IPRS系统模式下养殖设施工厂化的实现

冯涛 章沈强 邱峰 柳中泉

(星光农机股份有限公司,浙江湖州 313000)

随着人们对水产的需求不断地增加，池塘养殖业发展迅速，但是养殖的设施陈旧、水域污染严重等问题已经严重影响了养殖业的发展[1]。为了解决这些问题，近年来我国引进了这种新型的养殖模式，现已经在许多地区推广使用[2]。但是目前的使用有一定的盲目性，在养殖设施的结构选择、配置模式等许多方面缺乏科学性、合理性。为了解决这些问题，在IPRS系统基础上研发了一种工厂化生产、模块化安装的水产养殖设施，可通过物联网系统及循环流水系统、集污系统、饵料投喂、流水增氧系统等辅助设施，实现水产养殖智能化控制[3，4]。

1 IPRS系统养殖模式与国内发展现状

1.1 IPRS系统养殖生态结构

整个池塘分为鱼类养殖区和水质生态净化区，跑道(流水槽)内用于“圈养”吃食性鱼类，跑道外则套养滤食性鱼、虾、贝类和种植水生植物。通过跑道上游的气提式增氧推水设备，将跑道内吃食性鱼类的代谢物和残饵推集到下游指定的废弃物收集区，部分悬浮饲料被推出跑道外；再通过自动吸污装置将废弃物回收到沉淀池；最后经过沉淀脱水处理，变为陆生植物(如蔬菜、瓜果、花卉)的高效有机肥；过滤后的水体经过氧化曝气、生物处理后重新注回鱼塘[5，6]，从而实现整个鱼塘的循环流水养鱼生态链。跑道养鱼示意图见图1。

图1 IPRS系统生态结构

1.2 IPRS系统国内发展现状

经过几年的大力示范推广，循环流水养殖的优势和成效受到了充分的肯定，在许多省市都已经开展了池塘循环流水养殖技术试验推广。虽然目前国内已经有多地进行了流水养鱼的设施研究和试验，但目前许多养鱼的设施还有不完善的地方。目前，国内采用的流水养殖槽绝大多数是砖混结构的，这种结构在水中的设置形式只能是固定设置，在修建时需要先将池塘的水抽干，然后在池塘底部浇筑钢筋混凝土底板，两侧砌墙，形成流水的养殖槽。这种结构施工的时间周期较长，并且需要将池塘底部硬化，对土地的伤害较大[7-9]，没有完整统一的配套设施，没有统一的标准化的养殖设施，这不仅增加了养殖成本，并且也降低了用户对流水养殖的认可，不利于循环流水养鱼的推广应用。

2 IPRS系统养殖设施工厂化

2.1 养殖设施结构模块化

IPRS系统养殖设施是一种在较大池塘或其他养殖水域设置的U型槽循环流水养殖设施(图2)。

图2 养殖设施结构

为了解决使用钢筋混凝土建立“跑道”带来的不足和不便，通过研究分析决定主体采用不锈钢结构的流水养殖设施，整体是采用不锈钢管框架式结构，内侧采用不锈钢板材，在塘底中采用固定结构设置(图3)，并且对设施的结构进行了严格的受力以及强度的分析，在满足力学性能的基础上实现了设施模块化的设计，按固定的模块方式来搭建“跑道”，能够节省大量的人力和物力。由于采用模块化的设计，所以在运输方便的同时也减少了安装时的问题，大大缩短了安装的周期，并且安装简单方便，由于采用了不锈钢结构，大大延长了“跑道”的使用周期。

图3 养殖设施不锈钢结构

2.2 养殖设施智能化控制

现在国家倡导通过设备设施自动化、智能化来实现减少人的劳动时间以及劳动强度。为了实现这个目的，经过多年的设计研究实现了智能化的“跑道”养鱼，在循环流水、废物处理、鱼饵投食、水体增氧等方面都利用物联网技术布局了完整的自动化控制系统，通过流水槽内的传感器数据实时传递，能第一时间了解水中的含氧量，实时水质在线监测、移动巡查、增氧联动调控、成长性分析、大数据鱼情分析、病虫害预警防治等，实现定时推水增氧、定时投饵、定时吸污等智能化控制。基于云计算、云存储技术，提供水产养殖物联网云服务，全面实现设备远程监控和养殖数字化管理(图4)。

图4 物联网控制系统

3 结论

IPRS系统养殖技术具有高产、环保等优点，是我国水产养殖向机械化、智能化、规范化发展的重要技术，是未来水产养殖业的发展的方向。本文所研究的养鱼“跑道”设施工艺上实现了工厂化生产，模块化安装，大大降低了安装的成本；在管理上实现了智能化，降低了人工劳动的强度；是集智能化、模块化、工厂化生产为一体的水产养殖设施，保证了设施质量与规范，实现了科学、合理的养殖设施模式，对IPRS系统养殖推广具有重要意义。