一种产养殖生态系统及其控制方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202510236687.7 申请日 2025-02-28
公开(公告)号 CN119817515A 公开(公告)日 2025-04-15
申请人 广西壮族自治区水产科学研究院(广西壮族自治区渔业病害防治环境监测和质量检验中心、广西壮族自治区水生野生动物救护中心); 申请人类型 科研院所
发明人 韩耀全; 王大鹏; 李育森; 黄玉英; 施军; 吴伟军; 黄博; 陈文坚; 林峰; 第一发明人 韩耀全
权利人 广西壮族自治区水产科学研究院(广西壮族自治区渔业病害防治环境监测和质量检验中心、广西壮族自治区水生野生动物救护中心) 权利人类型 科研院所
当前权利人 广西壮族自治区水产科学研究院(广西壮族自治区渔业病害防治环境监测和质量检验中心、广西壮族自治区水生野生动物救护中心) 当前权利人类型 科研院所
省份 当前专利权人所在省份:广西壮族自治区 城市 当前专利权人所在城市:广西壮族自治区南宁市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:广西壮族自治区南宁市青山路8号 邮编 当前专利权人邮编:530000
主IPC国际分类 A01K63/00 所有IPC国际分类 A01K63/00A01K63/04
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 9 专利文献类型 A
专利代理机构 广东东之智知识产权代理有限公司 专利代理人 李家恒;
摘要 本 发明 涉及 水 产养殖系统技术领域,具体为一种 水产养殖 生态系统 及其控制方法,包括养殖池、 水循环 系统、水温调控系统、水质监测系统和控制系统,其特征在于:所述养殖池两端分别设有引入 净化 后清水的进水口和排出污水的出水口,所述水循环系统两端分别和进水口和出水口连接,所述水循环系统用于将出水口的污水进行净化处理后从进水口排入养殖池,所述水循环系统中设有模拟鱼类洄游的洄游 鱼道 ,通过设置水流模拟系统,能够模拟自然环境中复杂多变的 水体 流动,为洄游鱼类提供更接近自然环境的生长条件,促进其生理机能、生长发育和繁殖行为。
权利要求

1.一种产养殖生态系统,包括养殖池(1)、水循环系统(4)、水温调控系统、水质监测系统和控制系统,其特征在于:所述养殖池(1)两端分别设有引入净化后清水的进水口(2)和排出污水的出水口(3),所述水循环系统(4)两端分别和进水口(2)和出水口(3)连接,所述水循环系统(4)用于将出水口(3)的污水进行净化处理后从进水口(2)排入养殖池(1),所述水循环系统(4)中设有模拟鱼类洄游的洄游鱼道(5)。
2.据权利要求1所述的一种水产养殖生态系统,其特征在于:所述洄游鱼道(5)包括分别和进水口(2)、出水口(3)连接的通道、位于通道内的底部基座(51)、弧面坡(53)和抽水(52),所述底部基座(51)位于通道水线下,所述底部基座(51)上设有高出通道水面的弧面坡(53),所述弧面坡(53)将通道分隔为互不接触的两段,所述底部基座(51)内设有用于将出水口(3)侧的水抽至弧面坡(53)顶部的抽水泵(52)。
3.根据权利要求2所述的一种水产养殖生态系统,其特征在于:所述抽水泵(52)的进水管(54)进水位置位于出水口(3)一侧通道的底部,所述进水管(54)入口处设有滤网(58)。
4.根据权利要求2所述的一种水产养殖生态系统,其特征在于:所述弧面坡(53)顶部设有用于提高弧面坡(53)表面水流稳定性的顶部储水槽(55)。
5.根据权利要求4所述的一种水产养殖生态系统,其特征在于:所述顶部储水槽(55)中设有用于降低顶部储水槽(55)内流速的隔板(56),所述隔板(56)端面设有若干穿透隔板(56)的通孔。
6.根据权利要求5所述的一种水产养殖生态系统,其特征在于:所述水循环系统(4)还包括增泵(59),所述增氧泵(59)为压缩抽气泵,所述增氧泵(59)用于对水注入气泡增加弧面坡(53)两侧的水深,所述增氧泵(59)的出气口与顶部储水槽(55)连通,所述增氧泵(59)的出气口位于隔板(56)下方。
7.根据权利要求2所述的一种水产养殖生态系统,其特征在于:所述弧面坡(53)面对出水口(3)一侧外表面设有突出弧面坡(53)表面的阻水堰(57),所述阻水堰(57)用于延缓弧面坡(53)面对出水口(3)一侧的水流流速。
8.根据权利要求2所述的一种水产养殖生态系统,其特征在于:所述弧面坡(53)顶面覆盖PVC防渗膜。
9.一种根据权利要求18任一所述的水产养殖生态系统的控制方法,其特征在于:启用洄游鱼道(5)时,开启养殖池(1)两侧的进水口(2)和出水口(3),启动抽水泵(52);
观察从进水口(2)逆流而上进入通道的洄游鱼类,水流从弧面坡(53)两侧向下流动,弧面坡(53)两侧的水深低于洄游鱼类游动所需的深度时增加抽水泵(52)功率,启动增氧泵(59),从而提高弧面坡(53)两侧的水深,以便洄游鱼类游上弧面坡(53)完成洄流动作;
观察从进水口(2)逆流而上进入通道的洄游鱼类,水流从弧面坡(53)两侧向下流动,弧面坡(53)两侧的水流流速过大,洄游鱼类无法逆流而上时,减少抽水泵(52)功率,启动增氧泵(59),从而降低弧面坡(53)两侧的流速,以便洄游鱼类游上弧面坡(53)完成洄流动作。

说明书全文

一种产养殖生态系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水产养殖系统技术领域,具体为一种水产养殖生态系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 随着水产养殖业的快速发展,针对不同鱼类习性的人工养殖生态系统应运而生。对于具有洄游习性的鱼类,如鲑鱼、鳗鱼等,其生长繁殖对水温、水质以及水体流动等环境因素有着严格的要求。现有技术中,已经能够实现对水温、水质的精确调控,例如通过循环水系统、温度控制系统等,为洄游鱼类提供适宜的生长环境,从而大幅提高其产量和养殖效益。
[0003] 例如公开号为CN108552090A的专利《一种二龄美洲鲥仿洄游土池大棚越冬育肥方法》,由土池大棚的搭建和池塘准备、亚成鱼放养、饵料及投喂、水质管理、仿洄游升降盐度、白鲢放养、调节水温、起捕上市组成。其发明突出的优点在于:模拟美洲鲥自然生态洄游,通过覆盖塑料薄膜提高冬季池塘水温、升降池水盐度等方法提升二龄越冬的美洲鲥肌肉油脂含量、肥度及鲜美度,使越冬后美洲鲥的口感更接近于野生美洲鲥,提升了越冬后美洲鲥肌肉品质。操作简便,不用精细化的操作,不需要接受系统的培训,易于被人们接受和推广,适合大规模生产。
[0004] 然而,在水体流动模拟方面仍存在明显空缺。洄游鱼类在自然环境中,需要经历长距离的迁徙,期间会经历不同流速、流向的水体环境,这种水体流动的刺激对其生理机能、生长发育以及繁殖行为都至关重要。而现有养殖系统大多采用静态或简单循环的水流模式,无法模拟自然环境中复杂多变的水体流动,导致洄游鱼类在人工养殖环境中容易出现生长缓慢、性腺发育不良、繁殖率低等问题,限制了其养殖效益的进一步提升。

发明内容

[0005] 针对以上问题,本申请提出了一种模拟自然水体流动的洄游鱼类养殖生态系统,可实现研究洄游鱼类生长习性、提高洄游鱼类养殖成功率、提升养殖效益。
[0006] 一种水产养殖生态系统,包括养殖池、水循环系统、水温调控系统、水质监测系统和控制系统,其特征在于:所述养殖池两端分别设有引入净化后清水的进水口和排出污水的出水口,所述水循环系统两端分别和进水口和出水口连接,所述水循环系统用于将出水口的污水进行净化处理后从进水口排入养殖池,所述水循环系统中设有模拟鱼类洄游的洄游鱼道
[0007] 优选地,所述洄游鱼道包括分别和进水口、出水口连接的通道、位于通道内的底部基座、弧面坡和抽水,所述底部基座位于通道水线下,所述底部基座上设有高出通道水面的弧面坡,所述弧面坡将通道分隔为互不接触的两段,所述底部基座内设有用于将出水口侧的水抽至弧面坡顶部的抽水泵。
[0008] 优选地,所述抽水泵的进水管进水位置位于出水口一侧通道的底部,降低进水管附近水体流速对鱼类的干扰,所述进水管入口处设有滤网,提高抽水泵的效率。
[0009] 优选地,所述弧面坡顶部设有用于提高弧面坡表面水流稳定性的顶部储水槽。
[0010] 优选地,所述顶部储水槽中设有用于降低顶部储水槽内流速的隔板,所述隔板端面设有若干穿透隔板的通孔。
[0011] 优选地,所述水循环系统还包括增泵,所述增氧泵为压缩抽气泵,所述增氧泵用于对水注入气泡增加弧面坡两侧的水深,所述增氧泵的出气口与顶部储水槽连通,所述增氧泵的出气口位于隔板下方。
[0012] 优选地,所述弧面坡面对出水口一侧外表面设有突出弧面坡表面的阻水堰,所述阻水堰用于延缓弧面坡面对出水口一侧的水流流速。
[0013] 优选地,所述弧面坡顶面覆盖PVC防渗膜。
[0014] 一种应用于上述水产养殖生态系统的控制方法:
[0015] 启用洄游鱼道时,开启养殖池两侧的进水口和出水口,启动抽水泵;
[0016] 观察从进水口逆流而上进入通道的洄游鱼类,水流从弧面坡两侧向下流动,弧面坡两侧的水深低于洄游鱼类游动所需的深度时增加抽水泵功率,启动增氧泵,从而提高弧面坡两侧的水深,以便洄游鱼类游上弧面坡完成洄流动作;
[0017] 观察从进水口逆流而上进入通道的洄游鱼类,水流从弧面坡两侧向下流动,弧面坡两侧的水流流速过大,洄游鱼类无法逆流而上时,减少抽水泵功率,启动增氧泵,从而降低弧面坡两侧的流速,以便洄游鱼类游上弧面坡完成洄流动作。
[0018] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0019] 1.通过设置水流模拟系统,能够模拟自然环境中复杂多变的水体流动,为洄游鱼类提供更接近自然环境的生长条件,促进其生理机能、生长发育和繁殖行为。
[0020] 2.将增氧泵结合在洄游鱼道中,利用在水中注入气体形成起泡的原理在不增加水体重量的情况下增加水体的整体体积便于鱼类洄游,可有效提高洄游鱼类成功率,提升养殖效益。附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍;在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识;附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0022] 图1为本发明洄游流向示意图;
[0023] 图2为本发明洄游鱼道的运行原理示意图。
[0024] 图中:1、养殖池;2、进水口;3、出水口;4、水循环系统;5、洄游鱼道;51、底部基座;52、抽水泵;53、弧面坡;54、进水管;55、顶部储水槽;56、隔板;57、阻水堰;58、滤网;59、增氧泵。

具体实施方式

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围;
[0026] 下面结合图1至图2,介绍本发明提出的一种水产养殖生态系统
[0027] 1.养殖池1的构建
[0028] 养殖池1采用矩形设计,长度和宽度根据养殖鱼类的种类和数量确定。池底铺设防渗膜,防止水体渗漏。
[0029] 养殖池1两端分别设置进水口2和出水口3,进水口2连接净化后的清水供应系统,出水口3连接污水处理系统。值得说明的是,养殖池1的形状不应是被限制为矩形的,任意形状也是可以的,只是尽量在几何外形的最远端设置进水口2和出水口3。
[0030] 2.水循环系统4的安装
[0031] 水循环系统4包括水泵、过滤器、紫外线消毒器等设备,确保水体循环过程中水质清洁。
[0032] 洄游鱼道5设置在水循环系统4中,模拟自然环境中鱼类洄游的水流条件。
[0033] 3.水温调控系统的配置
[0034] 水温调控系统包括加热器和冷却器,根据季节和鱼类生长需求调节水温。
[0035] 温度传感器实时监测水温,并将数据反馈至控制系统,实现自动调节
[0036] 水质监测系统的设置
[0037] 水质监测系统包括pH传感器、溶解氧传感器、氮传感器等,实时监测水质参数。
[0038] 监测数据通过无线传输至控制系统,实现水质异常自动报警和调节。
[0039] 控制系统的集成
[0040] 控制系统采用PLC控制器,集成水温调控、水质监测、水循环等功能。
[0041] 洄游鱼道5的具体实施:水体流向如图1中箭头所示,洄游鱼群的洄游方向和水流方向相反。
[0042] 洄游鱼道5由通道、底部基座51、弧面坡53和抽水泵52组成。通道连接进水口2和出水口3,底部基座51位于通道水线下,弧面坡53高出通道水面,将通道分隔为两段。
[0043] 抽水泵52将出水口3侧的水抽至弧面坡53顶部,水自弧面坡53顶部两侧留下,只要抽水泵52的流量大于自弧面坡53面向出水口3侧流下的流量即可在洄游鱼道5形成定向流动,模拟自然洄游环境,同时因为洄游鱼道5和养殖池1处于连通关系,因此可形成持续性的内循环。在一些实施方式中,可以在洄游鱼道5内进行增氧,水质、投料、过滤等作业,从而尽可能保持养殖池1内生态系统的稳定,尤其是降低电气化设备的噪音、振动对养殖池1内鱼群的影响。进水管54的布设位置也应尽可能降低对鱼群洄游的影响。
[0044] 弧面坡53顶部设置顶部储水槽55,提高水流稳定性。储水槽内设置隔板56,降低流速,便于鱼类逆流而上。
[0045] 增氧泵59对水注入气泡,在不增加水体重量的情况下增加弧面坡53两侧的水深,便于鱼类游动,同事还有利于增加水体含氧量,提高鱼类洄游积极性。
[0046] 弧面坡53面对出水口3一侧外表面设置阻水堰57,可延缓水流流速,便于鱼类逆流而上。且阻水堰57可以使得自顶部储水槽55流向出水口3一侧的流量少于流向进水口2一侧的流量。
[0047] 在实验中,通过模拟洄游过程,观察鱼类的行为反应。使用高速摄像设备记录洄游鱼类在不同水流速(主要是0.5m/s与1.0m/s)下的逆流成功率。数据分析表明:
[0048] 在0.5m/s的流速下,洄游成功率达到90%。
[0049] 在1.0m/s的流速时,成功率降低至65%。
[0050] 此外,通过为洄游鱼道5添加增氧装置,发现鱼类的活动频率提升,总体表现出更好的活跃度和健康状态
[0051] 增氧泵59调整对鱼类逆流能的影响
[0052] 增氧泵59的工作时间与运转效率也需定期评估。实验结果显示,通过增氧泵59的合理运作,保持适宜的含氧量(5mg/L以上),能够显著提升鱼类逆流与洄游的积极性。数据对比如下:
[0053] 当前阶段:增氧后鱼类逆流比例达到85%
[0054] 未增氧阶段:逆流比例不足50%
[0055] 弧面坡53顶面覆盖PVC防渗膜,一是防止水体渗漏;二是减少鱼群洄游时和弧面坡53顶面表面的摩擦,减少伤害。
[0056] 这里介绍水产养殖生态系统控制方法的一种实施:
[0057] 启用洄游鱼道5时,开启养殖池1两侧的进水口2和出水口3,启动抽水泵52。
[0058] 观察从进水口2逆流而上进入通道的洄游鱼类,水流从弧面坡53两侧向下流动,弧面坡53两侧的水深低于洄游鱼类游动所需的深度时增加抽水泵52功率,启动增氧泵59,从而提高弧面坡53两侧的水深,以便洄游鱼类游上弧面坡53完成洄流动作。
[0059] 观察从进水口2逆流而上进入通道的洄游鱼类,水流从弧面坡53两侧向下流动,弧面坡53两侧的水流流速过大,洄游鱼类无法逆流而上时,减少抽水泵52功率,启动增氧泵59,从而降低弧面坡53两侧的流速,以便洄游鱼类游上弧面坡53完成洄流动作。
[0060] 结论
[0061] 本发明通过构建模拟自然洄游环境的水产养殖生态系统,有效解决了现有技术中无法模拟复杂水体流动的问题,提高了洄游鱼类的生长速度、性腺发育和繁殖率,具有显著的经济效益和生态效益。
[0062] 值得说明的是,本申请只是就封闭的养殖系统中增加洄游的水体动力条件,即让水流形成单向循环流动,洄游所需模拟的底质、洞穴、水生植物等环境,以及漂浮性卵和粘性卵需要粘附的沙石、水草、流速等条件,和本申请的技术方案并不排斥,属于可以线性叠加的技术方案。
[0063] 应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加;
[0064] 还应当理解,在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明;如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式;
[0065] 还应当进一步理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
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