一种智能围网养殖底质排污系统及方法与流程

本发明涉及一种智能围网养殖底质排污系统及方法，主要涉及海水围网水产养殖领域。

背景技术：

海水围网养殖是将鱼类圈养在近海等天然水环境中养殖的模式。在水产养殖的过程中，水产养殖场的水质好坏严重影响到水产养殖的质量和效益。水中的粪便、死腐物、底泥、微生物等如果不及时处理将严重影响围网内的局部水质。围网养殖虽对养殖规模限制较小，但围网养殖受围杆长度和施工技术所限，往往都在水深数十米以内,甚至退潮时只有小于十米的深度。由于水深不足，水产养殖的排泄物等集聚在水底，形成污泥层，容易造成局部水体污染，严重影响鱼虾等的生存生长。此外，现有常规的处理方法是利用很长的排污管将污染物排到远海。可这样的设置设备占用空间大，成本投入高，而且由于排污管内压的存在造成需要大功率的排污泵，从而浪费能源。此外，由于缺少智能化，不能远距离查看和操控养殖设备，需要人工查看费时费力反应也不够及时。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种智能围网养殖底质排污系统，包括系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、排污处理模块、位置探测模块、终端模块、围网；如图1，水环境监测检测和排污处理模块皆与系统控制模块双向通讯连接；系统控制模块用于处理水环境监测检测和排污处理模块的信息，并能够自动控制各模块工作并将各类信息通过无线通信模块发给终端模块。水环境监测模块用于对养殖环境的水流速度、水位、水质情况进行监测，并将监测信息反馈至系统控制模块，排污处理模块可根据系统控制模块的指令工作并将工作情况实时反馈给系统控制模块；位置探测模块用于探测被围网区域的水底部形状及位置，终端模块可实时显示上述信息并能够通过无线通讯模块、系统控制模块依据工作人员的指令启动、停止排污处理模块；围网构成四周包围结构并插入底泥中；该系统还具有底泥，底泥为“尖底形”形状。

如图1，上述底泥具有设定的上限范围1即虚线构成的范围；上述底泥还具有设定的下限范围2即为实线构成的范围。排污处理模块具有吸污管道3和排污管道4，围网5。所述排污处理模块还具有排污泵，排污泵一端与吸污管道3相连，另一端与排污管道4相连。排污泵可根据需要自动或手动启动排污工作，排污管道4输向围网5外侧。

所述水环境监测模块具有流速传感器、水位传感器、水质传感器。

所述系统控制模块具有微型计算机(cpu)，可按设定程序对各模块数据进行处理、发出指令，还可将终端模块的指令传达至排污处理模块。

所述无线通信模块可实现系统控制模块和终端模块的双向无线传输数据功能，可通过3g、4g、5g信号或wifi信号进行无线传输。

所述终端模块是智能手机、平板电脑等终端和(或)pc等监控中心，所述终端模块具有显示器和执行按钮，可用于实时显示当前养殖系统的整体信息，并可将工作人员手动操作的指令通过无线通信模块、系统控制模块传输至排污处理模块，排污处理模块继而启动或停止。

所述排污处理模块还具有工作反馈电路，包括并不限于电流采集器、电压采集器等，能够将实时工作的电流和电压等情况反馈给系统控制模块，继而将信息传递给终端模块。

该系统还具有水上和水下视频观察模块，可以实时观察海上情况和水中情况，便于科学、快速的进行情况处理。

本发明还提供一种基于上述智能围网养殖底质排污系统的排污方法，该方法包括：

1)通过水环境监测模块检测水的流速和水位；

2)当退潮三分之一至三分之二的时候且底泥形状达到设定的上限范围时，系统控制模块启动排污处理模块的排污泵，将吸污管道插入海底的底泥层，吸污管道周边的污泥自流至吸污口，从而将被围网区域的海底泥清理成“尖底形”形状；

3)将污物排向围网之外，继而利用潮汐水流将污物排向远海；

4)使用位置探测装置判断被围网区域的水底部形状及位置，当底泥形状达到设定的下限范围时，排污处理模块停止工作。

通过此方法，围网内水深得到了很大的提高；该方法还巧妙的利用了自然潮汐能，在落潮的某个时段将污物排向远海，降低了能源消耗和设备投入。由于污物主要是腐败的鱼虾蟹以及残食，可由远海的生态系统自然分解消化，并不会污染生态环境。

该方法通过流速和水位双参数确认，提高了识别潮汐特性的准确性同时也提高了系统工作的可靠性。根据大海潮汐的规律，水流速度和水位存在直接关联关系，只有知道一个参数，就可推导出另一个参数的大致范围。

设定底泥上限范围可以在保证水深的情况下尽量少启动排污处理模块，以节约能源。

设定下限范围可以更好的保证排污处理模块工作时不产生过吸，造成海水底部形状及位置过深，防止其与围网之间产生漏洞，

此外，水环境监测模块的水质监测探头监测水质，当水质超出设定范围时，无论水底部形状是否满足设定范围及是否退潮三分之一至三分之二时都启动排污处理模块工作，以便加速水循环、改善水质。

本发明的有益效果为：通过设置底泥为“尖底形”形状，围网内水深得到了很大的提高，局部水体容量提高就降低了污染；该方法还巧妙的利用了自然潮汐能，在落潮的某个时段将污物排向远海，降低了能源消耗和设备投入。此外，用户可以通过手机、计算机等终端实时掌握养殖水质、潮汐等水上、水下环境信息，及时获取异常报警信息，并可以实时调整控制设备，实现水产养殖的科学养殖与管理。

附图说明

图1是本发明关于海水围网水产养殖装置实施例的示意图。

具体实施方式

一种智能围网养殖底质排污系统，包括系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、排污处理模块、位置探测模块、终端模块、围网；如图1，水环境监测检测和排污处理模块皆与系统控制模块双向通讯连接；所述系统控制模块用于处理水环境监测检测和排污处理模块的信息，并能够自动控制各模块工作并将各类信息通过无线通信模块发给终端模块。所述水环境监测模块用于对养殖环境的水流速度、水位、水质等情况进行监测，并将监测信息反馈至系统控制模块，所述排污处理模块可根据系统控制模块的指令工作并将工作情况实时反馈给系统控制模块；所述位置探测模块用于探测被围网区域的水底部形状及位置，所述终端模块可实时显示上述信息并能够通过无线通讯模块、系统控制模块依据工作人员的指令启动、停止排污处理模块；所述围网构成四周包围结构并插入底泥中；该系统还具有底泥，所述底泥为“尖底形”形状。

本发明还提供一种基于上述智能围网养殖底质排污系统的排污方法，该方法包括：

1)通过水环境监测模块检测水的流速和水位；

2)当退潮三分之一至三分之二的时候且底泥形状达到设定的上限范围时，系统控制模块启动排污处理模块的排污泵，将吸污管道插入海底的底泥层，吸污管道周边的污泥自流至吸污口，从而将被围网区域的海底泥清理成“尖底形”形状；

3)将污物排向围网之外，继而利用潮汐水流将污物排向远海；

4)使用位置探测装置判断被围网区域的水底部形状及位置，当底泥形状达到设定的下限范围时，排污处理模块停止工作。

如图1，上述底泥具有设定的上限范围1即虚线构成的范围；上述底泥还具有设定的下限范围2即为实线构成的范围。排污处理模块具有吸污管道3和排污管道4，围网5。

该装置的水质监测探头最好设置在海底底泥层上部并贴近底泥层，这样可以反映整个水体中水质最差部分的水质参数，便于判断分析。

优选地，吸污管道3具有高度调节机构，其底部高度可以从上限范围1到下限范围2内可调。由于底泥深度不同含水量不同，上层底泥含水量较多，流动性较好。该装置的排污方法是在排污处理模块工作时，随着吸污深度的增加吸污管道3同时增长，这样便于吸污作业时更好的形成“尖底形”形状。

优选地，吸污管道3的高度调节机构随排污处理模块整体上下移动。整体上下移动功能可以采用现有技术中诸如卷扬机升降平台等机构来实现。

通过检测水底部形状，系统控制模块根据下一次涨潮时间，每次潮间隔底泥“尖底形”形状的变化自动计算并优化排污启动时间及时长。

可调节高度的吸污管道3提高了排污效率，更好的保证了底泥为“尖底形”形状和水深，提高了围网内水体容量降低了污染。此外，由于更加智能、更加高效的排污作业，大大降低了能源消耗。