Орталық Азиядағы негізгі ел ретінде Қазақстан мол су ресурстарына және аквамәдениетті дамытудың үлкен әлеуетіне ие. Әлемдік аквамәдениет технологияларының дамуымен және интеллектуалды жүйелерге көшумен бірге су сапасын бақылау технологиялары елдің аквамәдениет секторында барған сайын кеңінен қолданылуда. Бұл мақалада Қазақстанның аквамәдениет саласында электр өткізгіштігі (ЭӨ) сенсорларының нақты қолдану жағдайлары жүйелі түрде зерттеледі, олардың техникалық принциптерін, практикалық әсерлерін және болашақ даму үрдістерін талдайды. Каспий теңізіндегі бекіре балықтарын өсіру, Балқаш көліндегі балық өсіру орындары және Алматы облысындағы қайта айналымдағы аквамәдениет жүйелері сияқты типтік жағдайларды қарастыру арқылы бұл мақала ЭӨ сенсорларының жергілікті фермерлерге су сапасын басқару мәселелерін шешуге, егіншілік тиімділігін арттыруға және экологиялық тәуекелдерді азайтуға қалай көмектесетінін көрсетеді. Сонымен қатар, мақалада Қазақстанның аквамәдениет интеллектін трансформациялаудағы қиындықтары мен ықтимал шешімдері талқыланады, басқа ұқсас аймақтарда аквамәдениетті дамыту үшін құнды сілтемелер ұсынады.
Қазақстанның аквамәдениет саласына және су сапасын бақылау қажеттіліктеріне шолу
Әлемдегі ең ірі құрлыққа шыға алмайтын ел ретінде Қазақстан Каспий теңізі, Балқаш көлі және Зайсан көлі сияқты ірі су айдындарын, сондай-ақ көптеген өзендерді қоса алғанда, бай су ресурстарына ие, бұл аквамәдениетті дамыту үшін бірегей табиғи жағдайларды қамтамасыз етеді. Елдің аквамәдениет саласы соңғы жылдары тұрақты өсімді көрсетті, оның ішінде тұқы, бекіре, кемпірқосақ форельі және сібір бекіресі сияқты негізгі өсірілетін түрлері бар. Әсіресе, Каспий аймағындағы бекіре өсіру жоғары құнды уылдырық өндірісіне байланысты үлкен назар аударды. Дегенмен, Қазақстанның аквамәдениет саласы су сапасының айтарлықтай ауытқуы, салыстырмалы түрде артта қалған егіншілік әдістері және экстремалды климаттың әсері сияқты көптеген қиындықтарға тап болады, бұл саланың одан әрі дамуына кедергі келтіреді.
Қазақстанның аквамәдениет ортасында электр өткізгіштігі (ЭӨ) су сапасының маңызды параметрі ретінде ерекше бақылау маңызға ие. ЭӨ судағы еріген тұз иондарының жалпы концентрациясын көрсетеді, бұл су организмдерінің осморегуляциясы мен физиологиялық функцияларына тікелей әсер етеді. ЭӨ мәндері Қазақстанның әртүрлі су айдындарында айтарлықтай өзгереді: Каспий теңізі, тұзды көл ретінде, ЭӨ мәндері салыстырмалы түрде жоғары (шамамен 13 000–15 000 мкС/см); Балқаш көлінің батыс аймағы, тұщы су болғандықтан, ЭӨ мәндері төмен (шамамен 300–500 мкС/см), ал шығыс аймағында, шығысы жоқ, тұздылығы жоғары (шамамен 5000–6000 мкС/см). Зайсан көлі сияқты альпілік көлдерде ЭӨ мәндері одан да өзгермелі. Су сапасының бұл күрделі жағдайлары ЭӨ мониторингін Қазақстанда аквамәдениеттің табысты болуы үшін маңызды факторға айналдырады.
Дәстүрлі түрде, қазақстандық фермерлер су сапасын бағалау үшін тәжірибеге сүйеніп, басқару үшін судың түсін және балықтардың мінез-құлқын бақылау сияқты субъективті әдістерді қолданды. Бұл тәсіл ғылыми дәлдікке ие болмай, сонымен қатар су сапасының ықтимал мәселелерін уақтылы анықтауды қиындатты, бұл көбінесе балықтардың үлкен көлемде қырылуына және экономикалық шығындарға әкелді. Ауыл шаруашылығының ауқымы кеңейіп, қарқындылық деңгейі артқан сайын, су сапасын дәл бақылауға деген сұраныс барған сайын өзекті бола түсті. ЭК сенсорлық технологиясын енгізу Қазақстанның аквамәдениет саласына сенімді, нақты уақыт режимінде және үнемді су сапасын бақылау шешімін ұсынды.
Қазақстанның нақты экологиялық жағдайында ЭК мониторингі бірнеше маңызды салдарға ие. Біріншіден, ЭК мәндері су айдындарындағы тұздылықтың өзгеруін тікелей көрсетеді, бұл эвригалин балықтарын (мысалы, бекіре) және стеногалин балықтарын (мысалы, кемпірқосақ форель) басқару үшін өте маңызды. Екіншіден, ЭК-ның қалыптан тыс жоғарылауы судың ластануын, мысалы, өнеркәсіптік ағынды сулардың төгілуін немесе тұздар мен минералдарды тасымалдайтын ауылшаруашылық ағынды суларының болуын көрсетуі мүмкін. Сонымен қатар, ЭК мәндері еріген оттегі деңгейімен теріс корреляцияланады - ЭК жоғары суда әдетте еріген оттегі аз болады, бұл балықтардың тіршілігіне қауіп төндіреді. Сондықтан ЭК-ны үздіксіз бақылау фермерлерге балықтардың стрессі мен өлімінің алдын алу үшін басқару стратегияларын уақтылы түзетуге көмектеседі.
Қазақстан үкіметі жақында су сапасын бақылаудың тұрақты аквамәдениетті дамыту үшін маңыздылығын мойындады. Үкімет өзінің ұлттық ауыл шаруашылығын дамыту жоспарларында фермерлік шаруашылықтарды интеллектуалды бақылау жабдықтарын енгізуге ынталандыра бастады және ішінара субсидиялар береді. Сонымен қатар, халықаралық ұйымдар мен көпұлтты компаниялар Қазақстанда озық ауыл шаруашылығы технологияларын және жабдықтарын насихаттап, елдегі ЭК сенсорларын және басқа да су сапасын бақылау технологияларын қолдануды одан әрі жеделдетуде. Бұл саясатты қолдау және технологияларды енгізу Қазақстанның аквамәдениет саласын жаңғырту үшін қолайлы жағдайлар жасады.
Су сапасының ЭК сенсорларының техникалық принциптері мен жүйелік компоненттері
Электр өткізгіштік (ЭӨ) сенсорлары ерітіндінің өткізгіштік қабілетін дәл өлшеу негізінде жұмыс істейтін заманауи су сапасын бақылау жүйелерінің негізгі компоненттері болып табылады. Қазақстанның аквамәдениет қолданбаларында ЭӨ сенсорлары судағы иондардың өткізгіштік қасиеттерін анықтау арқылы жалпы еріген қатты заттардың (ЖҚҚ) және тұздылық деңгейлерін бағалайды, бұл егіншілікті басқару үшін маңызды деректерді қолдауды қамтамасыз етеді. Техникалық тұрғыдан ЭӨ сенсорлары негізінен электрохимиялық принциптерге сүйенеді: екі электрод суға батырылғанда және айнымалы кернеу қолданылғанда, еріген иондар электр тогын қалыптастыру үшін бағытта қозғалады, ал сенсор осы ток қарқындылығын өлшеу арқылы ЭӨ мәнін есептейді. Электродтың поляризациясынан туындайтын өлшеу қателіктерін болдырмау үшін заманауи ЭӨ сенсорлары деректердің дәлдігі мен тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін айнымалы ток қоздыру көздерін және жоғары жиілікті өлшеу әдістерін жиі пайдаланады.
Сенсор құрылымы тұрғысынан аквамәдениет ЭК сенсорлары әдетте сенсорлық элементтен және сигналды өңдеу модулінен тұрады. Сенсорлық элемент көбінесе коррозияға төзімді титан немесе платина электродтарынан жасалады, олар ұзақ уақыт бойы ауыл шаруашылығы суындағы әртүрлі химиялық заттарға төтеп бере алады. Сигналды өңдеу модулі әлсіз электр сигналдарын күшейтеді, сүзеді және стандартты шығыстарға түрлендіреді. Қазақстан шаруашылықтарында жиі қолданылатын ЭК сенсорлары көбінесе төрт электродты дизайнды қабылдайды, мұнда екі электрод тұрақты токты қолданады, ал қалған екеуі кернеу айырмашылықтарын өлшейді. Бұл дизайн электродтың поляризациясы мен интерфейстік потенциалдан туындайтын кедергілерді тиімді түрде жояды, әсіресе тұздылығы жоғары ауытқулары бар ауыл шаруашылығы орталарында өлшеу дәлдігін айтарлықтай жақсартады.
Температураны өтеу ЭК сенсорларының маңызды техникалық аспектісі болып табылады, себебі ЭК мәндеріне су температурасы айтарлықтай әсер етеді. Қазіргі заманғы ЭК сенсорларында, әдетте, өлшеулерді стандартты температурада (әдетте 25°C) алгоритмдер арқылы баламалы мәндерге автоматты түрде өтейтін, деректерді салыстыруды қамтамасыз ететін кіріктірілген жоғары дәлдіктегі температуралық зондтар бар. Қазақстанның ішкі орналасқан жерін, тәуліктік температураның үлкен ауытқуларын және температураның маусымдық өзгеруін ескере отырып, бұл автоматты температураны өтеу функциясы ерекше маңызды. Shandong Renke сияқты өндірушілердің өнеркәсіптік ЭК таратқыштары сонымен қатар қолмен және автоматты температураны өтеу коммутациясын ұсынады, бұл Қазақстандағы әртүрлі ауыл шаруашылығы сценарийлеріне икемді бейімделуге мүмкіндік береді.
Жүйелік интеграция тұрғысынан алғанда, Қазақстан аквамәдениет шаруашылықтарындағы ЭК сенсорлары әдетте көп параметрлі су сапасын бақылау жүйесінің бөлігі ретінде жұмыс істейді. ЭК-ден басқа, мұндай жүйелер еріген оттегі (DO), рН, тотығу-тотықсыздану потенциалы (ORP), лайлылық және аммиак азоты сияқты маңызды су сапасы параметрлерін бақылау функцияларын біріктіреді. Әртүрлі сенсорлардан алынған деректер CAN шиналары немесе сымсыз байланыс технологиялары (мысалы, TurMass, GSM) арқылы орталық контроллерге беріледі, содан кейін талдау және сақтау үшін бұлттық платформаға жүктеледі. Weihai Jingxun Changtong сияқты компаниялардың IoT шешімдері фермерлерге смартфон қосымшалары арқылы нақты уақыт режиміндегі су сапасы туралы деректерді көруге және ауытқу параметрлері туралы ескертулер алуға мүмкіндік береді, бұл басқару тиімділігін айтарлықтай жақсартады.
Кесте: Аквамәдениет ЭК сенсорларының типтік техникалық параметрлері
| Параметр санаты | Техникалық сипаттамалар | Қазақстандық өтінімдерге қатысты қарастырылатын мәселелер |
|---|---|---|
| Өлшеу диапазоны | 0–20 000 мкС/см | Тұщы судан бастап тұзды су айдынын қамтуы керек |
| Дәлдік | ±1% FS | Ауыл шаруашылығын басқарудың негізгі қажеттіліктерін қанағаттандырады |
| Температура диапазоны | 0–60°C | Қатты континенталды климатқа бейімделеді |
| Қорғаныс рейтингі | IP68 | Сыртта қолдануға арналған су өткізбейтін және шаң өткізбейтін |
| Байланыс интерфейсі | RS485/4-20 мА/сымсыз | Жүйелік интеграцияны және деректерді беруді жеңілдетеді |
| Электрод материалы | Титан/платина | Ұзақ қызмет ету мерзімі үшін коррозияға төзімді |
Қазақстанның практикалық қолданыстарында ЭК сенсорын орнату әдістері де ерекшеленеді. Ірі ашық шаруашылықтар үшін сенсорлар көбінесе өлшеу орындарының репрезентативтік орналасуын қамтамасыз ету үшін буй негізіндегі немесе бекітілген бекіту әдістері арқылы орнатылады. Зауыттық қайта айналымдағы аквамәдениет жүйелерінде (РАЖ) құбырларды орнату кең таралған, олар өңдеу алдында және кейін су сапасының өзгеруін тікелей бақылайды. Gandon Technology компаниясының онлайн өнеркәсіптік ЭК мониторлары сонымен қатар суды үздіксіз бақылауды қажет ететін жоғары тығыздықтағы егіншілік жағдайларына қолайлы ағынды орнату нұсқаларын ұсынады. Кейбір Қазақстанның аймақтарындағы қатты қысқы суықты ескере отырып, жоғары деңгейлі ЭК сенсорлары төмен температурада сенімді жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін аязға қарсы конструкциялармен жабдықталған.
Сенсорларға техникалық қызмет көрсету ұзақ мерзімді мониторинг сенімділігін қамтамасыз етудің кілті болып табылады. Қазақстандық шаруашылықтар кездесетін жиі кездесетін қиындық - биологиялық ластану - балдырлардың, бактериялардың және сенсор беттеріндегі басқа микроорганизмдердің өсуі, бұл өлшеу дәлдігіне әсер етеді. Мұны шешу үшін заманауи ЭК сенсорлары Shandong Renke өзін-өзі тазалау жүйелері және флуоресценцияға негізделген өлшеу технологиялары сияқты әртүрлі инновациялық дизайндарды пайдаланады, бұл техникалық қызмет көрсету жиілігін айтарлықтай азайтады. Өзін-өзі тазалау функциялары жоқ сенсорлар үшін механикалық щеткалармен немесе ультрадыбыстық тазалаумен жабдықталған мамандандырылған «өзін-өзі тазалайтын бекіткіштер» электрод беттерін мезгіл-мезгіл тазалай алады. Бұл технологиялық жетістіктер ЭК сенсорларына қолмен араласуды азайтып, тіпті Қазақстанның шалғай аудандарында да тұрақты жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
IoT және жасанды интеллект технологияларының дамуымен ЭК сенсорлары жай өлшеу құрылғыларынан ақылды шешім қабылдау түйіндеріне айналуда. Көрнекті мысал ретінде Haobo International компаниясы әзірлеген eKoral жүйесін айтуға болады, ол тек су сапасының параметрлерін бақылап қана қоймай, сонымен қатар үрдістерді болжау және оңтайлы егіншілік жағдайларын сақтау үшін жабдықты автоматты түрде реттеу үшін машиналық оқыту алгоритмдерін пайдаланады. Бұл ақылды трансформация Қазақстанның аквамәдениет саласының тұрақты дамуы үшін маңызды рөл атқарады, жергілікті фермерлерге техникалық тәжірибедегі олқылықтарды жоюға және өндіріс тиімділігі мен өнім сапасын жақсартуға көмектеседі.
Каспий теңізінің бекіре фермасындағы ЕО мониторингін қолдану жағдайы
Каспий теңізі аймағы, Қазақстанның ең маңызды аквамәдениет базаларының бірі, жоғары сапалы бекіре өсіру және уылдырық өндірумен танымал. Дегенмен, соңғы жылдары Каспий теңізіндегі тұздылықтың ауытқуларының артуы, өнеркәсіптік ластанумен бірге, бекіре өсіруге үлкен қиындықтар туғызды. Ақтау маңындағы ірі бекіре өсіру шаруашылығы қоршаған ортаның осы өзгерістерін нақты уақыт режимінде бақылау және дәл түзетулер арқылы сәтті шешіп, Қазақстандағы заманауи аквамәдениеттің үлгісіне айналған ЭС сенсорлық жүйесін енгізуде алғашқы болып жұмыс істеді.
Ферма шамамен 50 гектар аумақты алып жатыр, онда негізінен орыс бекіресі мен жұлдыз тәрізді бекіре сияқты құнды түрлерге арналған жартылай жабық егіншілік жүйесі қолданылады. ЭК мониторингін енгізбес бұрын, ферма толығымен қолмен сынама алу мен зертханалық талдауға сүйенді, бұл деректердің айтарлықтай кідірістеріне және су сапасының өзгеруіне жедел жауап беру мүмкіндігінің болмауына әкелді. 2019 жылы ферма Haobo International компаниясымен серіктестік орнатып, IoT негізіндегі ақылды су сапасын бақылау жүйесін енгізді, оның негізгі компоненттері ретінде ЭК сенсорлары су құятын жерлер, ауыл шаруашылығы тоғандары және дренаждық шығыстар сияқты негізгі орындарға стратегиялық түрде орналастырылды. Жүйе нақты уақыт режиміндегі деректерді орталық басқару бөлмесіне және фермерлердің мобильді қосымшаларына жіберу үшін TurMass сымсыз таратуын пайдаланады, бұл тәулік бойы үздіксіз бақылауды қамтамасыз етеді.
Эврихалин балығы ретінде Каспий бекіресі тұздылықтың әртүрлі ауытқуларына бейімделе алады, бірақ олардың оңтайлы өсу ортасы 12 000–14 000 мкС/см аралығындағы ЕҚ мәндерін қажет етеді. Бұл диапазоннан ауытқулар физиологиялық стресс тудырады, өсу қарқыны мен уылдырық сапасына әсер етеді. ЕҚ-ны үздіксіз бақылау арқылы ферма мамандары кіріс суының тұздылығындағы айтарлықтай маусымдық ауытқуларды анықтады: көктемгі қар еріген кезде Еділ өзенінен және басқа өзендерден тұщы су ағынының артуы жағалаудағы ЕҚ мәндерін 10 000 мкС/см-ден төмен түсірді, ал жазғы қарқынды булану ЕҚ мәндерін 16 000 мкС/см-ден жоғары көтеруі мүмкін. Бұрын бұл ауытқулар көбінесе назардан тыс қалды, бұл бекіре балықтарының біркелкі емес өсуіне әкелді.
Кесте: Каспий бекіре фермасында ЭК мониторингін қолданудың әсерін салыстыру
| Метрикалық | Алдын ала ЭС сенсорлары (2018) | ЭК-дан кейінгі сенсорлар (2022) | Жақсарту |
|---|---|---|---|
| Бекіре балықтарының орташа өсу қарқыны (г/тәулік) | 3.2 | 4.1 | +28% |
| Премиум сортты уылдырық өнімділігі | 65% | 82% | +17 пайыздық тармақ |
| Су сапасына байланысты өлім-жітім | 12% | 4% | -8 пайыздық тармақ |
| Азық түрлендіру коэффициенті | 1.8:1 | 1.5:1 | Тиімділіктің 17% өсуі |
| Ай сайынғы суды қолмен тексеру | 60 | 15 | -75% |
Нақты уақыттағы ЭК деректеріне сүйене отырып, ферма бірнеше дәлдікпен түзету шараларын қолданды. ЭК мәндері идеалды диапазоннан төмен түскен кезде, жүйе тұщы су ағынын автоматты түрде азайтып, суды сақтау уақытын арттыру үшін қайта айналымды белсендірді. ЭК мәндері тым жоғары болған кезде, тұщы суды қосымша тұтынуды арттырып, аэрацияны жақсартты. Бұрын эмпирикалық бағалауға негізделген бұл түзетулер енді ғылыми деректерге сүйеніп, түзетулердің уақыты мен көлемін жақсартты. Фермалардың есептеріне сәйкес, ЭК мониторингін енгізгеннен кейін бекіре балықтарының өсу қарқыны 28%-ға, премиум уылдырық өнімділігі 65%-дан 82%-ға дейін өсті, ал су сапасына байланысты өлім-жітім 12%-дан 4%-ға дейін төмендеді.
Экологиялық мониторинг ластануды ерте ескертуде де маңызды рөл атқарды. 2021 жылдың жазында экологиялық сенсорлар тоғанның экологиялық көрсеткіштерінің қалыпты ауытқулардан тыс қалыптан тыс көтерілуін анықтады. Жүйе дереу дабыл қағып, техниктер жақын маңдағы зауыттан ағынды сулардың ағып кетуін тез анықтады. Уақытында анықтаудың арқасында ферма зардап шеккен тоғанды оқшаулап, апаттық тазарту жүйелерін іске қосты, бұл үлкен шығындардың алдын алды. Осы оқиғадан кейін жергілікті қоршаған ортаны қорғау агенттіктері фермамен бірлесіп, экологиялық мониторингке негізделген, жағалаудағы кең аумақтарды қамтитын аймақтық су сапасы туралы ескерту желісін құрды.
Энергия тиімділігі тұрғысынан алғанда, ЭК мониторинг жүйесі айтарлықтай пайда әкелді. Дәстүрлі түрде ферма сақтық шарасы ретінде суды шамадан тыс ауыстырып, айтарлықтай энергияны босқа жұмсайтын. Дәл ЭК мониторингі арқылы техниктер су алмасу стратегияларын оңтайландырып, тек қажет болған жағдайда ғана түзетулер енгізді. Деректер ферманың сорғы энергиясын тұтынуы 35%-ға төмендегенін, бұл электр энергиясына жыл сайын шамамен 25 000 доллар үнемдегенін көрсетті. Сонымен қатар, су жағдайының тұрақтылығына байланысты бекіре балықтарының жемін пайдалану жақсарып, жем шығындары шамамен 15%-ға төмендеді.
Бұл зерттеу техникалық қиындықтарға да тап болды. Каспий теңізінің жоғары тұзды ортасы сенсорлардың беріктігінің жоғары деңгейін талап етті, бастапқы сенсор электродтары бірнеше ай ішінде коррозияға ұшырады. Арнайы титан қорытпасынан жасалған электродтарды және жақсартылған қорғаныс корпустарын қолдану арқылы жетілдірулерден кейін қызмет ету мерзімі үш жылдан астам уақытқа дейін ұзарды. Тағы бір қиындық - сенсорлардың жұмысына әсер еткен қысқы аяз. Шешім жыл бойы жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін негізгі бақылау нүктелеріне шағын жылытқыштар мен мұзға қарсы буйларды орнатуды қамтыды.
Бұл ЭК мониторингі қолданбасы технологиялық инновацияның дәстүрлі егіншілік тәжірибесін қалай өзгерте алатынын көрсетеді. Ферма менеджері: «Біз бұрын қараңғыда жұмыс істейтінбіз, бірақ нақты уақыттағы ЭК деректерімен «су астындағы көздер» сияқты - біз бекіре балықтарының ортасын шынымен түсініп, басқара аламыз», - деп атап өтті. Бұл істің табысы басқа да қазақстандық фермерлік кәсіпорындардың назарын аударып, бүкіл ел бойынша ЭК сенсорын енгізуді ілгерілетті. 2023 жылы Қазақстанның Ауыл шаруашылығы министрлігі тіпті осы іс негізінде аквамәдениет суының сапасын бақылаудың салалық стандарттарын әзірледі, бұл орта және ірі шаруашылықтардан негізгі ЭК мониторингі жабдықтарын орнатуды талап етті.
Балқаш көліндегі балық өсіру зауытындағы тұздылықты реттеу тәжірибелері
Балқаш көлі, Оңтүстік-шығыс Қазақстандағы маңызды су айдыны, өзінің ерекше тұзды экожүйесінің арқасында әртүрлі коммерциялық балық түрлерінің көбеюіне тамаша орта жасайды. Дегенмен, көлдің ерекшелігі - шығыс пен батыс арасындағы тұздылықтың үлкен айырмашылығы - Іле өзені мен басқа да тұщы су көздерімен қоректенетін батыс аймақта тұздылық төмен (EC ≈ 300–500 мкС/см), ал шығыс аймақта тұз жиналады (EC ≈ 5000–6000 мкС/см). Бұл тұздылық градиенті балық өсіру зауыттары үшін ерекше қиындықтар туғызады, бұл жергілікті фермерлік кәсіпорындарды EC сенсорлық технологиясының инновациялық қолданылуын зерттеуге итермелейді.
Балқаш көлінің батыс жағалауында орналасқан «Ақсу» балық өсіру зауыты аймақтағы ең ірі шабақтарды өндіру базасы болып табылады, негізінен тұқы, күміс тұқы және үлкен бас тұқы сияқты тұщы су түрлерін өсіреді, сонымен қатар тұздылыққа бейімделген арнайы балықтарды сынақтан өткізеді. Дәстүрлі балық өсіру әдістері, әсіресе көктемгі қар еріген кезде, Іле өзенінің ағынының күрт көтерілуі кіріс суының ЭК ауытқуларына (200–800 мкС/см) әкеліп соқтырған кезде, жұмыртқалардың дамуына және шабақтардың тіршілігіне қатты әсер етті. 2022 жылы балық өсіру зауыты ЭК сенсорларына негізделген тұздылықты реттеудің автоматтандырылған жүйесін енгізіп, бұл жағдайды түбегейлі өзгертті.
Жүйенің негізгі бөлігі Shandong Renke компаниясының өнеркәсіптік ЭК таратқыштарын пайдаланады, олар кең диапазоны 0–20 000 мкС/см және ±1% жоғары дәлдікпен ерекшеленеді, бұл әсіресе Балқаш көлінің айнымалы тұздылық ортасына өте қолайлы. Сенсорлық желі кіріс арналары, инкубациялық цистерналар және резервуарлар сияқты негізгі нүктелерде орналастырылған, нақты уақыт режимінде тұздылықты реттеу үшін тұщы су/көл суын араластыру құрылғыларына қосылған орталық контроллерге деректерді CAN шина арқылы жібереді. Жүйе сонымен қатар температураны, еріген оттегіні және басқа параметрлерді бақылауды біріктіреді, бұл инкубаторлық басқару үшін кешенді деректерді қолдауды қамтамасыз етеді.
Балық жұмыртқаларын инкубациялау тұздылықтың өзгеруіне өте сезімтал. Мысалы, тұқы жұмыртқалары 300-400 мкС/см EC диапазонында ең жақсы шығады, ауытқулар жұмыртқадан шығу жылдамдығының төмендеуіне және деформация жылдамдығының жоғарылауына әкеледі. Үздіксіз EC мониторингі арқылы техниктер дәстүрлі әдістер инкубациялық резервуардағы EC нақты ауытқуларының, әсіресе су алмасу кезінде, ±150 мкС/см дейін ауытқулармен күткеннен әлдеқайда асып түсуіне мүмкіндік беретінін анықтады. Жаңа жүйе ±10 мкС/см реттеу дәлдігіне қол жеткізді, жұмыртқадан шығудың орташа жылдамдығын 65%-дан 88%-ға дейін арттырды және деформацияларды 12%-дан 4%-ға дейін төмендетті. Бұл жақсарту шабақтарды өндіру тиімділігін және экономикалық кірісті айтарлықтай арттырды.
Шаяндарды өсіру кезінде ЭК мониторингі де бірдей пайдалы болып шықты. Инкубатория шабақтарды Балқаш көлінің әртүрлі бөліктеріне жіберуге дайындау үшін біртіндеп тұздылыққа бейімделуді қолданады. ЭК сенсорлық желісін пайдалана отырып, техниктер таза тұщы судан (ЭК ≈ 300 мкС/см) тұзды суға (ЭК ≈ 3000 мкС/см) ауысып, өсіру тоғандарындағы тұздылық градиенттерін дәл басқарады. Бұл дәл бейімделу шабақтардың тіршілік ету деңгейін 30-40%-ға жақсартты, әсіресе көлдің тұздылығы жоғары шығыс аймақтарына арналған партиялар үшін.
ЭК мониторингінің деректері су ресурстарының тиімділігін оңтайландыруға да көмектесті. Балқаш көлі аймағында су тапшылығы артып келеді, ал дәстүрлі балық өсіру шаруашылықтары тұздылықты реттеу үшін жер асты суларына қатты тәуелді болды, бұл қымбат және тұрақсыз болды. Тарихи ЭК сенсорларының деректерін талдау арқылы техниктер көл мен жер асты суларын араластырудың оңтайлы моделін жасады, бұл балық өсіру шаруашылықтарының талаптарын қанағаттандыра отырып, жер асты суларын пайдалануды 60%-ға азайтты, бұл жылына шамамен 12 000 доллар үнемдеуге мүмкіндік берді. Бұл тәжірибені жергілікті қоршаған ортаны қорғау агенттіктері суды үнемдеудің үлгісі ретінде насихаттады.
Бұл жағдайда инновациялық қолдану болжамдық модельдерді құру үшін ЭК мониторингін ауа райы деректерімен біріктіру болды. Балқаш көлі аймағында көктемде жиі қатты жаңбыр мен қардың еруі байқалады, бұл Іле өзенінің ағынының кенеттен көтерілуіне әкеледі, бұл инкубатордың кіріс тұздылығына әсер етеді. ЭК сенсорлық желісінің деректерін ауа райы болжамдарымен біріктіру арқылы жүйе кіріс ЭК өзгерістерін 24-48 сағат бұрын болжайды, проактивті реттеу үшін араластыру коэффициенттерін автоматты түрде реттейді. Бұл функция 2023 жылғы көктемгі су тасқыны кезінде маңызды болып шықты, инкубатордың шығу жылдамдығын 85%-дан жоғары ұстап тұрды, ал жақын маңдағы дәстүрлі инкубаторлар 50%-дан төмен түсті.
Жоба бейімделу қиындықтарына тап болды. Балқаш көлінің суында карбонат пен сульфаттың жоғары концентрациясы бар, бұл өлшеу дәлдігін төмендететін электродтардың қабыршақтануына әкеледі. Шешім әрбір 12 сағат сайын механикалық тазалауды орындайтын автоматтандырылған тазалау механизмдері бар арнайы қабыршақтануға қарсы электродтарды пайдалану болды. Сонымен қатар, көлдегі планктонның көп мөлшері сенсор беттеріне жабысып қалды, бұл орнату орындарын оңтайландыру (биомассасы жоғары аймақтардан аулақ болу) және ультракүлгін сәулелермен зарарсыздандыруды қосу арқылы азайтылды.
«Ақсу» балық өсіру зауытының табысы ЭК сенсорлық технологиясының бірегей экологиялық жағдайларда аквамәдениет мәселелерін қалай шеше алатынын көрсетеді. Жоба жетекшісі: «Балқаш көлінің тұздылық сипаттамалары бір кездері біздің ең үлкен бас ауруымыз болған, бірақ қазір олар ғылыми басқарудың артықшылығына айналды - ЭК-ны дәл бақылау арқылы біз әртүрлі балық түрлері мен өсу сатылары үшін тамаша орта жасаймыз», - деп атап өтті. Бұл жағдай ұқсас көлдердегі, әсіресе тұздылық градиенттері немесе маусымдық тұздылық ауытқулары бар көлдердегі аквамәдениет үшін құнды түсініктер береді.
Біз сондай-ақ әртүрлі шешімдерді ұсына аламыз
1. Көп параметрлі су сапасын өлшейтін қол өлшегіш
2. Көп параметрлі су сапасына арналған қалқымалы буй жүйесі
3. Көп параметрлі су сенсорына арналған автоматты тазалау щеткасы
4. Серверлердің толық жиынтығы және бағдарламалық сымсыз модуль, RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN қолдайды
Су сапасының сенсоры туралы көбірек ақпарат алу үшін ақпарат,
Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.
Email: info@hondetech.com
Компания веб-сайты:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Жарияланған уақыты: 04 шілде 2025 ж.