IPRS系統模式下養殖設施工廠化的實現

馮濤 章沈強 邱峰 柳中泉

(星光農機股份有限公司,浙江湖州 313000)

隨著人們對水產的需求不斷地增加，池塘養殖業發展迅速，但是養殖的設施陳舊、水域污染嚴重等問題已經嚴重影響了養殖業的發展[1]。為了解決這些問題，近年來我國引進了這種新型的養殖模式，現已經在許多地區推廣使用[2]。但是目前的使用有一定的盲目性，在養殖設施的結構選擇、配置模式等許多方面缺乏科學性、合理性。為了解決這些問題，在IPRS系統基礎上研發了一種工廠化生產、模塊化安裝的水產養殖設施，可通過物聯網系統及循環流水系統、集污系統、餌料投喂、流水增氧系統等輔助設施，實現水產養殖智能化控制[3，4]。

1 IPRS系統養殖模式與國內發展現狀

1.1 IPRS系統養殖生態結構

整個池塘分為魚類養殖區和水質生態凈化區，跑道(流水槽)內用于“圈養”吃食性魚類，跑道外則套養濾食性魚、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備，將跑道內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，部分懸浮飼料被推出跑道外；再通過自動吸污裝置將廢棄物回收到沉淀池；最后經過沉淀脫水處理，變為陸生植物(如蔬菜、瓜果、花卉)的高效有機肥；過濾后的水體經過氧化曝氣、生物處理后重新注回魚塘[5，6]，從而實現整個魚塘的循環流水養魚生態鏈。跑道養魚示意圖見圖1。

圖1 IPRS系統生態結構

1.2 IPRS系統國內發展現狀

經過幾年的大力示范推廣，循環流水養殖的優勢和成效受到了充分的肯定，在許多省市都已經開展了池塘循環流水養殖技術試驗推廣。雖然目前國內已經有多地進行了流水養魚的設施研究和試驗，但目前許多養魚的設施還有不完善的地方。目前，國內采用的流水養殖槽絕大多數是磚混結構的，這種結構在水中的設置形式只能是固定設置，在修建時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，兩側砌墻，形成流水的養殖槽。這種結構施工的時間周期較長，并且需要將池塘底部硬化，對土地的傷害較大[7-9]，沒有完整統一的配套設施，沒有統一的標準化的養殖設施，這不僅增加了養殖成本，并且也降低了用戶對流水養殖的認可，不利于循環流水養魚的推廣應用。

2 IPRS系統養殖設施工廠化

2.1 養殖設施結構模塊化

IPRS系統養殖設施是一種在較大池塘或其他養殖水域設置的U型槽循環流水養殖設施(圖2)。

圖2 養殖設施結構

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構的流水養殖設施，整體是采用不銹鋼管框架式結構，內側采用不銹鋼板材，在塘底中采用固定結構設置(圖3)，并且對設施的結構進行了嚴格的受力以及強度的分析，在滿足力學性能的基礎上實現了設施模塊化的設計，按固定的模塊方式來搭建“跑道”，能夠節省大量的人力和物力。由于采用模塊化的設計，所以在運輸方便的同時也減少了安裝時的問題，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構，大大延長了“跑道”的使用周期。

圖3 養殖設施不銹鋼結構

2.2 養殖設施智能化控制

現在國家倡導通過設備設施自動化、智能化來實現減少人的勞動時間以及勞動強度。為了實現這個目的，經過多年的設計研究實現了智能化的“跑道”養魚，在循環流水、廢物處理、魚餌投食、水體增氧等方面都利用物聯網技術布局了完整的自動化控制系統，通過流水槽內的傳感器數據實時傳遞，能第一時間了解水中的含氧量，實時水質在線監測、移動巡查、增氧聯動調控、成長性分析、大數據魚情分析、病蟲害預警防治等，實現定時推水增氧、定時投餌、定時吸污等智能化控制。基于云計算、云存儲技術，提供水產養殖物聯網云服務，全面實現設備遠程監控和養殖數字化管理(圖4)。

圖4 物聯網控制系統

3 結論

IPRS系統養殖技術具有高產、環保等優點，是我國水產養殖向機械化、智能化、規范化發展的重要技術，是未來水產養殖業的發展的方向。本文所研究的養魚“跑道”設施工藝上實現了工廠化生產，模塊化安裝，大大降低了安裝的成本；在管理上實現了智能化，降低了人工勞動的強度；是集智能化、模塊化、工廠化生產為一體的水產養殖設施，保證了設施質量與規范，實現了科學、合理的養殖設施模式，對IPRS系統養殖推廣具有重要意義。