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本期节目内容：介绍了一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼。平均一吨水，怎么能养出80公斤鱼？有了循环水，内地怎么也能养海鱼？高密度养殖，肉质为什么还有嚼劲？循环水高密度养殖的秘密，《科技苑》为您讲述一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼。 （《科技苑》 20160413 一立方米养出80公斤鱼）
流水养鱼是在流动水体中高密度养鱼的一种方法。饲养过程中不断地注入新鲜水和排出旧水，以保持充足的溶氧和良好的水质，再饲以营养丰富的饲料，就可以获得比池塘养鱼高数十倍的产量。
我国山区多水地方的农民利用溪流进行微流水养鱼已经具有悠久的历史，这种形式的流水养鱼简便易行，生命力颇强，自古至今经久不衰。我们将向你介绍的就是这种集约化、科学化的养鱼方式。
集约化的流水养鱼方式的主要特点就是在整个养殖过程中维持水体环境的平衡，借助有效的生物、机械、化学等手段和相应的设施，实现节水、节能、高效的集约化渔业生产方式。
一、鱼池位置选择
首先，流水渔池的建设地点，要选择在离水源较近，进排水方便，电源充足，交通便利，并且能有效地预防洪水的地方。
其次，水是流水养鱼的基本条件。养鱼用水一定要选择无污染、不混浊、符合渔业用水标准的水。流水养鱼一般采用的都是山涧溪流、涌泉水、地下井水、水库底排水、清澈无污染的河水等。这些水常年水温变化幅度在5到20摄氏度范围内，水量变化幅度小，基本恒定。我们在建场时要充分考虑，比如根据周年平均水量状况来进行合理的规划设计。
涌泉水是流水养鱼最理想的水源。由于涌泉水清澈洁净、无污染、冬暖夏凉，周年温度变化小，这种水既可以用作成鱼养殖，又可以用来孵化和苗种培育，所以流水养鱼的首要选址地点都是涌泉水源，涌泉水又可以分为流水或涌泉，即我们通常所说的形成山涧溪流的常年不断的水源。
地下水也是流水养鱼的好水源，水温恒定，悬浮物少，水质较为稳定，但是水中溶氧量低，在使用地下水时需要有曝气过程，通过曝气，可以增加水中的溶氧量，又能使水中的氮气等有害气体得到散发。
利用水库的排水养鱼，是流水养鱼提倡的一种方式，这种方式及提高了水库水的利用率，又增加了经济效益。水库底排水水温比较恒定，养育效果很好。但是要注意到，在利用水库底排水养鱼时，需要设置拦鱼栅，防止野杂鱼种混入，同时水库中往往会把病原体带入养鱼池中，因此还需要加强鱼病的防治工作，经常性的做好检疫防止的工作。
除了考虑水源以外，水中的溶氧量也是必须考虑的问题。在相同的水量下，水中溶解氧越高，饲养量就越大，理想的水中溶氧量应该不少于6-10毫克之间，溶氧的饱和度达到70%至80%为最好。水温一般在20℃～30℃之间，不得低于15℃，如水温过低，应在流水池前增建一个晒水池升温。水的酸碱度（pH值）要求是中性或弱碱性（pH值为7.5-8）。最后是透明度，透明度应保持在30～40厘米左右。因为水质清新，有利于鱼类的生长，过小的透明度往往不利于鱼类的生长或由于耗氧过大而造成缺氧死亡。
二、流水鱼池的建设与要求
流水养鱼是在小水体中饲养大量的鱼，为了保持水质清新，必须使鱼池的水不断地流动和交换，及时将鱼粪便、残饵和污物排出池外，所以流水池的面积、形状、进排水系统的布置，都有特定的要求。鱼池的结构要有利于鱼的均匀分布，保证水交换充分，注排水方便，排污彻底。
（一）首先来看流水鱼池的类型。以进排水形式分类可以分为开放式鱼池和封闭循环式鱼池。按照水温分类又可以分为常温流水养鱼和温流水养鱼。由于常温流水养鱼是利用自然落差的溪流水、山泉水等为水源。水不断自流入池，排出的水不重复使用，且具有投资少、建池容易、管理方便的优点，所以目前在我国使用较为普遍。
流水养鱼池一般包括鱼种培育池、成鱼池、亲鱼培育池。鱼池形状以方形、长方形、圆形为主，鱼池面积可以根据地势、饲养鱼的规格具体而定。
在实际操作中，如果条件有限，养殖成鱼池可用来培育鱼种，也可以代替亲鱼培育池。但不管鱼池的形状、大小如何，都必须做到保证水流畅通，便于水的交换、排污的方便、无死角、易管理、易捕捞，最大限度的利用水体。鱼池的结构有混凝土池，浆砌石池以及用编织袋等围起的土池。土池的建造成本低，但是养鱼效果差，所以一般不采用，建议采用混凝土和浆砌石池。
（二）进、排水系统设置
进、排水道结构及位置的确定，应保持池水的交换充分以及生产的安全性。凡是用于流水养鱼的鱼池都必须同时具备进水口、排水口、闸口、防逃栅或网、排污渠等设施。
进水口可以设成单口或者多口，一般长方形鱼池，如果宽度较小时，进、排水口可以前后对应地设置在两个宽度的中部，若宽度较大时，除相应扩大进、排水口的宽度外，一般将进、排水口设置于对角上，这样可以避免多加一个死角；六边形鱼池的进、排水口习惯位于较窄的边的中部，前后对应；三角形或梯形鱼池的进、排水口一般安排在左右两底角处，进水方向大致垂直于对面的底边；方形鱼池进、排水口多为对角设置；圆形鱼池多以延圆周切线方向进水，底部中心出水，以便于以出水口为中心的涡流的形成及污物的集中。进、排水导管直径或者过水断面的大小，可以依照流量及适宜的流速来确定。
第２６卷
２０ＩＯ年
第ｌｌ期
１１月
农业工程学报
Ｔｒ姐ｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｌｌｅＣＳＡＥ
、，０１．２６Ｎｏ．１ｌ
２３７
Ｎｏｖ．２０１０
生态工程化循环水池塘养殖系统
刘兴国１，一，刘兆普１，徐皓２，顾兆俊２，朱浩２
（１．南京农业大学海洋生物学重点开放实验室，南京２１００９５；
２．农业部渔业装备与工程重点开放实验室，上海２０００９２）
摘要：为研究解决池塘养殖污染、水资源浪费和水产品安全等问题，针对传统淡水鱼类池塘养殖特点，设计了一种生态工程化循环水池塘养殖系统，系统由牛态沟渠、生态塘、潜流湿地和养殖池塘组成，面积比为ｌ：５：３：３０，系统中池塘呈串联结构排列，池塘对角方向建设有水层交换过水设施，系统利用１级动力提升形成循环水流。在池塘养殖密度
Ｏ．２０～０．８２ｋ∥ｍ３和系统水体日交换量１０％～１５％的情况下，水质检测结果表明，池塘养殖水体中的铵氮、亚硝态氮、硝
态氮、总氮、总磷、化学需氧量（ＣｏＤ）等水质指标分别低于１．８９、０．２０、１．５０、３．２７、Ｏ．５９、９．０ｍｇ／Ｌ，均低于对照池塘，并符合淡水池塘养殖用水标准。生态工程化设施水体净化效果研究表明，潜流湿地对养殖排放水体中总氮、总磷和ＣＯＤ的去除率分别高于５２％、３９％和１７％；生态沟渠对养殖水体中总氮、总磷和ＣＯＤ的平均去除率超过１８．３５％、１７．３９％和１８．１８％；生态塘对养殖水体中总氮、总磷和ｃ０Ｄ的平均去除率分别为２４．７２％、２６．３２％和５．８６％。与传统池塘养殖模式相比，生态工程化循环水池塘养殖系统可节约养殖用水６３．６％，减少ｃＯＤ排放８１．９％，有明显的节水、减排效果。关键词：池塘，生态，水质，循环水系统ｄｏｉ：１０．３９６蛳．ｉｓｍ．１００２—６８１９．２０ｌＯ．１１．０４１中图分类号：Ｓ９，ｘ５
文献标志码：Ａ
文章编号：１００２—６８１９（２０１０）一１１一０２３７一０８
刘兴国，刘兆普，徐皓，等．生态工程化循环水池塘养殖系统［Ｊ］．农业工程学报，２０１０，２６（１１）：２３７—２４４．
ＬｉｕＸｉｎｇｇＩｌｏ，ＬｉｕＺｈａｏｐｕ，ＸｕＨａｏ，ｃｔｔ１１ｅ
ａ１．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ∞ｇｉｎｅｅ血ｇｗａｔｃｒｒｅｃ硫ｕｌａｔｉｎｇｐｏｎｄｓａｑｕａｃｕｌｔｕｒｃｓｙｓｔｅｍ明．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆ
ＣＳＡＥ，２０１０，２６（１１）：２３７—２４４．（ｉｌｌＣｈｉｎｅｓｅ谢ｔｈ
Ｅｎｇｌｉｓｈａｂｓ仃ａｃｏ
０引言
申玉割ｍ】研究建立了高位池塘复合生物调控对虾养殖方
法，该方法既可提高养殖产量，又能减少养殖排放。杨勇ｆ１１】通过研究“渔、稻共作”生态系统的生态特点，建立了复合种养生态模型，有效控制了养殖污染，提高了种养效益。郭立新【１２１研究了部分高等陆生植物对养殖废水的净化作用，为高等陆生植物应用于养殖水体净化提供了参考。泮进明等【ｌ３】研究提出了“零排放”循环水养殖“机械一细菌一草”综合水处理系统。李谷【１４】研究了复合人工湿地一池塘养殖生态系统的水体净化效果。
在国外，Ｓｃｏ“”１提出了水产养殖生态工程的设计
原则。ｗ龃ｇ
据《中国渔业年鉴２００８》资料，２００７年中国有内陆养殖面积４４１３Ｋｈｍ２，养殖产量１．９７ｌ×１０７ｔ，其中池塘养殖产量占内陆养殖产量的６８．５４％【１１，池塘养殖已成为中国水产养殖的主要形式和水产品供应的主要来源。由于中国的多数养殖池塘建于２０世纪６０、７０年代，目前普遍存在着破败陈旧、坍塌淤积严重、设施化水平不高等问题。同时，由于多数水产养殖场采取传统的生产方式，其生产粗放、水资源浪费、养殖污染等问题也严重制约了池塘养殖业的发展［２Ｊ。据统计，在浙江的杭嘉湖地区，每生产ｌｋｇ淡水鲤科鱼类需要耗水１０～１３．４ｍ３，排放铵氮２．６３ｋ一３１，池塘养殖已成为一些地区重要的面源污染源ｍｊ。生态工程化养殖模式可有效解决水产养殖的污染、耗水等问题岬】。２０世纪９０年代以来，由于养殖病害不断爆发，人们开始研究池塘复合生态养殖模式，如黄国强等１８】
Ｊａｗ．ｋａｉ【１６Ｊ研究建立了基于微藻
（ＣＡ口ｃ幻ｃＰ，口ｓ．ｍ“ｅＺ纪一￡已ｍｍＰ，ｍ口，ｌ刀）的南美白对虾（三泐ｐ鲫口Ｐ淞．Ⅷ胛，ｚ口，，ｌ百）生态工程化循环水养殖系统，
该系统有效提高了饲料利用率，减少了养殖污染。以色
列的ＳｏｆｉａＭｏｒａｉｓ【１７Ｊ研究构建了“虾（￡．ｖ口Ｈ刀口ｍ“）．藻
试验用多个池塘循环水养殖对虾（砌刀Ｐ御硎口绷
定的效果。冯敏毅等【９】用混合微生态制剂（肋ｃ珧罅砌砒写
Ｂ粥ｉｌ酝ｃ鲫蹦ｓ。８口ｃｉｌｌ淞ｌｉｃｈｅｎ渤碱ｓ）、菲律宾蛤（鼽ｄｉｌｎｐ∞朋ｆ，ｆｐｐ伽口埘删）、江蓠（Ｇ阳ｃｆ肠砌舰“括和）进行养殖水
体净化试验，发现复合养殖系统的养殖效果是最好的。
收稿日期：２０ｌＯ．０９加ｌ系（ｎ”ｙ议－９．１２）
作者简介：刘兴国（１９６５一），男，山东潍坊人，研究员，博士。主要从事水生生物学与渔业生态工程研究。南京南京农业大学海洋生物学重点开放实验室．２１００９５。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｘ窖１２２３＠１６３．ｃｏｍ
修订日期：２０１０．１０．１２
（舭ｌｖ池，口如，ｌｚ疗）．轮虫（Ｒｏｔｉ触）”复合养殖系统，提高
了系统对营养物质的转化效率。Ｂａｎｙｌ８】将水产养殖与湿
地系统相结合，建立了基于湿地净化养殖排放水的养殖系统，有效降低了养殖污染排放。Ｓｔｅ啪Ｉｌ９Ｊ研究了人工湿地对于的养殖排放水体中总悬浮物（ｔｏｔａｌｓｕｓｐ％ｄｅｄｓｏＨｄ，ＴＳＳ）、三态氮（铵氮、亚硝酸盐、硝酸盐）有较高的去除效果。台湾的Ｌｉｎ【２０】研究了基于表面流和潜流湿地的循环水养殖系统，并应用于对虾养殖；Ｄａｖｉｄ【２１Ｊ将湿地作为生物滤器，用于高密度养虾系统对鱼池中总悬浮颗粒、总氮、总磷的去除率分别达到了８８％、７２％和８６％。
本文针对中国大宗淡水鱼类池塘养殖特点，设计了一种内陆池塘生态工程化循环水养殖系统，该系统利用水产养殖场的池塘排列结构实现上下水层交换和水体流动，利
ａ加甜Ｐ），每个池塘既是养殖池又是水处理池，取得了一
基金项目：国家自然科学基金（３０６０００８６）：国家大宗淡水鱼类产业技术体
万方数据
２３８
农业工程学报
２０１０年
用排水沟渠构建生态渠道，利用闲置地构建生态塘和潜流湿地，通过一级动力提升，实现池塘养殖水体循环和净化作用。达到了“节能、减排、生态、安全、高效”的养殖目的，为池塘健康养殖系统模式构建提供了参考。
１
系统设计
１．１设计原则
生态工程化池塘循环水养殖系统由生态沟渠、生态塘、潜流湿地和３个养殖池塘组成。养殖池塘通过过水设施串联沟通，３｛｝池塘排放水通过水位控制管溢流到生态沟渠，在生态沟渠初步净化处理后通过水泵将水提升到生态塘，在生态塘内进一步沉淀与净化后自流到潜流湿地，潜流湿地出水经过复氧池后自流到１群养殖池塘，形成循环水养殖系统（图１）。
Ｉ
ｒ’・－＿………一・……一－●；－＿一…。－
养殖池塘
图１生态工程化池塘循环水养殖系统工艺图
Ｆｉｇ．１
Ｆｌｏｗｃｈａｎｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏ舀ｃａｌ
ｅ晤ｎｅｅｒｉｎｇ
ｒｅｃｍ：ｌｌｌａｔｉｎｇｐｏｎｄ
ａ‘ｌｕａｃｕｌｍｒｃｓｙｓｔｅｍ
系统设计依据：１）潜流湿地潜流湿地容积
ｙ＝Ｑ０ｆ俨】
（１）
式中，Ｑ。为平均流量，ｍ３／ｄ；ｆ为水力停留时间，ｄ；矿为湿地容积，ｍ３；ｓ为湿地孔隙率，无量纲。【循环水高密度养殖视频】
根据水产养殖排放水情况，确定ｆ为０．４ｄ；￡为０．５０（粒径５０Ｉ砌砾石）；鳊为ｌ５００ｍ３／ｄ。
则ｙ＝１２００ｍ３，潜流湿地深度为Ｏ．８ｍ，建设面积应为１５００ｍ２。
２）生态沟渠与生态塘
参照《污水稳定塘设计规范》【２３】
彳＝Ｑ％￡／Ｍｌ
（２）
式中，彳为生态塘面积，ｌｎ２；Ｑ为污水流量，ｍ３／ｄ；岛
为进水ＢｏＤ５，耐；ｆ为水力停留时间，ｄ；Ｍ为面积
负荷，∥（ｍ２・ｄ）。
根据长期监测结果，淡水鱼池塘排放水的岛为
４０
ｍｇ／Ｌ，Ｍ为４０∥（１ｎ２・ｄ），Ｑ为ｌ５００ｍ３／ｄ，ｆ为１．５ｄ，
则生态塘面积（４）为２７５０ｍ２。１．２系统结构
本生态工程化池塘循环水养殖系统由３个养殖池塘（１５０００ｍ？），１５００ｍ２潜流湿地，２５００ｍ２生态塘，和５００
ｍ２生态沟渠组成。池塘呈排列布局，进排水渠道在池塘两侧，生态塘和潜流湿地区在池塘的一端，生态沟
渠的进水端与外河水源相接，可以提取外河水作为补充水，同时外河水源在进入池塘前也得到处理（图２）。
万方数据
图２生态工程化池塘循环水养殖系统布置图
Ｆｉｇ．２
Ｌａｙｏｕｔｏｆｔｌｌｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ｅｆｌ舀ｎｅ舐ｎｇｒｅｃ妣ｕｌａｔｉｎｇ
ａｑｕ∽ｕｌｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍ
池塘养殖品种主要是草鱼和团头鲂，另外还搭配养殖鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼等，养殖周期内的载鱼负荷量为
｜０：２０～０．８２ｋｇ／ｍ３；湿地植物主要有大漂、雍菜、水花生、
茭白、鸢尾、美人蕉、再力花、芦苇等。
表ｌ
生态工程化养殖系统设计参数
Ｔａ＿ｂｌｅｌ
Ｄｅｓｉｇｎ
ｐａｒ锄ｅｔｅ硌ｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏ百ｃａｌ∞ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ａｑｕ８ｃｕｌｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍ内容参数
内容参数生态工程化系统翥嘉鑫磊：霁羞嚣磊
．一……。生态沟渠、生态塘、
水交换量ｌ
５∞ｍ３，ｄ
潜流湿地面积
１
５００ｍ２
池塘水交换率
ｌＯ％
生态塘面积２５００
ｍ２
池塘载鱼密度Ｏ．２０～Ｏ．８２ｋｇ府
生态沟渠面积５００Ｉｎ２
补充水量
＞ｌｏ％
池塘面积
１５０００
ｍ２
１．３生态沟渠
生态沟渠利用养殖池塘的排水渠构建，长２００ｍ，水泥预制板护坡，倒梯形结构，上口宽２．５ｍ，下口宽１．５ｍ，
深２．０ｍ。用围网将沟渠分为３个部分，池塘出水口端为
５０
ｍ的漂浮植物区，中间为ｌＯＯｍ的生物网箱区，进水口段为５０ｍ的漂浮植物区。
漂浮植物区主要放置水浮莲、水葫芦等水生植物，水体内还放置了贝类、滤食性和杂食性鱼类等。
生物浮床用直径５０～１００衄ＵＰＶＣ管和网目１
ｃｍ
的聚乙烯网片制作（图３）。在该区段，生物浮床面积占水面２０％～３０％。生物浮床在生态渠道内有２种布置方式，一是每间隔３～５ｍ放置１个生物浮床，并在浮床
缫
图３生物浮床平面图
Ｆ追．３
Ｉｃｈ∞ｇｒａｐｈｙｏｆｎｌｅｅｃｏｌｏ百ｃａｌ
ｆｌｏａｔｉｌｌｇ
ｂｅｄ
第１ｌ期刘兴围等：生态工程化循环水池塘养殖系统
１．５潜流湿地
２３９
的４角系上绳子固定在岸卜；另一种方式是把各个浮床串联起来成排放置。浮床上面种植蕹菜、生菜、水芹等水生植物。生态沟渠内放养河蚌、螺蛳、杂食性鱼类等，
生物量为３～５１．４生态塘
利用池塘改造而成，面积２５００ｍ２（宽４０ｍ，长
６２．５
潜流湿地面积ｌ５００ｍ２（宽４０ｍ，长３７．５ｍ）。湿地基质采用３级碎石级配，基质厚度为７０ｃｍ，底部铺设
Ｏ．５ｍｍ
ｋ咖３。
ＨＤＰＥ塑胶布做防渗处理。潜流湿地进、出水区
为宽度１．５ｍ，粒径５０～８０
３４．５ｍ。
Ｉ砌碎石过滤区。水处理区长
ｍ）。沿长度方向分别为３０ｍ的植物种植区和２２ｍ的深水区（图４）。植物种植区水深０．５ｍ，种植茭白、莲
基质分为３层：底层为３０ｃｍ厚，粒径５０～８０Ｉ砌碎石层；中间为３０ｃｍ厚，粒径２０～５０ｍｍ碎石层：上
层为１０
藕等水生植物。深水区水深２ｍ，放置生物网箱，网箱内
ｃｍ厚，粒径１０～２０衄碎石（图５）。
潜流湿地
１５ｍ
３４．５ｍ
１．５ｍ
放置滤食性鱼类、贝类等，生态塘水体内放养鲢鳙等滤食性鱼类和鲫鱼等杂食性鱼类，放养密度０．０５ｋ∥ｍ２。生
态塘四周为３ｍ宽的挺水植物种植区，水深０．５ｍ，种植
水葱、再力花、菖蒲、芦苇等。
Ｆ远．５
图４生态塘剖面示意图
Ｆｉｇ．４
Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｄｒａｗｏｆｔｈｅ
图５潜流湿地剖面示意图
Ｃｒｏｓｓ－∞ｃｔｉ∞ｄｒａｗｏｆｎ坨ｓｕｂｓｕｒ蠡ｌｃｅｎｏｗｃｏｎｓ咖ｍｅｄｗｅｔｌ锄ｄ
湿地植物选用美人蕉、鸢尾、菖蒲等根系发达、生
ｐｏｎｄ
ｅｃｏｌｏ舀ｃａｌ物量大、多年生的水生植物。
Ｔａｂｌｅ２
Ｄｅｓ咖ｐ踟ｅｔ盯ｓ
表２潜流湿地设计参数
ｏｆｔｈｅ
ｓｕｂｓｕｒｆｋｅｎｏｗｃｏｎｓ饥Ｉｃｔｅｄｗｅｔｌ姐ｄ
１．６池塘过水设施
循环水养殖系统的养殖池塘共３个，在池塘间对角部位建设过水设施，单个池塘面积为５０００ｍ２（长ｌｏｏ宽５０ｍ），水深２ｍ，池塘坡比２．５：ｌ。
ｍ，
２试验方法与结果分析
２．１试验方法
系统试验在上海市松江浦南“中国水产科学研究院池塘生态工程研究中心”基地，养殖试验从２００９年３月２５日开始到１１月２０日结束。试验期间分别在养殖池塘、生态沟渠、生态塘、潜流湿地选择了７个取样点，并选择一个与试验池塘养殖结构一致的５撑池塘作为对照。
池塘养殖品种为草鱼和鳊鱼，养殖期间池塘载鱼量的变动范围为０．２０～Ｏ．８２ｋｇ／ｎ，。
水样采集和处理方法执行《水质和废水监测分析方法》【２４１，水温、ｐＨ值、溶解氧、ＯＲＰ指标，用ＹＳｌ５５６多功能水质分析仪；总氮、总磷、高锰酸盐指数、铵氮、亚硝态氮、硝酸盐氮用ＨＡＣＨＤＲ．２８００测定。
试验数据用ＳＰＳＳｌ３．０软件统计，用单因子方差分析和ＤＩｌｎｃａｎ’ｓ进行多重比较和差异显著性检验。
池塘过水设施由过水井、过水管路、插管、格网等组成。过水井为水泥砖砌结构，深度与池塘深度相同，面积为０．６ｍ２（１ｍ×Ｏ．６ｍ）。水井底部安装２条直径２００Ⅵ，Ｖｃ管过水管线，进水端安装穿孔溢水插管和防鱼格网，当系统内的水循环流动时，前面池塘的上层富氧水可进入到后面池塘的底部，实现水层交换和改善池塘的底部养殖环境（图６）。
图６池塘过水设施示意图
Ｆｉｇ．６
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉ
ａ｜乒锄ｏｆｔｈｅｐｏｎ（１ｓｗａｔｅｒｎｏｗｆｋｉｌｉｔｉｅｓ
２．２系统水质特征
２．２．１池塘养殖水体营养盐
万方数据
２４０
农业工程学报
２０１０年
１）总氮、总磷试验期内，水质监测数据表明５撑对照池塘水体中的
总氮质量浓度均值为（４．１９±１．１０）ｍ巩，而ｌ群、２存、３撑
池塘的总氮质量浓度分别为（０．８６±０．０２）删扎、（１．０５±
０．０４）ｍｇ／Ｌ、（２．１８±１．０９）ｍｇ／Ｌ（图７ａ）。
５撑池塘中水体的总磷质量浓度为（１．６ｌ±Ｏ．０８）ｍｇ／Ｌ，而ｌｊ６｝、２群、３舟池塘水体的总磷质量浓度分别为（０．２４±
Ｏ．０７）ｍｇ／Ｌ、（０．３５±Ｏ．０９）ｍｇ／Ｌ、（Ｏ．４６±０．１２）ｍｇ／Ｌ（图７ｂ）。
＋１＃塘＋姊塘
＋３＃塘
—＊｝一蜊塘—ｏ一生态沟—ｏ一潜流湿地出水
如们如加ｍｏ０８．１０
０８．１５
０８＿２０噼２５
０８＿３０
０９—０４
Ｏ如９
０９－１４０９－１９
日期（月一日）ａ．总氰
ｆ÷
∞县
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Ｉ）＆ＩＯ
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ＯⅫＵ＆西０８－ｘ＇慢Ｈ坞慢Ｈ埘ｔ，＊１４
ｔＨ－１９
日期（月一日）
ｂ．总磷
图７池塘水体中的总氟、总磷
Ｆｉｇ．７
Ｔ０ｔａｌｎｉ缸Ｄｇ％锄ｄｔｏｔａｌ
ｐｈｏｓｐｈｏ加惜ｏｆ岫ｒｅｃ硫ｕｌ劬ｇ
ａｑ岫ｃｕｌｔＩｌｒｅｐｏｎｄｓ
养殖期间，池塘水体中的总氮、总磷值呈规律性波动，从１４塘到３４塘，水体中的总氮、总磷浓度不断上升，但在整个养殖试验期间，生态工程化循环水养殖系统池塘内的的总氮、总磷浓度均低于对照池塘。
２）化学需氧量（ＣＯＤ）、铵氮
系统运行初期循环水养殖池塘与对照塘水体的ＣＯＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄ）值差异不显著，２０ｄ后循环水养殖池塘水体的ＣＯＤＭ。值与对照塘出现差异，其中ｌ群塘的ＣＯＤＭｎ含量要显著低于对照塘，沿着水流方向２撑、３撑池塘水体的ＣＯＤＭ。值逐步升高，表明ｌ群、２撑、３撑池塘有机物积累的是逐渐增加的。养殖期间内循环水系统内池塘的ＣＯＤ№值低于９．ＯＣＯＤＭ。值（１２．３０圭１．１０）蚍（图８ａ）。
ｍｇ／Ｌ，明显低于５群对照池塘
养殖水体中的铵氮主要由鱼类排泄物、分泌物以及动植物尸体等含氮有机物分解产生。铵氮在水体中以离子氨（ＮＨ４＋）和非离子氨（ＮＨ３）２种形态存在，它们之间可以相互转换【２５１。养殖期间，循环水系统内３个池塘
万方数据
水体中的铵氮、亚硝态氮、硝态氮质量浓度与对照池塘相比相对稳定，并始终维持在１．８９、０．２、１．５０
ｍ班以下
（图８ｂ），符合淡水池塘养殖用水标准［２６】，也没有对鱼类生长造成影响。
＋１＃塘＋２＃塘
＋３＃塘
—＊｝一５＃塘—ｏ一生态沟—口一潜滚湿地出水
加∞如鲫枷
加。
０８．１０
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日期（月一日）ｂ．铵氯
图８池塘水体中的化学耗氧量和铵氮
Ｆｉｇ．８
Ｃｈｅｒｎｉｃａｌｏｘｙｇｅｎ
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ｎｉｔｒｉｃｏｆｔｈｅ
ｒｃｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ
ａｑｕａｃｕｌｍｍｐｏｎｄｓ
２．２．２循环水养殖系统水质变化
图９是养殖试验期间循环水养殖系统内总氮（ｔｏｔａｌ肌ｔｒｉｅｍ，ＴＮ）、总磷（ｔｏ协ｌｐｈｏｓｐｈｏｎｌｓ，ＴＰ）、化学耗氧量（ｃｈｅＩｌｌｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｄ锄锄ｄ，ＣＯＤ）（图９ａ）和三态氮（图９ｂ）的变化情况，从图中看出，沿着水流方向，养殖池塘水体中的三态氮、总氮、总磷、ＣＯＤ等水质指标有明显趋高现象，在经过生态工程化设施后这些水质指标出现了明显下降。说明沿着水流方向，养殖池塘水体中的营养盐浓度逐步积累，在经过生态工程化设施后水体中的营养盐得到了有效地净化吸收，从而维持了池塘水体中营养盐的平衡，节约了养殖用水，减少了排放水对外
界的污染。【循环水高密度养殖视频】
２Ｏ８６４
２Ｏ
ｌ＃塘２＃塘
３＃塘生态淘渠
生态塘潜演湿地
取样点
ｔ系统中的总氨、总磷和化学耗氧量
第１ｌ期刘兴国等：生态工程化循环水池塘养殖系统
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ｌ＃塘２＃塘３＃塘生态沟渠生态塘潜流湿地
取样点
ｂ．系统中的铵氮、亚硝态氮和硝态氮
图９循环养殖系统中主要水质指标变化
Ｆｉｇ．９
Ｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅａｑ咖ｌｔＬｌｒｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｄｅｘｉｎｔｈｅ１１ｅｃｉｌｌｃｕｌａ血ｇ
ｓｙｓｔｅｍ
养殖试验期间池塘养殖水体中的铵氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、总磷、ＣＯＤＭｌｌ等水质指标分别低于１．８９、
０．２０、１．５０、３．２７、０．５９、９．０
ｍ∥Ｌ，均低于５≠｝对照池塘和
淡水池塘养殖水质标准。
２．３生态工程化设施的净化作用２．３．１潜流湿地
潜流湿地是生态工程化养殖系统中主要的设施部分，表３是养殖运行期间潜流湿地进、出水的水温、口Ｈ值、溶氧（ＤＯ）、氧化还原电位（Ｏｌ强）变化情况。从表３中看出，同一时期潜流湿地进出水体的盐度变化不大，说明潜流湿地对水体的盐度影响不大。
表３潜流湿地进出水的理化指标
Ｔａｂｌｅ３
Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｒｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｏｆｔｌｌｅｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓ仃ｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｉｎｎｕｅｎｔａｎｄｅｆｎｕｅｎｔ
但与进水相比，潜流湿地出水的ｐＨ值、溶解氧、氧化还原电位都出现显著下降（ｐ＜Ｏ．０５），反映了湿地系统
内部生化反应的状态。
表４是潜流湿地对总氮、总磷和ＣＯＤ等营养盐的净化情况。试验运行期间，潜流湿地进出水体的总氮、总磷和ＣＯＤ指标有明显差异（ｐ＜０．０５），表明潜流湿地对养殖水体中的氮、磷营养盐有明显的去处效果，分析发现潜流湿地对养殖水体中的总氮、总磷和ｃＯＤ的去除率分别在５２％～５９％、３９％～６９％和ｌ７％～３５％范围内。从表４中发现，随着养殖时间的延长，潜流湿地对总氮、总磷和ＣＯＤ的去除效率越来越高，说明随着水生
万方数据
植物的生长和湿地生态效率的提高，其净化效率会逐步提高。
表４潜流湿地水质净化效果
Ｔａｂｌｅ４
Ｗａｔｅｒｐｕｒｉ匆ｅｍｃｉｃｌｌｃｙｏｆｓｕｂｓｕｆｆａｃｅ
ｎｏｗ
ｃｏｎｓ仇Ｉｃ锄
ｗｅｔｌａｎｄ
ｍｇ・Ｌ－１
注：实验结果为乎均值±标准差。
２．３．２生态沟渠
试验运行期间，生态沟渠的植物生物量平均变化范围
为２．Ｏ～３５．０ｋ∥ｍ２。水质分析发现，生态沟渠进、出水的
铵氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、总磷、化学耗氧量等
水质指标存在着显著差异（ｐ＜Ｏ．０５），表明生态沟渠对养
殖排放水有明显的净化作用。数据分析显示，生态沟渠对养殖水体中的铵氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、总磷
和ＣＯＤ的去除率达到４９．４９％、６２．５０％、一２８．７５％、１８．３５％、
１７．３９％和１８．１８％（表５）。其中出水的硝态氮明显高于进水，说明生态沟的氧化作用使更多的亚硝态氮转化为硝
态氮。
２．３．３生态塘
与生态沟渠一致，养殖运行期间对生态塘进、出水的铵氮、亚硝态氮、总氮、总磷、化学耗氧量等水质指标等水质指标进行了检测分析，检测数据发现生态塘进
出水的水质指标有明显差异（ｐ＜０．０５），生态塘对养殖水
体中的铵氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、总磷和ＣＯＤ的
去除率分别为２４．００％、５０．００％、１７．４８％、２４．７２％、２６．３２％和５．８６％（表５）。
２．４节水与减排分析
据调查，在中国的江浙等池塘养殖主产区，传统池
塘养殖一般每年换水３～５次【２７１，而生态工程化循环水养殖系统每年的最大排放量不超过２次，且排放水为生态
塘净化水。
池塘养殖用水主要用于换水、蒸发补水和捕鱼排水。据气象资料，江浙地区的年平均降水量１０７８．１Ｉ姗，年平均蒸发量ｌ３４６．３ｍｍ【２８】，由此推算，该地区池塘养殖的蒸发补充水量约为２６８．２舢［Ｔｌ／ａ，约为总水体的１３．４％。
生态工程化池塘养殖系统中的耗水主要是补充蒸发和捕鱼排水，其补充水量与传统池塘一致，其排水主要是清塘排水，一般１年１次。表６是生态工程化循环水养殖模式与传统养殖模式的用水与排放情况比较。