کاربردها و شیوه‌های نوآورانه حسگرهای EC کیفیت آب در صنعت آبزی‌پروری قزاقستان

قزاقستان، به عنوان یک کشور کلیدی در آسیای مرکزی، منابع آبی فراوان و پتانسیل وسیعی برای توسعه آبزی‌پروری دارد. با پیشرفت فناوری‌های جهانی آبزی‌پروری و گذار به سمت سیستم‌های هوشمند، فناوری‌های پایش کیفیت آب به طور فزاینده‌ای در بخش آبزی‌پروری این کشور به کار گرفته می‌شوند. این مقاله به طور سیستماتیک موارد کاربرد خاص حسگرهای رسانایی الکتریکی (EC) را در صنعت آبزی‌پروری قزاقستان بررسی می‌کند و اصول فنی، اثرات عملی و روند توسعه آینده آنها را تجزیه و تحلیل می‌کند. این مقاله با بررسی موارد معمول مانند پرورش ماهی خاویاری در دریای خزر، مراکز تکثیر ماهی در دریاچه بالخاش و سیستم‌های آبزی‌پروری چرخشی در منطقه آلماتی، نشان می‌دهد که چگونه حسگرهای EC به کشاورزان محلی در رفع چالش‌های مدیریت کیفیت آب، بهبود راندمان کشاورزی و کاهش خطرات زیست‌محیطی کمک می‌کنند. علاوه بر این، این مقاله چالش‌هایی را که قزاقستان در تحول هوشمند آبزی‌پروری و راه‌حل‌های بالقوه با آن مواجه است، مورد بحث قرار می‌دهد و منابع ارزشمندی را برای توسعه آبزی‌پروری در سایر مناطق مشابه ارائه می‌دهد.

مروری بر صنعت آبزی‌پروری قزاقستان و نیازهای پایش کیفیت آب

قزاقستان، به عنوان بزرگترین کشور محصور در خشکی جهان، دارای منابع آبی غنی، از جمله آب‌های اصلی مانند دریای خزر، دریاچه بالخاش و دریاچه زایسان و همچنین رودخانه‌های متعدد است که شرایط طبیعی منحصر به فردی را برای توسعه آبزی‌پروری فراهم می‌کند. صنعت آبزی‌پروری این کشور در سال‌های اخیر رشد پایداری را نشان داده است و گونه‌های پرورشی اصلی آن شامل کپور، ماهی خاویاری، قزل‌آلای رنگین‌کمان و ماهی خاویاری سیبری است. پرورش ماهی خاویاری در منطقه خزر، به ویژه به دلیل تولید خاویار با ارزش بالا، توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده است. با این حال، صنعت آبزی‌پروری قزاقستان با چالش‌های متعددی مانند نوسانات قابل توجه کیفیت آب، تکنیک‌های نسبتاً عقب‌مانده کشاورزی و تأثیرات آب و هوای نامساعد نیز روبرو است که همگی مانع توسعه بیشتر این صنعت می‌شوند.

در محیط‌های آبزی‌پروری قزاقستان، رسانایی الکتریکی (EC)، به عنوان یک پارامتر حیاتی کیفیت آب، از اهمیت ویژه‌ای برای پایش برخوردار است. EC نشان دهنده غلظت کل یون‌های نمک محلول در آب است که مستقیماً بر تنظیم اسمزی و عملکردهای فیزیولوژیکی موجودات آبزی تأثیر می‌گذارد. مقادیر EC در پهنه‌های آبی مختلف قزاقستان به طور قابل توجهی متفاوت است: دریای خزر، به عنوان یک دریاچه آب شور، مقادیر EC نسبتاً بالایی دارد (تقریباً ۱۳۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر)؛ منطقه غربی دریاچه بالخاش، که آب شیرین است، مقادیر EC کمتری دارد (حدود ۳۰۰ تا ۵۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر)، در حالی که منطقه شرقی آن، که فاقد خروجی است، شوری بالاتری دارد (حدود ۵۰۰۰ تا ۶۰۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر). دریاچه‌های آلپ مانند دریاچه زایسان مقادیر EC متغیرتری را نشان می‌دهند. این شرایط پیچیده کیفیت آب، پایش EC را به یک عامل حیاتی برای آبزی‌پروری موفق در قزاقستان تبدیل می‌کند.

به طور سنتی، کشاورزان قزاق برای ارزیابی کیفیت آب به تجربه متکی بودند و از روش‌های ذهنی مانند مشاهده رنگ آب و رفتار ماهی برای مدیریت استفاده می‌کردند. این رویکرد نه تنها فاقد دقت علمی بود، بلکه تشخیص سریع مشکلات بالقوه کیفیت آب را نیز دشوار می‌کرد و اغلب منجر به مرگ و میر ماهی‌ها در مقیاس بزرگ و خسارات اقتصادی می‌شد. با گسترش مقیاس‌های کشاورزی و افزایش سطح تشدید، تقاضا برای نظارت دقیق بر کیفیت آب به طور فزاینده‌ای ضروری شده است. معرفی فناوری حسگر EC، یک راه‌حل قابل اعتماد، بلادرنگ و مقرون به صرفه برای نظارت بر کیفیت آب در اختیار صنعت آبزی‌پروری قزاقستان قرار داده است.

در شرایط خاص زیست‌محیطی قزاقستان، پایش EC پیامدهای مهم متعددی دارد. اول، مقادیر EC مستقیماً منعکس‌کننده تغییرات شوری در بدنه‌های آبی هستند که برای مدیریت ماهیان یوری‌هالین (مثل ماهیان خاویاری) و ماهیان استنوهالین (مثل قزل‌آلای رنگین‌کمان) بسیار مهم است. دوم، افزایش غیرطبیعی EC ممکن است نشان‌دهنده آلودگی آب، مانند تخلیه فاضلاب صنعتی یا رواناب‌های کشاورزی حاوی نمک و مواد معدنی باشد. علاوه بر این، مقادیر EC با سطح اکسیژن محلول همبستگی منفی دارند - آب با EC بالا معمولاً اکسیژن محلول کمتری دارد که تهدیدی برای بقای ماهیان محسوب می‌شود. بنابراین، پایش مداوم EC به کشاورزان کمک می‌کند تا استراتژی‌های مدیریتی را به سرعت تنظیم کنند تا از استرس و مرگ و میر ماهیان جلوگیری شود.

دولت قزاقستان اخیراً به اهمیت نظارت بر کیفیت آب برای توسعه پایدار آبزی‌پروری پی برده است. دولت در برنامه‌های توسعه کشاورزی ملی خود، شروع به تشویق شرکت‌های کشاورزی برای استفاده از تجهیزات هوشمند نظارتی کرده و یارانه‌های جزئی ارائه می‌دهد. در همین حال، سازمان‌های بین‌المللی و شرکت‌های چندملیتی در حال ترویج فناوری‌ها و تجهیزات پیشرفته کشاورزی در قزاقستان هستند و استفاده از حسگرهای EC و سایر فناوری‌های نظارت بر کیفیت آب در این کشور را تسریع می‌کنند. این حمایت سیاسی و معرفی فناوری، شرایط مطلوبی را برای نوسازی صنعت آبزی‌پروری قزاقستان ایجاد کرده است.

اصول فنی و اجزای سیستم حسگرهای EC کیفیت آب

حسگرهای رسانایی الکتریکی (EC) اجزای اصلی سیستم‌های مدرن نظارت بر کیفیت آب هستند که بر اساس اندازه‌گیری‌های دقیق ظرفیت رسانایی محلول عمل می‌کنند. در کاربردهای آبزی‌پروری قزاقستان، حسگرهای EC با تشخیص خواص رسانایی یون‌ها در آب، کل جامدات محلول (TDS) و سطح شوری را ارزیابی می‌کنند و پشتیبانی داده‌های حیاتی را برای مدیریت کشاورزی فراهم می‌کنند. از دیدگاه فنی، حسگرهای EC در درجه اول به اصول الکتروشیمیایی متکی هستند: وقتی دو الکترود در آب غوطه‌ور می‌شوند و یک ولتاژ متناوب اعمال می‌شود، یون‌های محلول به صورت جهت‌دار حرکت می‌کنند تا یک جریان الکتریکی تشکیل دهند و حسگر با اندازه‌گیری شدت این جریان، مقدار EC را محاسبه می‌کند. برای جلوگیری از خطاهای اندازه‌گیری ناشی از قطبش الکترود، حسگرهای مدرن EC معمولاً از منابع تحریک AC و تکنیک‌های اندازه‌گیری فرکانس بالا برای اطمینان از دقت و پایداری داده‌ها استفاده می‌کنند.

از نظر ساختار حسگر، حسگرهای EC آبزی‌پروری معمولاً از یک عنصر حسگر و یک ماژول پردازش سیگنال تشکیل شده‌اند. عنصر حسگر اغلب از الکترودهای تیتانیوم یا پلاتین مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده است که قادر به تحمل مواد شیمیایی مختلف در آب کشاورزی در مدت طولانی است. ماژول پردازش سیگنال، سیگنال‌های الکتریکی ضعیف را تقویت، فیلتر و به خروجی‌های استاندارد تبدیل می‌کند. حسگرهای EC که معمولاً در مزارع قزاقستان استفاده می‌شوند، اغلب از طراحی چهار الکترودی استفاده می‌کنند که در آن دو الکترود جریان ثابتی اعمال می‌کنند و دو الکترود دیگر اختلاف ولتاژ را اندازه‌گیری می‌کنند. این طراحی به طور مؤثر تداخل ناشی از قطبش الکترود و پتانسیل بین سطحی را از بین می‌برد و دقت اندازه‌گیری را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد، به خصوص در محیط‌های کشاورزی با تغییرات زیاد شوری.

جبران دما یک جنبه فنی حیاتی در حسگرهای EC است، زیرا مقادیر EC به طور قابل توجهی تحت تأثیر دمای آب قرار می‌گیرند. حسگرهای مدرن EC عموماً دارای پروب‌های دمایی داخلی با دقت بالا هستند که به طور خودکار اندازه‌گیری‌ها را از طریق الگوریتم‌ها به مقادیر معادل در دمای استاندارد (معمولاً 25 درجه سانتیگراد) جبران می‌کنند و قابلیت مقایسه داده‌ها را تضمین می‌کنند. با توجه به موقعیت داخلی قزاقستان، تغییرات زیاد دمای روزانه و تغییرات شدید دمای فصلی، این عملکرد جبران دمای خودکار از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. فرستنده‌های صنعتی EC از تولیدکنندگانی مانند شاندونگ رنکه همچنین سوئیچینگ جبران دمای دستی و خودکار را ارائه می‌دهند که امکان سازگاری انعطاف‌پذیر با سناریوهای مختلف کشاورزی در قزاقستان را فراهم می‌کند.

از دیدگاه یکپارچه‌سازی سیستم، حسگرهای EC در مزارع آبزی‌پروری قزاقستان معمولاً به عنوان بخشی از یک سیستم نظارت بر کیفیت آب چند پارامتری عمل می‌کنند. علاوه بر EC، چنین سیستم‌هایی عملکردهای نظارتی را برای پارامترهای حیاتی کیفیت آب مانند اکسیژن محلول (DO)، pH، پتانسیل اکسیداسیون-احیا (ORP)، کدورت و نیتروژن آمونیاکی ادغام می‌کنند. داده‌های حسگرهای مختلف از طریق گذرگاه CAN یا فناوری‌های ارتباط بی‌سیم (مانند TurMass، GSM) به یک کنترل‌کننده مرکزی منتقل می‌شوند و سپس برای تجزیه و تحلیل و ذخیره‌سازی در یک پلتفرم ابری بارگذاری می‌شوند. راهکارهای اینترنت اشیا از شرکت‌هایی مانند Weihai Jingxun Changtong به کشاورزان این امکان را می‌دهد که داده‌های کیفیت آب را به صورت بلادرنگ از طریق برنامه‌های تلفن هوشمند مشاهده کرده و هشدارهایی را برای پارامترهای غیرطبیعی دریافت کنند که به طور قابل توجهی کارایی مدیریت را بهبود می‌بخشد.

جدول: پارامترهای فنی معمول سنسورهای EC آبزی‌پروری

در کاربردهای عملی قزاقستان، روش‌های نصب حسگر EC نیز متمایز هستند. برای مزارع بزرگ فضای باز، حسگرها اغلب از طریق روش‌های مبتنی بر شناور یا نصب ثابت نصب می‌شوند تا مکان‌های اندازه‌گیری نماینده تضمین شوند. در سیستم‌های آبزی‌پروری چرخشی کارخانه (RAS)، نصب خط لوله رایج است و به طور مستقیم تغییرات کیفیت آب را قبل و بعد از تصفیه رصد می‌کند. مانیتورهای صنعتی EC آنلاین از Gandon Technology همچنین گزینه‌های نصب جریان را ارائه می‌دهند که برای سناریوهای کشاورزی با تراکم بالا که نیاز به نظارت مداوم بر آب دارند، مناسب است. با توجه به سرمای شدید زمستان در برخی از مناطق قزاقستان، حسگرهای EC رده بالا به طرح‌های ضد یخ مجهز شده‌اند تا عملکرد قابل اعتماد در دماهای پایین را تضمین کنند.

نگهداری حسگرها کلید تضمین قابلیت اطمینان پایش بلندمدت است. یکی از چالش‌های رایج مزارع قزاقستان، رسوب زیستی است - رشد جلبک، باکتری و سایر میکروارگانیسم‌ها روی سطوح حسگر که بر دقت اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارد. برای حل این مشکل، حسگرهای مدرن EC از طرح‌های نوآورانه مختلفی مانند سیستم‌های خود تمیزشونده Shandong Renke و فناوری‌های اندازه‌گیری مبتنی بر فلورسانس استفاده می‌کنند که به طور قابل توجهی دفعات نگهداری را کاهش می‌دهد. برای حسگرهایی که عملکرد خود تمیزشوندگی ندارند، "پایه‌های خود تمیزشونده" مخصوص مجهز به برس‌های مکانیکی یا تمیزکننده اولتراسونیک می‌توانند به صورت دوره‌ای سطوح الکترود را تمیز کنند. این پیشرفت‌های تکنولوژیکی، حسگرهای EC را قادر می‌سازد تا حتی در مناطق دورافتاده قزاقستان نیز به طور پایدار کار کنند و مداخله دستی را به حداقل برسانند.

با پیشرفت در فناوری‌های اینترنت اشیا و هوش مصنوعی، حسگرهای EC از دستگاه‌های اندازه‌گیری صرف به گره‌های تصمیم‌گیری هوشمند در حال تکامل هستند. یک نمونه قابل توجه eKoral است، سیستمی که توسط Haobo International توسعه داده شده است، که نه تنها پارامترهای کیفیت آب را رصد می‌کند، بلکه از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی برای پیش‌بینی روندها و تنظیم خودکار تجهیزات برای حفظ شرایط بهینه کشاورزی استفاده می‌کند. این تحول هوشمند اهمیت قابل توجهی برای توسعه پایدار صنعت آبزی‌پروری قزاقستان دارد و به کشاورزان محلی کمک می‌کند تا بر شکاف‌های تجربه فنی غلبه کرده و بهره‌وری تولید و کیفیت محصول را بهبود بخشند.

مورد کاربرد پایش EC در یک مزرعه پرورش ماهی خاویاری دریای خزر

منطقه دریای خزر، یکی از مهمترین پایگاه‌های آبزی‌پروری قزاقستان، به خاطر پرورش ماهی خاویاری با کیفیت بالا و تولید خاویار مشهور است. با این حال، در سال‌های اخیر، افزایش نوسانات شوری در دریای خزر، همراه با آلودگی صنعتی، چالش‌های جدی را برای پرورش ماهی خاویاری ایجاد کرده است. یک مزرعه بزرگ پرورش ماهی خاویاری در نزدیکی آکتائو، پیشگام معرفی سیستم حسگر EC بود و با موفقیت از طریق نظارت بر زمان واقعی و تنظیمات دقیق، به این تغییرات محیطی رسیدگی کرد و به الگویی برای آبزی‌پروری مدرن در قزاقستان تبدیل شد.

این مزرعه تقریباً ۵۰ هکتار مساحت دارد و از یک سیستم کشاورزی نیمه‌بسته، عمدتاً برای گونه‌های باارزشی مانند ماهی خاویاری روسی و ماهی خاویاری ازون‌برون، استفاده می‌کند. قبل از اتخاذ نظارت بر EC، این مزرعه کاملاً به نمونه‌برداری دستی و تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی متکی بود که منجر به تأخیرهای شدید داده‌ها و عدم توانایی در پاسخگویی سریع به تغییرات کیفیت آب می‌شد. در سال ۲۰۱۹، این مزرعه با Haobo International برای استقرار یک سیستم نظارت هوشمند بر کیفیت آب مبتنی بر اینترنت اشیا همکاری کرد که در آن حسگرهای EC به عنوان اجزای اصلی به صورت استراتژیک در مکان‌های کلیدی مانند ورودی‌های آب، استخرهای کشاورزی و خروجی‌های زهکشی قرار گرفته‌اند. این سیستم از انتقال بی‌سیم TurMass برای ارسال داده‌های بلادرنگ به یک اتاق کنترل مرکزی و برنامه‌های تلفن همراه کشاورزان استفاده می‌کند و امکان نظارت ۲۴ ساعته و بدون وقفه را فراهم می‌کند.

ماهی خاویاری خزر به عنوان ماهی یوری‌هالین می‌تواند با طیف وسیعی از تغییرات شوری سازگار شود، اما محیط رشد بهینه آنها نیاز به مقادیر EC بین ۱۲۰۰۰ تا ۱۴۰۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر دارد. انحراف از این محدوده باعث استرس فیزیولوژیکی می‌شود و بر نرخ رشد و کیفیت خاویار تأثیر می‌گذارد. از طریق پایش مداوم EC، تکنسین‌های مزرعه نوسانات فصلی قابل توجهی را در شوری آب ورودی کشف کردند: در طول ذوب برف بهاره، افزایش جریان آب شیرین از رودخانه ولگا و سایر رودخانه‌ها، مقادیر EC ساحلی را به زیر ۱۰۰۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر کاهش داد، در حالی که تبخیر شدید تابستانی می‌تواند مقادیر EC را به بالای ۱۶۰۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر افزایش دهد. این نوسانات در گذشته اغلب نادیده گرفته می‌شدند و منجر به رشد ناهموار ماهی خاویاری می‌شدند.

جدول: مقایسه اثرات کاربرد پایش EC در مزرعه پرورش ماهیان خاویاری دریای خزر

بر اساس داده‌های EC در زمان واقعی، مزرعه چندین اقدام تنظیم دقیق را اجرا کرد. هنگامی که مقادیر EC به زیر محدوده ایده‌آل کاهش یافت، سیستم به طور خودکار جریان آب شیرین ورودی را کاهش داده و گردش مجدد را فعال کرد تا زمان ماندگاری آب را افزایش دهد. هنگامی که مقادیر EC خیلی بالا بود، مکمل آب شیرین را افزایش داده و هوادهی را بهبود بخشید. این تنظیمات که قبلاً بر اساس قضاوت تجربی بودند، اکنون از پشتیبانی داده‌های علمی برخوردار بودند و زمان و میزان تنظیمات را بهبود می‌بخشیدند. طبق گزارش‌های مزرعه، پس از اتخاذ نظارت بر EC، نرخ رشد ماهیان خاویاری 28 درصد افزایش یافت، بازده خاویار ممتاز از 65 درصد به 82 درصد افزایش یافت و مرگ و میر ناشی از مشکلات کیفیت آب از 12 درصد به 4 درصد کاهش یافت.

پایش EC همچنین نقش مهمی در هشدار زودهنگام آلودگی داشت. در تابستان 2021، حسگرهای EC افزایش غیرطبیعی مقادیر EC یک برکه را فراتر از نوسانات عادی تشخیص دادند. سیستم بلافاصله هشدار صادر کرد و تکنسین‌ها به سرعت نشت فاضلاب از یک کارخانه در نزدیکی را شناسایی کردند. به لطف تشخیص به موقع، مزرعه، برکه آسیب‌دیده را ایزوله کرده و سیستم‌های تصفیه اضطراری را فعال کرد و از خسارات عمده جلوگیری کرد. پس از این حادثه، سازمان‌های محیط زیست محلی با مزرعه همکاری کردند تا یک شبکه هشدار کیفیت آب منطقه‌ای بر اساس پایش EC ایجاد کنند که مناطق ساحلی وسیع‌تری را پوشش می‌دهد.

از نظر بهره‌وری انرژی، سیستم نظارت بر EC مزایای قابل توجهی را به همراه داشت. به طور سنتی، مزرعه به عنوان یک اقدام احتیاطی، آب را بیش از حد تعویض می‌کرد و انرژی قابل توجهی را هدر می‌داد. با نظارت دقیق بر EC، تکنسین‌ها استراتژی‌های تعویض آب را بهینه کردند و فقط در صورت لزوم تنظیمات را انجام دادند. داده‌ها نشان داد که مصرف انرژی پمپ مزرعه 35 درصد کاهش یافته و سالانه حدود 25000 دلار در هزینه‌های برق صرفه‌جویی شده است. علاوه بر این، به دلیل شرایط پایدارتر آب، استفاده از خوراک ماهی خاویاری بهبود یافته و هزینه‌های خوراک تقریباً 15 درصد کاهش یافته است.

این مطالعه موردی همچنین با چالش‌های فنی روبرو بود. محیط بسیار شور دریای خزر، دوام بسیار بالای حسگر را می‌طلبید، به طوری که الکترودهای اولیه حسگر ظرف چند ماه دچار خوردگی می‌شدند. پس از بهبودهایی با استفاده از الکترودهای آلیاژ تیتانیوم ویژه و محفظه‌های محافظ بهبود یافته، طول عمر حسگر به بیش از سه سال افزایش یافت. چالش دیگر، یخ‌زدگی زمستانی بود که بر عملکرد حسگر تأثیر می‌گذاشت. راه‌حل شامل نصب بخاری‌های کوچک و شناورهای ضد یخ در نقاط کلیدی نظارت برای اطمینان از عملکرد در تمام طول سال بود.

این برنامه نظارت بر EC نشان می‌دهد که چگونه نوآوری‌های فناوری می‌تواند شیوه‌های سنتی کشاورزی را متحول کند. مدیر مزرعه خاطرنشان کرد: «ما قبلاً در تاریکی کار می‌کردیم، اما با داده‌های EC در زمان واقعی، مانند داشتن «چشم‌های زیر آب» است - ما واقعاً می‌توانیم محیط ماهی خاویاری را درک و کنترل کنیم.» موفقیت این مورد توجه سایر شرکت‌های کشاورزی قزاقستان را جلب کرده و باعث ترویج پذیرش حسگر EC در سراسر کشور شده است. در سال ۲۰۲۳، وزارت کشاورزی قزاقستان حتی استانداردهای صنعتی را برای نظارت بر کیفیت آب آبزی‌پروری بر اساس این مورد تدوین کرد و مزارع متوسط و بزرگ را ملزم به نصب تجهیزات اولیه نظارت بر EC کرد.

شیوه‌های تنظیم شوری در یک مرکز پرورش ماهی در دریاچه بالخاش

دریاچه بالخاش، یک پهنه آبی مهم در جنوب شرقی قزاقستان، به دلیل اکوسیستم منحصر به فرد آب شور خود، محیط ایده‌آلی برای پرورش گونه‌های مختلف ماهی تجاری فراهم می‌کند. با این حال، یکی از ویژگی‌های متمایز این دریاچه، اختلاف زیاد شوری آن بین شرق و غرب است - منطقه غربی که توسط رودخانه ایلی و سایر منابع آب شیرین تغذیه می‌شود، شوری کمی دارد (EC ≈ 300-500 میکروزیمنس بر سانتی‌متر)، در حالی که منطقه شرقی، که فاقد خروجی است، نمک را جمع می‌کند (EC ≈ 5000-6000 میکروزیمنس بر سانتی‌متر). این گرادیان شوری چالش‌های ویژه‌ای را برای مراکز تکثیر ماهی ایجاد می‌کند و شرکت‌های کشاورزی محلی را بر آن داشته است تا کاربردهای نوآورانه فناوری حسگر EC را بررسی کنند.

مرکز تکثیر ماهی «آکسو» که در ساحل غربی دریاچه بالخاش واقع شده است، بزرگترین پایگاه تولید بچه ماهی در منطقه است که در درجه اول گونه‌های آب شیرین مانند کپور، کپور نقره‌ای و کپور سرگنده را پرورش می‌دهد و در عین حال ماهی‌های مخصوص سازگار با آب شور را نیز آزمایش می‌کند. روش‌های سنتی تکثیر با نرخ‌های ناپایداری از تکثیر مواجه بودند، به خصوص در طول ذوب برف بهاری که جریان‌های خروشان رودخانه ایلی باعث نوسانات شدید EC آب ورودی (200-800 میکروزیمنس بر سانتی‌متر) می‌شد و به شدت بر رشد تخم‌ها و بقای بچه ماهی‌ها تأثیر می‌گذاشت. در سال 2022، این مرکز تکثیر یک سیستم تنظیم خودکار شوری مبتنی بر حسگرهای EC معرفی کرد که اساساً این وضعیت را متحول کرد.

هسته این سیستم از فرستنده‌های صنعتی EC شرکت شاندونگ رنکه استفاده می‌کند که دارای محدوده وسیع 0 تا 20000 میکروزیمنس بر سانتی‌متر و دقت بالای ±1% هستند و به ویژه برای محیط شوری متغیر دریاچه بالخاش مناسب می‌باشند. شبکه حسگر در نقاط کلیدی مانند کانال‌های ورودی، مخازن انکوباسیون و مخازن مستقر شده و داده‌ها را از طریق گذرگاه CAN به یک کنترل‌کننده مرکزی متصل به دستگاه‌های اختلاط آب شیرین/دریاچه برای تنظیم شوری در لحظه منتقل می‌کند. این سیستم همچنین دما، اکسیژن محلول و سایر پارامترها را یکپارچه می‌کند و پشتیبانی جامعی از داده‌ها را برای مدیریت جوجه‌کشی ارائه می‌دهد.

انکوباسیون تخم ماهی به تغییرات شوری بسیار حساس است. به عنوان مثال، تخم‌های کپور در محدوده EC بین ۳۰۰ تا ۴۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر به بهترین شکل ممکن از تخم بیرون می‌آیند، و انحراف از آن باعث کاهش نرخ جوجه‌کشی و افزایش نرخ بدشکلی می‌شود. تکنسین‌ها از طریق نظارت مداوم بر EC، کشف کردند که روش‌های سنتی باعث نوسانات EC واقعی مخزن انکوباسیون بسیار فراتر از انتظارات، به ویژه در هنگام تعویض آب، با تغییراتی تا ±۱۵۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر می‌شوند. سیستم جدید به دقت تنظیم ±۱۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر دست یافت و میانگین نرخ جوجه‌کشی را از ۶۵٪ به ۸۸٪ افزایش داد و بدشکلی‌ها را از ۱۲٪ به زیر ۴٪ کاهش داد. این بهبود به طور قابل توجهی راندمان تولید بچه ماهی و بازده اقتصادی را افزایش داد.

در طول پرورش بچه‌ماهی‌ها، پایش EC نیز به همان اندازه ارزشمند بود. این مرکز تکثیر از سازگاری تدریجی با شوری برای آماده‌سازی بچه‌ماهی‌ها جهت رهاسازی در قسمت‌های مختلف دریاچه بالخاش استفاده می‌کند. با استفاده از شبکه حسگر EC، تکنسین‌ها به طور دقیق شیب شوری را در استخرهای پرورش کنترل می‌کنند و از آب شیرین خالص (EC ≈ 300 میکروزیمنس بر سانتی‌متر) به آب لب‌شور (EC ≈ 3000 میکروزیمنس بر سانتی‌متر) تغییر می‌دهند. این سازگاری دقیق، میزان بقای بچه‌ماهی‌ها را 30 تا 40 درصد بهبود بخشید، به ویژه برای دسته‌هایی که به مناطق شرقی با شوری بالاتر دریاچه فرستاده می‌شدند.

داده‌های پایش EC همچنین به بهینه‌سازی بهره‌وری منابع آب کمک کرد. منطقه دریاچه بالخاش با کمبود فزاینده آب مواجه است و مراکز پرورش ماهی سنتی برای تنظیم شوری به شدت به آب‌های زیرزمینی متکی بودند که پرهزینه و ناپایدار بود. با تجزیه و تحلیل داده‌های حسگر EC تاریخی، تکنسین‌ها یک مدل بهینه اختلاط آب‌های زیرزمینی دریاچه را توسعه دادند که ضمن برآورده کردن نیازهای مراکز پرورش ماهی، مصرف آب‌های زیرزمینی را 60 درصد کاهش داد و سالانه حدود 12000 دلار صرفه‌جویی کرد. این روش توسط سازمان‌های محیط زیست محلی به عنوان الگویی برای حفاظت از آب ترویج شد.

یک کاربرد نوآورانه در این مورد، ادغام پایش EC با داده‌های آب و هوا برای ساخت مدل‌های پیش‌بینی بود. منطقه دریاچه بالخاش اغلب در بهار شاهد بارندگی شدید و ذوب برف است که باعث افزایش ناگهانی جریان رودخانه ایلی می‌شود که بر شوری ورودی به مراکز پرورش ماهی تأثیر می‌گذارد. با ترکیب داده‌های شبکه حسگر EC با پیش‌بینی‌های آب و هوا، سیستم تغییرات EC ورودی را 24 تا 48 ساعت قبل پیش‌بینی می‌کند و به طور خودکار نسبت‌های اختلاط را برای تنظیم پیشگیرانه تنظیم می‌کند. این عملکرد در طول سیل‌های بهار 2023 بسیار مهم بود و نرخ جوجه‌کشی را بالای 85 درصد حفظ کرد، در حالی که میزان جوجه‌کشی در مراکز پرورش ماهی سنتی نزدیک به زیر 50 درصد کاهش یافت.

این پروژه با چالش‌های سازگاری مواجه بود. آب دریاچه بالخاش حاوی غلظت بالای کربنات و سولفات است که منجر به رسوب‌گذاری الکترود می‌شود و دقت اندازه‌گیری را مختل می‌کند. راه‌حل، استفاده از الکترودهای ضد رسوب مخصوص با مکانیسم‌های تمیزکننده خودکار بود که هر ۱۲ ساعت یکبار تمیزکاری مکانیکی انجام می‌دادند. علاوه بر این، پلانکتون‌های فراوان در دریاچه به سطوح حسگرها چسبیده بودند که با بهینه‌سازی مکان‌های نصب (اجتناب از مناطق با زیست توده بالا) و افزودن استریلیزاسیون UV کاهش یافت.

موفقیت مرکز تکثیر «آکسو» نشان می‌دهد که چگونه فناوری حسگر EC می‌تواند چالش‌های آبزی‌پروری را در محیط‌های اکولوژیکی منحصر به فرد برطرف کند. رئیس پروژه اظهار داشت: «ویژگی‌های شوری دریاچه بالخاش زمانی بزرگترین دردسر ما بود، اما اکنون یک مزیت مدیریت علمی هستند - با کنترل دقیق EC، محیط‌های ایده‌آلی را برای گونه‌های مختلف ماهی و مراحل رشد ایجاد می‌کنیم.» این مورد، بینش‌های ارزشمندی را برای آبزی‌پروری در دریاچه‌های مشابه، به ویژه دریاچه‌هایی با شیب شوری یا نوسانات شوری فصلی، ارائه می‌دهد.

ما همچنین می‌توانیم راه‌حل‌های متنوعی برای

۱. کنتور دستی برای کیفیت آب چند پارامتری

۲. سیستم شناور شناور برای کیفیت آب چند پارامتری

۳. برس تمیزکننده خودکار برای حسگر آب چند پارامتری

۴. مجموعه کامل سرورها و ماژول بی‌سیم نرم‌افزاری، پشتیبانی از RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

برای حسگر کیفیت آب بیشتر اطلاعات،

لطفا با شرکت فناوری هونده تماس بگیرید.

Email: info@hondetech.com

وب‌سایت شرکت:www.hondetechco.com

تلفن: +86-15210548582