一种具有智慧监测效果的人工鱼礁应用技术

时间：2023-05-28 19:50:28　来源：雅意学习网本文已影响人

曾胜勇

(广西沃川现代农业有限公司，广西来宾 546100)

为有效改善水域生态环境，为鱼类提供生长、索饵、庇敌和繁殖的场所，人们通过向江河、海域投放人工鱼礁，从而达到对鱼类的保护、增殖和提高渔获量的目的。目前国内外已经广泛地开展人工鱼礁建设，原有的人工鱼礁在使用过程中虽然能得到一定的聚鱼效应，但不能随时监测周围的鱼以及环境状态，效果不好评估，资源利用率不高，经济效果也不甚理想。这样不但降低了人工鱼礁的功能性，而且不能为工作人员、科研人员带来较为直观的观测分析便利。笔者通过对目前人工鱼礁存在的缺陷及不足，提出一种具有智慧监测效果的人工鱼礁应用技术。

本应用技术是一种具有智慧监测效果的人工鱼礁新型技术，在人工鱼礁本体内部安装有水下摄像头，通过水下摄像头可以实时监测鱼的种类、活动轨迹、摄食、孵化等情况。在漂浮底板下方安装温感pH探头，通过温感pH探头可以检测江河、海水中的氢离子浓度，并通过通信电源线缆将水下摄像头监控的画面和温感pH探头监测的数据实时传输到接收终端，以便于工作人员及时了解江河、海水的相关指标动态。漂浮底板连接的漂浮箱外侧安装有太阳能电池板，通过太阳能电池板产生的电能储存到蓄电池内，以供水下摄像头和温感pH探头使用。该技术具有可动态监测鱼类活动以及周边环境状态、增加人工鱼礁智慧功能性的特点(图1)。

图1 具有智慧监测效果的人工鱼礁结构示意

1.人工鱼礁本体制作

人工鱼礁本体具体需要的规格大小及重量，需根据投放水域位置、水流速度、底部构成等实际情况进行科学定制设计。具体设计方案经充分科学论证后，按设计内容进行制作带有钢筋的模具，再将中沙、水泥、石子、水按混凝土工艺配制比例搅拌均匀后倒入模具一次性浇筑成型，整个人工鱼礁本体为两层的立方体结构。浇筑完成后按钢筋混凝土的正常保养方法，经36～48小时定型，去除模具并在露天晾置20天以上。

2.水下摄像头及带温感的pH探头

在人工鱼礁本体内部铁板的上方安装水下摄像头，水下摄像头与铁板之间通过磁铁块连接，水下摄像头的顶部安装定位板，并在定位板的顶部安装通信电源线缆和拉绳。线缆和拉绳的顶部安装有漂浮底板，漂浮底板的底部安装有温感pH探头，漂浮底板的顶部安装漂浮箱，漂浮箱的外壁安装太阳能电池板，水下摄像头和温感pH探头均通过线缆与漂浮箱内部蓄电池和物联数据传输器连接(图2)。

图2 水下摄像头安装示意

3.太阳能电池板及漂浮箱

太阳能电池板的数量为4个，分别倾斜安装在漂浮箱的四面，有利于漂浮板转动到任意角度时都能够让太阳能电池板接收太阳光并发电存储。太阳能电池板产生的电能经控制器保存在漂浮箱中的蓄电池内储存，温感pH探头和水下摄像头的线缆经逆变器与蓄电池连接，使蓄电池对温感pH探头和水下摄像头进行供电，人工鱼礁本体上方的水下摄像头和温感pH探头经线缆与漂浮箱内部物联网数据传输器连接，保证监控图像、水温、水体pH这些相关数据传输到接收终端(图3)。

图3 太阳能板及漂浮箱结构

漂浮底板内部为空心结构，一方面减少漂浮板自身重量，另一方面增加其浮力，有效保证承载蓄电池及太阳能板等附加设备。漂浮底板的外壁为光滑圆形结构，可以有效避免水草及漂浮垃圾缠绕在漂浮底板的外侧。漂浮底板的顶部安装有把手，直接用手向上提拉即可使漂浮底板脱离水面，以便于日常对太阳能板相关组件的维护保养。漂浮底板与人工鱼礁本体的连接拉绳采用尼龙构件，因尼龙具有较好的韧性及防腐性，可保证在使用过程中避免拉绳发生损坏。

在漂浮箱顶部安装警示灯。晚上，警示灯自动打开，可以方便工作人员观察漂浮箱的位置，同时可警示过往船只，避免意外触碰造成设备的损坏。

本文提出的人工鱼礁技术方案，是一种将智慧监测与人工鱼礁相结合的实用技术，可随时动态监测鱼类活动以及人工鱼礁附近环境状况，大大增加了人工鱼礁的功能性。采用该技术制作的人工鱼礁成套装置适用于投放到因海底施工、江河疏浚施工、江河截流建设水电站等对水域底部鱼礁被严重破坏后的有效修复，为鱼类营造适合的栖息繁衍生息场所。

该人工鱼礁实用、经济、新颖，可通过水下摄像头的监控视频适时调整人工鱼礁投放位置的合理性，从而提高其使用效率。借助物联网技术数据传输速率快、信号稳定、数据安全的优势，利用太阳能提供连续不断的低碳环保新能源，结合低功耗设备对水温、pH的监测，通过接收终端采集相关的数据并进行科学分析，可以让科研人员、人工鱼礁实施单位工作人员实时动态掌握鱼类的生活特性，为鱼类的繁殖、索饵、增殖等研究奠定基础，从而寻求切实可行的应对措施及解决方案。

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