Данный обзор посвящен рассмотрению современных цилиндрических бассейнов для выращивания рыбы с точки зрения улучшения их эксплуатации, снижения стоимости и повышения продуктивности. Приводятся возможные механизмы и проектировочные решения для создания узлов поступления и оттока воды, систем контроля органических загрязнений, зарыбления и сортировки для крупных цилиндрических бассейнов. Хотя обсуждение ограничено проектированием бассейна, оно касается любой проточной системы или УЗВ.

Проектирование емкости культивирования

При использовании объемных бассейнов в совокупности с совершенной стратегией управления УЗВ можно добиться существенного снижения затрат и повышения продуктивности рыбоводческого хозяйства. Значительному снижению денежных и трудозатрат также способствует выращивание рыб в небольшом количестве крупных бассейнов. Согласно практическому опыту, усилия по обслуживанию емкости не зависят от её объема. Бассейны объемом 1 м³ или 100 м³ требуют равное время на мониторинг качества воды, внесение корма и очистку. Кроме того, капитальные затраты на каждую единицу бассейна снижаются, тогда как его размер возрастает. Эти преимущества, в некоторой степени, уравновешиваются со сложностями, сопряженными с крупными бассейнами:

1. Создание водного потока для равномерного перемешивания и быстрого осаждения осадка;
2. Сортировка и сбор рыбы;
3. Удаление погибших особей;
4. Отключение биофильтра при проведении химиотерапии;
5. Возникает риск больших экономических потерь в случае нарушения целостности бассейна, либо биологических проблем.

Главной проблемой является риск разрушения бассейна, что ведет к потере одной емкости культивирования. В данном случае наблюдаются очень большие потери рыбы. Тем не менее, с возрастанием опыта управления и проектирования систем у команды рыбоводов снижается риск потери емкости.

Крупные бассейны в большей степени зависят от гидравлического расчёта, чем мелкие. У емкости небольшого объема (<1м³) общая скорость водного обмена очень высокая. Быстрый гидравлический обмен приводит к повышению качества воды, потому что в емкость приносится больше кислорода и быстро удаляются загрязнения. В объемных бассейнах, напротив, время обмена низкое, поэтому поступление и отток воды становятся ключевыми факторами, влияющими на однородность качества воды (независимо от количества вносимого корма). В свою очередь, на вместимость водоема влияют скорость водного обмена, количество вносимого корма, потребление кислорода и количество образующихся загрязнений (Losordo and Westers, 1994).

Емкости, используемые в рыбоводстве, различаются по форме и особенностям водного обмена (Wheaton, 1977; Piper et al., 1982; Klapsis and Burley, 1984; Cripps and Poxton, 1992). Они проектируются с учетом затрат на строительство, площади занимаемого места, удобства контроля за качеством воды и рыбой. В настоящее время наметилась тенденция использовать цилиндрические бассейны (>10 м) для выращивания рыб. Они привлекают к себе внимание по следующим причинам:

1. Простота обслуживания;
2. Обеспечение однородности качества воды;
3. Позволяет работать с различными скоростями водного обмена для оптимизации условий содержания и поддержания здоровья рыб;
4. Осаждаемые частицы могут быстро удаляться через центральный донный дренаж;
5. Форма емкости удобна для визуализации и автоматизации наблюдения за излишками корма и, таким образом, позволяет контролировать насыщение рыб.

Для того, чтобы снизить трудозатраты на сортировку и отлов рыбы, очистку воды необходимо создать соответствующие системы подвода и отвода воды, дренаж и сборник.

Ключевой особенностью цилиндрического бассейна является его способность к самоочистке. Рекомендуется отношение диаметра к глубине бассейна от 5:1 до 10:1 (Burrows and Chenoweth, 1955; Chenoweth et al., 1973; Larmoyeux et al., 1973); тем не менее, во многих хозяйствах используются бассейны с соотношением диаметр: глубина 3:1 и цилинтрические силосные емкости с соотношением 1:3. Недавние исследования Норвежской гидротехнической лаборатории SINTEF (Skybakmoen, 1989; Tvinnereim and Skybakmoen, 1989) показали, что механизм поступления воды может быть спроектирован так, чтобы минимизировать гидравлические проблемы в бассейне. Выбор соотношения «диаметр: глубина» сильно влияет на размер выгула, напор воды, плотность посадки, виды рыб, режим кормления и используемые методы. Глубина емкости также должна выбираться для удобства и безопасности работы с рыбой и водой.

В цилиндрическом бассейне можно добиться сравнительно равномерного перемешивания, т.е. концентрация растворенных компонентов в воде, поступающей в емкость, мгновенно выравнивается до концентрации, которая существует по всему объему. Поэтому при адекватном перемешивании вся рыба располагается в воде с одинаковым составом. Хорошее качество воды можно поддерживать за счет оптимизации узла её поступления и выбора скорости поступления так, чтобы лимитирующие водные параметры не снижали производство, когда система будет заполнена рыбой.

Скорость вращения в емкости культивирования должна быть по возможности равномерной, от стенок к центру и от поверхности ко дну, и достаточно сильной для реализации самоочистки. Тем не менее, она не должна превышать скоростей, которые могут выдержать рыбы. Её оптимальные значения порядка 0,5-2,0 длины тела рыбы в секунду способствуют поддержанию здоровья, тонуса мышц и дыхательной функции рыб (Losordo and Westers, 1994). Скорости, необходимые для направления осаждаемых частиц в донный центральный дренаж, должны составлять более 15-30 см/с (Burrows and Chenoweth, 1970; Ma¨kinen et al., 1988). Для тиляпии были предложены значения 20-30 см/с (Balarin and Haller, 1982). Тиммонс и Янг (Timmons and Youngs, 1991) разработали формулу расчета скорости вращения воды: V_safe < 5.25/(L)0.37, где V_safe – максимальная проектная скорость (около 50% от критической скорости перемещения) в длинах рыб в секунду, а L – длина тела рыб (см). В цилиндрическом бассейне, скорости несколько снижаются от стенок к центру, что позволяет рыбе выбирать наиболее подходящее течение. Эта особенность совершенно не свойственна каналам, где скорость однородна на всем их протяжении.

Конструкция узла поступления воды в цилиндрический бассейн

В цилиндрическом бассейне вода поступает по касательной к его стенкам (по внешнему радиусу) так, чтобы угловая скорость воды создавала вращательный ток к центру. Однако в ряде работ (Burrows and Chenoweth, 1955; Larmoyeux et al., 1973; Wheaton, 1977; Skybakmoen, 1989; Tvinnereim and Skybakmoen, 1989; Paul et al., 1991; Goldsmith and Wang, 1993) отмечается, что прилипание, которое существуют между первичным потоком и дном, и стенками емкости приводит к образованию вторичного радиального потока, направленного от стенок к центру дна, и от центра дна к поверхности. Этот поток несет осаждаемые частицы к донному дренажу и, таким образом, порождает желаемый эффект самоочистки бассейна. К сожалению, в цилиндрической емкости с таким течением валиковидная область около центрального дренажа приобретает очень низкую скорость вращения и плохо перемешивается. Размеры этой «мертвой» зоны зависят от особенностей узла поступления воды (по касательной к стенкам), соотношения «диаметр: глубина» и общей скорости потока, покидающего центральный дренаж. Так как мертвая зона имеет низкую скорость движения воды и плохо перемешивается, она может снизить эффективность использования емкости культивирования за счет образования коротких замкнутых потоков, локальных градиентов с различными показателями воды (в особенности, концентрации растворенного кислорода) и неподвижных областей, где может скапливаться осадок.

Эффект самоочистки связан с общей скоростью потока, покидающего центральный дренаж. Кроме того, удаление осажденных частиц также зависит от способности рыбы взмучивать осадок. Это объясняет тот факт, что в бассейне с более высокой плотностью посадки рыб самоочистка проходит лучше, чем в емкости с низкой плотностью посадки. Так как осаждаемые частицы в рыбоводстве имеют специфическую плотность, которая относительно близка к плотности воды (1,05-1,2 против 1,0 у воды; Chen et al., 1993; Potter, 1997) наклон плоскости дна по направлению к центральному дренажу не улучшает способность к самоочистке. Наклонное дно удобно лишь в случаях осушения бассейна при его очистке.

Скоростью вращения можно управлять с помощью создания специфических узлов подвода воды. Это позволяет создавать адекватное для рыб течение (Klapsis and Burley, 1984; Skybakmoen, 1989; Tvinnereim and Skybakmoen, 1989). Твиннерайм и Скайбакмон (Tvinnereim and Skybakmoen, 1989) докладывали о том, что скорость течения в бассейне можно контролировать путем изменения импульса силы (F_i):

F_i = ρ • Q • (ν_orif — ν_rota), где ρ – плотность воды (кг/м³), Q – скорость входящего потока (м³/с), ν_orif – скорость через узел выхода воды в емкость (отверстия или щели) (м/с), ν_rota – скорость вращения в бассейне (м/с). Импульс на входе воды по большей части рассеивается, потому что создается турбулентность и вращение в зоне вращения. Импульс силы, и, соответственно, скорость вращения в емкости можно регулировать путем подстройки скорости входящего потока воды или размера/числа отверстий в узле поступления воды (Tvinnereim and Skybakmoen, 1989). В своей работе Пауль (Paul et al., 1991) отметил, что скорость вращения в емкости грубо пропорциональна скорости воды через отверстия узла её поступления, особенно, около стенок:

ν_rota ≈ α • ν_orif, где α – константа пропорциональности, в основном равная 0,15-0,20 (личные наблюдения A. Skybakmoen, AGA AB, Лидингё, Швеция), зависящая от конструкции узла поступления воды. На характер потока влияют: 1. однородность скорости воды по всей емкости, 2. сила вторичного радиального потока вдоль дна емкости навстречу центральному дренажу (т.е. способность перемещать осадок в дренаж) и 3. однородность перемешивания воды. Скайбакмон (Skybakmoen, 1989) и Твиннерайм и Скайбакмон (Tvinnereim and Skybakmoen, 1989) сравнивали гидравлику в емкости, которая возникает при поступлении воды по касательной по внешнему радиусу бассейна с такими системами как:

1. традиционный открытый патрубок;
2. короткая, горизонтальная, погруженная под воду труба, ось которой направлена к центру бассейна. На удалении от конца трубы по всей её длине располагаются отверстия (на 60 см ниже поверхности воды);
3. вертикальная, погруженная в воду распределительная труба с отверстиями вдоль всей её длины;
4. труба, совмещающая в себе вертикальную и горизонтальную ветви.

Авторы отметили, что труба с открытым концом создает неоднородную скорость по всей емкости (т.е. более высокая скорость у стенок); обеспечивает плохое перемешивание в мертвой зоне, что вызвано образованием коротких замкнутых потоков; на протяжении всей глубины бассейна происходит взмучивание осадка, который плохо смывается со дна. В отношении горизонтальной ориентации погруженной трубы они отметили хорошее перемешивание и обмен воды по всему объему, но слабое и менее стабильное течение на дне (для смывания осадка). Вертикальная ориентация погруженной трубы давало лучшее качество самоочистки, чем в случае открытого патрубка или горизонтальной ориентации, но образующееся сильное течение на дне (ответственное за удаление осадка) также приводило к плохому перемешиванию в мертвой зоне и малым круговоротам, которые ухудшали время полного водного обмена. Авторы предложили организовать комбинированную конструкцию с горизонтальной и вертикальной погруженной трубами. Вертикальная ветвь располагается на некотором удалении от стенки так, чтобы рыба могла проходить между трубой и стенкой. Этот способ обеспечивает несколько преимуществ: 1. достигается однородное перемешивание; 2. предотвращается образование малых круговоротов воды; 3. создается одинаковая скорость на глубине и по периметру бассейна; 4. эффективно переносятся осаждаемые частицы со дна в центральный дренаж.

В для крупных цилиндрических бассейнах, диаметром >6 метров, по периметру устанавливаются многочисленные распределительные трубы. Это позволяет улучшить удаление осадка, однородность скорости перемешивания и качества воды (Klapsis and Burley, 1985). Однако трубы для подвода воды затрудняют работу с рыбой. Данная проблема может быть решена включением отверстий в стенку бассейна как в случае емкостей с пересекающимися потоками (Watten and Johnson, 1990). К сожалению, с точки зрения экономических соображений это «элегантное» решение может оказаться нецелесообразным. Кроме того, подобная вставка отверстий и щелей предполагает создание потоков, параллельных стенке, и может не обеспечивать такого хорошего распределения потока, которое возможно при установке вертикальной трубы на удалении от стенки. Необходимо создать такую систему подачи воды, которая бы убиралась во время сбора рыбы или зарыбления, либо устройство для сбора должно работать в присутствии труб.

Структура оттока воды в цилиндрическом бассейне

В цилиндрических бассейнах для культивирования рыб осаждаемые частицы, т.е. фекалии, вносимый и несъеденный корм оседают на дне. Осадок непрерывно удаляется через центральную трубу. Чтобы также контролировался уровень воды необходимо иметь две концентрические трубы. Перфорации (Larmoyeux et al., 1973) или щели (Surber, 1933) в основании внешней трубы позволяют осадку уходить со дна, а внутренняя труба используется для установки уровня воды. Сурбер (Surber, 1933, 1936) разработал центральный стояк водостока для самоочистки бассейна рекомендовал создавать регулируемый просвет щели между дном внешней трубы и дном емкости для того, чтобы усиливать всасывание, в то время как водный поток покидает дно бассейна, где скапливается осадок. Расстояние между двумя трубами, т.е. кольцеобразное пространство должно подбираться для создания достаточной скорости водного потока (0,3-1,0 м/с, в зависимости от размера и плотности частиц) для того, чтобы он увлекал за собой осадок вплоть до вершины внутренней трубы. Витон (Wheaton, 1977) докладывал о том, что использование центрального стояка водостока в больших цилиндрических бассейнах с сильным радиальным потоком может привести к быстрому подъему воды, которая увлечет за собой осадок в центральную трубу. Данную проблему можно решить использованием водного стока и внешнего стояка водостока.

Когда уровень воды контролируется внешней водонапорной трубой, донный центральный дренаж может быть прикрыт перфорированной пластиной или сеткой. Это позволит осаждаемым частицам, но не рыбам покидать бассейн (Piper et al., 1982; Skybakmoen, 1989; Tvinnereim and Skybakmoen, 1989). В другом запатентованном методе для повышения захвата частиц используется кольцевидные приближенные пластинки (Lunde et al., 1997). Подобным образом твердые частицы удаляются из емкости культивирования через кольцевидную щель, образованную дном бассейна и вертикальной трубой (схема аналогична Surber, 1933, 1936), при этом уровень воды контролируется внешним стояком водостока (Josse et al., 1989).

Размер отверстий (мм)	Размер рыбы (г)
1.6 х 3.2	мальки — 0.45
3.2 х 6.4	0.45–2.3
6.4 х 12.7	2.3–15
12.7 х 19.1	>15

Для покрытия донного дренажа используется устойчивый к коррозии материал, например, перфорированные листы алюминия, нержавеющей стали, стекловолокна или пластика (Piper et al., 1982; Sedgwick, 1985). В некоторых работах вместо отверстий рекомендуются горизонтальные щели в покровных пластинах, которые имеют большую открытую площадь, меньше забиваются и легче чистятся (Piper et al., 1982; Pankratz, 1995). В частности Пайпер (Piper et al., 1982) советовал подбирать размер щелей, исходя из длины разводимой рыбы. Идеальным вариантом является такой размер щелей, который препятствует засасыванию рыб, но позволяет легко проходить осадку. Застревание рыбы обычно происходит при слишком больших скоростях в области центрального дренажа. Эти случаи можно минимизировать, если сделать скорость оттока через дренаж <30 см/с. В зависимости от вида и этапа жизненного цикла, в частности, на стадии мальков, необходимы небольшие скорости <15 см/с (Pankratz, 1995). Эти скорости не создают высокую силу всасывания, поэтому рыба не будет ударяться о дренаж.

Не все виды рыб нуждаются в решетке для предотвращения их засасывания. Так, лососевые, выращиваемые в бассейнах диаметром 4,9- 9.1 метр, никогда не проходят в водосток (S. Wilton, P.R.A. Manufacturing, Nanaimo, BC, личные наблюдения). В связи с этим конструкция может иметь не покрытый сеткой донный дренаж, внешний стояк водостока для контроля уровня воды, экран для захвата мертвой рыбы и внешний дренаж. Согласно Вильтону (Wilton, личные наблюдения), лососевые не засасываются в слив, потому что плавают сверху против течения.

Конструкция двойного дренажа для сбора осадка

Цилиндрические бассейны могут оборудоваться центробежными сепараторами и бассейнами остойниками с двумя потоками воды. Тогда незначительное количество осаждаемым частиц будет удаляться как через центральный дренаж, в то время как большинство их профильтруется пристенным центробежным дренажом. Впервые, возможность использования двойной дренажной системы в цилиндрических бассейнах была предложена в 30-х годах (Cobb and Titcomb, 1930; Surber, 1936). Маквейн (MacVane (1979) и Слон (Slone et al., 1981) также докладывали об использовании донного дренажа для удаления осадка, тогда как масса воды, переполняющая края высокого цилиндрического бассейна (диаметр: высота = 3:1), вода также увлекала за собой осаждаемые частицы. Эту емкость также называют силосным бассейном.

Позднее появились емкости, в которых осаждаемые частицы концентрировались в 5-20% всего водного потока, покидающего донный дренаж, а оставшаяся часть воды (80-95%) проходила через пристенный сборник рыбы (Ma¨kinen et al., 1988; Eikebrokk and Ulgenes, 1993; Lunde et al., 1997), либо переполняющиеся края бассейна (Timmons, 1997). Вскоре, Лунд (Lunde et al., 1997) разработал жесткую кольцевую покровную пластину, фиксируемую над донным дренажом, который мог связываться с боковым дренажом. Очень интересную конструкцию двойной дренажной системы предложил Ван Товер (Van Toever, 1997).
Двойная дренажная система имеет важное экономическое значение, потому что в рыбоводстве затраты на удаление осаждаемых частиц контролируются объемом потока, который необходимо задействовать на фильтрацию осадка. Затрачивая меньше сил, пространства, снижая потери тепла, в цилиндрическом аквариуме удается отфильтровать основную часть твердых частиц. используя лишь 5-20% всего водного оттока через центральный дренаж. Снижение скорости водного оттока позволяет более эффективно использовать обработку озоном и, соответственно, более эффективно удалять твердые частицы (Summerfelt et al., 1997).

Баланс осаждаемых частиц

Эффективность бассейна с двойной дренажной системы в отношении концентрации твердых частиц при их прохождении через донный дренаж можно проиллюстрировать следующим уравнением баланса:

{TSS, поступающие с водой} + {TSS от корма} = {TSS покидающие боковой дренаж} + {TSS покидающие донный дренаж}, либо более детально:

{Q •TSS_in} + {P_TSS} = {Q_out1 • TSS_out1} + {Q_out2 • TSS_out2}, где Q – скорость водного потока (м³/сутки); Q_out1 – скорость водного потока, покидающего донный дренаж (м³/сутки); TSS_in – концентрация твердых частиц в бассейне (кг/м³); TSS_out1 – концентрация твердых частиц, покидающих боковой дренаж (кг/м³); TSS_out2 – концентрация твердых частиц, покидающих донный дренаж (кг/м³) и P_TSS – уровень образования твердых частиц (кг/сутки).

P_TSS = a_TSS • r_feed • ρ_fish • V_tank, где ρ_fish – плотность рыб в емкости культивирования (кг/м³); V_tank – объем бассейна (м³); r_feed – частота кормления (кг корма/(кг рыбы*сутки)), a_TSS — количество образующихся твердых частиц (кг_TSS/кг корма).

Доля удаляемых через центральный дренаж твердых частиц (f_rem) может быть определена по следующему уравнению (1).
Преобразуя уравнение, можно следующим образом рассчитать TSS_out2 (2):

Использование двойной дренажной системы существенно повышает концентрацию твердых частиц, удаляемых посредством слабого потока через донный дренаж. Концентрация этих частиц может в 10 раз превышать концентрацию частиц в составе основного потока воды, покидающего дренаж. Например, в бассейнах с двойной дренажной системе, в которых выращивалась тиляпия (Timmons, 1997), центральный дренаж удалял до 100% твердых частиц (при использовании 2-3% всего потока воды). В том же исследовании концентрация частиц, проходящих через боковой дренаж (взвешенные в толще воды) составляла 6,4 мг/л (стандартное отклонение 3,6). В этой работе рыбе ежедневно давали 80 кг/сутки корма, объем бассейна составлял 53 м³, поток через центральный дренаж – 110 л/мин, а общий водный обмен через биофильтр – 3,6-5.5 м³/мин. Все захваченные в донный дренаж частицы затем фильтруются механическим сетчатым фильтром, либо отстойником (осушается ежедневно, объем 3 м³).

Работа с рыбой в бассейне

Механизмы удаления мертвой рыбы

Особое значение имеет ежедневный мониторинг и, при необходимости, удаление мертвой рыбы. Тушки погибших особей влияют на: 1. прибыль; 2. здоровье всего поголовья; 3. качество воды; 4. уровень воды в бассейне. Рыбоводы стремятся упростить процесс сбора погибшей рыбы. При использовании открытого донного дренажа мертвые тушки засасываются в него и скапливаются во внешнем стояке водостока.

Методы сбора погибшей рыбы, а также загрязнений со дна разработаны для больших плавучих садков (Braaten, 1991; Skjervold, 1993), которые по конструкции ближе к бочкам, чем к сетям (Solaas et al., 1993) и очень похожи на цилиндрические бассейны. Эти методы можно адаптировать к использованию в УЗВ.

Сборник мертвой рыбы может связываться в захватывающий механизм двойной дренажной системы. На рисунке не показаны детали удаления рыбы, но она проходит через большую дренажную трубу до внешнего стояка водостока, откуда удаляется.

Другой метод предполагает помещение сетки центрального дренажа во внутреннюю трубу двухтрубного центрального стояка водостока. Внешняя труба состоит из стальной стойки, закрепленной на дне бассейна так, что большое отверстие в трубу располагается чуть выше дна бассейна, поэтому мертвая рыба проходит через внешнюю трубу, а вход во внутреннюю трубу приподнят. Размер внешней и внутренней концентрических труб выбираются так, чтобы они располагались близко друг к другу, но были свободно подогнаны. Для удобства вымывания тушек, попавших в донный дренаж, внутренняя труба по необходимости приподнимается внутри фиксированной центральной подпорки, отдаляясь от внешней водонапорной трубы в области выхода тушек; это усиливает течение и вынос мертвой рыбы из емкости. Эффективные механизмы удаления погибшей рыбы все ещё изучаются.

Бассейн, представленный на иллюстрации, может оборудоваться двумя системами отвода осаждаемых частиц. К их числу относится переполнение воды через борт (изображен справа) и через центральный донный дренаж (отток идет налево). Он также может иметь только один донный дренаж. В обоих случаях мертвая рыба может периодически вымываться через дренажную систему на дне (навстречу стояку, на иллюстрации расположенному справа). Следует проявлять осторожность во время манипуляции с потоком, в особенности, в местах оттока или приостановки течения может наблюдаться недостаток кислорода.

Работа с рыбой и системы мониторинга загрязнений

Способов и режимов кормления может быть очень много, и часто этому не придают большого значения (Hankins et al., 1995). одним из способов повышения общей продуктивности выращивания является использование высококачественным рационом (Storebakken and Austreng, 1987; Seymour and Bergheim, 1991; Mayer and McLean, 1995; Thorpe and Cho, 1995) и/или улучшение потребления корма за счет систем контроля насыщения (Summerfelt et al., 1995). Тип корма и технология кормления очень важны для успешного выращивания рыбы, потому что он влияют на биотрансформацию корма и скорость роста, а также на количество образующихся загрязнений. Улучшение потребления корма ведет к улучшению ростовых и экономических показателей. Для максимизации роста необходимо стремиться к насыщению рыбы высококачественным рационом. В свою очередь, неиспользуемый корм слишком дорого обходится и повышает затраты на очистку воды.

Особое значение приобретает слежение за степенью насыщения рыбы. Мониторинг может быть организован таким образом, чтобы несъеденные частицы, проходя через стояк водостока, позволяли рыбоводу или программе отслеживать их количество. Диаметр труб для поддержания скорости потока 0,3-1,0 м/с обеспечивает быстрое всплытие загрязнений.

Частицы корма можно отслеживать в вытекающей через центральный дренаж воды. Они будут скапливаться в центробежном сепараторе, принимающем большинство осаждаемых частиц. Во всех этих методах корм должен определяться отдельно от фекалий так, чтобы можно было рассчитать частоту кормления. Если рыба кормится медленно (в течение 30-60 минут) до насыщения, то небольшое количество несъеденных частиц ан выходе из бассейна свидетельствуют о прекращении подачи корма.

Другой метод кормления до насыщения предполагает использование автоматических устройств контроля, в которых с помощью ультразвука определяются несъеденные частицы. Изначально, эта технология разрабатывалась для контроля кормления лосося в морских садковых устройствах (Juell, 1991; Blyth et al., 1993; Juell et al., 1993). Для цилиндрических бассейнов уже созданы ультразвуковые устройства, которые определяют частицы корма по пробе воды в стояке и отключают кормушку, когда значение несъеденного остатка достигает установленного порога. Они также позволяют отфильтровать шум, возникающий от слабого загрязнения фекалиями.

Зарыбление бассейна и сортировка рыбы в УЗВ

Продуктивность производства можно повысить, используя стратегию непрерывного выращивания, чем стратегию выращивания партиями (Watten, 1992; Summerfelt et al., 1993; Heinen et al., 1996). Преимуществом непрерывного зарыбления и сбора рыбы является система постоянно работает на пределе своей вместимости, частота кормления поддерживается на максимальном уровне, и бассейн имеет максимальную экономическую эффективность. Этот принцип успешно реализуется на примере выращивания форели (Heinen et al., 1996) и тиляпии (Timmons, 1997).

Непрерывное поддержание плотности посадки и режима сбора рыбы требуют частого выполнения рутинной работы, которая может быть сложна и/или сопряжена со стрессом для рыб (зависит от вида и методов сбора). Кроме того, когда когорты рыбы смешиваются в единой емкости и особи товарного размера вылавливаются через частые интервалы, управляющий может потерять норму вносимого корма. В конечном счете, в непрерывной культуре рыбовод ведет статистику общего расхода корма и роста, но из года в год может наблюдаться отставание от полученных ранее данных. Это небольшая проблема для старых хозяйств и экспертов, однако серьезная проблема для неопытных рыбоводов.

Эффективность реализации непрерывной стратегии выращивания зависит, по большей части, от методов работы с рыбой и конструкции емкости культивирования. В рыбоводстве можно использовать удобные способы сортировки рыбы и её сбора. Простейшим способом вылова рыбы является работа сетью, либо её использование для скучивания особей с целью сбора или сортировки. После скучивания рыбу можно выловить с помощью насоса, сетей или садка. Другим устройством отлова являются ворота, которые поворачиваются вокруг центра бассейна для разделеия различных размерных групп рыб (Larmoyeux et al., 1973; Piper et al., 1982). В крупном хозяйстве сортировочные ворота включают подвижные панели с равномерно расположенными стержнями для избирательного отбора особей одного размера. При неиспользовании они могут располагаться над бассейном. Иногда особенности конструкции бассейна позволяют устанавливать сортировочные панели на несколько часов или дней для того, чтобы рыба сама распределилась по размеру. При разделении емкости на сортировочные объемы необходимо использовать пищевое поведение и характер перемещения рыб для их самостоятельной сортировки.

В данной статье слегка упоминается о важности оборудования для сортировки и скучивания рыб. Тем не менее, они имеют важное значение на продуктивность всего предприятия.
——
Timmons M.B., Summerfelt S.T., Vinci B.J. Review of circular tank technology and management. Aquacultural Engineering. 18 (1998) 51–69
[user]
Balarin, J.D., Haller, R.D., 1982. The intensive culture of tilapia in tanks, raceways, and cages. In: Muir, J.F., Roberts, R.J. (Eds.), Recent Advances in Aquaculture. Westview Press, Boulder, CO, pp. 265–356.
Blyth, P.J., Purser, G.J., Russell, J.F., 1993. Detection of feeding rhythms in sea caged Atlantic salmon using new feeder technology. In: Keinertsen, H., Dahle, L.A., Jorgensen, L., Tvinnereim, K. (Eds.),
Fish Farming Technology, Proc. 1st Int. Conf., 9–12 August 1993, Trondheim, Norway. Balkema, Rotterdam, pp. 209–216.
Braaten, B., 1991. Impact of pollution from aquaculture in six Nordic countries. Release of nutrients, effects, and waste water treatment. In: De Pauw, N., Joyce, J.N. (Eds.), Aquaculture and the Environment. European Aquaculture Society Special Publication 16, Gent, Belgium, pp. 79–101.
Burrows, R., Chenoweth, H., 1955. Evaluation of Three Types of Fish Rearing Ponds, Research Report 39. US Department of the Interior, Fish and Wildlife Service, Washington, DC, 29 pp.
Burrows, R., Chenoweth, H., 1970. The rectangular circulating rearing pond. Prog. Fish-Cult. 32,
67–80.
Chen, S., Timmons, M.B., Aneshansley, D.J., Bisogni, J.J., 1993. Suspended solids characteristics from recirculating aquacultural systems and design implications. Aquaculture 112, 143–155.
Chenoweth, H.H., Larmoyeux, J.D., Piper, R.G., 1973. Evaluation of circular tanks for salmonid production. Prog. Fish-Cult. 35, 122–131.
Cobb, W.W., Titcomb, J.W., 1930. A circular pond with central outlet for rearing fry and fingerlings of the salmonidae. Trans. Am. Fish. Soc. 60, 121–123.
Cripps, S.J., Poxton, M.G., 1992. A review of the design and performance of tanks relevant to flatfish culture. Aquac. Eng. 11, 71–91.
Derrow, R.W., Summerfelt, S.T., Mehrabi, A., Hankins, J.A., 1996. Design and testing of a second generation acoustic waste feed monitor. In: Libey, G.S., Timmons, M.B. (Eds.), Successes and Failures in Commercial Recirculating Aquaculture Conf. (Proc.), 19 21 July 1996, Roanoke, VA. Northeast Regional Agricultural Engineering Service, Ithaca, NY, pp. 552–561.
Durant, M.D., Summerfelt, S.T., Hankins, J.A., 1995. A field trial of a hydroacoustic waste feed control device in a flow-through tank fish production system with rainbow trout (Onchorhynchus mykiss). In: Svennevig, N., Krogdahl, A. (Eds.), Quality in Aquaculture, Proc. of Nutrition and Feeding in Cold Water Species, 9–12 August 1995, Trondheim, Norway. European Aquaculture Society Special Publication No. 23, Gent, Belgium, pp. 147–148.
Eikebrokk, B., Ulgenes, Y., 1993. Characterization of treated effluents from land based fish farms. In: Keinertsen, H., Dahle, L.A., Jorgensen, L., Tvinnereim, K. (Eds.), Fish Farming Technology, Proc. 1st Int. Conf., 9–12 August 1993, Trondheim, Norway. Balkema, Rotterdam, pp. 361–366.
Goldsmith, D.L., Wang, J.-K., 1993. Hydromechanics of settled solids collection using rotating flow. In: Wang, J.-K. (Ed.), Techniques for Modern Aquaculture (Proc.), 21–23 June 1993,
Spokane, WA. American Society of Agricultural Engineers, Saint Joseph, MI, pp. 467–480.
Hankins, J.A., Summerfelt, S.T., Durant, M.D., 1995. Impacts of feeding and stock management strategies upon fish production within water recycle systems. In: Timmons, M.B. (Ed.) Aquacultural Engineering and Waste Management, Proc. from Aquaculture in the Mid-Atlantic Conf., 24–28 June 1995, Washington, DC. Northeast Regional Agricultural Engineering Service, Ithaca, NY, pp. 70–86.
Heinen, J.M., Hankins, J.A., Weber, A.L., Watten, B.J., 1996. A semiclosed recirculating-water system for high-density culture of rainbow trout. Prog. Fish-Cult. 58, 11–22.
Josse, M., Remacle, C., Dupont, E., 1989. Trout ‘body building’ by ichthyodrome. In: DePauw, N.,
Jaspers, E., Ackefors, H., Wilkins, N. (Eds.), Aquaculture—a Biotechnology in Progress. European Aquaculture Society, Bredena, Belgium, pp. 885–984.
Juell, J.E., 1991. Hydroacoustic detection of food waste—a method to estimate maximum food intake of fish populations in sea cages. Aquac. Eng. 10, 207–217.
Juell, J.E., Furevik, D.M., Bjordal, A´ ., 1993. Demand feeding in salmon farming by hydroacoustic food detection. Aquac. Eng. 12, 155–167.
Klapsis, A., Burley, R., 1984. Flow distribution studies in fish rearing tanks. Part 1—design constraints. Aquac. Eng. 3, 103–118.
Klapsis, A., Burley, R., 1985. Flow distribution studies in fish rearing tanks. Part 1—analysis of hydraulic performance of 1 m square tanks. Aquac. Eng. 4, 113–134.
Larmoyeux, J.D., Piper, R.G., Chenoweth, H.H., 1973. Evaluation of circular tanks for salmonid production. Prog. Fish-Cult. 35, 122–131.
Losordo, T.M., Westers, H., 1994. System carrying capacity and flow estimation. In: Timmons,
M.B., Losordo, T.M. (Eds.), Aquaculture Water Systems: Engineering Design and Management. Elsevier, New York, pp. 9–60.
Lunde, T., Skybakmoen, S., Schei, I., 1997. Particle trap. US Patent No. 5636595.
MacVane, T. 1979. Fish culture tank. US Patent No. 4141318.
Ma¨kinen, T., Lindgren, S., Eskelinen, P., 1988. Sieving as an effluent treatment method for aquaculture. Aquac. Eng. 7, 367–377.
Mayer, I., McLean, E., 1995. Bioengineering and biotechnology strategies for reduced waste aquaculture.
Water Sci. Technol. 31 (10), 85–102.
Pankratz, T.M., 1995. Screening Equipment Handbook For Industrial and Municipal Water and
Wastewater Treatment, 2nd ed. Technomic Publishing, Lancaster, PA, 282 pp.
Paul, T.C., Sayal, S.K., Sakhuja, V.S., Dhillon, G.S., 1991. Vortex-settling basin design considerations. J. Hydraul. Eng. 117, 172–189.
Piper, R.G., McElwain, I.B., Orme, L.E., McCraren, J.P., Fowler, L. G., Leonard, J.R., 1982. Fish Hatchery Management. US Fish and Wildlife Service, Washington, DC, 517 pp.
Potter, A., 1997. Alteration of the mechanical properties of fish waste via dietary components. MSc thesis, Cornell University, Ithaca, NY.
Sedgwick, S.D., 1985. Trout Farming Handbook, 4th ed. Fishing News Books, Farnham, Surrey, UK, 160 pp.
Seymour, E.A., Bergheim, A., 1991. Towards a reduction of pollution from intensive aquaculture with reference to the farming of salmonids in Norway. Aquac. Eng. 10, 73–88.
Skjervold, P.O., 1993. Fish feeding station. In: Keinertsen, H., Dahle, L.A., Jorgensen, L., Tvinnereim, K. (Eds.), Fish Farming Technology, Proc. 1st Int. Conf., 9–12 August 1993, Trondheim, Norway. Balkema, Rotterdam, pp. 443–445.
Skybakmoen, S., 1989. Impact of water hydraulics on water quality in fish rearing units. In: Conference 3—Water Treatment and Quality, Proc. of AquaNor 89, 11–16 August 1989. AquaNor, Trondheim, Norway, pp. 17–21
Slone, W.J., Jester, D.B., Turner, P.R., 1981. A closed vertical raceway fish culture system containing clinoptilolite as an ammonia stripper. In: Allen, L.J., Kinney, E.C. (Eds.), Proc. of the Bio-Engineering Symp. for Fish Culture (FCS Publication 1), 16–18 October 1979. Traverse City, MI. American Fisheries Society, Bethesda, MD, pp. 104–115.
Solaas, F., Rudi, H., Berg, A., Tvinnereim, K., 1993. Floating fish farms with bag pens. In: Keinertsen, H., Dahle, L.A., Jorgensen, L., Tvinnereim, K. (Eds.), Fish Farming Technology, Proc. 1st Int. Conf., 9–12 August 1993, Trondheim, Norway. Balkema, Rotterdam, pp. 317–323.
Storebakken, T., Austreng, E., 1987. Ration level for salmonids. II. Growth, feed intake, protein digestibility, body composition, and feed conversion in rainbow trout weighing 0.5–1.0 kg. Aquaculture 60, 207–221.
Summerfelt, S.T., Hankins, J.A., Summerfelt, S.R., Heinen, J.M., 1993. Modeling continuous culture with periodic stocking and selective harvesting to measure the effect on productivity and biomass capacity of fish culture systems. In: Wang, J.-K. (Ed.), Techniques for Modern Aquaculture (Proc.), 21–23 June 1993, Spokane, WA. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI, pp. 581–593.
Summerfelt, S.T., Holland, K.H., Hankins, J.A., Durant, M.D., 1995. A hydroacoustic waste–feed controller for tank systems. Water Sci. Technol. 31 (10), 123–129.
Summerfelt, S.T., Hankins, J.A., Weber, A., Durant, M.D., 1997. Ozonation of a recirculating rainbow trout culture system: II. Effects on microscreen filtration and water quality. Aquaculture 158, 57–67.
Surber, E.W., 1933. Observations on circular pool management. Trans. Am. Fish. Soc. 63, 139– 143.
Surber, E.W., 1936. Circular rearing pools for trout and bass. Prog. Fish-Cult. 21, 1–14.
Timmons, M.B., 1997. Improving the economic efficiency of recirculating aquaculture systems by improving water quality and reducing system costs, Final Report, Salstonstall-Kennedy Grant Program, Award No. NA66FD0059. National Oceanic Atmospheric Administration, Department of Commerce, Gloucester, MA.
Timmons, M.B., Youngs, W.D., 1991. Considerations on the design of raceways. In: Giovannini, P. (Session Chairman), Aquaculture Systems Engineering, Proc. of World Aquaculture Society and American Society of Agricultural Engineers, 16–20 June 1991, San Juan, PR (ASAE Publication 02–91). American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI.
Thorpe, J.E., Cho, C.Y., 1995. Minimizing waste through bioenergetically and behaviorally based feeding strategies. Water Sci. Technol. 31 (10), 29–40.
Tvinnereim, K., Skybakmoen, S., 1989. Water exchange and self-cleaning in fish rearing tanks. In: De
Pauw, N., Jaspers, E., Ackefors, H., Wilkens, N. (Eds.), Aquaculture: A Biotechnology in Progress. European Aquaculture Society, Bredena, Bel.gium, pp. 1041–1047.
Van Toever, W., 1997. Water treatment system particularly for use in aquaculture. US Patent No. 5593574.
Watten, B.J., 1992. Modeling the effects of sequential rearing on the potential production of controlled environment fish-culture systems. Aquac. Eng. 11, 33–46.
Watten, B.J., Johnson, R.P., 1990. Comparative hydraulics in rearing trial performance of a production scale cross-flow rearing unit. Aquac. Eng. 9, 245–266.
Wheaton, F.W., 1977. Aquacultural Engineering. Krieger, Malabar, FL, 708 pp.
[/user]