一種具有智慧監(jiān)測效果的人工魚礁應(yīng)用技術(shù)

曾勝勇

(廣西沃川現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司，廣西 來賓 546100)

為有效改善水域生態(tài)環(huán)境，為魚類提供生長、索餌、庇敵和繁殖的場所，人們通過向江河、海域投放人工魚礁，從而達(dá)到對魚類的保護(hù)、增殖和提高漁獲量的目的。目前國內(nèi)外已經(jīng)廣泛地開展人工魚礁建設(shè)，原有的人工魚礁在使用過程中雖然能得到一定的聚魚效應(yīng)，但不能隨時監(jiān)測周圍的魚以及環(huán)境狀態(tài)，效果不好評估，資源利用率不高，經(jīng)濟(jì)效果也不甚理想。這樣不但降低了人工魚礁的功能性，而且不能為工作人員、科研人員帶來較為直觀的觀測分析便利。筆者通過對目前人工魚礁存在的缺陷及不足，提出一種具有智慧監(jiān)測效果的人工魚礁應(yīng)用技術(shù)。

一、智慧監(jiān)測人工魚礁應(yīng)用技術(shù)

本應(yīng)用技術(shù)是一種具有智慧監(jiān)測效果的人工魚礁新型技術(shù)，在人工魚礁本體內(nèi)部安裝有水下攝像頭，通過水下攝像頭可以實(shí)時監(jiān)測魚的種類、活動軌跡、攝食、孵化等情況。在漂浮底板下方安裝溫感pH探頭，通過溫感pH探頭可以檢測江河、海水中的氫離子濃度，并通過通信電源線纜將水下攝像頭監(jiān)控的畫面和溫感pH探頭監(jiān)測的數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)浇邮战K端，以便于工作人員及時了解江河、海水的相關(guān)指標(biāo)動態(tài)。漂浮底板連接的漂浮箱外側(cè)安裝有太陽能電池板，通過太陽能電池板產(chǎn)生的電能儲存到蓄電池內(nèi)，以供水下攝像頭和溫感pH探頭使用。該技術(shù)具有可動態(tài)監(jiān)測魚類活動以及周邊環(huán)境狀態(tài)、增加人工魚礁智慧功能性的特點(diǎn)(圖1)。

圖1 具有智慧監(jiān)測效果的人工魚礁結(jié)構(gòu)示意

二、具體技術(shù)方案

1.人工魚礁本體制作

人工魚礁本體具體需要的規(guī)格大小及重量，需根據(jù)投放水域位置、水流速度、底部構(gòu)成等實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)定制設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)方案經(jīng)充分科學(xué)論證后，按設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行制作帶有鋼筋的模具，再將中沙、水泥、石子、水按混凝土工藝配制比例攪拌均勻后倒入模具一次性澆筑成型，整個人工魚礁本體為兩層的立方體結(jié)構(gòu)。澆筑完成后按鋼筋混凝土的正常保養(yǎng)方法，經(jīng)36～48小時定型，去除模具并在露天晾置20天以上。

2.水下攝像頭及帶溫感的pH探頭

在人工魚礁本體內(nèi)部鐵板的上方安裝水下攝像頭，水下攝像頭與鐵板之間通過磁鐵塊連接，水下攝像頭的頂部安裝定位板，并在定位板的頂部安裝通信電源線纜和拉繩。線纜和拉繩的頂部安裝有漂浮底板，漂浮底板的底部安裝有溫感pH探頭，漂浮底板的頂部安裝漂浮箱，漂浮箱的外壁安裝太陽能電池板，水下攝像頭和溫感pH探頭均通過線纜與漂浮箱內(nèi)部蓄電池和物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸器連接(圖2)。

圖2 水下攝像頭安裝示意

3.太陽能電池板及漂浮箱

太陽能電池板的數(shù)量為4個，分別傾斜安裝在漂浮箱的四面，有利于漂浮板轉(zhuǎn)動到任意角度時都能夠讓太陽能電池板接收太陽光并發(fā)電存儲。太陽能電池板產(chǎn)生的電能經(jīng)控制器保存在漂浮箱中的蓄電池內(nèi)儲存，溫感pH探頭和水下攝像頭的線纜經(jīng)逆變器與蓄電池連接，使蓄電池對溫感pH探頭和水下攝像頭進(jìn)行供電，人工魚礁本體上方的水下攝像頭和溫感pH探頭經(jīng)線纜與漂浮箱內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸器連接，保證監(jiān)控圖像、水溫、水體pH這些相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮战K端(圖3)。

圖3 太陽能板及漂浮箱結(jié)構(gòu)

漂浮底板內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一方面減少漂浮板自身重量，另一方面增加其浮力，有效保證承載蓄電池及太陽能板等附加設(shè)備。漂浮底板的外壁為光滑圓形結(jié)構(gòu)，可以有效避免水草及漂浮垃圾纏繞在漂浮底板的外側(cè)。漂浮底板的頂部安裝有把手，直接用手向上提拉即可使漂浮底板脫離水面，以便于日常對太陽能板相關(guān)組件的維護(hù)保養(yǎng)。漂浮底板與人工魚礁本體的連接拉繩采用尼龍構(gòu)件，因尼龍具有較好的韌性及防腐性，可保證在使用過程中避免拉繩發(fā)生損壞。

在漂浮箱頂部安裝警示燈。晚上，警示燈自動打開，可以方便工作人員觀察漂浮箱的位置，同時可警示過往船只，避免意外觸碰造成設(shè)備的損壞。

三、小結(jié)

本文提出的人工魚礁技術(shù)方案，是一種將智慧監(jiān)測與人工魚礁相結(jié)合的實(shí)用技術(shù)，可隨時動態(tài)監(jiān)測魚類活動以及人工魚礁附近環(huán)境狀況，大大增加了人工魚礁的功能性。采用該技術(shù)制作的人工魚礁成套裝置適用于投放到因海底施工、江河疏浚施工、江河截流建設(shè)水電站等對水域底部魚礁被嚴(yán)重破壞后的有效修復(fù)，為魚類營造適合的棲息繁衍生息場所。

該人工魚礁實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、新穎，可通過水下攝像頭的監(jiān)控視頻適時調(diào)整人工魚礁投放位置的合理性，從而提高其使用效率。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速率快、信號穩(wěn)定、數(shù)據(jù)安全的優(yōu)勢，利用太陽能提供連續(xù)不斷的低碳環(huán)保新能源，結(jié)合低功耗設(shè)備對水溫、pH的監(jiān)測，通過接收終端采集相關(guān)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行科學(xué)分析，可以讓科研人員、人工魚礁實(shí)施單位工作人員實(shí)時動態(tài)掌握魚類的生活特性，為魚類的繁殖、索餌、增殖等研究奠定基礎(chǔ)，從而尋求切實(shí)可行的應(yīng)對措施及解決方案。