IPRS系統(tǒng)模式下養(yǎng)殖設(shè)施工廠化的實(shí)現(xiàn)

馮濤 章沈強(qiáng) 邱峰 柳中泉

(星光農(nóng)機(jī)股份有限公司,浙江湖州 313000)

隨著人們對(duì)水產(chǎn)的需求不斷地增加，池塘養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，但是養(yǎng)殖的設(shè)施陳舊、水域污染嚴(yán)重等問題已經(jīng)嚴(yán)重影響了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[1]。為了解決這些問題，近年來我國引進(jìn)了這種新型的養(yǎng)殖模式，現(xiàn)已經(jīng)在許多地區(qū)推廣使用[2]。但是目前的使用有一定的盲目性，在養(yǎng)殖設(shè)施的結(jié)構(gòu)選擇、配置模式等許多方面缺乏科學(xué)性、合理性。為了解決這些問題，在IPRS系統(tǒng)基礎(chǔ)上研發(fā)了一種工廠化生產(chǎn)、模塊化安裝的水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施，可通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及循環(huán)流水系統(tǒng)、集污系統(tǒng)、餌料投喂、流水增氧系統(tǒng)等輔助設(shè)施，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化控制[3，4]。

1 IPRS系統(tǒng)養(yǎng)殖模式與國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 IPRS系統(tǒng)養(yǎng)殖生態(tài)結(jié)構(gòu)

整個(gè)池塘分為魚類養(yǎng)殖區(qū)和水質(zhì)生態(tài)凈化區(qū)，跑道(流水槽)內(nèi)用于“圈養(yǎng)”吃食性魚類，跑道外則套養(yǎng)濾食性魚、蝦、貝類和種植水生植物。通過跑道上游的氣提式增氧推水設(shè)備，將跑道內(nèi)吃食性魚類的代謝物和殘餌推集到下游指定的廢棄物收集區(qū)，部分懸浮飼料被推出跑道外；再通過自動(dòng)吸污裝置將廢棄物回收到沉淀池；最后經(jīng)過沉淀脫水處理，變?yōu)殛懮参?如蔬菜、瓜果、花卉)的高效有機(jī)肥；過濾后的水體經(jīng)過氧化曝氣、生物處理后重新注回魚塘[5，6]，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)魚塘的循環(huán)流水養(yǎng)魚生態(tài)鏈。跑道養(yǎng)魚示意圖見圖1。

圖1 IPRS系統(tǒng)生態(tài)結(jié)構(gòu)

1.2 IPRS系統(tǒng)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過幾年的大力示范推廣，循環(huán)流水養(yǎng)殖的優(yōu)勢(shì)和成效受到了充分的肯定，在許多省市都已經(jīng)開展了池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖技術(shù)試驗(yàn)推廣。雖然目前國內(nèi)已經(jīng)有多地進(jìn)行了流水養(yǎng)魚的設(shè)施研究和試驗(yàn)，但目前許多養(yǎng)魚的設(shè)施還有不完善的地方。目前，國內(nèi)采用的流水養(yǎng)殖槽絕大多數(shù)是磚混結(jié)構(gòu)的，這種結(jié)構(gòu)在水中的設(shè)置形式只能是固定設(shè)置，在修建時(shí)需要先將池塘的水抽干，然后在池塘底部澆筑鋼筋混凝土底板，兩側(cè)砌墻，形成流水的養(yǎng)殖槽。這種結(jié)構(gòu)施工的時(shí)間周期較長，并且需要將池塘底部硬化，對(duì)土地的傷害較大[7-9]，沒有完整統(tǒng)一的配套設(shè)施，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的養(yǎng)殖設(shè)施，這不僅增加了養(yǎng)殖成本，并且也降低了用戶對(duì)流水養(yǎng)殖的認(rèn)可，不利于循環(huán)流水養(yǎng)魚的推廣應(yīng)用。

2 IPRS系統(tǒng)養(yǎng)殖設(shè)施工廠化

2.1 養(yǎng)殖設(shè)施結(jié)構(gòu)模塊化

IPRS系統(tǒng)養(yǎng)殖設(shè)施是一種在較大池塘或其他養(yǎng)殖水域設(shè)置的U型槽循環(huán)流水養(yǎng)殖設(shè)施(圖2)。

圖2 養(yǎng)殖設(shè)施結(jié)構(gòu)

為了解決使用鋼筋混凝土建立“跑道”帶來的不足和不便，通過研究分析決定主體采用不銹鋼結(jié)構(gòu)的流水養(yǎng)殖設(shè)施，整體是采用不銹鋼管框架式結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)采用不銹鋼板材，在塘底中采用固定結(jié)構(gòu)設(shè)置(圖3)，并且對(duì)設(shè)施的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了嚴(yán)格的受力以及強(qiáng)度的分析，在滿足力學(xué)性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了設(shè)施模塊化的設(shè)計(jì)，按固定的模塊方式來搭建“跑道”，能夠節(jié)省大量的人力和物力。由于采用模塊化的設(shè)計(jì)，所以在運(yùn)輸方便的同時(shí)也減少了安裝時(shí)的問題，大大縮短了安裝的周期，并且安裝簡單方便，由于采用了不銹鋼結(jié)構(gòu)，大大延長了“跑道”的使用周期。

圖3 養(yǎng)殖設(shè)施不銹鋼結(jié)構(gòu)

2.2 養(yǎng)殖設(shè)施智能化控制

現(xiàn)在國家倡導(dǎo)通過設(shè)備設(shè)施自動(dòng)化、智能化來實(shí)現(xiàn)減少人的勞動(dòng)時(shí)間以及勞動(dòng)強(qiáng)度。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，經(jīng)過多年的設(shè)計(jì)研究實(shí)現(xiàn)了智能化的“跑道”養(yǎng)魚，在循環(huán)流水、廢物處理、魚餌投食、水體增氧等方面都利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)布局了完整的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過流水槽內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞，能第一時(shí)間了解水中的含氧量，實(shí)時(shí)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)、移動(dòng)巡查、增氧聯(lián)動(dòng)調(diào)控、成長性分析、大數(shù)據(jù)魚情分析、病蟲害預(yù)警防治等，實(shí)現(xiàn)定時(shí)推水增氧、定時(shí)投餌、定時(shí)吸污等智能化控制。基于云計(jì)算、云存儲(chǔ)技術(shù)，提供水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和養(yǎng)殖數(shù)字化管理(圖4)。

圖4 物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)

3 結(jié)論

IPRS系統(tǒng)養(yǎng)殖技術(shù)具有高產(chǎn)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖向機(jī)械化、智能化、規(guī)范化發(fā)展的重要技術(shù)，是未來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展的方向。本文所研究的養(yǎng)魚“跑道”設(shè)施工藝上實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，模塊化安裝，大大降低了安裝的成本；在管理上實(shí)現(xiàn)了智能化，降低了人工勞動(dòng)的強(qiáng)度；是集智能化、模塊化、工廠化生產(chǎn)為一體的水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施，保證了設(shè)施質(zhì)量與規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、合理的養(yǎng)殖設(shè)施模式，對(duì)IPRS系統(tǒng)養(yǎng)殖推廣具有重要意義。