一种河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统技术方案

本发明专利技术属于水产养殖与安全风险评价技术领域，公开了一种河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统包括河蟹养殖子系统、水质监测子系统、自动调控子系统以及全周期管理子系统。本发明专利技术具体涉及一种兼顾渔业价值、科研价值以及观赏价值的养殖装置，用于河蟹的安全养殖、养殖过程的风险评价。本发明专利技术提出一种多功能、数据化、自动化的河蟹养殖与风险防控的微宇宙系统，可实现河蟹养殖条件可控、管理效能强化，进而达到河蟹高产高效养殖的目标。本发明专利技术通过单元化、精细化的养殖，能控制养殖密度、确定河蟹状态，从而实现养殖过程中饲料和药剂的定点、精准投放；通过实时监测、自动调控水质，提高河蟹产品质量及产量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统


[0001]本专利技术属于水产养殖与安全风险评价
，尤其涉及一种河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统。

技术介绍

[0002]目前，河蟹是我国最重要的淡水蟹类，其肉质细嫩，味道鲜美，营养极为丰富，深受消费者喜爱。由于河蟹适应性较强，养殖范围广，随着人们生活水平的不断提高，河蟹的年生产量和消费量逐年增加，已成为我国淡水渔业的优质经济品种。然而，我国淡水资源贫乏，并且需要优先保障人畜饮水和农业用水，河蟹养殖业受到水资源用量的制约。此外，传统的河蟹养殖模式较为粗放，未充分考虑水体承载能力，通常采用高密度、高投喂、高残留的养殖管理方式，这导致河蟹养殖区水环境污染的压力日益增加。因此，河蟹养殖的增产、增收面临难题。
[0003]目前，河蟹养殖的主要方式包括池塘养蟹、大水面养蟹、吊笼养蟹、稻田养蟹和草荡养蟹等。养殖过程中，养殖户根据经验认识进行河蟹投放、饲养和病害防治，对从业者的技术要求较高。河蟹养殖周期一般较长，由于传统的养殖方式对养殖密度、河蟹状态、饲料及药剂的投加量等缺乏准确把握，容易导致高浪费、高污染、河蟹低品质的养殖状况。事实上，除了河蟹养殖区水环境污染压力日益增加外，分析发现河蟹体内残存不同程度的药物甚至危害物。这些危害物不但会对河蟹的正常生长、发育和品质造成负面影响，还能通过食物链传递给消费者，威胁消费者的身体健康。因此，河蟹的高效、绿色、安全养殖不容忽视，创新河蟹养殖模式和科学评估河蟹养殖过程中危害物的潜在风险具有重要意义。通过上述分析，传统河蟹养殖模式存在的问题及缺陷可归纳为：
[0004](1)就水质管理而言，通常依赖养殖户的经验认识。水体中的成分复杂，水质变化是一个复杂的过程，涉及的水质指标包括水温、酸碱性、溶解氧含量、NH
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N水平等，凭直觉经验无法满足精细管理的要求。
[0005](2)对底泥状况缺乏监测。底泥是河蟹栖息的主要场所，但传统河蟹养殖模式除投加底质改良剂之外，对底泥的污染状况并不了解，极少有应对底泥污染的有效举措。
[0006](3)河蟹养殖密度不确定。在上一茬河蟹养殖结束后未采取彻底清塘措施，导致实际密度高于投放密度。此外，养殖过程中可能出现河蟹聚集等情况，导致河蟹密度空间分布不均。
[0007](4)养殖过程中存在大量饲料浪费。在河蟹养殖过程中，养殖户缺乏对河蟹空间分布、健康状况等方面的了解，为保证河蟹吃足、吃匀、吃好，通常采用全池遍撒方式，既造成饵料浪费，剩余饵料也能导致水质恶化。
[0008](5)河蟹养殖过程中投喂多种药剂。为提高河蟹产量，预防、控制和治疗河蟹的病虫害，养殖户通常会投加过量的药剂，包括水体消毒剂、抗菌剂、寄生虫驱杀剂、生物制剂、水质改良剂及中草药等。这些药剂可能在河蟹体内残留和蓄积，成为河蟹养殖的安全隐患。
[0009](6)缺乏对养殖水体承载能力的认识，容易造成生态环境破坏。河蟹养殖过程中由
于缺乏有效管理，盲目扩大养殖规模而造成养殖密度过高，远远超过养殖水体的承受能力，加剧水质恶化。又由于过量饲料投喂产生的残渣碎屑、河蟹排泄物、滥用药剂的残留等，造成水体物质流和能量流循环受阻或紊乱，导致水体污染。当氮、磷等营养盐积累过剩，传统河蟹养殖模式还可能引起水体富营养化，造成严重的生态环境破坏。
[0010](7)河蟹养殖的风险不能及时防控。正由于以上的一些问题或缺陷，导致对河蟹养殖过程的风险反馈不及时，包括对水质恶化不能及时有效遏制、对河蟹发病不能及时准确诊断并对症下药等。
[0011]综上所述，亟需设计一种新的河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，以弥补传统河蟹养殖模式存在的技术缺陷。
[0012]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0013](1)传统的河蟹养殖模式较为粗放，未充分考虑水体承载能力，高密度、高投喂、高残留的养殖管理方式导致河蟹养殖区水环境污染的压力日益增加。
[0014](2)传统的河蟹养殖模式的水质管理通常依赖养殖户的经验认识，但水体中的成分复杂，凭直觉经验无法满足精细管理的要求。
[0015](3)传统的河蟹养殖模式中，对底泥状况缺乏监测，河蟹养殖密度不确定，养殖过程中存在大量饲料浪费，河蟹养殖过程中投喂多种药剂，缺乏对养殖水体承载能力的认识，河蟹养殖的风险不能及时防控。
[0016]解决以上问题及缺陷的难度为：为了转变长期以来粗放的养殖管理模式，加强养殖模式创新，实现河蟹的高效、绿色和安全养殖，需要重点关注养殖环境。首先，需要实现对养殖环境水质的实时监测和准确定量，而传统的河蟹养殖模式涉及的体系复杂、变量众多、环境监测难度较大；其次，需要对河蟹模式进行全面规划，配制相应的基础设施，保证对养殖环境的有效调控；再次，需要兼顾养殖废水的净化与回用，实现生态环境有效保护和生态优化的目标；最后，应尽早发现规模化养殖中的风险，及早规避损失。
[0017]解决以上问题及缺陷的意义为：如果能圆满解决以上问题和缺陷，将有助于有效掌握养殖过程中的水质变化，保证养殖安全；减少养殖过程中的饲料损失和药剂使用，减轻养殖污染；提高养殖过程的风险防控，实现河蟹高产高效养殖。

技术实现思路

[0018]针对传统河蟹养殖模式存在的问题，本专利技术提供了一种河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统。
[0019]本专利技术是这样实现的，一种河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，包括河蟹养殖子系统、水质监测子系统、自动调控子系统以及全周期管理子系统。
[0020]其中，所述河蟹养殖子系统，用于提供河蟹养殖的微型生态系统，兼具渔业养殖功能、科学分析功能和娱乐观赏功能；
[0021]所述水质监测子系统，集成在所述河蟹养殖子系统中，用于对所述河蟹养殖子系统的水质进行实时、定量监测；
[0022]所述自动调控子系统，集成在所述河蟹养殖子系统中，用于对所述河蟹养殖子系统的运行参数进行精准调控；
[0023]所述全周期管理子系统，作为智能中枢，用于联接所述水质监测子系统和所述自
动调控子系统，同时面向所述河蟹养殖子系统运行的全生命周期，提供多功能、数据化、自动化的河蟹养殖强化管理方案。
[0024]进一步，所述河蟹养殖子系统，包括：
[0025](1)渔业养殖功能，利用该子系统实现河蟹的单元化、精细化养殖，每个单元的河蟹容纳数量根据装置的形状、大小和容量而定，原则上每平方米河蟹投放量不超过3只；
[0026](2)科学分析功能，利用该子系统进行相关科学分析，水质透明度在40厘米以上，可观察或分析分析养殖过程中河蟹的个体行为、药剂/饲料投喂效率及养殖子系统的环境变化过程、毒理学评价，应用透明材料的效果或更佳；
[0027](3)娱乐观赏功能，该子系统中布设多种类型的水草等生产者，移植螺蛳在内的初级消费者，河蟹作为高级消费者，底泥中的微生物作为分解者，该系统是一个完整的微型生态系统；同时，在养殖水面布设浮床，形成多层次微生态景观，应用透明材料构建的效果或更佳。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，其特征在于，所述河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，包括河蟹养殖子系统、水质监测子系统、自动调控子系统以及全周期管理子系统；所述河蟹养殖子系统，用于提供河蟹养殖的微型生态环境，还用于渔业养殖、科学分析和娱乐观赏功能的实施；所述水质监测子系统，集成在所述河蟹养殖子系统中，用于对所述河蟹养殖子系统的水质进行实时、定量监测；所述自动调控子系统，集成在所述河蟹养殖子系统中，用于对所述河蟹养殖子系统的运行参数进行调控；所述全周期管理子系统，用于联接所述水质监测子系统和所述自动调控子系统，同时面向所述河蟹养殖子系统运行的全生命周期，提供多功能、数据化、自动化的河蟹养殖强化管理方案。2.如权利要求1所述的河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，其特征在于，所述河蟹养殖子系统为敞口装置，形状为长方体、立方体、圆柱体、圆台及相关变体中的任意一种，大小根据实际需求设定；装置建造材料为玻璃、有机玻璃、水泥或PVC中的任意一种；装置底部严格密封，并平坦地覆盖一层泥沙，泥沙厚5～10厘米；泥沙或取自实际环境，或由泥、土、沙、石按比例配制；装置标记三维刻度，选择装置底面中心为原点，构建三维坐标系，水平方向为x轴，竖直方向为z轴，垂直x/z轴方向为y轴；往装置中注入清水，水质要求符合《无公害食品淡水养殖产地环境条件》即NY 5361
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2016标准，水深、水量视装置的形状及大小合理设定；距装置底部泥沙表面5～10厘米处，设置排水口；通过绕装置一周在同一水平面均匀设置多个排水口；排水管直径为160毫米，或视装置实际大小合理设置；排水管材料为金属、塑复金属或塑料管中的任意一种。3.如权利要求2所述的河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，其特征在于，所述河蟹养殖子系统进一步包括：装置中按株行距均匀栽种水草，水草覆盖面积占30～60％；水草为沉水植物和挺水植物搭配，类型包括伊乐藻、苦草、轮叶黑藻、金鱼藻和芦苇、香蒲、茭白、慈姑；微宇宙中移植螺蛳、贝壳、小鱼和小虾生物，作为辅助性肉类饵料；装置中在水面布设浮床，浮床面积占水面10～20％；装置中的浮床上栽种植株，所述植物为空心菜、雍菜、水芹、豆瓣菜、大蒜、茼蒿，覆盖面积占水面5～10％；装置中设置斜梯或折梯连接浮床和底部；装置底部中心，在高于底泥表面3～5厘米处固定安装增氧设备；微宇宙系统配备电动潜水泵1台，用于完成对系统补水，潜水泵功率大小根据装置容量合理选择。4.如权利要求1所述的河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，其特征在于，所述水质监测
子系统，用于对养殖子系统中的水质进行实时、定量测量，包括水位、水温、pH值、溶解氧含量以及NH
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N，其他水质指标的监测根据实际情况增设；所述监测子系统还用于及时记录、存储监测数据，以备后续调用和分析使用。5.如权利要求1所述的河蟹养殖与风险评价的微宇宙系统，其特征在于，所述水质监测子系统包括多个监测模块和数据存储、传输模块；所述水质监测子系统中的水位监测模块运行时，用于通过水位计部件实现养殖子系统内水位的实时测量和记录，水量的实时计算和记录；所述水质监测子系统中的水温监测模块运行时，用于通过温度计部件实现养殖子系统内水温的实时测定和记录；所述水质监测子系统中的酸碱度监测模块运行时，用于通过pH计部件实现养殖子系统内酸碱度pH值的实时测定和记录；所述水质监测子系统中的溶解氧含量监测模块运行时，用于通过DO仪部件实现养殖子系统内溶解氧DO含量的实时测定和记录；所述水质监测子系统中的氨氮含量监测模块运行时，用于通过分光光度计部件实现养殖子系统内氨氮NH
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N浓度的实时测定和记录；所述水质监测子系统中的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏东斌，王飞鹏，杜宇国，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：