In fisheries, the importance of designing efficient fish cages is being emphasized as aquaculture has become more production than capture fishing. Particularly, the gravity cage system is one of the popular fish cage system in Korea. Currently, gravity cages of various shapes and sizes are being widely designed and installed in offshore and inland seas. The cage is subject to external forces, such as currents and waves, and the shape of the structure and tension on the ropes changes according to these external forces. Thus, it is important to accurately calculate these dynamic behavior, including the external forces and tension on the structure during the design stage. In this study, three types of cage systems with an equal internal volume of 8000 ㎥ were analyzed using mass-spring models and their behavior was interpreted through simulations. These simulations were used to analyze the behavior and tension of the ropes in response to currents and waves to aid in the selection of individual cage sizes for a given total volume. The numerical calculation results indicate that depending on the flow rate, the most resistant system is System 1, which has eight strays, and System 2 and System 3 have 69.4% and 54.8% of the resistance of System 1. Further, total resistance increased as the number of cages increased for all flow rates.
The sea cage in marine aquaculture might be varied such as on the stability and shape in the open sea by environmental factors. To evaluate the stability of net cage structures in the open sea, the physical and numerical modeling techniques were applied and compared with field observations. This study was carried out to analyse the stability and the volume loss which would have an effect on the fish swimming behavior in the octagonal pillar type fish cage under the open sea. As a results, the volume loss ratio of the fish cage as measured using a depth sensor was indicated a value of the 30.3% under the current velocity (1.1m/s). The fish cage should be consisted of a concrete block with a weight over 10 tons, a mooring rope diameter over 28mm PP, and a shackle of 25mm under the current speed of 1m/sec for reasonable stability.
Nowadays, consumption of fisheries products is increasing. There are several factors, one of which is a quantitative development through aquaculture. Another factor is an increase qualitative consumption of fish which require that fish be supplied alive. This requires a lot of technical effort to transport the live fish that have low survival rate (c.f. tuna and mackerel) in coastal waters and in the open sea. To develop a towing cage for transporting the live fish, model test in a circulate water channel and simulation by computer tool were carried out. In order to spread vertically, floats were attached at the upper part of the cage, and iron chains attached at the lower part of the cage. For horizontal spreading, kites were attached on the cage. The tension and spreading performance of the cage were measured. The result shows that the tension and reduction ratio of inside volume of the cage were tended to increase with increased towing speeds. The suitable operation condition in towing cage was 1.0 m/s towing speeds with vertical spreading force 8.7 kN, horizontal spreading force 5.6 kN; in this case the reduction ratio of inside volume of the cage was estimated as 25%.
This study is aimed to analyze the economic feasibility of yellowtail culture using the copper alloy net cage in Gyeongsangbuk-do. First of all, in order to evaluate the copper alloy net cage on yellowtail culture, I review the trend on the yellowtail culture industry and research the concept of copper alloy net cage. The copper-alloy net cage is now recognized as an advantages of its system stability, recycling, antibiosis and food safety. The results were summarized as follows: first, there was significant meaning of the profit model of yellowtail culture by the price difference. Second, I analyzed in the economic feasibility of yellowtail culture using the copper alloy net cage, internal rate of return (IRR) was 51.58%, a benefit-cost ratio was shown to be 2.27 and net present value (NPV) was 1,087,337 thousand won, which indicates the economic feasibility of yellowtail culture using the copper alloy net cage is profitable. Finally, in order to improve the economic valuation, it is necessary to focus more on the developing of technology and cost reduction strategy on the copper alloy net cage.
지난 30년간 전세계 양식업은 비약적으로 발전하였다. 양식업은 인간이 요구하는 동물성 단백질 섭취량의 15% 이상을 공급하는 중요한 산업이므로 수요 충족을 위하여 어류와 수산생물의 지속적인 생산 증가가 필요하다. 우리나라 남해안(경남과 전남)에 위치한 어류 가두리양식장 수면적 비율은 전국 대비 약 90%로 어류 양식업의 측면에서는 매우 중요한 곳이다. 그러나 최근의 양식환경은 전지구적 문제인 기후변화에 의한 영향을 점진적으로 받고 있으며, 이러한 영향이 더욱 심화될 것으로 예측되고 있다. 그러므로 지금의 시점에서 기후변화가 우리나라 산업계, 특히 양식산업에 미칠 영향을 정확히 평가하여야 할 시점일 뿐만 아니라 나아가 어업피해를 최소화하기 위한 사회적 및 국가적 전략이 필요하다. 남해안 가두리양식장에서 양식되는 어류의 피해는 해마다 늘어나고 있는데 주요피해의 원인 인자는 기후변화와 직·간접적으로 관련이 있는 고수온, 저수온 및 적조의 발생 등으로 알려져 있다. 현재의 시점에서 지구 온난화는 경제적 한계를 가지는 어종이나 새로운 종에 대한 양식산업화의 기회를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 긍정적인 기회의 존재에도 불구하고 새로운 종의 유입에 의한 생태 교란, 적조 등 미세조류의 번식빈도 증가, 질병 발생 기회의 증가, 여름철 고수온 발생 및 기간의 장기화 등 부정적인 문제가 발생하며, 이러한 원인들의 복합적인 영향으로 인해 양식어류의 폐사 규모와 사례가 증가하고 있다. 어류의 폐사 피해의 증가는 양식산업계에 심각한 경제적 영향을 줄 뿐만 아니라 피해 대응과 후속 조치를 위한 사회적 비용 또한 증가하게 된다. 그러므로 어류양식장에서 발생하는 폐사 피해는 원인 인자들에 대한 적극적이고 능동적인 대응으로 줄일 수 있으며, 양식생물의 사육 및 관리기술 향상, 효율적인 먹이 관리, 질병 차단과 능동적 대응, 제도개선 등 다양한 영역에서 이루어져야 한다. 본 총설에서는 우리나라 남해안에 위치한 어류 가두리 양식장에서 발생한 대량폐사 사례를 분석하고 폐사 원인에 대한 대응 능력을 향상시키기 위한 방안을 제시하고자 하였다.
The purpose of this study is to investigate the production efficiencies of the Korean aquaculture fishery with respect to species and methods using a Data Envelopment Analysis. The study extracted the 8 fishes in each of the sea cage culture, aquarium basin, and enclosed aquaculture for the analytical purposes. First, the study estimated the technical, pure technical, and scale efficiencies of the total of 24 aquaculture fishes based on the traditional DEA under the assumptions of both CRS and VRS. 2 fishes were identified as the efficient DMUs under the CCR-model, and 6 fishes under the BCC-model. Second, we tested to see if there was any difference in production efficiencies regarding those three different methods of aquaculture. we could not find any evidence of the differences in efficiency using a rank sum test based on the traditional DEA. However, we could do find that the pure technical efficiency in the sea cage culture was lower than others at 1% level of significance and the pure technical efficiency in enclosed aquaculture was also lower than others at 5% level of significance using Bilateral-DEA, which could explicitly consider the heterogeneity in the 3 production methods of aquaculture. Finally, the study obtained the 95% confidence intervals of the efficiency scores for the 24 fishes under our study using the smoothed bootstraping method in the process of the re-sampling in cooperation with both a kernel density estimation and a reflection method. At the same time, we could estimate the bias-corrected efficiency scores while the traditionally estimated efficiency scores suffered from the biases in the process of solving a linear programming with the deterministic nature of a production frontier. And hence, we could distinguish the differences in production efficiencies of the 8 fishes with respect to those 3 methods of aquaculture.
The purpose of this paper is to develop a new submersible fish cage operated by a pneumatic system for offshore aquaculture. Although some researchers have investigated modeling and control of fish cages, such cages consist of variable ballast tanks that with closed cylinders and thus present a maintenance issue. In solving the issue the new submersible fish cage investigated consists of bottom-opening cylinders. Accordingly, we designed a mathematical model of the concept and applied Sliding Mode Control for nonlinear angle control. Some experiments conducted under assumed conditions indicate that the angle of the system converges to zero under all conditions and the control has the stability to balance the fish cage.
A numerical model analysis was performed to analyze the motion and mooring tension response of submersible fish cage systems in irregular waves and currents. Two systems were examined: a submersible cage mooring with a single, high tension mooring and the same system, but with an additional three point mooring. Using a Morison equation type model, simulations of the systems were conducted with the cage at the surface and submerged. Irregular waves(JONSWAP spectrum) with and without a co-linear current with a magnitude of 0.5m/s were simulated into the model as input parameters. Surge, heave and pitch dynamic calculations were made, along with tension responses in the mooring lines. Results were analyzed in both the time and frequency domains and linear transfer functions were calculated.
We reviewed previous studies on well-performing aquaculture facilities, rearing environment, breeding management and feed supply to find the optimal conditions of the abalone aquaculture in marine cage. The size of marine cage varied depending on local area where the abalone farms are located. The small size cage ($2.4{\times}2.4{\times}2.5$ m) was used in Wando, Jindo and Hanam area where much of the provincial's abalone production is conducted and the middle size cage ($2.4{\times}4.8{\times}2.5$ m) was used in Huksando area. Big size group, above 2 cm in shell length, was produced from the end of October to the middle of November and small size group, below 2 cm in shell length, was produced from the end of March to the beginning of April next year in case of juvenile abalone of land production. The initial stocking density was 517-1,653 individuals/culture square meter($m^2$) in case of the big size group. The optimal rearing density was 326 and 263 individuals/culture square meter ($m^2$) after 1 year and 2 year's rearing, respectively. It is shown that relationship between individual shell length (x) and rearing density (y) is estimated to be $y=2,803.1x^{-1.4641}$ ($r^2=0.9687$). In addition, The obvious relationship was indicated between number of cage (x) and sea weed production facilities (y) as y=1.1542x+10.832 ($r^2=0.918$) in Wando, because sea mustard (Undaria pinnatifida) or japanese tangle (Laminaria japonica) was supplied as a feed for abalone culture. The general pattern of relationship between shell length (x) and shell weight (y) of cultured abalone is estimated to be $y=0.1443x^{2.9461}$ ($r^2=0.9997$).
This study is aimed to analyze the hydrodynamic characteristics of the cage net in the circulating water channel. It visualized wake flows using a PIV (paricle imaging velocimetry) and analyzed the flow velocity distribution. In addition, the vorticity and turbulence intensity were analyzed from the wake flow distribution and compared changes by flow velocity. Results showed that the average turbulence intensity in the circulating water channel was very stable showing less than 1% in the range between 0.2 and 0.8 m/s. The drag coefficient affecting to the netting was estimated to be 1.35. The flow decreasing rate of the wake in the middle of the netting was 2.1% at the range of 0.2 m/s and it was constant at 6.6-6.9% over the range of 0.4 m/s irrespective of velocity increases. Finally, the change of turbulence intensity by netting and knot mesh could be confirmed. These results can be utilized as a basic information for the future research of flow characteristics by fishing nets and meshes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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