池塘养殖底污自动清理系统设计与应用

应用PLC可编程逻辑控制器联合自动控制技术,设计并构建一种适用于池塘养殖的具有底污定向沉降、定时吸污、排污与冲洗循环工作等功能的底污自动清理系统,以期能够为池塘养殖水质控制、增产增效提供一定的技术支持。对养殖池塘底部进行积污池硬化改造,配合变频水车式增氧机实现养殖池塘底污定向沉降。选用养殖池塘残饵及粪便自动抽取装置作为积污池底污自动抽取设备,实现养殖底污的高效抽离。使用安装有高密度滤网的高压板式压滤机作为养殖底污固液分离装置,从而实现底泥固化转移和尾水清洁回排。选用西门子S7-200作为系统智能控制器,实现自动设备的周期性定时控制,配合安全稳定的电气控制设备,实现系统硬件设备的自动控制。底污自动清理系统能够保证硬件设备协同工作、有效运转,在养殖试验中取得了优异的应用效果,有效实现了底污定向沉降。通过池塘养殖底污自动清理系统设计与应用,初步实现了池塘养殖底污的定向沉降、底污清理固化转移以及尾水清洁回排,能够有效应用于池塘养殖生产,并为实现池塘养殖自动化与信息化提供技术支持。     

高效养殖池塘系统模式构建技术研究与应用

针对我国传统池塘养殖设施化程度低的问题,研究构建了一种能够提高能效的养殖池塘系统,实现在一个池塘内养殖多种不同规格不同品种的鱼类,并避免不同种类、规格鱼类混养带来的不利影响,同时满足不同品种鱼类的生长行为,集污排污、提高池塘养殖能效和生态效率及效益的目的。根据对比试验结果:试验系统养殖团头鲂商品鱼的单位产量可达到1773.5kg/667m~2,比对照养殖池塘(1374.5kg/667m~2、1376.5kg)平均提高了29%;养殖水体中总氮的平均质量浓度降低了9%,氨氮的平均质量浓度降低了42%,亚硝酸盐的平均质量浓度降低了50%。     

黄颡鱼主养池混养鲌鱼模式研究

黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)是一种重要的特种淡水养殖品种。为探索黄颡鱼养殖新模式,在黄颡鱼主养池塘,混养一定比例鲌鱼,以取得健康高效的养殖效果。结果表明,在黄颡鱼放养8 000～10 000尾/667 m~2池塘中,混养鲌鱼500～600尾/667 m~2,不仅养殖水体水质良好、鱼病发生几率低,而且黄颡鱼品质好,上市售价高,投入产出比高,池塘整体经济效益比较显著。     

3种不同类型网箱斑点叉尾(鲴)养殖效果比较

比较了常规网箱、生态网箱(设有养殖鳙、罗非鱼的外箱)、加装集污装置的生态网箱养殖斑点叉尾(鲴)的效益和对环境的影响.结果表明:两种生态网箱斑点叉尾(鲴)的生长性能明显优于常规网箱(P＜0.05),加装集污装置对斑点叉尾(鲴)生长性能、饲料系数和存活率无显著影响(P＞0.05).生态网箱外箱养殖鳙、罗非鱼生长明显优于敞水区域架设网箱(P＜0.05),外箱养殖可以提高经济效益,但减少网箱养殖对环境的负面影响作用较小.集污装置可以收集粪便中40％～50％的干物质和50％～80％的磷,分别减少排放31.3％的干物质和35.9％的磷,减少网箱养殖对环境的负面影响效果远高于外箱养殖.集污装置成本很低,仅占总成本的0.6％,比种植水草更具有经济上的可行性.     

鱼塘含氧量自动检测控制装置研究

传统的养鱼方法只注重向池塘大量投饵施肥,使池塘生态系常常处于＂生态饱和＂的状态下,同时导致水体含氧量不足。为了提高鱼类产品饲养的质量和数量,提升水产养殖技术的自动化水平,减轻渔民的劳动强度,降低水产养殖的成本,研制了一种鱼塘含氧量自动检测控制装置,实时监测水中的含氧量,自动启动水产增氧设备的运行,使鱼塘中水的含氧量的上下限保持在设定范围内,有效提高了鱼类的安全性,从而降低养殖成本。     

对虾船载投饲机的研制

为了解决对虾养殖中人工投饲强度大、饲料利用率低等问题,进行了自动船载投饲机的研究开发。设计了一种采用蓄电池驱动的电动投饲船,通过牵引绳引导在池塘四周进行投饲。船体采用双体船结构,推进装置为螺旋桨推进器。牵引绳穿过固定在岸边的导向支架,组成环绕池塘四周的导向装置,能够手动调节高度,使投饲船能随水位一起上下变化,从而保证船体能够与牵引绳接触。该装备投饲简单,操作方便,符合投饲机的设计理念。     

生态综合养殖池塘氮磷沉积研究

通过使用沉积物捕获器获取沉积物,研究了一生态综合养殖池塘的沉积作用,并利用室内模拟实验研究了缢蛏（Sinonovacula constrzcta）的生物沉积作用,同时分析了池塘沉积物及其间隙水的营养盐;应用Fick第一定律对池塘沉积物-池水界面营养盐通量进行了估算.藻类池颗粒物质的日平均沉积速率为44.59 g/m^2,贝类池颗粒物质的日平均沉积速率为14.01 g/m^2;两个池塘试验期内（90 d）N、P的净沉积量分别为6061.5 g和3411 g（采样池塘面积各0.5 hm^2,水深50～60 cm）.结果显示实验期内生态综合养殖池塘沉积作用分别占N、P营养元素输出的2.2％和5.8％（质量分数）.     

油菜后铺式割晒装置的设计

为解决油菜机械割晒中出现的铺放不整齐、不利于捡拾等问题,设计了输送带与输送链相结合的后铺式油菜割晒装置。该装置主要由拨禾轮、切割装置、输送装置、分离器和导向挡板等组成。确定了拨禾轮、输送装置、分离器等关键部件的结构参数,并对割晒装置进行了试验。结果表明,油菜后铺式割晒装置能顺利完成油菜的切割、输送、铺放。当拨禾轮转速为15 r/min,输送速度为1.05 m/s,前进速度为0.65 m/s时,测得铺条的平均铺放角度为24.4°,平均铺放厚度为53.5 cm,平均铺条宽度为95.4 cm。     

风送式集中排肥系统的设计与试验

针对外槽轮排肥装置施肥作业均匀性不高的问题，设计一种风送式集中排肥装置及同步施肥控制系统。通过台架试验比较直槽、交错槽和螺旋槽3种排肥轮结构的排肥性能，并建立排肥轮转速与排肥速率的线性回归方程；基于北斗+GPS系统和限幅平均滤波算法提高行驶速度的监测精度，并据此开发施肥控制系统。结果表明：1)排肥轮转速为10～60 r/min时，螺旋槽结构排肥轮具有较好的排肥性能，排肥量稳定性变异系数和各行排肥量一致性变异系数分别为0.15%和1.57%,排肥量均匀性变异系数<4%。2)排肥轮转速<60 r/min时，施肥控制系统的施肥调整响应时间<0.85 s;当理论施肥量和平均作业速度分别为300～600 kg/hm²和5.22 km/h时，施肥准确率>95%。该风送式集中排肥装置及施肥控制系统可以实现同步、精量和均匀施肥作业。     

罗非鱼池塘养殖周期沉积物理化指标的变化规律研究(英文)

为给开展养殖池塘营养环境的平衡机制研究提供基础资料,定期采集罗非鱼池塘养殖过程中沉积物样品并检测各类营养物质含量,分析罗非鱼养殖池塘沉积物理化指标的周期变化规律。研究结果表明,沉积物干重、TP、TN及TOC含量大体都呈先升后降趋势,其中7～9月为各营养物质的主要产生时段,其百,分比例都接近总量的80%。NH_4~+-N的含量随时间逐渐升高,在8月上旬达到峰值,之后基本在峰值水平。各塘沉积物的NO_2~--N含量在养,殖前期基本相等,中期较前期明显降低且各塘出现较大差异性,后期升高。     

紫色土集流桶(池)搅拌取样测量含沙量误差试验

为实现径流小区泥沙监测中集流桶(池)中含沙量的测量的准确计算,采用室内模拟试验,研究搅拌取样测量紫色土含沙量的误差及影响因素。含沙量水平均匀设计为:1、2、5、8、10、20、50、80、100、200、500、800和1 000kg/m~3共13个水平。泥沙水样总体积分别为50和100L,按照设计的含沙量水平制备泥沙水样,进行搅拌取样试验,将测量含沙量与设计含沙量进行对比,分析测量误差。试验结果表明,紫色土用搅拌取样法测得含沙量均小于实际值。当设计含沙量为1~200kg/m~3时,测量含沙量的相对误差在-30%~-50%;当设计含沙量为500、800和1 000kg/m~3时,测量含沙量的相对误差下降到-20%以下,但此时绝对误差最高达-110kg/m~3。泥沙含量和水体体积对含沙量测量结果均有影响。可以通过类似试验方法,建立不同工况下传统取样方法测量的含沙量与实际含沙量的关系,用于校正传统测量方法得到的含沙量。     

不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究

人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施，而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域，以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象，通过野外小区试验，研究了浮水植物绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）与挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）、水生美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Pontederia cordata）所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地，以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明：植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果，以无机磷的去除为主。湿地进水总磷（TP）浓度为2.16~5.93 mg·L^-1，各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L^-1，低于城镇污水排放一级A标准（0.5 mg·L^-1），以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好；不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m^-2·a^-1，绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m^-2·a^-1，显著高于对照湿地中的39.62 g·m^-2·a^-1；底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径，其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m^-2·a^-1，占湿地除磷总量的21.00%~26.54%；试验中，植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%，增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。     

基于Creo的木材装载机三维建模与工作装置运动仿真

依靠参数化三维软件的全面性与灵活性,借助Creo 2.0软件对木材装载机的主要部件进行三维实例的构建,在Creo集成环境中对木材装载机主要部件进行虚拟装配,将装配完毕的木材装载机虚拟样机导入Creo Parametric机构分析模块,对木材装载机的工作装置进行机构运动仿真,结果表明木材装载机工作装置运动良好且无干涉,验证了工作装置的设计初步可行,Creo原始数据仍能为后续的有限元分析与改进工作提供分析与借鉴。     

基于离散单元法的荞麦播种机排种器设计与试验

为优化荞麦播种机外槽轮式排种器的最佳排种性能参数,满足3种典型荞麦种子的农艺要求,降低田间试验强度,采用球颗粒聚合法建立3种典型荞麦种子的EDEM仿真分析模型,通过试验测量计算3种荞麦种子在不同接触形式下的刚度系数和阻尼系数,基于离散单元法对荞麦播种机排种器进行数值模拟.采用L_4(2~3)正交试验法进行排种器工作过程模拟,研究不同转速、凹槽半径和槽数对排种器排量的影响.仿真试验结果表明:凹槽半径为3×10~(-3) m,槽数为20,槽轮转速为58.58 r/min时,排种器能够满足3种荞麦种子的最大播量要求.台架试验结果表明:台架试验与仿真试验的排量相对误差2.93%～9.90%;荞麦排种器的排量随槽轮转速的增加而增加,总体线性度相关系数R~20.98.     

养殖池塘底泥中重金属镉对孔雀石绿代谢的影响

采集养殖池塘底泥作为环境载体,进行不同浓度孔雀石绿(MG)的单一污染和MG与重金属镉的复合污染,对培养过程中MG及其代谢产物LMG的含量进行测定,考察重金属镉的环境行为对孔雀石绿降解的影响。结果显示,同MG浓度下的单独污染和复合污染中MG的降解趋势几乎一致,MG的降解动力学方程也相似。在含0、0.5、5.0 mg·kg-1Cd的复合污染下,高浓度(2.5 mg·kg-1)MG的半衰期分别为(3.432±0.059)、(3.362±0.041)、(3.456±0.088)d,低浓度(0.25 mg·kg-1)MG的半衰期分别为(4.140±0.042)、(4.318±0.167)、(4.271±0.045)d,表明在养殖池塘等水体底泥环境中,重金属Cd对MG降解产生的影响很小,不会因Cd的存在而使MG的降解复杂化。实验组LMG的检测结果减去对照组的检测结果,得出LMG的存在量,结果表明重金属Cd对LMG的存在量存在一定影响。在高浓度MG组中,LMG的存在量在整个实验周期中都体现为C0.5 mg·kg-1 Cd(LMG)>C5.0 mg·kg-1 Cd(LMG)>C0 mg·kg-1 Cd(LMG),结合前面Cd对MG的降解影响很小的结果 ,分析Cd对LMG存在量产生影响的原因可能在于:Cd对LMG的进一步降解产生了影响,即一定浓度的Cd能够抑制LMG的生物降解,但较高浓度的Cd又对LMG的非生物降解形成更大的促进作用。     

养殖密度对硝化型生物絮团系统中凡纳滨对虾生长和水质的影响

利用硝化型生物絮团系统进行凡纳滨对虾的养殖,并通过设置不同的养殖密度探究不同养殖密度下硝化型生物絮团系统对凡纳滨对虾生长性能和水质情况的影响。实验选择同一批标粗到一定规格的健康凡纳滨对虾[体长(4.80±0.25) cm,体质量(0.98±0.16)g],分成5个密度梯度组放养到养殖池中,进行为期45 d的养殖。结果表明:80～610尾/m~3范围内,硝化型生物絮团系统对非离子氨和亚硝酸盐氮可以控制在警戒浓度(0.2 mg/L)附近波动,为凡纳滨对虾健康生长提供了良好的环境,保证养殖存活率,另外该系统下适当的排污可以避免高密度养殖下硝酸盐氮积累太快;80～610尾/m~3时存活率随密度升高而下降,但产量随密度升高而增加。     

直刃斜装滚刀式切碎器的优化设计

切碎器是切碎机的主要工作部件，其设计与使用得好坏，对切碎机的工作性能影响极大.本文研究了直刃斜装滚刀式切碎器切碎饲草所需功率，提出了一种功耗最低的优化方法，能够选择合理的参数．以达到较好的切碎性能．     

青稞联合收获机配套秸秆打捆装置设计与试验

针对北方藏区传统青稞收获作业中秸秆收集运输机械化程度低、现有机具行走稳定性差的问题,设计一套青稞联合收获机配套秸秆打捆装置,整机主要由喂入机构、压缩机构和打结器离合装置组成,对样机关键部件进行选型设计,确定了打捆机各装置的配置方式与动力分配。应用ABAQUS软件对整机机架振动特性进行有限元仿真,对比固有频率与外部激励频率变化趋势,改进机架结构并优化其参数,以避免作业时发生共振。通过ADAMS软件得到喂入机构上、侧拨叉工作时的运动轨迹,确定两拨叉结构参数,以避免作业时出现干涉。田间试验结果表明:秸秆成捆率达到98.3%,草捆合格率达到94.7%,草捆抗摔率超过90%,整机作业效率达到0.7 hm²·h^-1,平均草捆截面尺寸达到0.5 m×0.6 m,平均草捆密度达到124 kg·m^-3,各项性能指标均达到设计要求。该研究可为青稞联合收获、秸秆打捆一体化作业机具的设计与研制提供应用实例和技术依据。     

不同底面坡度的循环水养殖池塘净化效能

以一种典型的方形切角养殖池为研究对象,建立了液固两相流场的数值模型,重点分析了池塘底面坡度和水动力条件对其水质净化效能的影响规律。研究表明：随着养殖池的内部压力降低,颗粒物受到的作用力减小,沉积浓度增加;当水流回转速度不变时,随着养殖池的底面坡度增加,颗粒物的分离效率提高;当水流回转速度为0.25rad/s,且底部坡度为12°时,养殖池的净水效能最高;数值计算结果与实验数据吻合较好,验证了数值计算方法的有效性。研究结果对于池塘水循环养殖系统的优化设计、评价鱼类生存的水动力学条件、解决水循环效能低、集污/排污率差等问题具有重要科学意义和工程应用价值。