Испытание нового способа зимовки рыбы в водоеме-спутнике с применением турбоаэратора



В статье приведены результаты экспериментальных работ по апробации нового способа зимовки рыбы в глубокозаморном водоеме и доказана перспективность выбранного направления разработки технологии.

Ключевые слова: водоем-спутник, гипоксия, поведение рыб, карп, карась, зимовка, турбоаэраторы

Экспериментальные работы проводились в подледный период 2002–20043 гг. на оз. Б. Кабанье Казанского района Тюменской области, где был построен рыбохозяйственный комплекс. Рыбохозяйственный комплекс, построенный на озера Б. Кабанье расположен на юго-восточном берег. Он построен согласно разработанному СибрыбНИИпроектом рабочему проекту в соответствии с рисунком 1. Состоит из водоема-спутника (рис. 2) площадью по проекту 0,21 га (длина 65, ширина 35 и глубина 2,2 м), соединенного с акваторией озера двумя каналами шириной 4 м, и спускного малькового пруда площадью 1,9 га (длина 243 м, ширина 70 м, глубина 1 м). Он предназначен для подращивания, концентрации, лова и зимовки рыбы. Обследование озера показало, что другой более удобной для строительства комплекса площадки нет. На этой площадке ровный, не высокий и не низкий берег, достаточны размеры площадки, имеются подъездные пути, близко расположена низковольтная электрическая сеть. К недостаткам относятся — чрезмерно отлогое дно прибрежной зоны на участке шириной около 100 метров, из-за чего она промерзает зимой до дна. Из-за чрезмерной численности карася продуктивность озера по выращиваемым рыбам была низкая. По этой причине в отдельные годы озеро вообще не зарыблялось. Для повышения рыбопродуктивности озера требовалась принципиально новая технология выращивания рыбы. В 2002 г. ЗАО «Казанское рыба» построило на берегу озера Б. Кабанье водоем-спутник и спускной пруд. Однако, углубить мелководную часть озера, прилегающую к водоему-спутнику, к началу зимы не успело, к началу экспериментальных работ этот участок озера промерз до дна.

Рис. 1. Рыбохозяйственный комплекс озера Большое Кабанье: 1 – водоем-спутник; 2 — канал; 3 – гидросооружение; 4 – спускной мальковый пруд; 5 — водоспуск

Рис. 2. Водоем-спутник на оз. Б. Кабанье

Поэтому от привлечения рыбы с акватории озера в водоем-спутник и вылова её на акватории последнего пришлось отказаться. Привлечение рыбы заменили погрузкой её из закидных неводов на озере Б. Кабанье в живорыбную машину, перевозкой и выпуском в водоем-спутник.

В настоящее время в связи с введением рыночной экономики, резким подорожанием электроэнергии и нефтепродуктов всё больший интерес проявляется к проведению работ по созданию ветроаэраторов. Многолетний отечественный и зарубежный опыт показывает, что использование ветроэнергетических агрегатов небольшой мощности (до 5–6 кВт) зачастую оправдано в зонах, имеющих достаточную среднегодовую скорость ветра. Среднегодовая скорость ветра в Западной Сибири и на Урале достаточно высокая, поэтому во многих районах объективно имеются хорошие предпосылки для широкого использования энергии ветра в озерном рыбоводстве, в частности для привода в действие аэраторов. При использовании маломощного ветроаэратора появится возможность поддерживать в таком водоеме благоприятный для зимовки рыбы кислородный режим и, что не менее важно, значительно повысить надежность зимовки рыбы. В 2003 г. ФГУП «Госрыбцентр» приступило к разработке маломощного (0,3 кВт) ветроаэратора. Поскольку вынужденные перерывы в работе ветроаэратора в безветренную погоду неизбежны, очень важно знать время допустимого перерыва в работе этого изделия без угрозы для рыбы. Согласно ранее выполненным расчетам в водоеме-спутнике площадью 0,5 га турбоаэратор Н19-ИАЛ (0,5 кВт) способен за 12 часов работы создать шестидневный запас кислорода [1]. Проверить эту возможность мы решили в водоеме-спутнике на озере Б. Кабанье, для чего ЗАО «Казанская рыба» посадило на зимовку в него карпа и карася.

Наблюдения за кислородным режимом в водоеме-спутнике мы подразделили на два этапа: — первый этап: с начала наблюдений до установки в водоем турбоаэратора; второй этап: во время зимовки рыбы с использованием турбоаэратора. Динамика кислородного режима отдельно по каждому из двух этапов отражена в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Динамика содержания растворенного в воде кислорода в водоеме-спутнике с 4 декабря 2002 г. по 23 января 2003 г.

Дата отбора проб	О2, мг/дм3	В процентах от исходного значения
4.12	4,6	100
25.12	3,3	72
9.01	1,8	39
22.01	0,6	13
23.01	0,1	2

Таблица 2

Динамика кислородного режима в водоеме-спутнике и график работы турбоаэратора с 4 февраля по 15 апреля 2003 г.

Дата	Режим работы	Содержание О2, мг/дм3
4.02	+	9,1
6.02	+	10,0
10.02	+	9,7
20.02	+ -	10,6 // 10,2
21.02	-	10,1 // 9,9
23.02	-	8,0 // 8,8
24.02	-	7,6 // 7,1
25.02	- +	7,6 // 7,2
26.02	+	8,9 // 9,2
1.03	+ -	10,1 // 10,4
2.03	-	10,9 // 11,0
3.03	-	9,9 // 9,5
5.03	- +	8,5 // 8,8
6.03	+	8,4 // 8,8
12.03	+	10,1
14.03	+	10,5
16.03	+ -	9,5 // 9,5
17.03	-	9,7 // 9,8
18.03	-	8,3 // 8,1
19.03	-	8,1 // 8,0
20.03	-	7,2
21.03	-	6.3
22.03	- +	5,2
23.03	+	7,4
24.03	*	7,1
1.04	+ -	9,0
2.04	-	8,5
4.04	-	7,9
6.04	-	5,2
7.04	- +	4,7
8.04	*	6,1
9.04	*	6,7
10.04	+ -	7,5
13.04	- +	6,0
15.04	*	7,5
Примечание: 1) знак +— турбоаэратор включен; 2) знак— - турбоаэратор выключен; 3) знак *— турбоаэратор выключали на день (12 часов); 4) числитель— уповерхности воды, знаменатель— удна.

За одни сутки работы турбоаэратора Н19-ИАК/1, установленного в соответствии с рисунком 3, содержание растворенного кислорода в воде водоема-спутника возросло с 0,1 до 9,1 мг/дм³ (табл. 2) (ок. 60 % от нормального насыщения). Из-за небольшого объема воды в пруде (65х35х1,5=3412 м³) насыщение произошло очень быстро — за один день. Эффективность работы турбоаэратора мощностью 3 кВт достигла 15,4 % (растворилось 31 кг кислорода из поданных 202 кг). Для поддержания оптимального кислородного режима в водоеме-спутнике подобной мощности не требовалось, поэтому 5 февраля в 11 часов включили турбоаэратор Н19-ИАЛ/1, который работал с перерывами до 21 апреля. Первую партию рыбы, пойманной в оз. Б. Кабанье закидным неводом, посадили 4 февраля — 200 кг карпа, после этого в течение недели посадили остальную рыбу. Всего в водоем-спутник на зимовку было посажено 8,5 тонн рыбы, в том числе 4,3 т карпа (сеголетков, двух- и трехлетков) и 4,2 т разновозрастного карася.

Плотность посадки двухлетков карпа на зимовку допускается в количестве 1:20 [2], то есть 1 кг рыбы на 20 литров воды при условии достаточного содержания в ней кислорода. Потребление же кислорода двухлетками карпа зимой не превышает 7,5 мг О₂ на 1 кг массы в час, а карася еще меньше. Следовательно, допустимое количество рыбы в водоеме-спутнике составит 3 4120 000 л: 20 л = 170 600 кг. В нашем же опыте было посажено в 20 раз меньше. Потребление кислорода рыбой составит ориентировочно 8 500 кг х 7,5 мг/час = 0,064 кг/час (2,1 % от производительности по кислороду использованного нами турбоаэратора Н19-ИАЛ мощностью 0,5 кВт, которая составляет 3 кгО₂/час. При полной загрузке водоема-спутника рыбой (170,6 т) потребность в кислороде составит соответственно 1,3 кг/час (39 %).

Потребление кислорода донными отложениями за период с 4.12.02 по 23.01.03 (50 суток) составляло в среднем 0,09 мг/дм³ в сутки (0,00375 мг/дм³ в час). Общие потери кислорода на окисление донных отложений за этот период составили: средние (3 412 000 дм³ х 0,00375 мг/дм³) — 0,013, а максимальные 0,016 кг/час, или всего 15,7 кг кислорода. Следовательно, потери кислорода на окисление илов водоема-спутника имеют незначительный удельный вес в общей потребности кислорода на аэрацию воды. При зимнем содержании 8,5 т рыбы они составят 17–20 %, 170,6 тонны соответственно 1,0–1,23 %. Таким образом, даже при полной загрузке водоема-спутника рыбой (170,6 т рыбы) мощности турбоаэратора Н19-ИАЛ/1 (0,5 кВт) более чем достаточно для обеспечения успешной зимовки рыбы.

К определению времени на допустимые перерывы в работе турбоаэратора мы приступили с большой осторожностью. Первый раз турбоаэратор Н19-ИАЛ/1 выключили 20 февраля на 115 часов (4,5 суток). Содержание растворенного в воде кислорода при этом у поверхности снизилось с 10,6 до 7,6 мг/дм³ (на 28,4 %, или 0,25 % в час), то есть на 0,026 мг/дм³ в час. У дна снижение произошло с 10,2 до 7,2 мг/дм³ (на 29,6 %), то есть также на 0,026 мг/дм³ в час. 2 марта турбоаэратор снова выключили до 5 марта (на 66 часов). В результате чего наблюдалось снижение содержания растворенного в воде кислорода на 20–22 % со скоростью 0,035 мг/дм³ в час.

Рис. 3. Турбоаэратор установленный в водоеме-спутнике на озере Б. Кабанье: 1 — турбоаэратор; 2 — канал; 3 — садок для рыбы; 4 — направление течения

После этого за зиму было произведено еще 3 отключения: 16–22 марта (на 145 часов), 1–7 апреля (142 часа) и 10–13 апреля (76 часов). Кроме того, 8 дней турбоаэратор отключали днем по 12 часов в сутки.

Итого из 75 дней зимовки рыбы (5 февраля — 21 апреля 2003 г.) турбоаэратор работал в течение 1150 часов, или 48 суток (63 % всего времени). Время отключения составило 629 часов. Потребление электроэнергии за это время составило 575 кВт, а экономия в результате запланированных отключений 315 кВт (на 35 %). Затраты электроэнергии на аэрацию воды в сутки составили в среднем 0,32 кВт в час. По рекомендациям ряда авторов [2, 3], для наблюдения за состоянием зимующей рыбы была сделана контрольная прорубь. Движения рыбы и подхода ее к проруби ни разу не наблюдалось, что указывает на благополучие зимовки, отхода за время зимовки не отмечалось.

Экспериментально установлена средняя скорость падения концентрации кислорода при отключении турбоаэратора по результатам пяти отключений — 0,028 мг/дм³ в час, или 0,67 мг/дм³ в сутки. А скорость прироста при включении в среднем составила 0,105 мг/дм³ в час, или 2,52 мг/дм³ в сутки, что соответственно выше скорости падения в 3,75 раза. Температура воды в водоеме-спутнике в течение всего периода наблюдений не понижалась ниже плюс 0,2⁰С, то есть соответствовала требованиям, предъявляемым к содержанию карпа в зимовальных прудах [2]. Содержание растворенного в воде кислорода при работающем турбоаэраторе равнялось 7,4–11,0 мг/дм³, а при отключении не ниже 4,7 мг/дм³. Кроме того, получены данные о наибольшем показателе насыщения воды с минерализацией до 2 г/л кислородом с помощью данного аэрационного устройства (Н19-ИАЛ/1), который составил 75 % от нормального насыщения. Колебания степени насыщения кислородом воды в водоеме-спутнике составили 35–75 %, в среднем 60–65 % при непрерывной работе турбоаэратора.

Исходя из полученных результатов, можно сделать следующие выводы:

− способ зимнего содержания карпа с применением турбоаэратора малой мощности (0,5 кВт) является эффективным и потребность в электроэнергии для аэрации воды и зимнего содержания рыбы в отчлененных водоемах-спутниках и других аналогичных водоемах сокращается в разы, по сравнению с зимовкой рыбы на акватории озера;

− перерывы в работе турбоаэратора в условиях, аналогичных водоему-спутнику на озере Б. Кабанье допустимы в пределах 6–8 суток, то есть в несколько раз больше, чем на акватории озера, что создает благоприятные условия для внедрения ветроаэраторов;

− чрезмерно большая разница между производительностью турбоаэратора по кислороду и потреблению его рыбой и грунтами нежелательна, т. к. коэффициент полезного действия турбоаэратора резко понижается и поступает излишнее количество холодного воздуха, поэтому для сохранения рыбы в зимовалах площадью 0,05–0,2 га необходим турбоаэратор мощностью 0,2–0,3 кВт;

− содержание растворенного в воде кислорода в водоеме-спутнике при выключенном турбоаэраторе понижается в несколько раз медленнее по сравнению с зоной аэрации на акватории озера.

Литература:

1. Слинкин Н. П., Пожидаев А. Д., Чепуркин Ю. Г. Перспективы использования энергии ветра при выращивании сиговых, карпа и других рыб в заморных озерах // Биология и биотехника разведения и выращивания сиговых рыб: Материалы научно-производ. совещания 19–21 декабря 2001 г. — Тюмень, 2001. — С. 172–174.
2. Суховерхов Ф. М., Сиверцев А. П. Прудовое рыбоводство. — М.: Пищев. пром-сть, 1975. – 470 с.
3. Дорохов С. М. и др. Прудовое рыбоводство: Учебник для проф.-техн. училищ. — М.: Высшая школа, 1975. — 312 с.