池塘浮式圆槽流水养殖系统设计与构建研究
发表时间:2022/01/02 00:32:37 浏览次数:4984
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池塘养殖是目前我国水产养殖的主要方式之一，多年来为满足城乡水产品有效供给和广大渔农民增收致富做出了重要贡献。尽管池塘养殖品种、技术和模式不断优化，健康生态养殖逐步得到重视，但目前还存在不少制约产业可持续发展的问题，如普遍存在内外源水环境胁迫不断加重，外源水质逐步恶化，内源养殖尾水未予达标排放；饲料、药品投入量大，水质难调、病害难控，水产品质量安全存在风险；设施装备化水平低，管理和捕捞不便，劳动强度大，人力成本高等问题。随着国家大力推进资源节约型、环境友好型、质量安全型渔业发展，鼓励转变水产养殖发展方式，示范推广池塘健康生态养殖技术，近年来，一种池塘工业化生态养殖系统应运而生，即在池塘中建设前后端分别带有气提推水设备和集排污设备的固定式矩形水槽，多个水槽并列组合，面积约占池塘面积的3%～5%，水槽作为养殖区，高密度集约化养殖鱼类；池塘作为净化区，主要用于净化水质，适当放养免投饵品种和种植水生植物。该养殖系统及技术于2013年由美国大豆出口协会引入江苏吴江，2014年以来，江苏省海洋与渔业局在全省组织实施该系统及技术示范项目，实施结果表明，该系统及技术具有增产增效、节地节水、环境友好、质量安全、便于管理等优点，已展示出较好的应用前景。但在项目实施过程中不少项目点出现了集排污效果不理想、老池塘淤泥多、施工难度大和工程造价较高不易推广等一些问题。有鉴于此，2015年笔者在承担省局下达的“池塘工业化生态养殖技术”项目过程中，在研究分析固定式矩形水槽养殖系统特点和不足的基础上，集成工业化养殖、网箱养殖和池塘循环水生态养殖的理念和技术，借鉴圆形养殖池集排污效果好和浮式养殖网箱易建造、投资少、不受池塘底质制约的特点，研发设计出一套“池塘浮式圆槽流水养殖系统”，即在常规养殖池塘中建造的漂浮式圆形水槽循环流水养殖系统，在水槽中集约化养鱼，池塘生态化“养水”。本文重点报道了对该套系统工艺设计与构建技术的研究结果，以期克服现有以固定式矩形水槽为主的“池塘工业化生态养殖系统”的不足，提高集排污效率，降低建设成本，便于在老塘口推广使用。
一、材料与方法
1.工艺及技术路线
圆形水槽作为鱼类养殖区，将鱼放养于水槽内进行高密度集约化流水养殖，由水泵和气泵连续向水槽内供水和增氧，水槽上部侧窗连续排水，定时将底部集污漏斗沉积的污物排入集污井，再由排污泵排出池塘；池塘作为水质净化区，适当混养免投饵净水品种和种草投螺。池塘漂浮式圆形水槽养殖系统工艺流程见图1。
2.系统设计
(1)主要设计参数：见表1。
(2)系统构成与设计制作
①试验池塘与养殖系统设置
试验池塘。试验地点位于淮安市淮阴区韩桥乡科苑渔业发展有限公司基地，选择2口面积共20亩、平均水深 2米、进排水设施配套的池塘作为试验塘口。在两池间纵向池埂上开挖宽1.6 米、深0.5 米、长60米排污沟，底部铺设HDPE土工膜，前30米用于排放和沉积养殖系统污物，后30米分设隔断并填充石子作为人工湿地，用于处理污水。
养殖系统设置。本研究设计构建了两组系统，并列设置在一口池塘一端离岸约20米、水深 2 米水体处。水泵设置在另一塘口，越过塘埂向养殖平台供水。气泵设置在岸上向养殖平台供气(见平面示意图2)。
②浮式圆形水槽养殖系统构成与设计制作
系统由浮式平台、柔性圆槽、供水设备、排污设备、增氧设备、电力保障设备等构成(见示意图3)。
浮式平台。正方形，长宽各13.4米，其中留下4个圆槽和集污井空间。四周走道宽40厘米，圆槽间走道宽60厘米。平台主要由钢架、浮体和过道板构成。由 4厘米×6厘米镀锌矩形钢管等制成的构件组装成钢架。以聚乙烯泡沫块为浮体材料，根据实际有效荷载和瞬时动态荷载及泡沫浮力等，计算确定泡沫用量、规格和布局。过道板采用厚2厘米塑料网格板。平台在试验池塘现场分步组装入水，成型后用桩或地锚固定位置，设栈桥上岸。
柔性圆槽。一组系统有4个圆槽。每个圆槽上口直径6米，底部直径5.8米，侧壁高1.5米，成型后锥底到上口高1.7米。柔性圆槽由PVC涂层布热烫拼接制成，槽壁等距和槽底放射状连续缝制12条宽5厘米帆布带作为受力加固筋。圆槽上沿口和底部一圈用PVC绳包边并打上若干金属扣眼。用直径3厘米钢管制成上大下小两个钢圈，上下分别与帆布扣眼绑扎，使柔性圆槽定型，下钢圈多点系绳引至平台上，必要时(如起捕)可将圆槽底部提升至水面。在圆槽进水处对面槽壁水位线处设40厘米×40厘米大小、可插拦网或薄板的排水窗。圆槽底部中央设排污口。圆槽上口设防逃防鸟遮阳网。
供水设备。在另一池塘中远离养殖平台约25米处架设可调节吃水深度的3千瓦6英寸潜水泵2台(1台备用)，架设输水管与平台上供水PVC进水管路连接，再连接阀门和L型多孔进水管向水槽持续供水。
集排污装置及设备。在圆槽底部中央设集污漏斗，集污漏斗直径40厘米，高20厘米，接管直径10厘米、长20厘米，用2毫米厚不锈钢板制作，上用法兰与开洞的圆槽相接，下用卡箍与排污软管相接，排污软管长度以满足圆槽底部可提升至水面为准。集污漏斗内叠置2～3个上小下大网眼的圆形金属拦鱼栅圈，可随鱼长大予以移换。集污井设在4个圆槽之间，圆筒形，直径80厘米，高140厘米，用3毫米厚钢板制作，底部4个接管(直径75 毫米)分别与4个圆槽底部的排污软管相接，内置4个PVC插管构造(直径110毫米)，以分别控制各圆槽排污至集污井。在集污井中设置带有液位自动控制的0.75千瓦潜水排污泵1台，通过软管将污物排至塘埂上沉淀沟中。
增氧设备。置功率1.6千瓦旋涡气泵2台(1台备用)，在平台上布设PE输气管至圆槽边，每个槽安装4个阀门和分气头后用软管与分段的微孔管相接。微孔增氧管坠重布设在圆槽内侧壁底角。必要时可在水泵端(采用文丘里装置)或气泵出气端添加纯氧，进一步提升水槽内溶氧量。
电力保障设备。设置1台15千瓦移动式发电机作为应急电源备用，配停电报警、自动切换设备。
设备实景图片
3.设备运行管理
养殖期间确保水泵和气泵连续运行，消毒用药等操作时可停机；根据气候和水温情况适时调节水泵入水深度；根据养殖对象规格、水质指标等适时调节供水流速和流量；定时排污，在投饲后1小时开启排污泵，污物排尽后即停机；及时补充新水，保持池塘水位；安排专人值守管理，遇停电及时切换备用电源，日常做好设备运行记录。
二、结果与讨论
(一)结果
本研究已在淮安市淮阴区韩桥乡河头村淮安科苑渔业发展有限公司基地的20亩池塘内建成池塘浮式圆槽流水养殖系统一套(两组)，经调试和初步负载试验，已基本实现设计与构建目标。目前正在开展有关鱼类养殖、集排污效果、水质测试和系统运行稳定性等系列试验。
(二)讨论
1.系统特点阐述
(1)与传统池塘养殖相比
①节地、节水、节能，提升池塘降本增产潜力。不新占土地，水循环利用，改变传统池塘养殖大量换水和年终干塘方式，大大节约水资源；增氧主要依赖池塘净化区藻类和植物光合作用，低扬程水泵供水和水槽内增氧效率高、能耗低。
②利用池塘上中层高溶氧水作水源，持续供水循环流水养殖，水质好、生长快、病害少、成活率高。可根据不同季节水温，调节供水水泵深度，从而为圆形水槽内养殖鱼类提供适宜水温，延长生长时间。
③圆形锥底养殖水槽在旋转水流作用下集污效果好，残饵粪便可及时有效排出池塘，大大降低池塘养殖内外源水环境污染，为转变池塘养殖发展方式，实现环保可持续提供了新模式。
④一套系统多个圆槽，可有计划分品种、分规格养殖，尤其适合高密度培育大规格鱼种，为周边成鱼养殖池或湖泊放流配套，或暂养净化商品鱼类，提高品质。
⑤便于疾病防控，大量减少药品使用，降低产品质量安全风险。方便目测和采样观察鱼健康状况，及时采取防病治病对策。停水曝气下进行药浴，水体小、用药少、效果好，使用后可及时换水。
⑥便于观察和测定养殖鱼生长情况，及时调整投饲量和饲料质量；投饲范围小，摄食强度高，所投浮性饲料不会被水流冲走，减少浪费，饲料利用率高。
⑦便于起捕操作。起捕前可以将整个养殖平台移近塘边，将整个水槽底部逐步提升后即可抄捕，不需使用网具，大大节省时间和劳力，保障起捕上市的计划性和及时性。
⑧池塘既作为净水区，又可混养净水品种，增加产量，经济和生态效益双赢。
⑨便于实行自动化水质监测和视频实时监控及远程遥控，为物联网渔业打下基础。
(2)与现有池塘固定式矩形水槽养殖系统相比
①柔性圆形水槽、浮式平台和过道等构件可在工厂标准化制作、在塘边组装，比固定式水槽具有造价低，设备简单，单位面积投入成本低，施工方便，工期短，不受地质条件影响等特点。
②柔性材料表面光滑，与矩形水槽拦鱼栅相比，不会擦伤鱼体(尤其是刚放养时)。圆形水槽与周围水体隔绝，不会像网箱养殖那样发生鼠患逃鱼。
③圆槽内水流持续旋转，流速、流态稳定，集排污效果好。通过设置集污井，可控式单槽排污吸力大，也可同时排污。据报道，现有池塘矩形水槽养殖系统的残饵粪便回收效率仍偏低，经笔者初步观察，本圆槽养殖系统的固体污物排污率可达到 90 %以上。
④投饲、捕捞方便、省力省工。人员投饲等管理操作行程短，劳动强度低。柔性圆槽具底部提升功能，捕捞时2人即可操作，比矩形水槽捕捞节省用工至少4人。
(3)与类似养殖系统相比 据报道，目前国内外已有多家单位开展了类似的浮式养殖系统研发试验。与其相比，在浮式平台、水泵供水、底部泵吸排污和增氧等方面基本相似；在养殖水槽形状及材质、设置水体、捕捞方式和单位面积投资等方面有所差异。本研发系统特点主要体现在结构简单、造价较低、排污效率高、起捕方便等，且率先应用于池塘养殖(见表2)。
2.不足与改进
本养殖系统在调试运行中出现了生青苔堵塞排水窗口和排污拦栅网眼的问题。究其原因主要是初春池塘水体较清瘦，致圆槽内壁生长青苔，鱼类放养后再予清刷所造成。其对策是要使池水保持一定的肥度以抑制青苔生长，放养前要清刷水槽并在运行中加强排水窗口和排污拦栅网眼的清洁管理，即可避免此问题发生。此外，排污漏斗中的拦栅更换还有不便，需要作进一步改进。
三、结论
池塘浮式圆槽流水养殖系统与现有固定式矩形水槽流水养殖系统相比，具有工艺合理、结构紧凑、设备简单、便于建设、投资较低、排污率高、起捕方便等特点，尤其适用于淤泥较多或水体较深的池塘。进一步的养殖生产运行结果将体现出该系统具有良好的推广应用前景。
1.来源：《科学养鱼》杂志社
2.作者：
何玉明 张天虎 淮安市农业委员会
陈文勇 周明华 淮安市科苑渔业发展有限公司张正弼 淮安市正禾渔业生态工程有限公司
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