Каналы типа "raceway", также известные как прямоточные системы, являются искусственными каналами, используемыми в аквакультуре для разведения водных организмов. Такие системы стали одним из первых методов, используемых в рыбоводстве на суше. Прямоточные системы обычно состоят из прямоугольных каналов, сооруженных из бетона и оснащенных входными и выходными патрубками. В целях обеспечения необходимого качества среды, которое позволяет выращивать животных в больших количествах, в каналах "raceway" поддерживается непрерывный поток воды.
Пресноводные виды рыб, такие как форель, сом, тилапия, как правило, культивируются в прямоточных системах. Последние также используются для разведения некоторых морских видов, нуждающихся в непрерывном течении, например, молодого лосося, морского окуня и морского леща, а также морских беспозвоночных, таких как морское ушко.
Выбор месторасположения
Наиболее важным фактором при выборе места для "raceway" каналов является снабжение его водой. Источниками воды обычно являются ручья, родники, водохранилища или глубокие колодцы. Форель лучше разводить в родниковой воде, так как она сохраняет постоянную температуру, в то время как сомам нужен сильный поток воды (около 80 литров в секунду на каждые 0.4 гектара системы). Резервное водоснабжение должно быть установлено так, чтобы в случае выхода из строя насоса основного источника вода под действием силы тяжести могла затечь в начало канала .
Сооружение
Большинство прямоточных систем конструируются из железобетона, хотя существуют и земляные каналы. Земляные каналы с пластиковым основанием стоят дешево и просты в сооружении, но их сложно чистить и дезинфицировать, так как пластик легко повреждается. Железобетон дороже, но он прочнее, ему можно придавать более сложную форму. Емкости для таких систем также можно строить из полиэфирной смолы. У таких резервуаров гладкие стены, они мобильней и проще в обслуживании. Однако стоимость материала ограничивает размеры до 5 м3.
Размеры
Канал типа "raceway" чаще всего представляет собой прямоугольные водоемы с потоком воды от источника. Отношение длины к ширине является важной характеристикой прямоточных систем. Для того, чтобы стая рыб не плавала по кругу, что привело бы к скапливанию отходов в центре, рекомендуется соблюдать соотношение длины к ширине, по крайне мере, 6:1. Если ширина будет слишком велика, то это приведет к слабой скорости течения, что нежелательно (см. ниже). Необходимая длина канала, как правило, ограничивается требуемым качеством воды или количеством вмещаемой рыбы, которой легко управлять в заданном объеме . Средняя глубина систем для таких рыб, как форель, составляет около метра . При этом каждая секция канала должна составлять около 30 метров в длину и 2,5 – 3 метра в ширину. Ландшафт также должен быть наклонен на один-два процента для обеспечения потока под действием силы тяжести. Для сохранения равномерности водного потока прямоточная система не должна быть изогнута .
Канал типа "raceway" для пресноводной рыбы обычно имеет 10 или более резервуаров, построенных рядом друг с другом, при этом каждый состоит из 15 – 20 последовательных секций .
Риск возникновения негигиеничных условий возрастает при движении к нижним секциям. Для избегания этого следует удостовериться, что секций не слишком много, а поток воды соответствует размерам конструкции. Каждая из секций должна иметь собственный дренажный канал, чтобы имелась возможность изолировать любую из них при возникновении инфекции и, таким образом, препятствовать её распространению . Во избежание случайного переполнения или опустения, канал имеет водосливы.
Искусственные каналы, традиционно используемые в Южной Кореи для выращивания радужной форели (илл. www.lib.noaa.gov/retiredsites/korea/main_species/rainbow.htm)
Поток воды
Скорость потока воды в прямоточных системах должна быть достаточно высокой для обеспечения необходимого содержания кислорода и для очистки от метаболических отходов, особенно аммиака . В хорошо спроектированных системах вода, находящаяся в канале, практически полностью заменяется новой. Иногда, при низкой плотности посадки рыбы и низком уровне воды возможна самоочистка канала. Например, если количества форели соответствуют значению в 20 кг/м3, то рыба сможет очищать канал своими плавательными движениями, предотвращая оседание твердых веществ на дно .
Тем не менее, в большинстве случаев необходимо часто очищать прямоточные системы. Самым простым способом является понижение уровня воды, что увеличит скорость течения, а затем скопившаяся рыба своими движениями очистит воду от отходов . Твердые частицы, оседающие на дне, могут быть удалены с помощью насосов . Уровень кислорода в воде можно держать на высоком уровне, если секции системы установлены друг за другом с промежуточными водосливами, проходя через которые, вода разбрызгивается, либо при использовании аэрационных систем, таких как насосы и смесители.
Как правило, воду нужно менять почти каждый час . Это означает, что для типичной секции прямоточной системы требуется скорость потока около 30 литров в секунду . Однако оптимальная скорость течения зависит от вида рыбы, так как существует разница в темпах потребления кислорода и образования отходов. Например, форель и молодой лосось более восприимчивы к ухудшению качества воды и требуют более высокой скорости потока воды, чем сомы или тиляпии . Скорость течения, необходимая для поддержания качества водной среды, также подвергается сезонным изменениям, вследствие изменения температуры и роста рыбы. По этим причинам очень важно непрерывно следить за качеством воды, измерять скорость потока, уровень pH, температуру, концентрацию растворенного кислорода и количества взвешенных твердых частиц .
Максимальная плотность посадки
Максимальная загрузка канала культивируемыми организмами зависит от вида и особенно от их размера. Для форели показатели в 30 – 50 кг/м3 являются нормальными в конце цикла выращивания, в то время как для морских видов, например морского окуня и морского леща, плотность посадки варьирует от 15 до 20 кг/м3. Общий объем проектируемой прямоточной системы, высчитывается путем деления общего количества рыбы в килограммах на желаемую плотность кг/м3 .
Корма
Состав и количество корма, поставляемого в аквакультуру, зависит от культивируемого вида рыб . Они могут быть оптимизированы для снижения затрат и минимизации количества отходов.
Сточные воды
Серьезной проблемой является очистка сточных вод, поступающих от прямоточных систем. Отходы жизнедеятельности рыб и остатки корма, как правило, составляют основную часть твердых отходов, образующихся в каналах типа "raceway". При поступлении в водоемы, расположенные рядом с искусственными каналами, они оказывают негативное воздействие на естественную среду обитания . Особую опасность представляет фосфор, чрезмерный выброс которого в принимающий водоем может привести к эвтрофикации. Например, в Корее из-за недостаточной обработки сточных вод на форелевых фермах в водохранилищах и реках образовался "красный прилив", что привело к ряду социальных проблем .
Вследствие выброса больших объемов воды, концентрация твердых частиц в сточных водах низкая. Это усложняет использование экономически выгодных средств для очистки. Технологии для удаления твердых веществ включают микросита, вихревые и пластинчатые сепараторы, перегородки, фильтры, воздушную флотацию, пенное фракционирование, химическую флокуляцию. Однако из-за непрактичности и/или высокой стоимости этих методов, большинство из них не применяются в коммерческой аквакультуре. В результате осаждение все еще является наиболее применяемой и экономически выгодной технологией . С 1999 года законодательство Южной Кореи требует, чтобы все фермы с каналами типа "raceway" обеспечивались оборудованием по очистке вод, покрывающим хотя бы 20% области каналов для предотвращения загрязнения пресноводной среды .
——
en.wikipedia.org/wiki/Raceway_(aquaculture)