中國是漁業(yè)生產(chǎn)大國，其水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量長期處于世界領(lǐng)先地位。淡水池塘養(yǎng)殖是中國漁業(yè)發(fā)展的重要部分，據(jù)中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒顯示，中國現(xiàn)有淡水池塘養(yǎng)殖面積約占淡水養(yǎng)殖總面積的40%，淡水池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量約占淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的70%。淡水池塘養(yǎng)殖提供了豐富的水產(chǎn)品，對穩(wěn)定市場、保障食物安全做出了重要貢獻，但傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式也存在一些問題。中國的多數(shù)池塘建設(shè)于二十世紀七八十年代，采取傳統(tǒng)的坑式結(jié)構(gòu)，設(shè)施化程度較低、養(yǎng)殖效率不高、效益低下，嚴重制約了池塘養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外，目前中國池塘設(shè)施化技術(shù)主要集中在進排水設(shè)施、食臺建設(shè)、護坡優(yōu)化等方面，養(yǎng)殖能效較低。隨著池塘養(yǎng)殖需求的提高，池塘設(shè)施化養(yǎng)殖成為發(fā)展新方向，近年來先后研發(fā)出了池塘生態(tài)工程化模式、池塘循環(huán)水模式、分隔式池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)等，較好的解決了池塘養(yǎng)殖存在的問題，但由于養(yǎng)殖品種、操作方式等不同，池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建復(fù)雜，構(gòu)建和運行維護成本較高等問題，還不適合在中國大面積推廣。針對上述情況，本文研究了一種淡水池塘呼吸式養(yǎng)殖系統(tǒng)。該系統(tǒng)可有效改善池塘底質(zhì)環(huán)境，實現(xiàn)循環(huán)流水養(yǎng)殖，節(jié)約水資源。同時可實現(xiàn)上下水層交換，改善水環(huán)境，提高養(yǎng)殖效果。該系統(tǒng)整體裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，通過自動化控制實現(xiàn)呼吸式轉(zhuǎn)換，控制方便并且安全可靠。

1構(gòu)建技術(shù)

1.1總體工藝

在養(yǎng)殖場選取一對相鄰的共用同一池埂的養(yǎng)殖池塘，在養(yǎng)殖池埂的一端建設(shè)有太陽能或電力驅(qū)動的往復(fù)提水裝置，另一端設(shè)置自控回水裝置。往復(fù)提水裝置包括建在池埂一側(cè)的2個過水井、輸水管道、輸水泵和自控輸水系統(tǒng)。過水井為磚砌或水泥澆筑結(jié)構(gòu)，與池埂高度一致，內(nèi)裝大流量、低揚程的輸水泵；輸水管道分為底部進水管道和上部出水管道，底部進水管道自下方伸入養(yǎng)殖池的池底附近并與輸水泵的出水口連接，上部出水管自上方伸入另一養(yǎng)殖池的上部并與輸水泵的出水口連接。自控輸水系統(tǒng)由太陽能光伏電源、輸配電裝置、水泵控制系統(tǒng)組成。所述水泵控制系統(tǒng)包括監(jiān)測并反饋輻照強度信號的輻照傳感器，用于控制輸水泵運行。自控回水裝置包括控水井、回水管、水位控制裝置，控水井通過連接池塘底層水體的進水管與通往對面養(yǎng)殖池塘上層的回水管實現(xiàn)水體流動。控水井內(nèi)設(shè)有水位控制裝置，水位控制裝置具有水位計與電控閥門，當(dāng)一側(cè)養(yǎng)殖池的水位達到設(shè)定值之后，水位控制裝置控制相應(yīng)電控閥門打開，高水位養(yǎng)殖池的水通過連通池塘底層水體的進水管與通往對面養(yǎng)殖池上層的回水管實現(xiàn)水體自由流向低水位養(yǎng)殖池，同時水位控制裝置反饋信號給往復(fù)提水裝置的水泵控制系統(tǒng)，輸水泵停止工作。在達到水位平衡后，往復(fù)提水裝置與自控回水裝置反向重復(fù)上述操作。如此往復(fù)，使兩側(cè)池塘水體交替抬高或降低，池塘交替暴露池底，實現(xiàn)2個池塘底部養(yǎng)殖沉積物的呼吸氧化，改善養(yǎng)殖環(huán)境。

1.2局部構(gòu)建技術(shù)

太陽能光伏電源由太陽能光伏板組成，輸配電裝置由電氣元件和電纜線等組成，水泵控制系統(tǒng)由輻照傳感器、控制器件組成，控制輸水泵運行。根據(jù)天氣和水位情況將一側(cè)池塘的底層水體輸送到另一側(cè)池塘中，當(dāng)另一側(cè)池塘的水位達到設(shè)定值之后停止輸水，根據(jù)光照強度，自動設(shè)定池塘?xí)裉習(xí)r間，完成呼吸處理后在進入另一循環(huán)（圖1）。

控水井為磚砌或水泥結(jié)構(gòu)，深100～150 cm，頂高低于池塘常水位；回水管直徑200～300 mm，上下結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒏呶怀氐讓铀w注入到對面池塘的表層。水位控制裝置安裝在過水井內(nèi)，由水位計與電控閥門組成，當(dāng)一側(cè)池塘的水位達到設(shè)定值之后，水位控制裝置控制輸水泵運行或停止，高水位池塘的水流向低水位池塘。控水井能夠?qū)⒏呶怀乇韺铀w注入到對面池塘的底層（圖2）。

底進水管道直徑200～350 mm，長度可伸至池塘底部中央部位，進水口端安裝防魚網(wǎng)；出水管直徑200～350 mm，與輸水泵相連，通往另一側(cè)池塘（圖2）。池底為波浪式或斜坡式，波浪式池底的周期長度為20～30 cm，波高低于池塘頂高0.5 m，波底低于池塘底平面0.5 m。斜坡式池底為三級坡式，分別為池底平面的1/3，進水端最低，低于池底平面1 m以上，回水段池底最高，低于池頂0.5 m。共用池埂為水泥護坡結(jié)構(gòu)，高于常水位0.5 m；在池底最低側(cè)的池埂上建設(shè)太陽能或電力往復(fù)提水裝置，在池底最高的另一端設(shè)置自控回水裝置（圖3）。

基金項目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（No.CARS-46）

（中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)裝備與工程重點開放實驗室顧兆俊，劉興國，唐榮，楊家朋）