Способ контроля предзаморного состояния в рыбохозяйственных водоемах

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 01 К 63/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21). 47859 } 6/13 (22) 22.12.89 (46) 07.06.92. Бюл. № 21 (71) Научно-производственное обьединение по рыбоводству (72) В. П. Михеев, П. В. Михеев и И. В: Михеева (53) 639.311(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 213449, кл, А 01 К 63/00, 1966.

Авторское свидетельство СССР № 563145, кл. А 01 К 63/00, 1977. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРЕДЗАМОРНОГО СОСТОЯНИЯ В РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВОДОЕМАХ (57) Изобретение позволяет упростить и повысить достоверность прогнозирования

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

„„SU „„1738188А1 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 обьема. скопившегося за-сутки, а предельное значение газа устанавливают по

58,1...68,7 уравнению à — В + 3 9 3 8, где à — предельное значение газа, л/м в сут;  — водообмен, 2 сут. 3 табл., 1 ил. 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 реше3

1738188 ния. Кроме того, способ не учитывает также факторов, влияющих на создание эаморных ситуаций в водоеме, как потребление кислорода на окисление органических загрязнений в придонных слоях воды и окисление метана, аммиака, сероводорода и других газов, выделяющихся иэ 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 предзаморного состояния в водоемах с разной проточностью в полевых условиях.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля предзэморного 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 м донного газа путем его сбора для водоемов с различным водообменом,. устанавливаемое по формуле:

58 1."...68,7

В +3,9...3,8 где à — предельное количество выделяющегося с 1 м грунта донного газа, л/м в сутки.

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

Количество выделяющегбся из грунтов (или донных отложений) газа зависит от уровня биологического загрязнения водоема, поскольку гаэ является продуктом анаэробного 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 деструкционных процессов в рыбохозяйственном водоеме и более тесно связано с факторами, влияюцими на создание эаморной 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 зре5 мени позволяет с меньшими затратами времени и труда в полевых условиях осуществлять контроль за состоянием водоема, Преимуществом способа по сравнению с известными является также

10 воэможность контроля предзаморного состояния в водоемах с разным водообменом.

Наступление предзаморной ситуации в водоеме зависит от уровня водообмена и количества данного газа, характеризующе15 го такую ситуацию. Оно различно для водоемов с разным водообменом. Эта зависимость характеризуется уравнением

Г

В + 3,9...3,8

20 где à — предельное количество выделяющегося с 1 м грунта донного газа, л/м в сутки

 — водообмен, сутки.

На чертеже представлен график зависимости предельных значений выделивше25 гося газа от водообмена в водоеме.

Уравнение получено на основании машинной обработки экспериментальных данных, которые иллюстрируют график зависимости предельных значений выде30 лившегося придонного газа от водообмена в водоеме. На графике кривые 1 и 2 ограни.чивают интервал количества придонного газа, характеризующего предзаморное состояние в водоеме. Кривая I соответствует

35 нижним границам, а кривая 11 — верхним границам предельного количества газа, характеризующего предзэморное состояние водоема в зависимости от уровня водообменэ.

40 Кривые на графике раэграничивают область.1, где экологическое состояние в водоеме нормальное, область II, соответствующую, предзаморному состоянию,и область III, соответствующую неблагоприятному замор45 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

50 изменяющимися величинами Г и В и означает величину удельной эмиссии газа(л/м ).

Коэффициент в знаменателе отражает нелинейную зависимость между Г и В, является поправкой к водообмену. отражающей про55 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

1738188 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 предэаморной,обстановки, выражающиеся, в основном, в изменении поведения рь б.

Верхнее предельное значение газа соответствует началу гибели рыб и возникновению эамора в водоеме. По количеству выделившегося газа. превышающему величину, соответствующую предэаморной 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 обстоя. тельств, 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 фото синтеза 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 1,72,0 л газа/м дна в сутки. Рыбохозяйственные 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-суточным и более интенсивным водообменом приближаются к бассейновым и лотковым системам. В них сильно искажены продук10

15 ционно-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 беэ водообмена.

Способ осуществляется следующим образом

B рыбохозяйственном водоеме устанавливают уровень водообмена, для чего определяют скорость поступления воды, среднюю глубину и площадь водоема. Разделив объем воды в водоеме на обьем воды, поступающей за сутки, рассчитывают уровень водообмена в сутках. Полученное значение водообмена подставляют в уравнение

58,1...68,7

20 В +3,8...3,9 и определяют предельное значение донного газа, характеризующего предзаморное состояние для данного водоема, B процессе выращивания рыбы в тече25 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.

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

35 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

40 его значением, предварительно рассчитанным по указанному уравнению.

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

45 предельного его значения длч 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

50 расчетным путем. Поступление воды в пруд составляло 38 м в час. При средней глубине пруда (по технической документации рыбхоза). равной 1,2 м. водообмен в пруду происходит за 10 сут. Эту величину получили, 55 разделив объем воды в пруду на объем воды, поступающей за сутки, Подставляя величину водообмена (В =

=10) в уравнение Г

1738188

Г 58,1 ...68,7

В +3,9...3,8 определяют предельное значение донного газа для данного пруда, равное 4,2 — 5,0 л/м г 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 эа сутки с 1 м . Полученное г количество сопоставляют с предельным его значением (4,2-5,0 л/м ). Для сравнения г проводили измерения содержания кислорода. Результаты наблюдений за состоянием пруда приведены в табл. 1. Они показывают, что в пруду с 10-сугочным водообменом замер рыбы произошел при выделении 5,0 л газа с м дна в сутки, э признаки предзаморной обстановки появились при выделении более 4,2 л/м газа в сутки.

Характеристика пруда с 10-суточным водообменом в зависимости от количества выделяющегося приданного 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, мз)..

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

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/м в сут, в данном приг мере предельное значение газа для водоема находили, подставляя в уравнение значение

В - 30, что соответствует

Г 1,7-2,0 л/м /сут.

Аналогично примеру 1 в течение рыбоводного сезона собирали газ с помощью установленной у дна водоема емкости, измеряли объем газа, выделившегося в течеwе суток, и сопоставляли с предельным его значением. Параллельно измеряли содер. жание в воде кислорода (табл. 2). Предзаморная 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 л/м в сутки газа и выше наблюдалась гибель отдельных рыб, что свидетельствовало о наступлении локального-замора рыб.

При количестве выреляющегося донного газа более 1,7 л/м в сутки принимали меры по предотвращению замора, Если выделяется не более 1,6 л/м в сутки, то при5 знаки предзаморной ситуации в водоеме отсутствовали и содержание кислорода в пруду было удовлетворительное.

Пример 3. Выращивание рыбы осуществляют в садках в заливе, в который впэ10 дает канал сбросных вод электростанции, l з. при обьеме воды в заливе 90 тыс.м

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

В сутки уровень водообмена равен 1

15 сут (В = 1). Подставляя величину водообме58.1...68,7 на в уравнение Г В + 3 9 3 8 опред . ем предельное значение донного газа, соответствующее возникновению предэа20 морной обстановке в заливе, равное 11,814,4 л/м в сутки. Для определения и редзаморной ситуации в заливе устанавливаютт у дна емкость для сбора газа, измеряют его количество за сутки и сравнивают с

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

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

30 Признаки предзаморной обстановки в заливе появились при выделении из дна брлее 11,8 л/мг газа за сутки.

Формула изобретения

Способ контроля предзаморного состо35 яния в рыбохозяйственных водоемах, предусматривающий определение гидрохимического показателя, характеризующего изменение кислородного режима,.и сравнение с заранее установленным его предельным значением

40 с последующим контролем предзаморного состояния по результатам сравнения, о тл и ч а ю щ и и с.я тем. что, с целью повышения точности прогнозирования предзаморного состояния в водоемах с раэ45 ной проточностью в полевых условиях. дополнительно устанавливают уровень водообмена в водоеме, при этом в качестве гидрохимического показателя используют количество выделяющегося с 1 м грунта

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

58,1...68,7

В + 3.9„,3,8 где à — предельное количество выдгеляющегося с 1 м грунта донного газа, л/м, в сутки;

8 — водообмен, сутки.

1738188

Дата

7,0

4,8

2.5

2,3

3.7

0,8

2,4

4.0

4,1

4,2

20.06

23.06 .

27.06

4.07

6.07

РавнО

9.07

10.07

4,5

4,7

2.5

1,5

1,2

4,9

14.07

5,0

0,7

16.07

0,9

5,2

18.07 (bi зг

Количество газа, л/м /сут

Сравнение с предельным значением яп а

Меньше

Больше

Содержание кислорода в придонной во е;мг/л

Состояние выра щиваемой рыбы

Нормальное м

Я е

Снижение wтенсивности питания . Тоже

Скопилась на водоподаче

Плавает по поверхности, скопилась на водоподаче

Гипоксия и гибель отдельных акземпляров

Гибель части рыб

Таблица1

Ситуация в водоеме

8 норме

Предзаморная:

Замор рыбы

Таблица2

1738188

Таблица3

Дата

Сравнение с предельным значением яп а

Количество газа, л/м7.сут, Ситуация в водоеме

5.3

3.0

1.5

9,2

10,5

11,8

5.08

10.08

11.08 .

Нормальное м

Плохое поедание корма

Плохое поедание корма, рыба плавает у поверхности

Плавает у поверхности. гибель рыб

Гибель части рыб

Меньше

Равно

В норме н

Предзамор-. ная

1,0

12,7

12.08.

14.3

13.08

0,8

Замор

0,5

14.08

14.5

Больше

Объем газа, д/ььг. я сутки

I0

IO 20

Зодообмен, сут.

Содержание Состояние рыкислорода, бы в водоеме мг/л