关于鱼菜共生景观系统的设计研究.pdf

112 智能环保 NO 16 2020 智能城市 INTELLIGENT CITY 关于鱼菜共生景观系统的设计研究 周宇翔 隋晓莹 大连交通大学 辽宁 大连 116028 摘 要 将生态水产鱼菜养殖与生态景观蔬菜栽培养殖技术进行有机结合产生的景观鱼菜共生环境管理系统 该 鱼菜共生系统是利用水培养殖鱼的排泄物和多余的蔬菜作为饵料进行育肥水培蔬菜 利用排泄物对水培养殖蔬菜的吸收 和消化特性来清洁和改善系统的环境和水质 并设计了 家庭版 的景观鱼菜共生环境管理系统 关键词 景观式系统 水循环 水质监测 智能控制 1 鱼菜共生 调研 1 水产养殖与水产养殖的共生关系结合了两种不同的 农业工程技术 利用陶瓷基质将诸如卵 有机氮等大分子通 过消化分解转化为吸收植被硝酸盐 可以在不交换水和不进 行饲料肥化的情况下实现生态农业 2 国内外发展状况 国外对于鱼菜共生的技术实现发 展研究模式主要方向为大规模集约化的生产 国内将鱼菜共 生养殖的重心放在了温室内鱼菜共生的技术以及鱼菜集约 化循环生产的技术实现之上 3 发展趋势 目前 研究的方向主要可以分为两个方 向 其一就是蔬菜工业化 以实现蔬菜大规模市场经济 进 行蔬菜工业化 由于其蔬菜养殖系统的结构复杂性 容易直 接受到生长环境 品种的分布和蔬菜养殖系统的工业化过程 等一系列因素的直接影响 导致高昂的投资成本和高投资 风险 另一种方向就是景观式休闲 家庭版 蔬菜养殖的方向 近些年逐步研发运用了纳米等多种高新技术 目前家庭餐厅 里种植的蔬菜一般都是采用客厅或阳台种植的形式 需要 客厅内有专人负责管理其生长的过程 客厅里或阳台养殖的 观赏鱼类因为缺水而产生了大量的排泄物以及过量的鱼饵 需要及时进行间歇换水以有效净化室内的水环境 为了有效 节约资源 低碳环保 将景观式家庭餐厅种植的蔬菜与家庭 养鱼有机利用完美结合 一种家庭景观式的鱼菜共生养殖系 统就此产生 2 系统整体设计 将坡屋顶的设计元素融入到景观装置系统之中 打造 出包括水草区间 种植观赏区间 中控区域等系统结构图如 图1所示 外观效果图如图2所示 图1 系统结构图 图2 外观效果图 其中水草种植区间为系统基础 一则起到蓄水储水的 功效 二来也可用于水生植物布景 水培种植区主要采用陶 粒基质栽培 为了保证水体的质量达到可以使鱼和水中的蔬 菜正常繁殖生长得更好 得到和谐的环境以及生态共生的效 应 三重过滤式净水系统应运而生 3 系统工作原理 1 三重过滤系统配置 在种植区水循环自动过滤管理 系统中 利用种植区的水泵把整个水草种植区水体中的洁净 营养水体形成高差 在整个溢流区中水体之间形成了压力 差 溢流区底部开了大量的小口 通过植物的硝酸盐吸收 降低了营养水体中硝酸盐和营养物质的浓度 避免了污染导 致水体的富营养化 控制种植区的水流并且在小孔外侧缠绕 一层尼龙纱布 可以有效控制和避免了种植区域水体中营养 物质的污染和流失 同时净化了流入种植区到整个水草种植 区的营养水质 此为二重自动过滤 水草自动净化种植区种 养存储管理空间设置作为传统鱼菜水草共生管理系统中最 大的鱼菜水草自动分区和种植存储管理空间 在其间可以自 动管理种植的鱼菜水草 充分利用了鱼菜水草自动种植区的 空间 满足美观的使用要求 也是通过对鱼菜水草的引入自 然界和光合作用 可以为往复循环的鱼菜水体中水草补充大 量的植物水分和天然氧气 并帮助净化整体水质 此为三重 自动净化过滤 如此即可形成一个往复的排水循环 实现了 传统鱼菜水草共生管理系统生产过程管理中的鱼草水循环 自动过滤净化和三重过滤 2 光伏发电补光系统的配置为满足系统整体美观的要 求 以及为鱼缸的水体质量和安全提供了保护 3 系统环境水质的智能环境监测系统配置由传感器 单片机 液晶显示屏等部分组成的环境监测智能显示系统 各类水质传感器收集到的鱼类与蔬菜共生以及系统中各种 113 智能环保 NO 16 2020 智能城市 INTELLIGENT CITY 环境因素 由单片机对传感器进行智能化处理后 直观地将 环境图显示在液晶显示屏上 4 可行性分析 市场分析 目前市面上有成熟的共生系统技术 因此 技术层面的问题已经得到了较好的解决 硝化是鱼菜共生中 最为重要的一环技术 废水只有通过滤化与硝化后才可以降 低对鱼的毒性 从而为高密度养殖的鱼菜共生系提供良好的 生态保障 因此来填充惰性的滤材 如砂 蛭石 珍珠岩 石子等 养殖水先经由初级过滤池后 再以灌溉的方式从硝 化墙的上方慢慢渗漏至墙脚的滤化过程 在这过程中 水 实现了之字形的曲线渗透 使水渗漏的路线加长 达到更好 的滤化效果 而蓄积于基质中的有机污染物又成为微生物与 植物生长发育的能量源与肥源 从而达到杀菌滤化与硝化之 效果 水变成了相对净化的循环新水 又可以注入养殖池 以达到水的循环重复利用之目的 实现了最节水化的鱼菜共 生系 5 系统发展前景 随着我国城市现代农业不断地发展 绿色生态农业和 可循环发展的农业越受到关注 休闲生态农业也随之成为了 流行 该生态养殖系统主要采用了现代水产栽培养殖技术和 无土栽培养殖技术相互结合 具有促进营养物质吸收再循环 的绿色生态养殖效应的特色 并同时具有以下三种经济效益 1 鱼菜综合共生该装置可有效充分利用自来水和太阳 能 使有限的资源通过水循环方式有效利用 且该综合共生 装置不仅在小型家庭用于阳台 庭院 同时可将蔬菜水生动 物养殖场 蔬菜水生作物种植园 花卉水生植物观赏园和蔬 菜水族馆等多种功能设施汇聚 作为一种大型城市旅游景点 的建设 该装置可与移动物联网的技术完美结合 通过无线 智能网络传输将系统数据传输发送到智能手机App等移动智 能终端 人们用手机就可随时随地查看和接收物联网系统的 数据 符合了现代人工作和生活的方式 具有研究和推广的 价值 有一定的社会经济效益 2 鱼类和蔬菜共生系统基础设施及其配套技术的成功 应用研发 使系统中的各种营养物质就地与水进行了可持续 的水循环 物尽其用 无污染和废化的生产 最大幅度地提 高了水资源的利用率 具有一定的社会生态和经济效益 3 鱼菜营养共生技术是一种全新的生态型可持续发展 的农业新营养共生技术 涉及多种鱼类和水生动植物学科 可以广泛普及相关的生态循环科学发展理念和营养共生技 术基础知识 构建科学的鱼菜营养共生教育系统也是一种求 证教育和体验学习的方法 具有一定的经济社会效益 4 从农业商业模式来说 鱼菜共生系统是一种低成本 高效益省资源的商业模式 但是从审美角度来讲 循环系统 是内里 而系统的外部则可以通过精细的设计赋予美学价 值 在居民收获无公害绿色农产品的同时 也能获得审美 情趣 位于加拿大温哥华的鱼菜共生商业农场U r b a n s p a c e Aquaponics 城市鱼菜共生 经过创始人Ahmed一年的苦 心经营 已进入收成状态 也和本地有机农产市场洽谈明 年产品上市事宜 今年公司更获得卑诗中小企业奖 Small Business BC Awards 的最佳新兴企业家的提名 在国内市场 来自陕西省的 海归 农民车胜利把 鱼菜共生 清洁植物工厂建在了高陵区通远镇仁村里 2017年10月 车胜利的第一批蔬菜成功出产 在高林区农林 局 高陵区宣传处的推荐下 华润万家与金鹰超市主动找到 车胜利 为其提供售卖平台 2017年11月 车胜利的无污染 蔬菜正式出现在了超市货架上 由于产出的蔬菜有机 无污 染 车胜利的植物工厂一份150 g到200 g的蔬菜售价16 98元 但并不乏愿意为它买单的人 本次方案则是将现有的生产技术与艺术设计结合起来 用庭院改造或是公众空间设计的方式将生态循环生产系统 转变为绿色生态功能区间 并且将之进行大众化的推广 实 现社会效益与经济效益双丰收 参考文献 1 郝玉玲 前景看好的鱼菜共生系统 N 中国渔业报 2008 02 28 2 张明华 丁永良 杨菁 等 鱼菜共生技术及系统工程研究 J 2004 10 7 12 3 王推敏 鱼菜共生系统的研究其及开发 下 J 渔业机械仪器 1991 18 95 9 12 4 张明华 丁永良 杨菁 等 鱼菜共生技术及系统工程研究 J 现 代渔业信息 2004 10 7 12 5 欧红霞 李志斐 余德光 等 鱼菜共生技术概况及研究进展 C 第七届云南省科协学术年会论文集 专题二 绿色经济 产业发展 昆明 2017 作者简介 周宇翔 研究方向为环境设计 通信作者 隋晓莹 硕士 副教授 研究方向为环境设计 基金项目 本文系大连交通大学2019年大学生创新创业训练计 划项目的研究成果