淡水池塘呼吸式养殖系统构建技术

中国是渔业生产大国，其水产养殖总产量长期处于世界领先地位。淡水池塘养殖是中国渔业发展的重要部分，据中国渔业统计年鉴显示，中国现有淡水池塘养殖面积约占淡水养殖总面积的40%，淡水池塘养殖产量约占淡水养殖总产量的70%。淡水池塘养殖提供了丰富的水产品，对稳定市场、保障食物安全做出了重要贡献，但传统池塘养殖模式也存在一些问题。中国的多数池塘建设于二十世纪七八十年代，采取传统的坑式结构，设施化程度较低、养殖效率不高、效益低下，严重制约了池塘养殖业的可持续发展。另外，目前中国池塘设施化技术主要集中在进排水设施、食台建设、护坡优化等方面，养殖能效较低。随着池塘养殖需求的提高，池塘设施化养殖成为发展新方向，近年来先后研发出了池塘生态工程化模式、池塘循环水模式、分隔式池塘养殖系统等，较好的解决了池塘养殖存在的问题，但由于养殖品种、操作方式等不同，池塘养殖系统构建复杂，构建和运行维护成本较高等问题，还不适合在中国大面积推广。针对上述情况，本文研究了一种淡水池塘呼吸式养殖系统。该系统可有效改善池塘底质环境，实现循环流水养殖，节约水资源。同时可实现上下水层交换，改善水环境，提高养殖效果。该系统整体装置结构简单，便于操作，通过自动化控制实现呼吸式转换，控制方便并且安全可靠。

1构建技术

1.1总体工艺

在养殖场选取一对相邻的共用同一池埂的养殖池塘，在养殖池埂的一端建设有太阳能或电力驱动的往复提水装置，另一端设置自控回水装置。往复提水装置包括建在池埂一侧的2个过水井、输水管道、输水泵和自控输水系统。过水井为砖砌或水泥浇筑结构，与池埂高度一致，内装大流量、低扬程的输水泵；输水管道分为底部进水管道和上部出水管道，底部进水管道自下方伸入养殖池的池底附近并与输水泵的出水口连接，上部出水管自上方伸入另一养殖池的上部并与输水泵的出水口连接。自控输水系统由太阳能光伏电源、输配电装置、水泵控制系统组成。所述水泵控制系统包括监测并反馈辐照强度信号的辐照传感器，用于控制输水泵运行。自控回水装置包括控水井、回水管、水位控制装置，控水井通过连接池塘底层水体的进水管与通往对面养殖池塘上层的回水管实现水体流动。控水井内设有水位控制装置，水位控制装置具有水位计与电控阀门，当一侧养殖池的水位达到设定值之后，水位控制装置控制相应电控阀门打开，高水位养殖池的水通过连通池塘底层水体的进水管与通往对面养殖池上层的回水管实现水体自由流向低水位养殖池，同时水位控制装置反馈信号给往复提水装置的水泵控制系统，输水泵停止工作。在达到水位平衡后，往复提水装置与自控回水装置反向重复上述操作。如此往复，使两侧池塘水体交替抬高或降低，池塘交替暴露池底，实现2个池塘底部养殖沉积物的呼吸氧化，改善养殖环境。

1.2局部构建技术

太阳能光伏电源由太阳能光伏板组成，输配电装置由电气元件和电缆线等组成，水泵控制系统由辐照传感器、控制器件组成，控制输水泵运行。根据天气和水位情况将一侧池塘的底层水体输送到另一侧池塘中，当另一侧池塘的水位达到设定值之后停止输水，根据光照强度，自动设定池塘晒塘时间，完成呼吸处理后在進入另一循环（图1）。

控水井为砖砌或水泥结构，深100～150 cm，顶高低于池塘常水位；回水管直径200～300 mm，上下结构，能够将高位池底层水体注入到对面池塘的表层。水位控制装置安装在过水井内，由水位计与电控阀门组成，当一侧池塘的水位达到设定值之后，水位控制装置控制输水泵运行或停止，高水位池塘的水流向低水位池塘。控水井能够将高位池表层水体注入到对面池塘的底层（图2）。

底进水管道直径200～350 mm，长度可伸至池塘底部中央部位，进水口端安装防鱼网；出水管直径200～350 mm，与输水泵相连，通往另一侧池塘（图2）。池底为波浪式或斜坡式，波浪式池底的周期长度为20～30 cm，波高低于池塘顶高0.5 m，波底低于池塘底平面0.5 m。斜坡式池底为三级坡式，分别为池底平面的1/3，进水端最低，低于池底平面1 m以上，回水段池底最高，低于池顶0.5 m。共用池埂为水泥护坡结构，高于常水位0.5 m；在池底最低侧的池埂上建设太阳能或电力往复提水装置，在池底最高的另一端设置自控回水装置（图3）。

基金项目：现代农业产业技术体系建设专项（No.CARS-46）

（中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所/农业农村部渔业装备与工程重点开放实验室顾兆俊，刘兴国，唐荣，杨家朋）