跑道式鱼箱鱼类排泄物收集装置及方法与流程

本发明涉及生态水力学领域，特别涉及跑道式鱼箱鱼类排泄物收集装置及方法。

背景技术：

池塘养殖是我国水产蓄养的主要形式，也是水产品供应的重要来源。我国在池塘养殖方面有着悠久历史,属于最早开展生态养殖的国家之一,我国劳动人民创造的各种养殖技术,也为世界水产养殖领域贡献了巨大的力量。由于我国的多数养殖池塘建设于上世纪的七、八十年代,普遍存在着养殖环境恶化、设施破败陈旧、坍塌淤积严重、污染严重、水资源浪费大、养殖方式简单,生态、经济效益不高等诸多问题。为解决上述问题，诸如跑道式人工养殖技术随着兴起。

天然池塘中建立跑道式养殖鱼箱，在鱼箱进口设置水泵向鱼箱内输水，水从养殖池一端流入，从另一端排出，流经整个跑道式鱼池，在池中形成微流水养殖环境，有利于鱼类生长，具有养殖密度大、经济效益高、管理方便等特点，已成为当地流水养鱼的主要池型。与此同时，鱼箱内养殖鱼后，鱼类的排泄物将成为池塘水体的主要污染源。其一，由于池中水流较慢，鱼类养殖过程中产生的大量粪便、残饵等固体颗粒物难以去除，留在水中容易腐败变质，危害鱼类健康；其二，鱼箱进口的水泵输水，可将箱内排泄物带出鱼箱，给排泄物的收集带来困难，为了维持养殖池塘所需水质，需要大量换水，造成水资源的浪费和外界环境的污染。日前，现有的排泄物收集方法主要鱼箱后设置沉淀池法、絮凝剂法、超声波法等，然这些方法均存在不同程度的缺陷，具体表现在：

(1)鱼箱后设置沉淀池法：由于不同的鱼种在不同的生长周期的生理特性存在差异，使得鱼类排泄物的特性也存在差异。当鱼箱后设置沉淀池完成后，能够在沉淀池沉积的排泄物具有特定的选择性，有些粒径的排泄物因其沉降速度问题，可能出现不能在沉淀池沉积；

(2)絮凝剂法：通过絮凝的方法，可以让原本不易沉淀的排泄物，絮凝成大颗粒，使其沉淀。然通常选用的絮凝剂属于化学试剂，在其使用量上较难把握，而且可能造成池塘水体的二次污染；

(3)超声波法：该方法较为先进，投入成本较大，人工操作的要求也较多，不适合中小型养殖企业大范围的推广。

因此，需要设计一种新型的收集装置来弥补已有技术不足，能够满足不同鱼类在不同生长周期的需求，为生态养殖相关的科学问题研究提供技术支撑。

技术实现要素：

本发明的目的旨在克服现有技术的缺陷，提出一种跑道式鱼箱鱼类排泄物收集装置及方法；该装置和方法应能实现不同鱼类在不同生长周期的排泄物收集，并具有操作简单、适用性较广等特点。

本发明技术方案：一种跑道式鱼箱鱼类排泄物收集装置，其特征在于该装置包括养殖单元、导流单元以及收集单元；

所述的养殖单元包括若干个跑道式鱼箱和若干个驱动鱼箱内水流的水泵，其中跑道式鱼箱自池塘a岸向池中心相互平行布置，两两相邻鱼箱之间由侧墙分隔，每个鱼箱的出口和进口分置于鱼箱的左右两端且用渔网封挡；所述的水泵位于鱼箱进口前2～4m处；

所述的导流单元包括由一号挡水墙、二号挡水墙及斜坡组成的导流槽，以及由一号挡板、二号挡板及三号挡板组成的环流槽；其中一号挡水墙与距池塘a岸最远的鱼箱侧墙位于同一水平线，一号挡水墙的始端与鱼箱出口端的侧墙衔接且与该侧墙的延长线重合，末端与二号挡水墙的始端垂直衔接；二号挡水墙的末端至池塘a岸之间设有一导流槽开口；斜坡坡顶位于一号挡水墙底，而坡底位于池塘a岸，且斜坡的宽度与一号挡水墙的长度一致；所述一号挡板定位于池塘a岸且挡板板面与池塘a岸形成一定的夹角，所述二号挡板定位于与池塘a岸垂直的池塘b岸且挡板板面与池塘b岸形成一定的夹角，所述三号挡板与一号挡水墙位于同一水平线，三号挡板始端与二号挡水墙的始端衔接，末端指向池塘b岸，且三号挡板末端与池塘b岸之间设有一水流开口；

所述的收集单元包括集污漏斗箱、纳污箱、输污管、排水泵、输水管，其中的集污漏斗箱楔于二号挡水墙、池塘a岸、池塘b岸以及三号挡板围成的区域中心的底床内，且集污漏斗箱顶部进口与底床在同一平面，集污漏斗箱出口依次通过纳污箱、输污管以及位于池塘b岸的排水泵连通；所述输水管的进口也与池塘b岸的排水泵连通，输水管的出口位于池塘b岸；作为优选，输水管出口的轴线与三号挡板的顶端处于同一水平面。

所述跑道式鱼箱自进口到出口方向底部的上、中、下游各布设一个录像仪，所述二号挡水墙位于鱼箱一侧的底部也布设若干个录像仪，以保证若干个录像仪能捕捉到若干个鱼箱出口以及整个导流槽内的排泄物情况，所述纳污箱进口也设有录像仪。

作为优选，所述一号挡水墙、二号挡水墙的高度与鱼箱的高度一致，所述一号挡水墙的长度为鱼箱宽度的0.3～0.7倍，所述导流槽开口长度也为鱼箱宽度的0.3～0.7倍，所述斜坡的坡度优选10°～20°。

作为优选，所述一号挡水板始端至池塘b岸的距离，与二号挡水墙延伸线至池塘a岸交点的距离的比例为0.7～1.3，且一号挡水板的长度为鱼箱宽度的1～1.2倍；二号挡水板始端至池塘a岸的距离，与二号挡水板始端至输水管出口的距离比为2:0.7～1.3，且二号挡水板的长度为鱼箱宽度的1.2～1.6倍；所述水流开口的长度为鱼箱宽度的0.5～1.0倍。

进一步地，所述一号挡板与池塘a岸的夹角优选为10°～50°，所述二号挡板与池塘b岸的夹角优选为30°～60°。

根据养殖需要，水泵出口对准鱼箱进口且设置在一半水深处。

所述一号挡板的始端通过转轴定位于池塘a岸，末端指向池塘内，且一号挡板与池塘a岸间设有一可调节一号挡板角度的可伸缩支撑杆。

所述二号挡板的始端通过转轴定位于与池塘a岸垂直的池塘b岸，末端指向池塘内，且二号挡板与池塘b岸之间还设有一可调节二号挡板角度的可伸缩支撑杆。

利用跑道式鱼箱鱼类排泄物收集装置进行鱼类排泄物收集的方法，依照如下步骤进行：

步骤1.根据鱼箱内不同鱼种在不同生长周期的生理特性，在喂食1～3小时后，开启鱼箱内上、中、下游以及二号挡水墙位于鱼箱一侧底部的录像仪，调节各个鱼箱进口前的水泵，确保各个鱼箱内的排泄物大部分能进入导流槽，并顺利从二号挡水墙与池塘a岸间的开口流出；

步骤2.调节一号挡板与池塘a岸的夹角以及二号挡板与池塘b岸的夹角，确保集污漏斗箱附近形成流速为1～3cm/s的环流，进而确保池塘内的排泄物能在集污漏斗箱内沉积，同时开启纳污箱进口的录像仪；

步骤3.当纳污箱内收集的排泄物达到一定量时，开启池塘b岸的排水泵，将纳污箱内的排泄物经输污管收集至池塘b岸，同时将去污后的水体经输水管排回池塘内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在养殖单元、导流单元以及收集单元均设置有录像仪，以便于观测鱼类排泄物的运行轨迹以及沉淀过程，进而更全面的熟识不同鱼类在不同生长周期的排泄物特性，也为后期排泄物的沉淀速度以及其他物理参数的研究提供技术支持；

(2)本发明可通过调节导流单元中一号挡板与池塘a岸以及二号挡板与池塘b岸的夹角，引导从导流槽出来的携污水体的流向，使其在集污漏斗箱附近形成一定流速的环流，以实现不同鱼类在不同生长周期的排泄物沉淀速度不一样的需求；

(3)本发明通过水泵定期收集排泄物，可以避免化学试剂对池塘的二次污染，且操作简单，重复利用率高，成本和人力方面投入不需过大。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图。

图2为养殖单元中鱼箱与水泵在主视方向的相对位置示意图。

图3为导流单元中各部件的连接关系立体结构示意图。

图4为收集单元各部件在主视方向的相对位置示意图。

附图说明，1-鱼箱，2-水泵，3-一号挡水墙，4-二号挡水墙，5-斜坡，6-一号挡水板，7-二号挡水板，8-三号挡水板，9a-转轴，9b-可伸缩支撑杆，10-集污漏斗箱，11-纳污箱，12-输污管，13-输水管，14-池塘a岸，15-池塘b岸，16-录像仪，17-排水泵，18-导流槽开口，19-水流开口。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，一种跑道式鱼箱鱼类排泄物收集装置进行鱼类排泄物收集装置，包括括养殖单元、导流单元以及收集单元；

养殖单元包括若干个(图中显示4个)跑道式鱼箱1和若干个(图中显示4个)水泵2，其中跑道式鱼箱自池塘a岸14向池中心平行布置，两两鱼箱之间由侧墙分隔，每个鱼箱的进口和出口分置于鱼箱的两端(图1中可见：出口在鱼箱左侧，进口在鱼箱右侧)且用渔网封挡，以将鱼群围截在鱼箱中；在每个鱼箱前(优选3m位置处)均布设有一个水泵2(优选水泵2设置在一半水深处)，以驱动鱼箱中的水流由进口往出口方向流动。如图2所示，鱼箱自进口到出口方向底部的上、中、下游各布设一个监测用的录像仪16。

导流单元包括由一号挡水墙3、二号挡水墙4以及斜坡5组成的导流槽，以及由一号挡板6、二号挡板7以及三号挡板8组成的环流槽。如图3所示，一号挡水墙3的墙顶与距池塘a岸14最远的鱼箱1侧墙墙顶位于同一水平面，且一号挡水墙3的始端与鱼箱1出口端的侧墙衔接，末端与二号挡水墙4的始端垂直衔接。一号挡水墙3的高度与鱼箱的高度一致，其长度为鱼箱宽度的0.3～0.7倍(推荐0.5倍)；二号挡水墙4的末端至池塘a岸14设有一导流槽开口18，该开口长度也为鱼箱宽度的0.3～0.7倍(推荐0.5倍)，且二号挡水墙4的高度与鱼箱的高度一致；斜坡5坡顶位于一号挡水墙3底，而坡底位于池塘a岸14，且斜坡5的宽度与一号挡水墙3的长度一致，斜坡坡度优选为15°；同时，二号挡水墙位于鱼箱一侧的底部也布设四个录像仪16，以保证捕捉到这些鱼箱的出口以及整个导流槽内的排泄物情况。

一号挡板6定位于池塘a岸14且与池塘a岸形成一定的夹角；可将一号挡板6的始端通过转轴9a定位于池塘a岸，末端指向池塘内；一号挡板与池塘a岸间设有可伸缩支撑杆9b，以调节一号挡板的角度；一号挡板与池塘a岸的夹角优选为10°～50°(图1中为40°)。一号挡水板始端至池塘b岸15的距离，与二号挡水墙4延伸线至池塘a岸交点的距离的比例为0.7～1.3(推荐比例为1)，一号挡水板的长度为鱼箱宽度的1～1.2倍(图1中为1.2倍)；

二号挡板7定位于与池塘a岸垂直的池塘b岸且与池塘b岸形成一定的夹角，可将二号挡板的始端通过转轴9a定位于池塘b岸15，末端指向池塘内；且二号挡板与池塘b岸之间也设有可伸缩支撑杆9b，以调节二号挡板的角度；二号挡板与池塘b岸的夹角优选为30°～60°(图1中为60°)。二号挡板始端至池塘a岸的距离，与二号挡水板至输水管13出口的距离之比为2:0.7～1.3(推荐比例2:1)，二号挡板的长度为鱼箱宽度的1.2～1.6倍(图1中为1.6倍)；三号挡板8顶部与一号挡水墙3的墙顶位于同一水平线，三号挡板始端与二号挡水墙4的始端衔接，末端指向池塘b岸，且三号挡板末端与池塘b岸之间设有一水流开口19，开口长度为鱼箱1宽度的0.5～1倍(图1中为1倍)；

收集单元包括集污漏斗箱10、纳污箱11(集污漏斗箱10、纳污箱11位于环流槽底床内)、输污管12、排水泵17、输水管13。如图4所示，集污漏斗箱10楔于二号挡水墙4、池塘a岸14、池塘b岸15以及三号挡板8所围区域中心的底床内，且集污漏斗箱顶部进口与底床在同一平面；纳污箱11的进口与集污漏斗箱出口连通，且纳污箱进口也设有录像仪16；输污管12的进口与纳污箱的出口连通，输污管的出口与位于池塘b岸15的排水泵17连通；输水管13的进口也与池塘b岸上的排水泵连通，输水管的出口位于池塘b岸；作为优选，输水管出口的轴线与三号挡板的顶端位于同一平面。

本发明跑道式鱼箱鱼类排泄物收集装置进行鱼类排泄物收集的方法步骤如下：

步骤1.根据鱼箱1内不同鱼种在不同生长周期的生理特性，在喂食1～3小时后，开启鱼箱1内上、中、下游以及二号挡水墙4位于鱼箱一侧底部的录像仪16，调节各个鱼箱进口前的水泵2，确保各个鱼箱内的排泄物大部分能进入导流槽，并顺利从二号挡水墙4与池塘a岸14间的导流槽开口18流出；

步骤2.调节一号挡板6与池塘a岸的夹角以及二号挡板7与池塘b岸15的夹角，确保集污漏斗箱10附近形成流速为1～3cm/s的环流，进而确保池塘内的排泄物能在集污漏斗箱内沉积，同时开启纳污箱11进口处的录像仪16；

步骤3.当纳污箱11内收集的排泄物达到一定量时，开启池塘b岸15的排水泵17，将纳污箱内的排泄物经输污管12收集至池塘b岸上，同时将去污后的水体经输水管13排回池塘内。

上述实施例是用于例示性说明本发明的原理及其功效，但是本发明并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书覆盖。