所述繩索組的下端部系在所述水泥錨上，所述第一錨繩系在所述鐵錨與所述水泥錨之間，使得所述第一錨繩在張緊狀態下與水平面的夾角小于所述繩索組在張緊狀態下與水平面的夾角。

為了在最大限度減小繩索組在張緊狀態下與水平面的夾角的同時，能夠在本深水網箱單點雙錨錨泊系統安裝時對系在鐵錨與水泥錨之間的第一錨繩進行預緊，作為本發明的優選實施方式：所述的水泥錨預埋設置有兩個用于綁系所述第一錨繩的系繩點，該兩個系繩點上下布置；所述第一錨繩系緊在所述水泥錨位于下方的系繩點上。

作為本發明的優選實施方式：所述繩索組和所述第一錨繩分別系在所述水泥錨方向相背的兩個側面上。

為了提高深水網箱單點雙錨錨泊系統對環境合力對深水網箱帶來的沖擊荷載的緩沖作用，作為本發明的優選實施方式：所述的繩索組設有錨鏈和第二錨繩；所述錨鏈的其中一個端部與所述第二錨繩的其中一個端部相連，所述錨鏈的另一個端部作為所述繩索組的下端部，所述第二錨繩的另一個端部作為所述繩索組的上端部。

由于錨繩在制作編織時是由多股絲繩按一個方向扭轉而成的，為了確保第二錨繩中的單股絲繩不會隨風向與潮汐運動而朝其扭轉方向反向扭轉，以避免組成第二錨繩的絲繩松散而降低了第二錨繩的使用壽命，作為本發明的優選實施方式：所述的繩索組還設有萬向環；所述錨鏈的端部與所述第二錨繩的端部通過所述萬向環相連。

為了避免錨鏈過重而將深水網箱框架系統靠近其系箱點的部分拉入海水中，作為本發明的優選實施方式：所述的深水網箱單點雙錨錨泊系統還設有浮筒和浮筒連接繩；所述浮筒浮于海面上，所述浮筒連接繩連接在所述浮筒與所述萬向環之間。

一種深水網箱單點雙錨錨泊系統的安裝方法，其特征在于：所述的安裝方法包括：

步驟一、將第一錨繩系在鐵錨與水泥錨之間，并將它們一起投放至預定的錨位位置，使得所述鐵錨和水泥錨均沉放到海床上，且使得所述鐵錨的錨尖鉤住海床；

其中，所述水泥錨預埋設置有兩個用于綁系所述第一錨繩的系繩點，該兩個系繩點上下布置，所述步驟一中，所述第一錨繩系緊在所述水泥錨位于上方的系繩點上；

步驟二、將浮于海面上的深水網箱框架系統拖至預定的海域內，將繩索組的上端部系在所述深水網箱框架系統的系箱點上、下端部系在所述水泥錨上；

步驟三、解開所述第一錨繩與所述水泥錨位于上方的系繩點的綁系，并使所述水泥錨位于下方的系繩點露出在海床之上，再將所述第一錨繩系緊在所述水泥錨位于下方的系繩點上，使得所述第一錨繩處于張緊狀態下，且所述第一錨繩在張緊狀態下與水平面的夾角小于所述繩索組在張緊狀態下與水平面的夾角。

為了提高深水網箱單點雙錨錨泊系統對環境合力對深水網箱帶來的沖擊荷載的緩沖作用，作為本發明的優選實施方式：所述的繩索組設有錨鏈和第二錨繩；所述錨鏈的其中一個端部與所述第二錨繩的其中一個端部相連，所述錨鏈的另一個端部作為所述繩索組的下端部，所述第二錨繩的另一個端部作為所述繩索組的上端部。

由于錨繩在制作編織時是由多股絲繩按一個方向扭轉而成的，為了確保第二錨繩中的單股絲繩不會隨風向與潮汐運動而朝其扭轉方向反向扭轉，以避免組成第二錨繩的絲繩松散而降低了第二錨繩的使用壽命，作為本發明的優選實施方式：所述的繩索組還設有萬向環；所述錨鏈的端部與所述第二錨繩的端部通過所述萬向環相連。

為了避免錨鏈過重而將深水網箱框架系統靠近其系箱點的部分拉入海水中，作為本發明的優選實施方式：所述的安裝方法還包括：

步驟四、將浮筒浮于海面上，并將浮筒連接繩連接在所述浮筒與所述萬向環之間。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

第一，本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統設有第一錨繩和水泥錨，它們能夠在深水網箱單點雙錨錨泊系統的工作過程中起到以下作用：一、在繩索組未張緊時，即便在極限海況下，深水網箱的框架系統因瞬間風浪加大而受到沖擊載荷，使得繩索組瞬間張緊，由于水泥錨的重力作用，需要先將水泥錨向上提起才會形成直接作用于鐵錨和深水網箱框架系統的沖擊力，這樣水泥錨就起到了一個受力緩沖的作用，讓深水網箱的框架系統和繩索組不至于受到沖擊損壞，并能減小鐵錨受到的瞬間作用力；二、在繩索組和第一錨繩均張緊時，即便在極限海況下，大噸位的水泥錨{一般重達數噸}被向上拉起的高度與浮于海面上的深水網箱框架系統仍然存在巨大的豎向落差，這就使得第一錨繩在張緊狀態下與水平面的夾角β遠遠小于繩索組在張緊狀態下與水平面的夾角α，而由力的分解可知，這會使第一錨繩作用于鐵錨上的作用力主要集中在水平分量上、而豎向分量則相對要小很多，結合水泥錨緩沖作用對第一錨繩作用于鐵錨上的力的減小，這就使得：在同等海況下，第一錨繩作用于鐵錨上向上的力的豎向分量要遠小于現有技術中繩索組直接作用于鐵錨上向上的力的豎向分量；

因此，本發明能夠大幅減小鐵錨在工作過程中受到作用力的向上的豎向分量，確保鐵錨的錨尖能夠牢固可靠的鉤住海床而不會發生松動、導致錨翻動等現象，即鐵錨不會失去對海床的錨抓力，提高了錨泊系統對深水網箱錨定的穩固性，克服了現有技術中需要過長的繩索組來確保鐵錨能夠在惡劣海況下不被拔起而造成深水網箱所占用養殖區域過大的問題。

另外，由于第一錨繩在惡劣海況下處于張緊狀態，此時如果海況進一步惡化即作用于深水網箱框架系統上的進一步增大，使得水泥錨受力增大而有移動的趨勢，水泥錨受到的作用力將立即通過第一錨繩傳遞給鐵錨，而錨尖牢固可靠鉤住海床的鐵錨所能提供的錨抓力遠遠大于水泥錨與海床之間的摩擦力，那么，由于鐵錨通過第一錨繩對水泥錨的拉力作用，提高了水泥錨移動所需的作用于深水網箱框架系統上的環境合力，提高了錨泊系統對深水網箱的錨定性能。

第二，本發明通過將錨鏈和第二錨繩連接組成繩索組，能夠利用錨鏈的重量提高深水網箱單點雙錨錨泊系統對環境合力對深水網箱帶來的沖擊荷載的緩沖作用。

第三，本發明通過在繩索組中設置萬向環，確保第二錨繩中的單股絲繩不會隨風向與潮汐運動而朝其扭轉方向反向扭轉，以避免組成第二錨繩的絲繩松散而降低了第二錨繩的使用壽命。

第四，本發明通過設置浮筒和浮筒連接繩，能夠避免錨鏈過重而將深水網箱框架系統靠近其系箱點的部分拉入海水中。

第五，本發明對深水網箱單點雙錨錨泊系統的安裝方法，其通過先后將第一錨繩系緊在水泥錨位于上方的系繩點上和位于下方的系繩點上，從而能夠在深水網箱單點雙錨錨泊系統安裝時對系在鐵錨與水泥錨之間的第一錨繩進行預緊，使得錨系統在安裝好后即處于能夠應對惡劣海況的狀態；同時又能最大限度的減小繩索組在張緊狀態下與水平面的夾角α，以提高深水網箱單點雙錨錨泊系統在工作過程中對深水網箱錨泊的穩定性。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明：

圖1為本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明公開的是一種深水網箱單點雙錨錨泊系統，能夠應用在任意適用于單點錨泊的深水網箱上，其設有繩索組1和鐵錨2，鐵錨2沉放在海床SF上且其錨尖21鉤住海床SF，繩索組1的上端部系在浮于海面SL上的深水網箱框架系統7的系箱點7a上。本發明的發明構思為：

深水網箱單點雙錨錨泊系統還設有第一錨繩3和水泥錨4；水泥錨4沉放在海床SF上，繩索組1的下端部系在水泥錨4上，第一錨繩3系在鐵錨2與水泥錨4之間，使得第一錨繩3在張緊狀態下與水平面的夾角β小于繩索組1在張緊狀態下與水平面的夾角α。

基于上述發明構思，本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統的工作原理如下：

本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統及應用該錨泊系統的深水網箱，它們在工作過程中具有如下特性：在海況較好即繩索組1未張緊的狀態下，深水網箱的框架系統7隨環境合力(包括風、浪、流等作用力)的作用在水泥錨4和繩索組1限制的海域范圍內漂流，即：在此狀態下，水泥錨4為深水網箱的錨位點；在較為惡劣的海況(如臺風)下，深水網箱的框架系統7受環境合力的作用移動，使得繩索組1張緊，但繩索組1未能拉動水泥錨4，水泥錨4保持沉放在海床SF上不動，在此狀態下，水泥錨4仍為深水網箱的錨位點；在更為惡劣的海況(如更高級別的臺風)下，繩索組1拉動水泥錨4的作用力進一步增大，水泥錨4被拉動而離開原來的位置(被拉動的方式包括被向上拉起和/或水平方向上的移動，其中，由于水泥錨4重達數噸，即便在極限海況下，水泥錨4能夠被向上拉起的高度也很小)，使得第一錨繩3張緊，即：在此狀態下，鐵錨2為深水網箱的錨位點。

本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統設置第一錨繩3和水泥錨4能夠在其工作過程中起到以下作用：

一、在繩索組1未張緊時，即便在極限海況下，深水網箱的框架系統7因瞬間風浪加大而受到沖擊載荷，使得繩索組1瞬間張緊，由于水泥錨4的重力作用，需要先將水泥錨4向上提起才會形成直接作用于鐵錨2和深水網箱框架系統7的沖擊力，這樣水泥錨4就起到了一個受力緩沖的作用，讓深水網箱的框架系統7和繩索組1不至于受到沖擊損壞，并能減小鐵錨2受到的瞬間作用力；

二、在繩索組1和第一錨繩3均張緊時，即便在極限海況下，大噸位的水泥錨4(一般重達數噸)被向上拉起的高度與浮于海面SL上的深水網箱框架系統7仍然存在巨大的豎向落差，這就使得第一錨繩3在張緊狀態下與水平面的夾角β遠遠小于繩索組1在張緊狀態下與水平面的夾角α，而由力的分解可知，這會使第一錨繩3作用于鐵錨2上的作用力主要集中在水平分量上、而豎向分量則相對要小很多，結合水泥錨4緩沖作用對第一錨繩3作用于鐵錨2上的力的減小，這就使得：在同等海況下，第一錨繩3作用于鐵錨2上向上的力的豎向分量要遠小于現有技術中繩索組1直接作用于鐵錨2上向上的力的豎向分量；

因此，本發明能夠大幅減小鐵錨2在工作過程中受到作用力的向上的豎向分量，確保鐵錨2的錨尖21能夠牢固可靠的鉤住海床SF而不會發生松動、導致錨翻動等現象，即鐵錨2不會失去對海床SF的錨抓力，提高了錨泊系統對深水網箱錨定的穩固性，克服了現有技術中需要過長的繩索組來確保鐵錨能夠在惡劣海況下不被拔起而造成深水網箱所占用養殖區域過大的問題。

另外，由于第一錨繩3在惡劣海況下處于張緊狀態，此時如果海況進一步惡化即作用于深水網箱框架系統7上的進一步增大，使得水泥錨4受力增大而有移動的趨勢，水泥錨4受到的作用力將立即通過第一錨繩3傳遞給鐵錨2，而錨尖21牢固可靠鉤住海床SF的鐵錨2所能提供的錨抓力遠遠大于水泥錨4與海床SF之間的摩擦力，那么，由于鐵錨2通過第一錨繩3對水泥錨4的拉力作用，提高了水泥錨4移動所需的作用于深水網箱框架系統7上的環境合力，提高了錨泊系統對深水網箱的錨定性能。

在上述發明構思的基礎上，本發明采用以下優選的結構：

為了在最大限度減小繩索組1在張緊狀態下與水平面的夾角α的同時，能夠在本深水網箱單點雙錨錨泊系統安裝時對系在鐵錨2與水泥錨4之間的第一錨繩3進行預緊，上述水泥錨4預埋設置有兩個用于綁系第一錨繩3的系繩點41，該兩個系繩點41上下布置；第一錨繩3系緊在水泥錨4位于下方的系繩點41上。

其中，上述鐵錨2優選采用AC-14型號大抓力鐵錨，水泥錨4優選為用水泥砂石澆灌而成的方臺形塊狀物，繩索組1和第一錨繩3分別系在水泥錨4方向相背的兩個側面上。

為了提高深水網箱單點雙錨錨泊系統對環境合力對深水網箱帶來的沖擊荷載的緩沖作用，上述繩索組1設有錨鏈11和第二錨繩12；錨鏈11的其中一個端部與第二錨繩12的其中一個端部相連，錨鏈11的另一個端部作為繩索組1的下端部，第二錨繩12的另一個端部作為繩索組1的上端部。

由于錨繩在制作編織時是由多股絲繩按一個方向扭轉而成的，為了確保第二錨繩12中的單股絲繩不會隨風向與潮汐運動而朝其扭轉方向反向扭轉，以避免組成第二錨繩12的絲繩松散而降低了第二錨繩12的使用壽命，作為本發明的優選實施方式：繩索組1還設有萬向環13；錨鏈11的端部與第二錨繩12的端部通過萬向環13相連。

為了避免錨鏈11過重而將深水網箱框架系統7靠近其系箱點7a的部分拉入海水中，上述深水網箱單點雙錨錨泊系統還設有浮筒5和浮筒連接繩6；浮筒5浮于海面SL上，浮筒連接繩6連接在浮筒5與萬向環13之間。

本發明還公開了一種深水網箱單點雙錨錨泊系統的安裝方法，其安裝方法包括：

步驟一、將第一錨繩3系在鐵錨2與水泥錨4之間，并將它們一起投放至預定的錨位位置，使得鐵錨2和水泥錨4均沉放到海床SF上，且使得鐵錨2的錨尖21鉤住海床SF；

其中，水泥錨4預埋設置有兩個用于綁系第一錨繩3的系繩點41，該兩個系繩點41上下布置，步驟一中，第一錨繩3系緊在水泥錨4位于上方的系繩點41上，以確保水泥錨4被從海面SL上投下沉放到海床SF時，系緊在位于上方的系繩點41上的第一錨繩3繩結能夠露出在海床SF之上，以便于下述步驟三的進行；

步驟二、將浮于海面SL上的深水網箱框架系統7拖至預定的海域內，將繩索組1的上端部系在深水網箱框架系統7的系箱點7a上、下端部系在水泥錨4上；

步驟三、解開第一錨繩3與水泥錨4位于上方的系繩點41的綁系，并通過挖掘等方式使水泥錨4位于下方的系繩點41露出在海床SF之上，再將第一錨繩3系緊在水泥錨4位于下方的系繩點41上，以最大限度減小繩索組1在張緊狀態下與水平面的夾角α，使得第一錨繩3處于張緊狀態下，且第一錨繩3在張緊狀態下與水平面的夾角β小于繩索組1在張緊狀態下與水平面的夾角α。

本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統的安裝方法，適合選擇在順風流合壓差方向的環境下進行安裝作業，即平潮時選擇順風方向進行固定系統安裝作業、風力影響不大時在順流向安裝作業；在上述步驟完成后，可依網箱在水面的狀態，通過繩索組1的松緊進行調節，并依養殖生產需要適時掛網。

另外，對應于上述深水網箱單點雙錨錨泊系統，本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統的安裝方法，可采用以下優選實施方式：

為了提高深水網箱單點雙錨錨泊系統對環境合力對深水網箱帶來的沖擊荷載的緩沖作用，上述繩索組1設有錨鏈11和第二錨繩12；錨鏈11的其中一個端部與第二錨繩12的其中一個端部相連，錨鏈11的另一個端部作為繩索組1的下端部，第二錨繩12的另一個端部作為繩索組1的上端部。

由于錨繩在制作編織時是由多股絲繩按一個方向扭轉而成的，為了確保第二錨繩12中的單股絲繩不會隨風向與潮汐運動而朝其扭轉方向反向扭轉，以避免組成第二錨繩12的絲繩松散而降低了第二錨繩12的使用壽命，作為本發明的優選實施方式：繩索組1還設有萬向環13；錨鏈11的端部與第二錨繩12的端部通過萬向環13相連。

為了避免錨鏈11過重而將深水網箱框架系統7靠近其系箱點7a的部分拉入海水中，本發明的深水網箱單點雙錨錨泊系統的安裝方法還包括：

步驟四、將浮筒5浮于海面SL上，并將浮筒連接繩6連接在浮筒5與萬向環13之間。

本發明不局限于上述具體實施方式，根據上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發明的保護范圍之中。