一、技術背景

東海近岸海域易受臺風和風暴潮等不利天氣的影響，故建設海洋牧場時需充分考慮人工魚礁的安全性。該海域傳統的人工魚礁投放以沉底式為主，在以軟相泥地為主的區域設置后往往會出現滑移、傾覆和掩埋的現象從而影響魚礁穩定性和功能的持續發揮。此外，東海區海洋牧場基本以資源養護型為代表，幾乎沒有產業帶動能力。

在此背景下，設計一套既能抵抗強臺風又能保證效能的魚礁系統顯得頗為重要，而融入產業服務功能又是維持海域海洋牧場活力的必由之路。為此，上海海洋大學海洋牧場工程研究中心設計團隊經過多年醞釀和探索性試驗，研發了一套抗風浪全水層平臺礁系統構建技術。

二、技術要素組成

抗風浪全水層平臺礁系統由錨礁系統和臺礁系統兩部分組成。錨礁系統通過高強度纜繩連接底部魚礁和上層筏式構件（圖1），形成浮式藻場的著生介質系統。由表層大型天然海藻、養殖海藻和浮游植物共同構成強大的固能傳質網絡，為海洋牧場資源增殖打下基礎。

圖1 每20個錨礁構成一個錨礁群（225m×25m）

 錨礁系統中形成的能量和物質將通過牧食和碎屑食物鏈從表層傳向底層，發揮海洋生物泵和表底層耦合的綜合效應。在錨礁系統區形成的資源增量將通過大型平臺礁系統進行回收利用（圖2）。

平臺礁由高強度鋼樁、魚礁底座、多層圓盤礁、柔性魚礁和上層鏤空廊道五大要素構成（圖2）。首先根據地質調查情況確定打樁的數量和深度。鋼樁設置好之后，在其上套入魚礁底座和圓盤礁，使底部周圍形成三型魚類活動的主要生息場。上層柔性魚礁可作為大型海藻附著基而用，從而增加上層水體空間異質性，豐富微生境格局，為中上層附著生物和游泳生物提供棲息和攝食場所。最后設置上層廊道，為休閑海釣和海上觀光等產業活動的融入提供平臺。休閑海釣是牧場區魚類資源回收的主要方式，而企業承包錨礁系統是拓展其海水養殖的重要方式。由此，構建出一套在東海區具有極大推廣價值的海洋牧場構建模式（圖3）。

圖2 大型平臺礁系統的結構要素

圖3 錨礁系統和臺礁系統組合布置后的效果示意圖

三、技術創新點

（1）新的魚礁系統是以初級生產力調控為核心目標，強化表層水體生物群落穩定性、提升生物多樣性為重要目標的全水層錨礁系統。該系統通過功能型環保構件的有機結合，營造大規模浮式藻場，形成餌料生物聚集區、幼魚庇護區、成魚育肥區和附著生物生長區；并通過生物泵作用影響調控底層水體的能流和物質循環，為增殖底棲魚類和大型無脊椎動物、優化其群落結構創造條件。

（2）沉底魚礁的設計根據表層浮礁系統的物理特性和生態功能輻射效能，選用抗沉陷錨式魚礁和大型平臺礁。這兩種魚礁結構均為首創，前者在發揮礁體本身對三型魚類聚集效果的基礎上，同時起到固定上層浮礁構件的錨系作用；后者以鋼樁打底、嵌套分層固體構件并環繞柔性構件的方式，在中下層水體形成較大規模的底魚礁系統。這兩種魚礁系統的設計在工程上以安全和效率為核心，生態上以環保性和可持續性為原則，社會效益上以產業需求為導向，綜合構建出適合東海區等高海況海域的全新海洋牧場建設模式。該模式的一大優點是將魚礁易在淤泥底下陷的缺陷變為功能性優勢，以臺礁方式避免礁體偏移走位，確保人工生境系統的穩定性，無需進行魚礁抗滑移傾覆方面的工程核算，提高了工程效率。

（3）以整體打樁方式進行臺面立柱布局，礁體穿孔套入鋼樁，用熱鑄法固定圓形鋼板控制魚礁位置，兩層鋼板相隔1m，可控制組合魚礁底部的臺礁支腳插入底泥層1m左右。這種組合下可實現魚礁系統抵抗幾十年一遇的強臺風，使之長時間發揮漁業資源養護和產業服務的功能。