Разработка возможности создания садково-бассейнового хозяйства в Лужской губе после постройки порта Усть-Луга

Гидрометеорологическая характеристика Лужской губы

Рельеф дна

Для Лужской губы характерен очень неровный рельеф дна. Самые большие глубины размещены ближе к северу, углубления достигают до 20-35 метров. Уменьшение глубины идет в южном направлении. Возле юго-восточного берега в прибрежной зоне глубины в большинстве своем не превышают 2-х метров. На отдалении от берега в 1,5-3 км проходит 5-метровая линия глубин, а в 3-5 км — 10-метровая линия(изобата). Преобладающие грунты — глина, песок, ил и камень.

Течения в Лужской губе

Формирование течений в Лужской губе происходит под воздействием сточных вод реки Луга, ветров, колебаний уровня моря и течений самого Финского залива. Конфигурация берегов, неровный рельеф дна и физическое состояние водных масс определяют особенности циркуляции по акватории губы. Скорости течений на входе в губу могут достигать 49 см/с. Наибольшие скорости в основном наблюдаются в поверхностном слое. Ближе к югу скорости уменьшаются до 10-15 см/с или до слабых.

Стоковое течение сильнее сказывается в устье реки Луга и в южной мелководной части губы. Направлено оно в основном на север со скоростью 10-15 см/с и преобладает в западной части губы. Постоянное течение Финского залива, повторяя конфигурацию берегов, наиболее четко выраженное в восточной части губы и направлено на юг, в западной части — наоборот (на север). Мощность течения не является постоянной, обусловлено гидрометеорологическими условиями. Воздействие ветра влияет на формирование двухслойной системы течения в Лужской губе.

По всей поверхности воды восточной части Лужской губы на всех направлениях (кроме южного) течение направлено с севера на юг со скоростью 27 см/с. При южно-направленных ветрах течения природного слоя направляются на север, а когда ветер дует с юго-запада, то течение направляется на север. При этом скорость течения по всей толщине воды составляет 10-15 см/с.

Рисунок 1.Географическое положение порта Усть-Луга

Климатическая характеристика

Сезоны в течение календарного года можно охарактеризовать следующим образом:

• Зима мягкая неустойчивая с резкими колебаниями температуры воздуха вплоть до оттепелей и преобладанием пасмурной погоды. Также для зимы здесь характерно обильное выпадение осадков и густые туманы. Часто зимой можно наблюдать значительное увеличение скорости ветра, что нередко приводит к шторму.
• Весной обычно холодно, период заморозков длится долго. Туманы весной тоже частое явление.
• Лето сравнительно прохладное. Для него типично довольно равномерное распределение температуры воздуха, наименьшая в году облачность, небольшое число дней с туманом, а также значительное количество осадков, которые часто носят ливневый характер и нередко сопровождаются грозами.
• Осенью происходит понижение температуры воздуха, увеличивается облачность, осадки приобретают характер обложных. Туманы осенью возникают чаще, чем летом и они более продолжительны. Скорости ветра возрастают, повторяемость штормов становится наибольшей в году. В конце осени наблюдается выпадение снега.

Температура воздуха.

Среднемесячная температура воздуха для рассматриваемого района реки Луги, по м.ст. Усть-Луга изменяется от минус 7,7 °С в феврале до 16,9 °С в июле.

Влажность воздуха. Абсолютная влажность воздуха рассматриваемого района резко увеличивается от зимы к лету. Наибольшее среднемесячное значение абсолютной влажности за многолетие составляет 15,0 мб и отмечается в июле, наименьшее – в феврале, и составляет 3,2 мб. Среднемесячные значения относительной влажности воздуха в холодное время года изменяются в пределах 80-87%, а в теплый период — 70-83%.

Осадки. Среднегодовая сумма осадков на метеостанции Усть-Луга составляет 760 мм. В теплый период года их выпадает 63% от общего числа. Наибольшее количество осадков за месяц выпадает в августе-сентябре, среднемесячный слой осадков в этот период составляет 86 мм. Наименьший среднемесячный слой осадков наблюдается с февраля по май и не превышает 35-49 мм.

Ветер. В течение года преобладающими направлениями ветра являются юго-западное, южное и юго-восточное, повторяемость которых за год составляет 15-19%. Повторяемость штилей по месяцам в процентах от общего числа наблюдений за ветром колеблется в пределах 2-14%. Средняя годовая скорость ветра составляет 4,7 м/с. Максимальная скорость ветра для данного района, возможная один раз в 20 лет, составляет 26 м/с.

Уровни воды

Уровненный режим на устьевых участках рек в южной части Лужской губы определяется, преимущественно, положением уровня воды в Финском заливе. Приливо-отливные колебания на Балтике практически не выражены, их амплитуда составляет не более 5-10 см. Внутригодовые циклические колебания хорошо прослеживаются по среднемесячным значениям уровней. Наиболее высокие в году значения отметок горизонтов наблюдаются в октябре-январе. Периоды с наименьшими отметками приходятся на март-май. Значимые по амплитуде сгонно-нагонные и сейшевые колебания уровней в заливе носят непериодический характер. Средняя амплитуда этих колебаний в году составляет около 0,5 м. Временами величины нагонов и сгонов могут достигать 1,0-1,5 м.

Сток рек Луги практически не оказывает влияния на годовой ход уровней в южной части Лужской губы. Исключение составляет непродолжительный период весеннего половодья (в конце апреля – начале мая), когда воды весеннего паводка могут поднимать уровень в устье реки Луги на 0,2-0,3 м.

Скорости течения и расходы воды реки Луга

Характерной особенностью р. Луга является значительное влияние моря. Так, в течение практически всего года река на данном участке находится в подпоре от Финского залива. Влияние моря не может не отражаться на режиме скоростей течения и уклонах водной поверхности. Наибольшие скорости течения и уклоны водной поверхности наблюдаются в среднем в период с конца апреля до начала второй декады мая, в это время на реке проходит подъем весеннего половодья, а синоптическая ситуация такова, что уровни в Лужской губе минимальны. В течение остального времени — периоды летне-осенней и зимней межени — скорости незначительны, а уклоны на участке близки к нулевым значениям.

Биоразнообразие Лужской губы

Лужскую губу относят к водоемам с высшей категорией рыбохозяйства, за счет большого разнообразия рыб и количественных запасов ценных видов для рыбной промышленности. Каждый год здесь добывают не меньше 900 тонн рыбы. В Лужской губе насчитывают больше 30-ти видов рыб, куда входит: форель, лосось, балтийская килька, сига и кумжа. Столь большая концентрация лососевых и сиговых в губе обусловлена тем, что рыба идет на нерест в водах реки Луга. Истребление этих видов ценной рыбы, нарушение нерестилищ и постоянное возрастание уровня эвтрофикации водоемов приводит к тому, что общий ежегодный улов по ценным видам рыб сокращается.

По причине того, что доля ценных рыб в улове уменьшилась, увеличился улов среди малоценных видов, таких как корюшковые, карповые и окуневые. Улов корюшки, пойманной за последние годы, составляет практически 50% от всего улова рыбы. Корюшка используется как сырье на фабриках рыбной муки. Морфологические свойства водоема (мелкие и глубокие акватории), изменения уровня солености воды, а также сезонные колебания влияют на распределение рыбы по водной территории Лужской губы. В той части губы, где большая глубина обитает салака, балтийская килька и корюшка. На отмели, ближе к берегу встречаются окуни, уклейка, та же корюшка и мелкие рыбешки.

По численности рыб в Лужской губе нет однозначных показателей, так как они довольно различные. Прибрежная зона восточного побережья характеризуется значительно большими показателями обилия рыб по сравнению с западным (в среднем выше в 2 раза по численности и в 4 по биомассе) и имеет иную их сезонную динамику. На восточном побережье отмечается 2 пика численности — в июне (максимальный) и сентябре, со значительным упадком в августе. В восточной части южной мелководной зоны (участок строительства порта) можно отметить максимальную среднесезонную биомассу рыб во всей губе — более 200 кг/Га. Большая часть видов рыбы Лужской губы нерестится в самой губе.

Нерестилища кильки сконцентрированы в центральной и северной частях Лужской губы, на банках в прибрежной части на глубинах от 3 до 15 м. Нерест корюшки локализуется в литоральной зоне на маленьких глубинах, в основном, южной части губы с более низкой минерализацией, и в устье реки. Самая высокая плотность нерестилищ корюшки размещается вдоль всего восточного побережья Лужской губы. Она не утратила своего важного рыбохозяйственного значения, как район размножения и нагула основных промысловых рыб в Финском заливе.

Воздействие объектов порта Усть-Луга на акваторию Финского залива

Береговая часть, причалы и терминалы порта Усть-Луга выходят в Лужскую губу Финского залива. Лужская губа является частью Финского залива в Балтийском море. Кургальский полуостров на западе отделяет ее от Нарвского залива, а Сойкинский полуостров от отделяет от Копорской губы на востоке. На глубину 20 км входит в сушу. Реки, которые впадают в Лужскую губу: река Луга (основной ее рукав и протока Выбья), река Хаболовка и река Лужица.

Гидрохимия

На гидрохимический состав воды влияет совокупность множества факторов: водная циркуляция, осадки в виде дождей и снега, антропологический фактор степень активности биологических объектов. Как результат, вышеперечисленные процессы привели к тому, что в Лужской губе скопился избыток неорганических питательных веществ, в основном азота и фосфора, попадающих из впадающих в губу рек. Однако, сравнительно хорошие условия для жизни биологических объектов обеспечивает высокое содержание кислорода в воде. Ниже рассмотрены некоторые другие параметры вод Лужской губы.

Соленость

В наиболее глубокой части на северной территории губы зафиксирована наибольшая соленость, которая изменяется от 3,2-7,7‰ в придонном слое до 1,7-5‰ на поверхности. На юге акватории Лужской губы показатели солености находятся в пределах 2,2-6,2‰ на дне и 1,2-4,8‰ в поверхностном слое. Из-за активного притока соленой воды соленость на глубине увеличивается, в то время как соленость в поверхностном слое снижается, в местах впадения рек. Также из-за неоднородности процесса распределения речной воды кислородный режим является весьма изменчивым.

Другими причинами данного явления наличие нагрузки органических веществ и скачка солености, так называемого галоклина. Исходя из данных, полученных в результате мониторинга 2001-2014 гг.

Эвтрофикация

Концентрация растворенного кислорода в поверхностных водах Лужской губы колебалась в пределах 5,5-10,8 мг/л, что является весьма хорошим показателем. Наиболее низкие данные по данному показателю были получены зимой, в то время как в весенний и летний период они достигали своего максимума. Показатель БПК5 в Финском заливе колеблется от 0,35 до 1,63 мг/л. И как раз именно в Лужской губе был зафиксирован его максимум, что свидетельствует о том, что именно в этом регионе имеет место повышенная нагрузка органических веществ.

Если рассматривать показатель химического потребления кислорода, то необходимо отметить, что для Лужской губы характерны его показатели в пределах 8-15 мг/л. В воде были зафиксированы высокие концентрации нитратов, достигающие 1200 мкг/л и повышенные значения концентрации нитритов — около 20 мкг/л. Также к влиянию на акваторию Лужской губы вод впадающих в нее рек, можно отнести высокие уровни содержания фосфатов и азота. Содержание первых, например, находится в районе от 5-10 до 40-60 мкг/л. В большинстве случаев высокие показатели наблюдаются в глубоководном особо соленом слое, и гораздо реже в более пресных слоях.

Зоопланктон

Еще одним показателем, описывающим состояние воды, является показатель продуктивности зоопланктона. В Лужской губе наблюдается значительное падение этого показателя в середине лета, но имеются две точки максимума — весной и осенью. Такая ситуация весьма стандартна для Финского залива и Балтийского моря, в целом. Максимальный показатель биологической массы можно наблюдать в весеннее время, он может возрастать до 15 мг/м3. В той части губы, где вода неглубокая, летом активно цветут водоросли. Зоопланктон в Лужской губе по продуктивности является одним из лучших в Финском заливе. Типичный уровень биомассы в течение сентября 0,5 г/м3. Имеется более 80 видов зоопланктона. Доминируют две группы, а именно, коловратки и копеподы.

Влияние порта на биологическое разнообразие

Сегодня в акваториях функционирования терминала в основном встречаются не столь ценные виды рыб. Однако эта акватория владеет хорошим потенциалом для выращивания рыбы. Это связано с идеальными глубинами вод и хорошими питательными условиями вблизи дельты реки Луги. Вследствие разработки суши и увеличения глубин мелководной акватории морское дно разрушится. Данная акватория — прекрасное нерестилище для рыб, особенно для корюшки.

Портовый комплекс Усть-Луга (без нефтяного терминала) заберет 1/3 часть отмели ближе к восточной части от устья р. Луга. В местах, где сбрасываются вычерпанные материалы, повреждены места нерестилищ балтийской кильки. В общем территория, которую занимают эти нерестилища насчитывает примерно 9900 га. Акватория для свалки вычерпанных материалов составляет около 895 га. Существенная часть этих нерестилищ была разрушена, по крайней мере, временно, а это около 10-ти нерестилищ балтийской кильки.

Результатом воздействия разрушения нерестилищ явилось более низкое воспроизводство рыбы в губе. Это в свою очередь повлияло на жизнь птиц и губы как кормовой площади для хищной рыбы. Ущерб рыбным запасам был рассчитан в ОВОС и оценивается в размере 9300 тыс. рублей или приблизительно 300 тыс. € (в ценах II квартала2012 г.). Кроме ущерба, который был нанесен ихтиофауне губы за счет строительства портовых объектов, есть еще и техногенное воздействие постоянного характера. Последнее происходит из-за текущей деятельности порта и проведения регулярных работ по углублению дна.

Тяжелые металлы

По результатам оценки экологической ситуации в акватории Финского залива, проведенной в 2015 году, было выявлено, что практически в каждой точке наблюдения зафиксировано превышение содержания меди, в то время как содержание в водах марганца и цинка не выходит за пределы нормы.

Мутность

Во всех точках исследования отмечена повышенная мутность воды, достигающая максимума превышения (в 23,8 раза) в придонном слое. Это явление характерно также для исследуемых превышений по взвешенным частицам. Проведенное измерение вышеописанных показателей дает возможность сделать вывод о том, что впадающие реки негативно влияют на состояние вод в Лужской губе. Это относится и к регулярным дноуглубительным работам, в результате которых образуются известковые и глинистые взвеси, являющиеся причиной повышенной мутности.

Помимо влияния на степень мутности негативным результатом проведения работ по дноуглублению является образование подводных отвалов грунта, которые перестраивая водную систему, ведут к образованию застоев, увеличивающаяся биогенная нагрузка приводит к «цветению» воды, и как следствие вызывает снижение ее прозрачности. Данные изменения касаются не только акватории, но и прибрежных зон, где заносимый песок значительно сокращает площади прибрежной растительности и приводит их продуктивность к снижению. Как следствие, ценные виды растений вымирают, а сорные активно развиваются.

Анализ ущерба водным биоресурсам

Уязвимость разных частей прибрежно-морской экосистемы Лужской губы по итогам исследования, представленного в диссертации Царьковой Н.С. в общем оценена как для:

• фитопланктона — низкая;
• береговой луговой растительностью — низкая;
• бентоса — высокая;
• зоопланктона — умеренная;
• рыбного населения — высокая;
• макрофитов и донной растительности — высокая;
• водно-болотных птиц — высокая.

Данные об ущербах при строительстве всех объектов, находившихся под наблюдением, и которые расположены в МТП Усть-Луга, представлены на основе данных о распределении пятен мутности. По выполненным работам в сумме по всем категориям причиненного ущерба в промежуток с 2007 по 2014 гг. от работ по дноуглублению был причинен вред в объеме 235,92 т. рыбы.

Губа представляет собой большую значимость в воспроизводстве рыбных ресурсов восточной части Финского залива. В XX в. она являлась одним из ключевых районов рыболовного промысла и сейчас сохраняет значительную промысловую роль, при ведущемся портовом строительстве, однако улов существенно сократился. В настоящее время он варьирует около 160 т/год, а до начала строительства (в 1990-х гг.) составлял примерно 700 т/год.

Снижение рыбных запасов обуславливается, кроме того, и общей закономерностью динамики рыбных запасов Балтийского моря, которые имеют циклический характер. И сейчас они достигают очередного минимума. Значительными промысловыми данными обладают салака, плотва, корюшка, окунь. Перед началом портового строительства Лужская губа играла важную роль в воспроизводстве главной промысловой рыбы восточной части Финского залива — салаки, так как банки на севере и в центре губы и прибрежные биотопы (глубины от 4 до 16 м) дают весьма приемлемые для этого условия — по глубине, соленосному режиму, наличию водорослей и структуре грунтов, которые необходимы салаке в качестве нерестового субстрата. Салака — рыба-планктофаг, и так как продуктивность планктона почти не пострадала при строительстве, то кормовая база салаки по сей день остается достаточно существенной.

Таблица 2. Ущерб рыбным ресурсам в промежуток с 2007 по 2014 гг.

Годы	Постоянный ущерб, т рыбы	Временный ущерб, т рыбы	Дополнительный временный ущерб, т рыбы
2007	0.356	0.906
Итого	0.356	0.906
2008		30.776	2.701
	0.106	11.428	0.136
		4.898	4.515
Итого	0.106	47.102	7.352
2009		5.066	0.052
		23.29	16.225
		44.837	0.539
		19.761	1.695
Итого		92.954	18.511
2010		35.509	8.474
		4.090
	0.12
Итого	0.12	39.599	8.474
2011		8.13
		4.452
Итого		12.582
2012		5.859
		1.952
Итого		7.811
2014	0.047
Итого	0.047

Рисунок 2. Динамика вылова рыбы в 2004–2012 гг. в Лужской губе (фондовые материалы ФГУ «Севзапрыбвод», включают и данные по спортивно-любительскому рыболовству).

Кроме того, в Лужскую губу впадает р. Луга, которая является самой крупной лососевой рекой Финского залива и сохранила особое значение для природной вегетации балтийского лосося. Человеческий фактор воздействия, который связан с построением объектов МТП «Усть-Луга», не привел к изменению состава рыбных видов, но вызвал значимые изменения показателей его обилия. Также изменился характер их пространственно-временных передвижений, что привело к значительному уменьшению уловов и рыбопродуктивности.

Рыбные запасы губы за время построения порта уменьшились существенно. Их межгодовая вариабельность значительно выросла, и в некоторые года (2004, 2007, 2008 гг.) биомасса нескольких видов и вся ихтиофауна в целом локально доходила даже до прежних высоких уровней, свойственных 90-м гг. XX в. Однако это было связано уже не с нагулом, а с нерестовыми миграциями, при которых возрастала популяционная насыщенность за счет крупных особей. Поэтому, сезонные пики биомассы изменились со второй половины лета на май-июнь. В другие годы периода строительства порта ихтиофауна оказывалась значительно меньшей, чем до его начала. Таким образом, рыбное население в наибольшей степени оказывается уязвимым к влиянию строительства порта во второй половине летнего периода и осеннем периодах.

При этом наиболее значимое уменьшение характеристик обилия водных биоресурсов в юго-восточной части губы, в той, где ведется портовое строительство. Нормальные условия для нереста были существенно ухудшены. Значительная часть нерестовых зон в прибрежной части пресноводного бассейна необратимо утрачена. Некоторую часть еще можно вернуть, в особенности — места, где произошло заиление (ранее с повышенной мутностью воды). Значительный вред постоянному производству салаки нанесло применение ее большого нерестилища — банки Мерилода, в качестве отвала для перемещенных грунтов дноуглубления. Эта потеря в рыбохозяйственной деятельности является наиболее значимой, так как данное нерестилище обладало немаловажным значением для воспроизводства салаки в восточной части Финского залива, а возможности восстановления его репродуктивной мощи очень сомнительны. Также в худшую сторону изменились условия для нагула.

Если кормовая база планктофагов быстро регенерируется и практически не пострадала, то структура, состав и обилие зообентоса заметно изменились, а для их восстановления требуется много времени. Кроме того, восстановление искомых донных сообществ в Лужской губе в целом немыслима, учитывая, что из фонового видового состава сообществ при влиянии убыли стенобионтные виды, а сменили их многочисленные интродценты-эврибионты, которые являются более конкурентоспособными в условиях воздействия человеческого фактора. И так как питательность последних сейчас непонятна, а ресурсы кормового бентоса снизились значительно и необратимо, то ущерб, который был нанесен кормовой базе бентофагов, необходимо признать значительным.

В данный момент, при проведении работ по дноуглублению в устье р. Луги, было выбрано и вывезено на подводный отвал больше 65 тыс. м3 донного грунта. Данные действия могут в первую очередь негативно повлиять на такие виды рыб как балтийский лосось и форель, ведь река Луга, как уже было сказано выше, является самой крупной лососевой рекой Финского залива, и которая до сих пор сохранила значение для естественного воспроизводства балтийского лосося, а именно прекратится нерест данных видов рыб, так как эти виды рыб проявляют отрицательную реакцию на фактор шума, вибрации, мутности воды и т.д., поэтому они не будут заплывать в устье реки и саму реку. Последствия данных работ могут привести к еще большему уменьшению объема рыбной продукции, а река Луга навсегда утратить значение для естественного воспроизводства лососевых.

Анализ изменения природоохранных издержек МТП «Усть-Луга» указывает на то, что на этапе строительства и функционирования их основная часть связана с воздействием на водную среду. Последствия проведения работ по дноуглублению, а именно замутнения и загрязнения вод, нанесенного вреда водным биоресурсам, а также сброса загрязненных вод и размещения отходов представлены ниже:

• по гидрохимическим показателям водной среды Лужская губа характеризуется как «умеренно-загрязненная», химический состав не указывает на наличие значительного техногенного загрязнения;
• численность и биомасса фитопланктона по сравнению с фоновыми значениями осталась неизменчива. До начала работ доминировали виды из отдела зелёных (хлорококковые), а в последние годы в южной части губы – криптофитовые. Вдоль всей губы распространилась эвгленовая водоросль Eutreptia sp., что говорит о наличие загрязнения воды легкоминерализуемыми органическими веществами. В общем современные свойства фитопланктона губы отвечают требуемому уровню;
• показатели продуктивности и обилия зоопланктона, характер их пространственно-временной динамики изменились незначительно. Лужская губа по сей день является одним из наиболее продуктивных по зоопланктону участков восточной части Финского залива;
• влияние на зообентос проявлялось напрямую в зоне механического воздействия (сброс грунтов, изъятие) и на прилегающей периферии. Для достижения исходной биомассы и регулирование сообществ M.baltica, которые имеют высокую кормовую ценность, потребуется несколько лет. Исходный видовой состав значений биомассы не восстанавливается;
• в большинстве случаев в районах, где проводились работы по дноуглублению утрачены заросли макрофитов. Прибрежная растительность (приморские луга) не демонстрируют отрицательной реакции на проведенные портостроительные работы;
• за период строительства портового комплекса произошло снижение биотопов, которые пригодны для гнездования и кормежки водно-болотных птиц. Количество гнездящихся пар сократилось более чем в 3 раза;
• рыбные запасы за период строительства портового комплекса значительно уменьшились, особенно в юго-восточной части губы. Условия для нереста рыб усугубились по причине утраты прибрежных участков, которые были взяты под образование территорий, а также по причине временного заиления.

Ущерб, представленный в настоящей главе, может быть компенсирован путем организации мероприятий по рыбоводству (аквакультуре).

Мероприятия необходимые для создания рыбоводного комплекса как метода компенсации от ущерба строительства и эксплуатации МТП Усть-Луга.

Ущерб может быть компенсирован путем организации мероприятий по рыбоводству (аквакультуре), а именно созданию рыбоводного комплекса, опираясь на инфраструктуру МТП Усть-Луга и фауну Кургальского полуострова. Для этого необходимо:

1. Определить тип рыбоводного хозяйства применительно к фауне северной части полуострова Кургальский.
2. Определить требования, на основе выбора типа рыбоводного хозяйства, которым должны отвечать объекты культивирования.
3. Определить культивируемый вид рыб необходимый для компенсации и товароводства.
4. Выбрать места размещения рыбоводного комплекса с учетом гидрометрических и геологических характеристик.
5. Рассчитать необходимые объемы производства рыбы, определить объем (масштаб) рыбоводного комплекса.
6. Спроектировать рыбоводный комплекс.

Определение типа рыбоводного хозяйства применительно к фауне северной части полуострова Кургальский

Под аквакультурой принято понимать выращивание пищевых беспозвоночных, рыб и водорослей в контролируемой среде. Аквакультура делится на два типа — пресноводную аквакультуру, то есть рыбоводство и марикультуру (беспозвоночных, водорослей и рыб). Первая включает в себя производственное, прудовое и пастбищное рыбоводство. Производственное рыбоводство работает за счет систем с оборотным водообеспечением (СОВ) и установок с замкнутым циклом водообеспечения (УЗВ) садковых, бассейновых и озерных хозяйств.

Из анализа, проведенного во второй главе, был сделан вывод о том, что рыбные запасы за период строительства портового комплекса значительно уменьшились, особенно в юго-восточной зоне губы. Условия для нереста рыб усугубились по причине утраты прибрежных участков, взятых под образование территорий и по причине временного заиления. Поэтому стоит выбирать садковые морские хозяйства, исходя из того, что для воспроизводства рыбы в морских условиях данное хозяйство — самое выгодное и с экономической, и с технической точки зрения (простота конструкций). А для разведения мальков с целью воспроизводства водных биоресурсов и поставок посадочного материала на садковые фермы целесообразно выбирать бассейновые хозяйства с использованием рециркуляционной схемы водоснабжения и УЗВ. Поскольку в них есть возможность выращивать практически любой вид рыбы с малыми потерями на этапе взросления.

УЗВ имеют следующие такие преимущества как:

1. Полный контроль над технологическим процессом, отслеживание гидрохимического состояния поверхностных вод, отслеживание поведения рыбы и состояния ее здоровья, дозировка корма и способность значимо увеличить рост товарной продукции.
2. Малый расход воды. Исключение накопления в товарной аквакультуре вредных веществ, путем необходимого контроля используемых кормов, контроля гидрохимических показателей воды.
3. Перспектива выращивания необходимого вида рыб в любой климатической области. Контроль температурных режимов воды, при необходимости есть возможность варьировать числа градусо-дней, достигая наибольшей скорости роста товарной рыбы.
   
   

   Рисунок 3. Место индустриального рыбоводства в структуре рыбного хозяйства.

4. Контроль заболеваний. Обеспечение максимальной безопасности популяции рыб, посредством отсутствия контакта со внешней средой.
5. Экономичность. Способность значимо уменьшить расходы на корма, посредством предоставления необходимого контроля за их поеданием. Нет необходимости в подогреве воды, за счет ее циклического использования.
6. Внедрение усиленных технологий выращивания. Создание имитации сезонных колебаний температуры в природе, влияющих на процесс полового созревания.
7. Значительное увеличение товарной аквакультуры. Полное отсутствие хищных рыб, а также иных негативных факторов влияния природной среды, отсюда большая процентность развития малька.

Выбор типа садка, подходящего для выращивания товарной рыбы в Лужской губе

Садки, широко используемые для вегетации рыбы разделяют на три типа:

• плавающие садки;
• стационарные садки;
• плавающие садки на понтонах.

Все вышеперечисленные садки имеют свои конструктивные особенности и могут быть использованы в различных масштабах.

Рисунок 4. Стационарные садки: а- конструкция садка 1- гундеры; 2- проволочная рама; 3- сетчатый рукав для посадки в садок рыбы и раздачи корма; 4- садок; 5- трос, крепящий гундеры; 6- грузы; 7- грунт; б- общий вид; в- стационарный настил на водоеме; г- садок из реек.

Рисунок 5. Садок на поплавках: 1-4- гранная труба размером 25:25мм; 2- угловая стойка из 4-х гранных труб; 3- поплавок из пенопласта; 4- разъемные звенья; 5- сетчатая часть садка; 6- болт; 7- горизонтальные трубчатые гнезда угловых стоек; 8- связующий стальной треугольник.28

Рисунок 6. Плавающий садок на понтоне: 1 – рама из железных труб; 2 – деревянные брусья; 3 – полистироловые плиты в деревянном каркасе; 4 – делевый садок размером 3,5 × 3,5 × 3 м.29

Рисунок 7.Погружающийся одиночный садок: а- общий вид; б- схема погружения и всплытия.30 Этот садок наиболее применим к эксплуатации в условиях открытого моря и более прост в эксплуатации и установке по сравнению с погружаемо-всплывающим садком.

Стационарные садковые конструкции применяются в водоемах, где уровень воды за весь год неизменен. Такие садки устанавливают на сваи. Одинаково используются и летом, когда жарко, и зимой — когда водная поверхность замерзает. Чтобы было удобнее обслуживать садки, вдоль конструкций сооружаются мостки, по которым можно свободно перемещать рыбу и доставлять корма. Стационарные садки могут быть размещены по линии вдоль берега или перпендикулярно берегу. Расположение садковых линий зависит от особенностей водоема, в котором они установлены. Дальность выдвижения садковых линий в водоем определяется по глубинам, где можно применять сваи. Этот факт и зависимость от стабильного уровня воды в водоеме значительно уменьшают шансы на применение стационарных садков.

Садки на железобетонных сваях, привязанные к берегу, упрощают момент обслуживания и дают возможность использования механизированных средств и самоходных транспортных средств. Однако применение их для водоемов с переменным уровнем воды невозможно.

Из недостатков использования стационарных садков можно назвать следующие:

1. Садковый материал служит не долго по причине гниения.
2. Незначительные глубины, которые требуются для установки свайных основ, не гарантируют благоприятного водообмена. Сети могут быть повреждены крысами и ручейниками. Происходит гниение органических веществ под сетями, вызывающее недостаточную концентрацию кислорода в воде.
3. Большие затраты рабочей силы при установке и ремонте.
4. Маленькая высота падения кормов, что приводит к его большим потерям.
5. Возникают разные массовые заболевания, по причине того, что в прибрежной зоне чаще всего обитают различные паразиты и их переносчики.
6. Сооружения из садков невозможно перенести на другое место, где гидрологические показатели оптимальные.

Плавающие садки обычно устанавливаются в водоеме подальше от берега. Они могут быть размещены как одиночно, так и в группах. Фиксируются такие садки на местах установки с помощью якорных устройств. К плавающим садкам можно добраться исключительно с применением плавсредств. Это значительно осложняет их использование, по причине затруднения доставки рыб, кормов и т. д. Если погодные условия неблагоприятные, то доступ к садкам просто невозможен. Плавающие садки, нельзя использовать зимой, когда водная толща покрыта льдом.

Самым оптимальным вариантом к применению в водохранилищах и озерах являются плавающие садки на понтонах. По конструкции они напоминают садковые линии, которые предусмотрены для тепловодных рыбохозяйств. На этих понтонах, размещенных по оси садковых линий, конструируют мостки, связанные с берегом. По этим мосткам производится передвижение кормораздатчиков, рабочего персонала и трактор, который транспортирует рыбу и оборудование. По обеим сторонам от центрального понтона располагаются садки, изготовленные из капроновой дели. Такая линия садков может использоваться круглогодично, что отличает их от плавающих. За счет этого продлевается период вегетации форели, поскольку форель может расти и питаться даже под ледяным покровом, когда температура воды зимой находится в пределах 3-4 °С.

Расположение понтонных линий не привязано к большим глубинам. Данный тип садковых конструкций может размещаться в различных участках водоема, если глубина под ними больше 2-3 метров. К воздействиям ветра садки на понтонах довольно устойчивы. Но применение их на открытых участках с просторной водной территорией не рекомендовано вследствие того, что понтонные линии способны разрушиться от сильных волнений и ветров.

Большую популяризацию обрели плавающие садки, обладающие рядом достоинств по отношению к стационарным. Среди которых: возможность смены места расположения садков на более благоприятные участки, стабильный режим использования не зависимо от колебаний уровня воды и сработке в водоеме-охладителе. Плавающие конструкции для селекционирования рыб в садках делают секционными. В зависимости от того, насколько механизирован процесс производства и каким будет принцип обслуживания, секции разделяют на три вида:

• легкие;
• средние;
• тяжелые.

Тяжелые секции оснащены широкой проезжей полосой в средней части. Таким образом, понтоны рассчитаны на то, чтобы выдерживать нагрузку под весом трактора или самоходных шасси. Секции соединены между собой при помощи жестких или гибких креплений.

Трудность вегетации рыб в морских водах посредством садков в том, что есть необходимость сделать садки устойчивыми к шторму и приспособить их к условиям замерзания морских вод по причине географических особенностей береговой линии. Садковые хозяйства очень часто локализируются у побережья, в фиордах или заливах. То есть в местах, которые будут защищены от порыва сильных ветров и волн. Увеличение размеров садковой аквакультуры неминуемо в связи с освоением открытых акваторий моря.

В этих обстоятельствах следует избрать оптимальные конфигурации садковых конструкций, которые больше всего подходят для выращивания самых разных видов рыбы. Также следует выбрать оптимальные под- и надводные средства и системы обслуживания садков. Мировая практика предполагает три вида садковых конструкций, которые будут устойчивы к штормам: погружные садки, садки на гибком понтоне и каркасные.

Погружные садки размещаются не на самой поверхности воды, а в ее горизонтах, которые имеют подходящие условия для рыбного роста. По большому счету эти садки практически всегда находятся под водой. Их поднимают к поверхности только в случае необходимости (отсортировка рыбы, ее осмотр, отлов продукции для продаж или пересадки, заправка кормораздатчика). После того как все действия завершены, садки снова погружают под воду.

Поскольку способ размещения погружных садков специфичен, есть определенные особенности в конструкции садков. Они оборудованы специальными резервуарами, в которых содержится воздух(кессон). Это сделано для удобства рыбы, которая сможет заглотнуть воздух, если есть такая необходимость. В кессонах также может содержаться кормовой запас, рассчитанный на 30 суток или больше. Корм раздается автоматически по предусмотренной программе.

Изначально погружные садковые конструкции и сам принцип их эксплуатации проектировался для глубоководных озер. Но позже их стали применять в морских рыбохозяйствах. Эксплуатация погружных садков наиболее благоприятна для таких озер и водохранилищ, которые наделены участками глубиной 15-25 м или больше и оптимальной средой для воспроизводства форели. Самым основным плюсом погружных садков стало то, что они устойчивы к любым погодным условиям. Такое качество просто незаменимо при формировании рыбохозяйств на просторных водохранилищах или озерах. Если необходимо, то в погружном садке можно организовать объем воздуха искусственным путем, что очень хорошо для выращивания лососевых.

Еще один вид садков для морских условий является садковая конструкция на основе гибкого понтона-шестигранника, который состоит из резинотканевых отрезков трубы. За счет того, что резина эластичная, каркас садка не поддается разрушению волнами, а шестигранная форма сохраняется по причине чрезмерного давления в трубах.

Конструкция такого гибкого садка имеет следующие технические характеристики:

• высота самого садка — 10 м;
• длина одного элемента рамы — 12-16 м;
• допустимая длина волны — 10-30 м;
• допустимая высота волны — не более 3-х м;
• глубина на месте установки — от 30-ти м;
• скорость течения во время приливов и отливов — 2 морских узла.

Этот вид садковой конструкции является самым оптимальным для применения на открытых морских просторах. Он намного проще устанавливается в сравнении с погружным садком и не является сложным в эксплуатации. Отличительная черта каркасных садков — постоянное удержание формы сетей, которые окружают объем содержащихся в них рыб во время сильного течения или волнения моря. Конструкция каркасного садка шаровидной формы складывается из алюминиевых элементов, которые скрепляются болтами. Диаметр такого садка — 6,5 м, его масса составляет 800 кг, а объем — 150 м3. Внутри каркас обтянут алюминиевой сеткой из проволоки, диаметр которой — 2,8 мм, а ячейки — 20 мм. Внутри садка имеется ость, края которой занимают 2 поплавка. Верхний заполнен пенопластом и имеет 1200 л объема. Нижний поплавок имеет объем в 970 л, его внутренняя камера соединяется с наружной средой клапана. Возле нижнего поплавка прикреплена цепь якоря. При эксплуатации садка, в нижнюю камеру идет подача воздуха через ось, внутри которой трубка. Вследствие чего садок всплывает наружу и разворачивается на 90о, при этом ось находится вдоль горизонта.

В стенке этого садка есть отверстие, которое раздвигается и обеспечивает доступ к внутреннему пространству. На одном из центральных компонентов каркаса находится сплошная перегородка, которая не доходит до оси. Когда садок вращается вокруг горизонтальной оси, та самая перегородка обеспечивает забор мертвой рыбы. После чего эта рыба попадает в другой отсек из сетки и выбрасывается в отверстие, оснащенное задвижным механизмом в стенке.

Распределение рыбы происходит с помощью решетчатой перегородки между одной из стенок и центральной осью, которая располагается под определенным углом к садковому корпусу. В случае вращения данного садка мелкая рыба собирается в одной стороне перегородки, крупная — в противоположной. Поступление корма в садок происходит через трубку, проходящую от механизма, которое размещается на судне.

Устройство, которое подает корма состоит из таких частей как:

• дозатор;
• смеситель;
• бункер.

В бункере корм захватывается при помощи забортной воды, нагнетаемой специальным насосом. Подобным способом, данная садковая конструкция облегчает работу в отлове мертвой рыбы, кормежке и отсортировке рыб по размерам.

Рисунок 9. Схема каркасного садка сферической формы

Среди представленных разновидностей садков, оптимальным является погружной садок, так как он обладает рядом достоинств.

А именно — садок может использоваться на любой глубине, он не зависит от погоды, может эксплуатироваться в любое время года. Также использование таких подводных технологий позволяет:

• Производить кормление вне зависимости от погодных условий.
• Уберечь садки и аквакультуру в штормовых условиях.
• Разместить рыбную ферму на открытом морском пространстве.
• Снизить влияние загрязнений от рыбоводного производства в зоне побережья.
• Осуществлять регулировку температуры по глубине, за счет маневрирования садка.
• Минимизировать поверхностное загрязнение.
• Устранить ландшафтное загрязнение и освободить водную территорию для туризма.

Определение требований для объектов культивирования

Объекты аквакультуры в садках

Предпочтительное развитие воспроизводства товарной аквакультуры и мальков в садках обусловлено небольшими затратами, капиталовложением и простыми конструктивными решениями. Иное достоинство садковых хозяйств — отсутствие потребности в механической подаче воды, а это явно понижает затраты на эксплуатацию. Способность разведения рыбы в садках формируется из-за ее способностей жить и развиваться в замкнутом пространстве.

Основными требованиями, которые применяются к объектам выращивания в садковых условиях являются:

• активное потребление и использование кормовых смесей по максимуму;
• в кратчайшие сроки набирать оптимальную массу и развиваться в ускоренном темпе даже в самой плотной посадке;
• как можно скорее приспосабливаться к обусловленному объему воды.

Определение вида рыб для культивации, которые необходимы для компенсации и товароводства

Значимую позицию в морской аквакультуре давно занимает товарное культивирование лососевых, а на первом месте стоит радужная форель. Умение данного пресноводного вида адаптироваться в соленой среде дала возможность сформировать нагульные виды рыбохозяйства в море. Здесь за несколько сезонов могут выращивать рыб весом до 2-х кг.

Разведение товарной форели в морских садках — самое перспективное направление в морском рыбоводстве. Формирование подобных садковых рыбохозяйств позволяет окупить все затраты в течение нескольких лет (от 3-х до 6-ти). Однако товарную аквакультуру возможно получать в первые же годы садкового строительства, при этом прибавляя их количество.

Именно радужная форель отлично подходит для выращивания в условиях морской акватории, по причине того, что смело переносит соленость в 25-35‰. В соленой воде такая форель вырастает намного быстрее, чем в пресноводных водоемах. А чем форель старше, тем лучше она переносит повышение солености. Личинки способны выдержать от 5 до 8‰, сеголетки — 12-14 ‰, годовики — 20-25 ‰, а взрослые особи — до 35 ‰. Когда форель переводят на выращивание в морские садки или другие установки, у нее не возникает трудностей в адаптации к соли, поскольку воды в прибережных зонах составляет 6-13 ‰ и остается в пределах адаптационных способностей сеголетков, масса которых составляет не более 6г.

Технологические процессы морских лососевых хозяйств мало чем отличаются от форелевых. Характерной чертой считается то, что соленая и солоноватая вода позволяет усваивать намного больше корма, чем пресные воды. Корм для форели должен содержать не меньше 35% белка, а его влажность должна составлять 35-40%. Что касается рыбоводных хозяйств в пресных водах, то здесь суточная дозировка влажных кормов-гранул повышена до 40%, так как прописано в нормах кормовых таблиц для форели.

Для того чтобы за один сезон получить форель весом 300-350 г, необходимо использовать для посадки годовиков, которые весят не меньше 40 г. Плотность посадки в процессе зарыбления садков напрямую связана с температурным и газовым режимом водоема, массой посадочного материала и ожидаемой рыбной массы в итоге. Подходящей считается та плотность, которая дает возможность одержать наибольшее количество рыбной продукции с одной садковой площади при низком показателе потребления кормов и несущественных отходах. Если плотность посадки малая, как правило, возрастает темповой рост рыбы и уменьшается количество отходов, но окончательный результат небольшой.

Рыбы с массой 30-50 г на начальном этапе по причине заболеваний, подлежат посадке с плотностью не более 2-3 кг/м3. Те рыбы, чья масса от 100 г помещаются с расчетом 4-5 кг/м3, а больших рыб, масса которых составляет 200-300 г — с расчетом 6-7 кг/м3.

На основе вышеизложенного очевидно, что наибольшим спросом и легкостью культивирования в бассейнах с УЗВ и в садках морских рыбохозяйств выступает лосось и форель. Поэтому выбираем именно эти виды рыб для выращивания. Нынешнее состояние акватории, которая прилегает к МТП Усть-Луга, дает возможность поднять вопрос о формировании рыбоводного хозяйства для выращивания атлантического лосося и форели в районе 2-5 тыс. тонн.

Таблица 3. Нормативы выращивания рыбы в садках

Показатели	I вариант	II вариант
Выращивание годовиков
Температура воды, 0С	3-20	3-20
Глубина в месте установки садков, м	3.5-6	3.5-6
Объем садка, м3	20-60	20-60
Средняя масса рыб при посадке, г	5	30
Конечная масса рыб, г	100-120	200-250
Плотность посадки, кг/м3	1-2	2-3
Выживаемость двухлетков, %	70	80
Выращивание двухгодовиков
Температура воды, 0С	3-25	3-25
Глубина в месте установки садков, м	3.5-8	3.5-8
Объем садка, м	20-60	20-60
Средняя масса рыб при посадке, г	200-250	300-400
Конечная средняя масса рыб, г	500-650	900-1500
Плотность посадки, кг/м3	3-4	3-4
Выживаемость трехлетков, %	70-75	70-80
Выход рыбопродукции, кг/м	10-20	10-20
Выращивание трехгодовиков
Температура воды, 0С	3-35	3-25
Глубина в месте установки садков, м	3.5-8	3.5-8
Объем садка, м	20-60	20-60
Средняя масса рыб при посадке, г	200-250	300-400
Конечная средняя масса рыб, г	500-650	900-1500
Плотность посадки, кг/м3	6	7
Выживаемость четырехлетков, %	90	90
Выход рыбопродукции, кг/м	13.5-17.5	15-23

Проект может быть реализован в многолетней системе выращивания 2000 т с производством собственного материала для посадки из рыбопитомника. Часть молоди станет применяться в качестве посадочного материала для выращивания товарной аквакультуры в садках, а другая часть может выпускаться в морские воды для компенсации ущерба ВБР.

Место размещения рыбоводного комплекса

Место размещения берегового рыбопитомника

Для размещения берегового рыбопитомника с использованием рециркуляционной схемы водоснабжения и установок замкнутого водоснабжения (УЗВ) выберем место размещения в районе Ленрыба поселка Усть-Луга рядом с рекой Луга.

Рисунок 12. Места размещения и строительства бассейнового цеха с использованием рециркуляционной схемы водоснабжения и установок замкнутого водоснабжения (УЗВ).

Данное место размещения и строительства цеха с УЗВ выбрано по причине:

• наличие автодорожных магистралей для подвоза строительных материалов и необходимой для строительства техники, а также необходимых элементов для обеспечения жизнедеятельности выращиваемых рыб;
• наличие необходимого рабочего населения для обеспечения функционирования данного комплекса (охрана, уборщики, инженеры, строители и т.д.);
• непосредственный выход через реку Луга в южную часть Лужской губы, где и будет размещаться садковые хозяйства для выращивания товарной рыбы и осуществляться выпуск в море необходимого количества рыб для обеспечения компенсации ущерба принесенного фауне водно-болотного угодья полуостров Кургальский при строительстве и эксплуатации МТП Усть- Луга.

Место размещения садковых ферм

Выбор объектов для садкового выращивания делается в зависимости от гидрохимического состава воды и общей структуры самого водоема. Качество воды создается за счет комплексного взаимодействия условий и экосистемы водоема. По этой причине выбор водоема с целью эффективного садкового культивирования играет немаловажную роль.

Выбирая водоем, стоит учитывать следующее:

1. Водоем или его часть должны целиком уничтожать биологические отходы и остаток кормов, поступающих в воду. Поэтому, следует принимать во внимание связь между общим состоянием и размерами водоема, площадью садков и объемом рыбной продукции. При установке садков берут лишь 0,001 часть от всей площади водоема для того, чтобы избежать органического загрязнения.
2. Водоем должен соответствовать физиологическим потребностям выращиваемой рыбы по физико-химическим и биологическим параметрам.
3. Температурный режим воды должен оставаться в пределах 20 °С.
4. Утренняя концентрация кислорода в воде должна составлять от 6 мг/л. Если показатели будут ниже, то рост замедляется, а поедаемость снижается.
5. рН среда не должна превышать 8. Необходимо исключить водоемы с высоким водным цветением, вызывающим понижение концентрации кислорода и повышающие рН более чем 9. Несоблюдение данного требования нарушает процесс жизнедеятельности рыб, результатом которого становится ожог жабр.
6. В водоеме необходимо исключить ядовитые загрязнения, исходящие от различных видов предприятий.
7. Там, где устанавливаются садки, необходимая глубина должна быть не меньше 3–5 м. Минимальное допустимое расстояние от дна водоема до садка составляет 1 м.
8. Установка садков рекомендована подальше от береговой зоны — не меньше 50 м. Предпочтительно устанавливать садки в тех местах, где нормальная проточность и есть хотя бы 1-2 м расстояния от дна. Если расположить садки в нескольких метрах от дна водоема, то можно избежать возможного поражения форелевых паразитами.
9. В предполагаемых местах для размещения садковых установок необходимо, чтобы скорость течения составляла примерно 0,5 м/с. Если проточность возрастает, то расход мышечной массы становится больше, а это дополнительные затраты кормов.
10. Необходимо максимально контролировать условия содержания и кормежки, чтобы вовремя предпринять меры по усовершенствованию условий культивирования.

Необходимо постараться исключить все негативные воздействия в садковых установках, в первую очередь уменьшение концентрации кислорода по причине гниения фитопланктона, нарушение водообмена из-за обрастания садков, используя так называемые аэрационные установки.

Выбирая место для построения садка необходимо учесть наличие площади для построения подсобки и бытовки, удобства подъезда, произведения рыбоводных процессов. С учетом всего вышеизложенного и анализа, проведенного в первой и второй главах, выберем место размещения садковых ферм в южной части Лужской губы.

Рисунок 13. Место размещения садковых ферм.

Данные места размещения рыбоводного комплекса выбраны с учетом размещения особо охраняемых природных территорий Ленинградской области, где строительство и эксплуатация объектов запрещены. Место строительства рыбоводного комплекса с УЗВ находится на расстоянии 7 км. от особо охраняемой природной территории.

Расчет необходимого объема производства рыбы. Определение объема (масштаба) рыбоводного комплекса

Влияние окружающей среды на развитие форели

Температура воды

Форель — это хладнокровная, холодолюбивая рыба, которая может переносить лишь незначительное изменение температурного режима. Возможные температуры, при которых данная рыба может жить — 0-30 оС. Наблюдения демонстрируют, что в тех местах, где в летом температура воды выше 13 оС, форели не получилось приспособиться. В природных условиях ей предпочтительней температура в районе 18-19 оС. Хороший рост ее возможен при 15-18 оС; температуру воды, превышающую 21 оС она практически не переносит.

Если удерживать форель некоторое время в условиях повышенной температуры, то это способствует увеличению переносимой ей температуры. Это зависит от возраста рыбы и времени года: если для сеголетков это может быть температура 28,5 оС, то для двухлетков — 29,4 оС. При обычных условиях среды форель погибает при температуре 25-26 оС.

Форель владеет значительными свойствами быстрой адаптации. Исследования Тимошиной Л.А. наглядно показывают вероятность инкубации икры форели в температурных условия от 2 оС до 13 оС, но крайние температуры считаются негативными. Невысокая температура воды повышает длительность эмбриогенеза до 110 суток, высокая — сокращает до 22 суток. В соответствии с данными Эмбоди при 3,2 оС длительность развития икры — 101 суток, а при 15,5 оС — лишь 18 суток. Но при температуре 15,5 оС почти всегда прослеживаются множество нарушений. Более комфортабельная температура необходимая для инкубации составляет 13,4 оС. Данная температура отлично способствует наилучшему росту сеголетков, а таже личинок при малом отходе их форсированное развитие приводит к появлению мелких личинок.

Подходящая температура для инкубации икры:

• Грачева М.Н. считает — 6-10 оС;
• Квейн — 7-10 оС;
• Тимошина Л.А. — 5-7 оС;
• для формирования молоди — 14-18 оС;
• приводящая к летальному исходу — 24,5 оС.

Форель может адаптироваться к повышенной температуре воды, за счет чего не будет оказываться столь негативное влияние, даже если температура удерживается постоянной в течение длительного времени. В соответствии с данными Виландера инкубирование икры форели возможно при температурном режиме воды 12,3-20,4 оС. Наилучшая температура инкубации составляет 5,6-13,4 оС.

За этими температурными границами происходит слишком высокий отход икры. Если вода насыщена кислородом в достаточном количестве и у рыбы отсутствуют заболевания, то годовики и взрослые особи форели способны через некоторое время вынести температуру около 25,8 оС. Однако самое большое влияние температура водной толщи оказывает на быстроту полового созревания. Хорошее качество икры у производителей может получиться только при условии содержания рыбы в условиях не больше 13,4 оС и примерно пол года перед нерестом не должна превышать 12,3 оС.

Нахождение рыбы на протяжении 16-ти месяцев при неизменной температуре не больше 15,7 оС, а потом — не выше 12,3 оС дает возможность создать маточное поголовье высокого качества. Такое поголовье способно быстро созревать и растет в возрасте 2-х лет.

Растворенный в воде кислород

Огромную роль для форели играет большая концентрация кислорода в воде, потому как при пониженном кислородном содержании форель пребывает в угнетении.

Скорость развития эмбрионов и интенсивность рассасывания желточного мешка находятся в непосредственной зависимости от содержания кислорода в воде: при его нехватке происходит замедление этих процессов. Для мальков существенное повышение кислородного содержания (до 170% насыщения) является токсичным и приводит к их постепенной гибели. Перенасыщение воды кислородом негативно сказывается на развитии мальков и инкубации икры. Отход может достичь такого значения как 70%. Определенно, что при культивировании товарной форели подходящей концентрацией кислорода является 9-12 мг/л. В таких условиях можно наблюдать наибольший рост рыбы. Так по результатам исследований Остроумовой И.Н., малое содержание в воде кислорода (3,5 мг/л) приводило к гибели икры, среднее (5-7 мг/л) — задерживало развитие, высокое (12-14 мг/л) — вызывало ускоренное развитие (на 16- 21 сутки). Большое перенасыщение воды азотом и кислородом ведет к появлению пузырьковой болезни. Доказано, что пресыщение воды азотом до 103% является смертельно опасным для личинок, 105- 113% — для мальков и годовиков и 118% — для взрослых рыб. Аэрация воды помогает уменьшить содержание растворенного азота с 144 до 101%.

Углекислота

Лимит концентрации в воде углекислоты для форели — 40-60 мг/л. При содержании 30 мг/л происходит угнетенное дыхание, 50-80 мг/л — нарушается равновесие, 107 мг/л — рыба погибает.

Аммиак

Концентрация аммиака в 0,3-0,4 мг/л, при содержании кислорода 9-10 мг/л и при температуре воды 14 оС у форели гибнет. Предельно допустимое содержание аммиака — 0,1 мг/л, а солей аммония (NH4) — 5,0 мг/л. Хлористый аммоний не вызывает интоксикации.

Хлориды, нитриты

При естественных условиях концентрация азота и нитритов, равная 0,55мг/л, приводит к тому, что форель погибает.

Свет и прозрачность

С увеличением возраста отношение форели к свету меняется. В темноте происходит процесс инкубирования икры и рассасывание желточного мешка. Воздействие прямых солнечных лучей губительно влияет на эмбрионы и икринки. Обычно форель старается избегать слишком сильно освещенные участки.

Прозрачные и чистые воды — это лучшие условия для форели. Взвеси, находящиеся в водах, могут вызвать затруднение в дыхании, значительно замедлить рост рыбы, уменьшить ее активность в потреблении пищи или вовсе привести к гибели.

Мальки особенно чувствительны к мутной воде. В период обильных дождей или паводков молодь массово погибает. Взвесь, оседающая на икринках, тоже может привести к ее гибели.

Активная реакция среды

Наилучшая активная реакция среды для жизнедеятельности форели — слабощелочная или нейтральная (с pH 7-8). Кислая среда угнетающе воздействует на молодь. Обычно реакция среды с pH 9 и больше приводит к гибели.

Токсичные вещества

Для форелевых рыб даже в маленькой концентрации особо токсичен сероводород. Соли цинка также являются ядовитыми для форели.

При культивировании форели необходимо исключить применения труб, имеющих оцинковку, а также аппаратов для инкубирования из оцинкованного металла. Помимо этого, форель довольно чувствительна и к концентрации хлора; даже к такому содержанию, как 0,0002-0,0008 мг/л НОС1. Форель однозначно гибнет в хлорированной питьевой воде.

Своеобразное потребление форелью кислорода неделимо с расходами кислорода на окисление органических веществ, находящиеся в водоисточнике. Также, продукты форелевой жизнедеятельности находятся в воде в определенном количестве, зависимо от разновидности бассейновой конструкции. Потребность в воде и кислороде, определить достаточно сложно для каждого форелевого рыбохозяйства.

Если изучить влияния вышеперечисленных факторов на потребления кислорода форелью, дает возможность установить плотность посадки рыбы и интенсивность в ней водообмена. При применении воды из натуральных источников без проведения оксигенации плотность посадки рыбы, под которой подразумевается содержание рыбы в кг/м3, а для недавно вылупившихся эмбрионов и икры — количество на 1 м2, и водообмен плотно связаны между собой. При конкретно взятой температуре воды и конкретной массе определенной рыбы число растворенного кислорода отвечает только определенному числу рыб, а при повышении содержания рыбы следует обязательно повышать водообмен.

Если разводить форель бассейновым способом, когда применяются интенсивный водообмен и большая плотность посадки, то для неполовозрелых особей на специфическое потребление кислорода, кроме качества природной воды, еще влияет и температура воды, индивидуальная масса рыбы, сбалансированность питания и уровень кормления, плотность посадки рыбы и расход кислорода на окисление органических веществ в бассейне.

При использовании уравнения для определения баланса кислорода в непроточном пруду, а также полученными данными по потреблению кислорода форелью в бассейне, можно получить следующее уравнение кислородного баланса рыбоводной емкости:

0,9(О2"−О2′)nv=О2спР, (1).

где О2",О2′ — это количество кислорода на втоке и вытоке, мг/л; n — это замена воды в бассейне, раз в час; v — это рабочий объем рыбоводческой емкости, л3; 02сп — специфическое потребление кислорода форелью, мг/(кг•ч); Р — общая масса рыбы, кг.

Из левой части уравнения кислородного баланса можно получить число растворенного кислорода в рыбоводной акватории при определенной температуре, который рыба может использовать для дыхания.

Коэффициент 0,9 говорит о том, что 90% кислорода уходит на дыхание форели, а 10 % — то, что остается на окисление органических веществ. Величина О2 ′ — содержание кислорода на вытоке — не должна опуститься ниже 7 мг/л, потому как необходимо предусмотреть расход кислорода в случае стрессовых ситуаций.

Правая часть уравнения показывает потребление кислорода всей имеющейся рыбой при определенной температуре и индивидуальной массе рыбы в условиях кормления сухим гранулированным кормом в соответствии с таблицами кормления.

Плотность посадки подразумевает концентрацию рыб в штуках или килограммах в одной единице рабочего объема (1 м3 или 1000 л), ее можно попробовать рассчитать по следующей формуле:

W = P/v, (2).

где W — это плотность посадки рыбы, кг/м3; Р — это общая масса рыбы, кг; v — рабочий объем рыбоводческой емкости, л3.

Воспользовавшись определением плотности посадки рыбы по второй формуле (2) и первым уравнением (1), выражая рабочий объем в литрах, можно рассчитать плотность посадки рыбы по такой формуле:

W= 0,9(О2"−О2 ′)1000n/О2сп, (3).

где n — это заданная величина. Из третьей формулы легко найти интенсивность водообмена п, но при этом мы задаем плотность посадки рыбы.

Стоит заметить, что определение кислородного баланса по первому уравнению при использовании природной воды с концентрацией кислорода до 100 % насыщения не дает нужных результатов. Данное ограничение связано не только с количеством доступного для рыбы растворенного кислорода, а и с увеличением энергических затрат на сопротивление течению. А еще это связано с ухудшением остальных условий жизнедеятельности рыбы. Интенсивность водообмена п непосредственно связана с расходом воды:

Q=nv/3600, (4).

где Q — это расходование воды, л/с; v — объем рыбоводческой емкости, м3.

Из этого следует, что общий расход воды, которая нужна для взращивания определенного количества рыбы, имеющей определенную индивидуальную массу тела при конкретно заданной температуре, составит:

Q=РО2сп/(О2"−О2 ′)0,9 (5).

Технология выращивания форели

Расчет объема берегового рыбопитомника с УЗВ

Формирование маточного стада

Стандартное соотношение самок и самцов обычно составляет 3:1. Самки от 3-х до 6-ти лет массой около 2-3 кг., а самцы — 3-5 лет с массой тела 1-1,5 кг.

Плотность посадки рыбы на 30 особей должна составлять 100 квадратных метров. Водообмен должен обеспечивать нормальный кислородный режим. Поэтому необходимы 2 больших бассейна — 10х10х1м, с целью формирования 2-х маточных стад.

Рабочая плодовитость всех самок составляет 3-5 тыс. икринок на 1 кг. Таким образом, с одной самки массой в 3 кг будет порядка 15 тысяч икринок. В одном маточном стаде исходя из соотношения 3:1 будет 21 самочка и 9 самцов, следовательно, количество икринок с одного бассейна составляет 315 тысяч, с двух 630 тысяч. Запас самцов — 10%, самок — 50%. Маточное стадо таким образом ежегодно пополняется на 20-25%. Нерестится форель в 5-6-й зонах рыбоводства зимой(декабрь-январь), в 1-2-й зонах — весной (март-апрель) при температуре воды 5-6 оС. Таким образом, одно маточное стадо будет производить приблизительно 315 тыс. икринок с двух 630 тыс.

Инкубирование икры происходит в проточных аппаратах инкубации, обеспечивающих все необходимые условия. Икра располагается на сетчатых рамках при абсолютной темноте. Самая благоприятная температура воды — 6-8 градусов, содержание кислорода — около 7 мг/л, pH — 6,5-7,5, расход воды 40 л/мин на 100 тысяч икринок. Если икру занесло илом, то применяются песчано-гравийные фильтры, с помощью которых осторожно промывается икра, достигшая стадии пигментации глаз. Мертвые икринки убираются при помощи пинцета или флотационным способом.

Последний базируется на разности удельных масс отмерших и живых икринок. Перед началом процесса отбора погибших икринок за несколько часов, разводят 10,7 % солевой раствор (1 кг кухонной соли, которую растворяют на 8 л воды). Если необходимо, то содержание раствора можно уменьшать или увеличивать. Температура солевого раствора необходима такая же, как и температура воды в инкубаторе. На стадии пигментированного глазка, развивающуюся икру вынимают из инкубаторов и размещают в солевом растворе. Через пару минут икра в солевом растворе разделяется на две группы: живая снижается ко дну, а погибшая выходит на поверхность. Мертвую икру убирают при помощи дуршлага или сачка. Живую — промывают и вновь размещают в инкубаторы для завершения инкубирования.

Икра в солевом растворе по продолжительности не должна пробыть дольше 10-ти минут. Как правило, икра располагается в растворе в течение 1–3 минут.

При уборке икры флотационным методом применяют полиэтиленовую или эмалированную посуду. Оцинкованная посуда непригодна, по причине того, что хлористый цинк, который образуется в процессе работы, это настоящий яд для икры.

Предличинки выдерживаются в течение 5-ти суток. У предличинок прослеживается негативный фототаксис, их необходимо продержать в абсолютной темноте, со временем увеличивая температурный режим воды и постепенно довести до 10-12 градусов к тому моменту, когда предличинки поднимутся в толщу воды (примерно спустя 12-14 дней). Плотность посадки эмбриончиков — 10000 шт./м2, уровень воды — 10-20 см. Расход воды — 0,02 л/с на тысячу предличинок. Полный водообмен длится 10-15 мин. Выдерживание производится в лотковых инкубаторах или в отдельных лотках размером 2х0.8х0,7 м. В данных лотках могут размещаться поддоны для большей плотности посадки. Выдерживание длится 100-150 градусо-дней. После чего предличинки пигментируются, желточный мешок рассасывается на половину, и они выплывают в толщу воды, здесь уже появляется позитивный фототаксис.

Начиная с данного момента с лотков постепенно снимаются крышки и предличинки приучаются к свету. За этот период отход привычно составляет примерно 5%.

Таким образом необходимо 21 лоток каждый из которых имеет 3 сетчатых поддона. С учетом отхода остается 598,5 тыс. личинок.

Подращивание личинок

С проявлением положительного реотаксиса и фототаксиса идет очередной личиночный период развития. Далее у личинок формируются челюстной и жаберный аппараты, они ощущают необходимость в дополнительном питании. Кормят их в дневное время. Корм задается небольшими порциями 12 -24 раза в течение дня. Личинки начинают нормально плавать, когда от желточного мешочка остается 20-25%, это случается спустя 12-14 дней после первого подъема на воду. Крышки для затемнения напрочь убираются с лотков. Температурный режим воды повышается до 14-16 градусов, расход воды доходит до 0,3 л/с на тысячу личинок. Концентрация кислорода на вытоке более 7 мг/л. В данный период плотность посадки увеличивается до 30000 штук на кубический метр.

После чего личинок перемещают в стеклопластиковые бассейны размером 2,5х1,5х0,6 м. Их переучивают к кормлению, для чего используется специальный корм с крупкой размером 0,4-0,6 мм. От загрязнений бассейны очищают 2 раза в день. Рост личинок длится 15-20 суток (250-300 градусо-дней), за этот период они имеют массу 0,3-0,4 г. Таким образом необходимо 10 стеклопластиковых бассейнов.

Выращивание мальков

В период, когда масса мальков достигает 1г, они переходят полностью на внешнее питание. Мальков взращивают в стеклопластиковых круглых и прямоточных бассейнах с небольшим уровнем воды — 0,4 м. Плотность посадки мальков (1 грамм веса в среднем) составляет 25 тысяч штук на кубический метр. Самый благоприятный температурный режим воды составляет 14-16 градусов, содержание кислорода — более 7 мг/л, водный расход увеличивается до 3-5 л/мин на одну тысячу мальков. Водообмен продолжается где-то 10-15 минут.

Когда молодь вырастает до 3-х грамм то плотность посадки уменьшается до 7,7 тысяч штук на кубический метр. Таким образом при массе малька 3гр необходимо десять бассейнов объемом 8,5 кубических метров, радиусом 2,6 метра и высотой 0,4 метра.

Выращивание сеголеток

Подросших мальков перекладывают в бассейны, где будут выращиваться сеголетки. Площадь таких бассейнов может быть разной — от 6-ти до 40-ка квадратных метров, глубина при этом составляет 1 метр, а уровень воды — 0,8 метра. Перед самой посадкой мальки проходят сортировку на 2-3 группы, в зависимости от веса и размера. Как правило, с одного квадратного метра таких бассейнов получается 1,5 тысячи сеголеток, масса которых 20 грамм. Плотность посадки напрямую зависит от водообмена в бассейне. Если вода меняется в течение 20-30 минут, то плотность может составить 600 штук на квадратный метр. Таким образом необходимо 24 бассейна объемом 40 кубических метров. Радиус 4,0 метра, высота 0,8 метра.

Самая благоприятная температура прудовых вод — 14-16 градусов, концентрация кислорода — 7 мг/л. Расход воды 2 -2,5 л/мин на 1 кг рыбы. Контрольные взвешивание и обловы проводятся каждые 15 дней. Отход за время выращивания мальков не должен превышать 30%. Отход возьмем средний равный 15 %.

Выращивание годовиков

Плотность посадки молоди в бассейнах — 400-750 штук на метр квадратный, усредненная масса — 20 г, уровень воды — 0,8 м. Таким образом необходимо 20 бассейнов объемом 40 кубических метров и 4 резервных. Под конец зимнего выращивания средний вес годовиков составляет 30-50 г. Отход при этом не должен превысить 10%. С учетом потерь в общем итоге получим примерно 450 тысяч годовиков массой 30-40 грамм. 220 тысяч будет выпускаться в море для компенсации ущерба ВБР. Остальные 230 тысяч годовиков будут размещены в садковых фермах.

Расчет объема садковой фермы

Для выращивания товарной рыбы, как уже было сказано в пункте 3.2.1 целесообразно устанавливать погружные садки, так как они наиболее эффективны в морском садковом хозяйстве.

Выберем оптимальный садок объемом 85 кубических метров. Радиус 3 метра, высота 3 метра. В соответствии с таблицей 3 на один садок объемом 85 кубических метров при массе рыбы 30-40 грамм будет находиться 8,5 тыс. рыб годовиков. Так как у нас объем годовиков составляет 230 тыс., то необходимо 27 подводных садков. С учетом потерь, составляющих 20% в соответствии с таблицей 1 останется 190 тыс. шт. Общий объем рыбы за сезон будет составлять 48 тонн.

Проектирование рыбоводного комплекса

Проектирование берегового питомника

Проект предусматривает:

• обеспечение принудительным оборотным водоснабжением инкубационных аппаратов в период инкубации икры, лотковых бассейнов для выдерживания свободных эмбрионов и подращивания личинок, круглых бассейнов для подращивания мальков;
• круглых бассейнов для подращивания годовиков;
• обеспечение принудительным оборотным водоснабжением круглых бассейнов, которые предназначены для искусственного зимовального цикла годовиков и производителей;
• обеспечение принудительной подпиткой расходных баков водой из скважины;
• обеспечение очистки оборотной воды при помощи механических и биологических фильтров;
• обеззараживание воды бактерицидными лампами;
• насыщение технологической воды кислородом при помощи оксигенаторов и генераторов кислорода;
• подогрев технологической воды оборотных систем и воды подпитки при помощи теплообменников;
• поддержание на необходимом уровне и автоматизированный контроль параметров водной среды таких как рН, температура, содержание соединений азота, содержание растворенного кислорода и др.

На основе расчета объема рыбоводной продукции и расчета количества бассейнов различного типа для получения нужного объема производства был спроектирован береговой рыбопитомник с системами УЗВ.

Данный комплекс включает в себя 6 цехов, имеющие отдельные системы обеспечения и поддержания жизнедеятельности рыбы на этапе взросления, входящие в систему УЗВ.

С целью удаления отходов, которые вырабатывают рыбы, и добавления кислорода для того, чтобы обеспечить поддержание жизнедеятельности и здоровья рыб, в УЗВ постоянно очищается вода.

Из водостока бассейнов, где разводят рыб, вода попадает в механический фильтр, затем переходит в биологический. После этого вода проходит аэрацию, и только когда из нее удалены все примеси, в частности углекислый газ, вода обратно возвращается в бассейн. Это и есть принцип рециркуляции. В данной системе есть и другие элементы, такие как оксигенация, к примеру, когда применяется чистый кислород, дезинфекция с использованием озона или ультрафиолета, авторегулировка уровня pH, теплообмен и системы очистки воды от нитратов.

Выращиваемые рыбы в рыбохозяйстве должны получать корма по несколько раз за день. Съеденный корм перерабатывается рыбами и применяется в обмене веществ, тем самым обеспечивая питательную ценность, используемую для роста и энергию для остальных процессов. Кислород поступает в организм рыбы через жабры, он используется для расщепления белка и получения энергии, в то время как аммиак и углекислый газ выводятся в качестве отходов.

Рисунок 16. Принцип работы УЗВ. Основная система очистки воды состоит из механической фильтрации биологической очистки аэрации/дегазации. Также добавлены другие установки, например для обогащения кислородом или УФ дезинфекции.

Для обеспечения производства рыбы на пути от икринок до годовиков спроектированы следующие цеха:

1. Цех разведения маточного стада площадью 500 квадратных метров.
2. Цех для выдерживания предличинок площадью 120 квадратных метров.
3. Цех для подращивания личинок площадью 160 квадратных метров.
4. Цех для выращивания мальков площадью 338 квадратных метров.
5. Цех для выращивания сеголеток, площадью 2224 квадратных метров. В данном цеху располагается 24 бассейна радиусом 4 метра.
6. Цех для выращивания годовиков, площадью 2224 квадратных метров. В цеху также располагается 24 бассейна радиусом 4 метра.
7. Складские помещения общей площадью 750 квадратных метров.
8. Административный корпус.
9. Отдел мониторинга, контроля и сигнализации.

Для удаления отходов в каждом цеху дополнительно установлена второстепенная механическая очистка воды, которая предназначается для шлама, присутствующего в сбрасываемой воде. В дальнейшем шлама будет попадать в шламонакопитель для седиментации или последующего механического обезвоживания. После чего шлам будет сброшен на рельеф, в качестве удобрения для сельскохозяйственных ферм.

Сточные воды, в которых содержится высокая концентрация азота и фосфора будут поступать в земляной фильтр, в котором будут удалены все соединения азота и фосфора.

Технико-экономические показатели по земельному участку:

1. Площадь застройки в границах ограды не менее 1 га.
2. Общая площадь застройки здания не менее 7600 кв. м.

Фасад здания рыбопитомника с УЗВ представлен на рисунке 17.

Проектирование садковой фермы

Принципы эксплуатации и конструкция погружных садков изначально разрабатывались для применения их глубоководных озерах. Но позже садки были испробованы в морских условиях. Погружные садки имеют одну важную особенность — это независимость от метеорологических условий (ледяного покрова, штормов), которые возникают на поверхности водоема. Данное свойство очень важно для проектирования в морских условиях форелевых хозяйств.

Данный садок состоит из полиэтиленовой рамы сверху и металлической рамы снизу, который обтянут синтетической сеткой. Площадь садков колеблется в пределах от 1 до 50 квадратных метров. Для удобства был выбран садок 30 квадратных метров, так как садки большой площади тяжело управляемы при перемещении, а малой площадью садки подвергнуты большей деформации. Форма выбрана многоугольная с сегментом круга с диаметром 6 метров, глубиной 3 м. Каркас садка состоит из металлических и пластмассовых труб различных конструкций. На рисунке 18 представлен предлагаемый садок объемом 85 кубических метров для выращивания товарной рыбы лосося и форели.

Кроме металлической и синтетической сеток для проектирования садков применяют еще и прутья из металла или пластмассы, а также деревянные рейки, тонкие трубы, которые образуют стенки и пол с прощелинами для циркулирования воды, однако не позволяют рыбе выходить за пределы садка. Часто садки производят в виде мягких конструкций, не имеющих вертикального каркаса только лишь с одной верхней рамой. Форма такого садка остается неизменной благодаря оттяжкам, которые прикрепляются к нижним углам садка и укреплены с помощью свай или якоря на дне.

При размещении в водоем верхнюю часть садка закрывают сеткой. Стенки садка возвышаются над водой для того, чтобы рыба не ушла во время чрезмерной активности, к примеру, пищевой. Поплавки, состоящие из полых герметизированных резервуаров в виде труб и бочек или пористого синтетического материала обеспечивают положительную плавучесть садков. При неизменчивом уровне воды в водоемах садки в некоторых случаях размещают на сваях, которые вбиты в дно.