Способ контроля предзаморного состояния в рыбохозяйственных водоемах Советский патент 1992 года по МПК A01K63/00 

Изобретение относится к прудоводству и садковому рыбоводству, а именно к способам контроля качества воды при выращивании рыбы, и может быть использовано для определения предзаморного состояния в рыбохозяйственных водоемах.

Известен способ определения предзаморного состояния в рыбохозяйственных водоемах, предусматривающий взятие проб воды и определение в них содержания кислорода, по которому судят о накоплении в воде сверхлегких окисляющих фракций органического вещества.

Однако данный способ не обладает достаточной точностью прогнозирования,так как не учитывает,таких факторов, влияющих на состояние водоема, как потребление кислорода на бактериальные процессы окисления, а также его расход на окисление органических веществ в придонных слоях воды и на окисление газов, выделяющихся

со дна водоема. Кроме того, техника проведения анализа требует лабораторных условий.

Наиболее близким к изобретению является способ определения предзаморного состояния в рыбоводных водоемах, основанный на оценке потребления кислорода бактериальным сообществом. При этом предусматривается сравнение суточного потребления кислорода на бактериальные процессы в пробе воды из суммарного суточного потребления кислорода на все биохимические процессы в другой воде, и выявление направленности кислородного режима путем сравнения полученных величин с заранее установленными предельными значениями этого соотношения.

К недостаткам данного способа относится длительность, трудоемкость при массовых анализах и невозможность получения оперативных сведений для принятия решеVJСО 00

00 00

ния, Кроме того, способ не учитывает также факторов, влияющих на создание заморных ситуаций в водоеме, как потребление кислорода на окисление органических загрязнений в придонных слоях воды и окисление метана, аммиака, сероводорода и других газов, выделяющихся из дна водоема, а также создание в водоеме водообмена. Поэтому этот способ, лишь частично объясняющий изменение кислородного равновесия в водоеме, не обладает достаточной достоверностью прогнозирования предзаморной ситуации в водоеме.

Целью изобретения является повышение точности прогнозирования предзамор- ного состояния в водоемах с разной проточностью в полевых условиях.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля предзаморного состояния в рыбоводных водоемах, предусматривающему определение гидрохимического показателя, характеризующего изменения кислородного режима в водоеме и сравнение с заранее установленным предельным его значением, дополнительно устанавливают уровень водообмена в водоеме, в качестве гидрохимического показателя используют количество выделяющего с 1 м2 донного газа путем его сбора для водоемов с различным водообменом, устанавливаемое по формуле: г 58.1...68.7 1 В + 3.9...3.8

где Г - предельное количество выделяющегося с 1 м2 грунта донного газа, л/м в сутки,

8 - водообмен, сутки (количество суток, за которые происходит полная смена воды в рыбохозяйственном водоеме).

Количество выделяющегося из грунтов (или донных отложений) газа зависит от уровня биологического загрязнения водоема, поскольку газ является продуктом ана- эробного разложения органических остатков, попадающих на дно в виде корма и продуктов жизнедеятельности рыб, выделяющиеся со дна пузырьки газа уносят с собой в толщу воды мельчайшие частицы органического вещества, обильно заселенные микроорганизмами, тем самым увеличивая общее число микроорганизмов в воде и усиливая потребление кислорода из воды на бактериологическое окисление метана и аммиака, химическое окисление сероводорода. Таким образом, количество выделяющегося газа может служить обобщающим показателем напряженности деструкцион- ных процессов в рыбохозяйственном водоеме и более тесно связано с факторами, влияющими на создание заморной ситуации. Это процессы, идущие с потреблением

кислорода в воде и илах водоема. Кроме того, определение количества газа с единицы площади путем сбора и измерения его объема за определенный промежуток зремени позволяет с меньшими затратами времени и труда в полевых условиях осуществлять контроль за состоянием водоема. Преимуществом способа по сравнению с известными является также

0 возможность контроля предзаморного состояния в водоемах с разным водообменом. Наступление предзаморной ситуации в водоеме зависит от уровня водообмена и количества данного газа, характеризующе5 го такую ситуацию. Оно различно для водоемов с разным водообменом. Эта зависимость характеризуется уравнением г 58.1...68.7 В +3.9...3.8

0 где Г - предельное количество выделяющегося с 1 м2 грунта донного газа, л/м2 в сутки В - водообмен, сутки. На чертеже представлен график зависимости предельных значений выделивше5 гося газа от водообмена в водоеме.

Уравнение получено на основании машинной обработки экспериментальных данных, которые иллюстрируют график зависимости предельных значений выде0 лившегося придонного газа от водообмена в водоеме. На графике кривые 1 и 2 ограничивают интервал количества придонного газа, характеризующего предзаморное состояние в водоеме. Кривая I соответствует

5 нижним границам, а кривая II - верхним границам предельного количества газа, характеризующего предзаморное состояние водоема в зависимости от уровня водообмена.

0 Кривые на графике разграничивают область I, где экологическое состояние в водоеме нормальное, область II, соответствующую предзаморному состоянию область III, соответствующую неблагоприятному замор5 ному состоянию в водоеме. В связи с этим коэффициенты в числителе и знаменателе уравнения приведены в граничных значениях. При этом коэффициент в числителе выражает меру связи между двумя

0 изменяющимися величинами Г и В и означает величину удельной эмиссии газа (л/м2). Коэффициент в знаменателе отражает нелинейную зависимость между Г и В, является поправкой к водообмену, отражающей про5 исходящие в водоеме процессы, и имеет размерность сутки.

Таким образом, установив уровень водообмена в водоеме и подставив его значение в уравнение, можно определить, нижнюю и верхнюю границы предельного

значения придонного газа, определяющего предзаморную ситуацию в водоеме.

Исследования рыбохозяйственных водоемов с разным водообменом показали, что при нижнем предельном значении донных газов наблюдаются первые признаки предзаморной обстановки, выражающиеся, в основном, в изменении поведения рыб. Верхнее предельное значение газа соответствует началу гибели рыб и возникновению замора в водоеме. По количеству выделившегося газа, превышающему величину, соответствующую предзаморной ситуации в водоеме, можно судить о времени наступления замора. Обычно он наступает в течение ближайших суток. Однако может наступать и быстрее, что зависит от ряда обстоятельств, учитываемых в рыбоводной работе, от времени суток (в темноте отсутствует поступление кислорода в воду), от некоторых других причин.

Результаты наблюдений, проведенных на различных водоемах, показали, что при водообмене более 30 сут. полная смена воды происходит за время, большее 1 месяца. Предельное значение газа, соответствующее предзаморному состоянию в водоеме, перестает подчиняться выведенной зависимости и стабилизируется на уровне 1,7-2.0 л/м в сутки, который согласно уравнению соответствует 30-суточному водообмену в водоеме. Причинами отсутствия выведенной закономерности для этих водоемов является усилие влияния на кислородный баланс других факторов, таких, как ветровое перемешивание воды, дыхание планктона и бентоса, интенсивность оксигенного фотосинтеза и др., и таким образом, водообмен более 30 сут теряет свое решающее значение в выносе органического вещества из водоема. Поэтому выделяющийся газ. при котором возникает предзаморное состояние в рыбохозяйственных водоемах с водообменом более 30 сут (например 50,200 сут без водообмена), находится в пределах 1,7- 2,0 л газа/м2 дна в сутки. Рыбохозяйствен- ные водоемы без водообмена практически не существуют, поскольку технологическими нормами предусмотрен долив воды, израсходовавшейся на фильтрацию и испарение.

Измерение количества придонных газов при водообмене, более интенсивном, чем 1-суточный, не имеет смысла, так как в рыбохозяйственных водоемах он практически не осуществляется, а водоемы с 1-суточ- ным и более интенсивным водообменом приближаются к бассейновым и лотковым системам. В них сильно искажены продукционно-деструкционные процессы, происходит вынос живых организмов и др.

Таким образом, диапазон применения выведенного уравнения распространяется

на все водоемы, реально используемые в практическом рыбоводстве с уровнем водообмена от 1-суточного до водоемов без водообмена.

Способ осуществляется следующим об0 разом.

В рыбохозяйственном водоеме устанавливают уровень водообмена, для чего опре- деляют скорость поступления воды, среднюю глубину и площадь водоема. Раз5 делив объем воды в водоеме на объем воды, поступающей за сутки, рассчитывают уровень водообмена в сутках. Полученное значение водообмена подставляют в у равнение 58,1...68,7

0

Г

В +3.8...3.9 и определяют предельное значение донного газа, характеризующего предзаморное состояние для данного водоема. В процессе выращивания рыбы в тече5 ние вегитационного сезона ежедневно контролируют количество газа, выделяющегося со дна водоема. Для этого на дно водоема устанавливают емкость для сбора придонного газа и регистрируют его количество.

0 выделившееся за сутки с 1 м площади водоема. Емкость для сбора придонного газа может представлять собой конусообразный стеклянный, полиэтиленовый или из любого другого материала колпак с газоотводной

5 трубкой и зажимом. Для измерения скопившегося за сутки газа открывают зажим и газ перепускают в перевернутый мерный цилиндр, заполненный водой. Полученное количество газа сопоставляют с предельным

0 его значением, предварительно рассчитанным по указанному уравнению.

Предзаморное состояние устанавливают с момента, когда количество выделившегося газа достигнет нижней границы

5 предельного его значения для данного водоема. Затем принимают меры для предотвращения замора рыб в водоеме.

Пример 1. Выращивание рыбы осуществляют в пруду площадью 0.76 га с водообменом. Водообмен устанавливают

0 расчетным путем. Поступление воды в пруд составляло 38 м3 в час. При средней глубине пруда (по технической документации рыбхоза), равной 1,2 м. водообмен в пруду происходит за 10 сут. Эту величину получили,

5 разделив объем воды в пруду на объем воды, поступающей за сутки.

Подставляя величину водообмена (В 10) в уравнение Г

r 58.1...68,7

B+3,9...3,8

определяют предельное значение донного газа для данного пруда, равное 4,2-5,0 л/м2 в сутки. Для контроля предзаморной ситуации в пруду в течение рыбоводного сезона проводят наблюдения за количеством газа, выделяющегося со дна пруда. С этой целью устанавливают у дна водоема емкость для сбора газа и регистрируют его количество, выделившиеся за сутки с 1 м2. Полученное количество сопоставляют с предельным его значением (4,2-5,0 л/м2). Для сравнения проводили измерения содержания кислорода. Результаты наблюдений за состоянием пруда приведены в табл. 1. Они показывают, что в пруду с 10-суточным водообменом замер рыбы произошел при выделении 5.0 л газа с м2 дна в сутки, а признаки предзаморной обстановки появились при выделении более 4,2 л/м2 газа в сутки.

Характеристика пруда с 10-суточным водообменом в зависимости от количества выделяющегося придонного газа приведена в табл. 1.

Пример 2. Выращивание рыбы осуществляют в пруду площадью 100 га и средней глубиной 2 м (объем воды равен 1 млн.м.

Для компенсации потери воды в пруд подается по каналу вода в объеме 12000 м в сутки. Таким образом, в пруду осуществляется водообмен приблизительно за 83 сут. Поскольку уравнение г 58.1...68J В+3.9...3.8

описывает зависимость предельного значения донного газа от уровня водообмена только до 30-суточного, а при В большем 30 сут предельное значение газа остается в пределах 1,7-2.0 л/м2 в сут, в данном примере предельное значение газа для водоема находили, подставляя в уравнение значение В 30, что соответствует

Г 1,7-2,0 л/м2/сут.

Аналогично примеру 1 в течение рыбоводного сезона собирали газ с помощью установленной у дна водоема емкости, измеряли объем газа, выделившегося в течение суток, и сопоставляли с предельным его значением. Параллельно измеряли содержание в воде кислорода (табл. 2). Предза- морная ситуация в пруду наблюдалась при выделении придонного в количестве 1,7 л/м в сутки и выше, что характеризовалось плохой поедэемостью корма и всплытием рыб к поверхности воды. При выделении 2 я/м2 з сутки газа и выше наблюдалась гибель отдельных рыб, что свидетельствовало о наступлении локального замора рыб.

При количестве выделяющегося донного газа более 1,7 л/м в сутки принимали меры по предотвращению замора. Если выделяется не более 1,6 л/м2 в сутки, то при- знаки предзаморной ситуации в водоеме отсутствовали и содержание кислорода в пруду было удовлетворительное.

Пример 3. Выращивание рыбы осуществляют в садках в заливе, в который впа- дает канал сбросных вод электростанции, при обьеме воды в заливе 90 тыс.м3

Характеристика пруда с 83-суточным водообменом представлена в табл.2.

В сутки уровень водообмена равен 1 сут (В 1). Подставляя величину водообмеЦО Л СО 7

на в уравнение Г -, , определяb т о,У...о,о

ем предельное значение донного газа, соответствующее возникновению предзаморной обстановке в заливе, равное 11.8- 14,4 л/м в сутки. Для определения предзаморной ситуации в заливе устанавливают у дна емкость для сбора газа, измеряют его количество за сутки и сравнивают с

найденными предельными значениями. Результаты наблюдений за состоянием водоема приведены в табл. 3.

Характеристика водоема с 1-суточным водообменом представлена в табл. 3.

Признаки предзаморной обстановки в заливе появились при выделении из дна бр- лее 11,8 л/м2 газа за сутки.

Формула изобретения Способ контроля предзаморного состояния в рыбохозяйственных водоемах, предусматривающий определение гидрохимического показателя, характеризующего изменение кислородного режима, и сравнение с заранее установленным его предельным значением

с последующим контролем предзаморного состояния по результатам сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования предзаморного состояния в водоемах с разной проточностью в полевых условиях, до- полнительно устанавливают уровень водообмена в водоеме, при этом в качестве гидрохимического показателя используют количество выделяющегося с 1 м2 грунта

донного газа путем его сбора и измерения объема, скопившегося за сутки, а предельное значение газа для водоемов с различным водообменом устанавливают по формуле

г 58.1...68.7 1 В+3.9...3.8

где Г - предельное количество выделяющегося с 1 м грумта донного газа, л/м, в сутки;

В - водообмен, сутки.

Таблица

Изобретение позволяет упростить и повысить достоверность прогнозирования предзаморных ситуаций в водоемах с разным водообменом в полевых условиях, а также обеспечить непрерывный контроль за состоянием водоема. В водоемах с разной точностью устанавливают уровень водообмена, в качестве гидрохимического показателя, характеризующего изменение кислородного режима, определяют количество выделяющегося из грунтов газа путем его сбора и измерения объема, скопившегося за сутки, а предельное значение газа устанавливают по г 58,1...68,7г уравнению Г где пРеДельное значение газа, л/м2 в сут; В - водообмен, сут. 3 табл., 1 ил.

Таблица2

Объем газа,

л/ш Е сутки / Хо

10

102030

ТаблицаЗ

Водообмен, сут.