CN114766398B - 面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及鱼类生境保护领域，具体涉及一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置及运行方法,其中生境营造装置包括底座、顶盖、锚固部件、升降组件、双层调节板、推进器、鱼类监测与定位系统、智能控制系统和蓄电池。本发明提供的智能双层调节板活动片能够实现上下0‑90°摆动，有利于调节水流流场，在集卵区域营造出适宜的生境阈值，本生境营造装置能够作为栖息地环境敏感性、鱼群规模和种类数量、鱼类产卵等原型观察实验平台，促进鱼类种群自然繁殖，克服人工增殖放流存在的不足，有利于缓解水电资源开发利用与水生态保护之间的矛盾，能够作为水生态修复与鱼类资源保护的重要技术支撑。

Description

面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置及运行方法

技术领域

本发明涉及鱼类生境保护领域，具体涉及一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置及运行方法。

背景技术

河道的地形条件、底质、流速、流态、泥沙等都是影响鱼类产卵场的重要因子，水利水电工程在防洪、发电、供水、航运等方面发挥着巨大效益，但同时也对河流生物资源及其生存环境带来不利影响，生态系统的结构和功能遭到破坏，影响鱼类的生理活动和栖息空间，导致鱼类资源量逐渐衰退。比如，因水库季节性蓄水，下游水量减少，河漫滩露裸露，导致粘附在砾石和水草上的粘沉性鱼卵干涸而死。

长江水系是我国淡水渔业的摇篮和鱼类基因的宝库，广泛分布着鲤、鲫、鲇、胭脂鱼、泥鳅、黄尾鲴、黄颡鱼、长吻鮠等众多产黏性或普通沉性卵的鱼类，其中许多鱼类如鲤、鲫、鲇、瓦氏黄颡鱼、光泽黄颡鱼等为长江上游的重要经济鱼类，同时也是水生态系统的重要组成部分。上游产粘沉性鱼卵的特有鱼类约占80%，保护产黏沉性卵的鱼类资源，对于保护长江流域的生物多样性、维持生态系统结构与功能等具有重要意义。

目前，针对产粘沉性卵鱼类的生境营造、孵化方面的研究创新成果相对较少。近年来，随着长江保护修复攻坚战行动的推进，在鱼类自然栖息地营造和鱼卵孵化领域形成了一些专利成果。如：申请专利号为202110767295.5的发明专利公开了一种面向粘沉性卵鱼类的智能移动式人工鱼巢实验平台，通过搅拌系统在孵化槽内形成旋转微水流，满足鱼卵对水流需求；通过调节系统调节蓄水槽内的水质，实现孵化过程水质的调控。申请专利号为202011044351.4的发明专利公开了一种适用于急流产粘沉性卵鱼类产卵场的营造方法，包括前期调查、产卵场地址的选择、流态调整、构建人工漫滩、构建人工深谭、构建人工沙洲、植被恢复的步骤，对减轻因河流采沙、清淤等活动造成的河流生境均质化、鱼类产卵场破坏等影响具有重要意义。申请专利号为202110053687.5的发明专利公开了一种鱼类保护用鱼群鱼卵孵化装置，包括水箱、进水管、喷水管、底框一和底框二，为鱼苗的搬运和采苗提供了便利，减小采苗和搬运过程对育苗的惊吓和伤害，提高鱼苗后续成活率。

现有技术的缺陷在于：

（1）通过搅拌过程形成微水流环境，搅拌可能对鱼卵造成损害；

（2）对粘沉性鱼卵孵化的研究技术多局限于人工水产养殖领域；

（3）难以实现在自然河流中对鱼卵进行收集和孵化，对水位和流量日变幅较大的河流适应性差，也不具备大坝上下游鱼类多样性的保护功能。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中形成微水流环境损害鱼卵和无法在自然河流中对鱼卵收集和孵化的缺陷，从而提供一种在自然河流中能够适应水位和流量变化，具备调节流场和营造适宜生境环境的优点，集生境营造与鱼卵收集、孵化功能于一体的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置。

为了解决上述问题，本发明提供了一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，包括：

底座，其上设有鱼卵附着基质；

顶盖，能够浮在水面上，所述顶盖的下表面均匀分布有若干第一微型喷头，所述顶盖上设有气泵；

底座，其上设有鱼卵附着基质, 所述底座上设有气囊、第二微型喷头，所述气泵与所述第二微型喷头通过第一连接管路相连, 所述气泵与所述气囊通过第二连接管路相连；

锚固部件，连接在所述底座上；

升降组件，设置在所述底座上并支撑在所述顶盖的下方，所述升降组件包括沿所述底座的周向间隔分布的多个升降柱，所述升降柱具有空腔，所述空腔内安装有鱼饲料喂食器、消毒液瓶、滑石粉悬浊液储存罐、水箱，所述鱼饲料喂食器、所述消毒液瓶、所述滑石粉悬浊液储存罐的出口均设有单向电磁阀，且所述消毒液瓶、滑石粉悬浊液储存罐的出口均连接至所述水箱，所述水箱内设有静音泵，所述静音泵通过第三连接管路与所述第一微型喷头相连，所述升降组件还包括设置在所述顶盖与所述底座之间的多个升降柱支架，所述升降柱支架包括可升降柱体以及呈树枝状分布在所述可升降柱体上的支杆，所述支杆上设有含植物营养液的无纺布，所述无纺布上布有水草，所述鱼饲料喂食器的出口通过第四连接管路连接至所述升降柱支架；

双层调节板，对称地设有两个，所述双层调节板的第一端与布置在迎流面的所述升降柱通过铰链连接，能够随所述升降柱的升降而折叠，所述双层调节板具有闭合状态及打开状态，所述双层调节板处于闭合状态时，两个所述双层调节板的第二端对接以使所述双层调节板与所述底座、所述顶盖围成封闭的鱼卵孵化空间，所述双层调节板包括网纱层和折叠层，所述网纱层设有直径小于鱼卵直径的网孔，所述折叠层包括若干弧形的活动片，相邻的两个所述活动片之间通过连接件相连，所述活动片的角度能够通过所述连接件调节；

推进器，与所述底座连接，能够带动所述底座移动；

鱼类监测与定位系统，包括设置在所述顶盖的上表面的摄像头和GPS定位仪、以及设置在非迎流面的所述升降柱外侧面的超声波探头；

智能控制系统，设置在所述空腔中，并与驱动所述铰链转动的第一驱动机构、驱动所述连接件转动的第二驱动机构、所述摄像头、所述GPS定位仪、所述超声波探头以及各所述单向电磁阀通信连接；

蓄电池，设置在所述空腔中，并与所述智能控制系统电性连接。

可选地，所述鱼类监测与定位系统还包括设置在所述升降柱支架外的诱鱼灯，所述诱鱼灯的颜色能够调节设置，所述诱鱼灯与所述智能控制系统通信连接。

可选地，所述面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置还包括生境因子监测系统，所述生境因子监测系统包括设置在所述升降柱支架外侧面的流速传感器、水位传感器和水温传感器、光照度传感器，所述智能控制系统分别与所述流速传感器、水位传感器和水温传感器、光照度传感器通信连接；

布置在非迎流面的所述升降柱外设有电热片，所述智能控制系统与所述电热片电性连接。

可选地，所述顶盖上设有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与所述蓄电池电性连接。

可选地，所述顶盖为疏松多孔结构。

可选地，所述底座和所述顶盖均为椭圆形。

可选地，所述双层调节板的第二端设有磁条，所述双层调节板处于闭合状态时，两个所述双层调节板上的所述磁条之间产生吸力。

可选地，所述底座上设有凹槽，所述推进器通过伸缩臂连接在所述凹槽中，所述推进器能够通过所述伸缩臂伸出所述底座。

可选地，所述鱼卵附着基质包括水草、砾石、卵石、细沙和底泥。

本发明还提供一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置的运行方法，应用于所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，所述运行方法包括以下步骤：

S1.将所述生境营造装置设在第一区域，将所述双层调节板调节至闭合状态，通过所述升降组件调节所述生境营造装置的高度为最大高度的1/3-2/3；

S2.推进器推动所述生境营造装置前进，在前进过程中根据所述超声波探头和所述摄像头获取产粘沉性卵鱼类聚集的水域，并通过推进器将所述生境营造装置推动至所述水域，通过锚固部件将所述生境营造装置固定在河床上；

S3.将所述双层调节板调节至打开状态，通过所述升降组件调节所述生境营造装置的高度为最大高度，调节所述活动片的角度；

S4.在预设时间后，将所述双层调节板调节至闭合状态，通过所述升降组件调节所述生境营造装置的高度为最大高度的1/3-2/3 ；

S5.对鱼卵脱卵；

S6.通过鱼类监测与定位系统监测到鱼卵孵化成为仔鱼后，使锚固部件松开，推进器推动所述生境营造装置移动，在移动过程中获取仔鱼投放位置，并将所述生境营造装置移动至所述仔鱼投放位置，将所述双层调节板调节至打开状态，投放仔鱼。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，漂浮的顶盖和可伸缩的升降柱与升降柱支架能够使得整套设施随着水位变化而自动升降，很好地适应河道水位变化，升降柱空腔内有鱼饲料喂食器和消毒液瓶，鱼饲料不仅有利于从嗅觉方面吸引鱼类进入设施，而且有利于降低仔鱼觅食时被捕食的风险和伤亡；消毒液能够预防设施附近水体受到细菌病毒的感染，降低鱼类的发病率与病死率，智能双层调节板活动片能够实现上下0-90°摆动，有利于调节水流流场，在集卵区域营造出适宜的生境阈值，气泵通过第二微型喷头持续喷射形成微水流环境和增加水体中的溶解氧，营造鱼卵孵化的生境条件，通过营造产卵场生境，通过科学孵化鱼卵和仔鱼过坝，实现鱼卵、仔鱼、成鱼的全生命周期保护，帮助大坝上下游的鱼类相互过坝，有利于保护鱼类资源和生物多样性、维持水生态系统结构与功能，能够促进鱼类种群自然繁殖，克服人工增殖放流存在的不足，有利于缓解水电资源开发利用与水生态保护之间的矛盾，能够作为水生态修复与鱼类资源保护的重要技术支撑。

2.本发明提供的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，生境因子监测系统包括设置在所述升降柱支架外侧面的流速传感器、水位传感器和水温传感器、光照度传感器，所述智能控制系统分别与所述流速传感器、水位传感器和水温传感器、光照度传感器通信连接。生境因子监测系统通过智能控制系统进行检测，可以检测生境营造装置中水的流速、水温、光照度等影响鱼卵孵化的因素，可以更好的采集生境数据。

3.本发明提供的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，布置在非迎流面的所述升降柱外设有电热片，所述智能控制系统与所述电热片电性连接。当摄像头识别到大量鱼卵后，智能控制系统通过控制电热片将水温控制在目标产粘沉性卵鱼类适合产卵的温度区间18-22℃，电热片在鱼卵孵化环节中，进一步提高温度，将水温保持在适宜孵化温度25-28℃，从而加速鱼卵孵化速率，减少由于水温低而发生水霉病。

4.本发明提供的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，太阳能光伏板将太阳能转换为电能，供给蓄电池，蓄电池与太阳能光伏板通过电线相连并为设施提供电力供应。

5.本发明提供的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，所述顶盖为疏松多孔结构，能够削弱表面水流对顶盖的冲击，减小整套装置的晃动幅度。

6.本发明提供的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，所述底座和所述顶盖均为椭圆形，布置时，使底座和顶盖的长轴沿着水流方向，有利于减小布置该装置对过水断面的影响，也有利于鱼卵孵化后整套装置通过航道过坝。

7.本发明提供的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，鱼卵附着基质包括水草、砾石、卵石、细沙和底泥，能够满足不同水深需求和生活习性的产粘沉性卵鱼类繁殖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置总体示意图；

图2为图1总体结构封闭示意图；

图3为本发明中升降柱的示意图；

图4为本发明中升降柱支架的示意图；

图5为本发明中底座的示意图；

图6为本发明中双层调节板的示意图。

附图标记说明：

1、升降柱；11、鱼饲料喂食器；12、消毒液瓶；13、滑石粉悬浊液储存罐；14、水箱；15、静音泵；16、电热片；2、升降柱支架；21、无纺布；3、顶盖；31、气泵；32、第一微型喷头；33、太阳能光伏板；4、底座；41、气囊；42、推进器；43、凹槽；44、第二微型喷头；5、锚固部件；6、双层调节板；61、网纱层；62、折叠层；63、活动片；7、鱼类监测与定位系统；71、超声波探头；72、摄像头；73、GPS定位仪；74、诱鱼灯；8、生境因子监测系统；81、流速传感器；82、水位传感器；83、水温传感器；84、光照度传感器；9、蓄电池；10、智能控制系统。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置。

在一个实施方式中，如图1-图6所示，面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置包括底座4、顶盖3、锚固部件5、升降组件、双层调节板6、推进器42、鱼类监测与定位系统、智能控制系统10和蓄电池9。

其中，顶盖3能够浮在水面上，顶盖3的下表面均匀分布有若干第一微型喷头32,顶盖3上设有气泵31；底座4上设有鱼卵附着基质, 底座4上设有气囊41、第二微型喷头44，气泵31与第二微型喷头44通过第一连接管路相连, 气泵31与气囊41通过第二连接管路相连，气泵31工作时，通过第二微型喷头44持续喷射形成微水流环境和增加水体中的溶解氧，营造鱼卵孵化的生境条件；锚固部件5连接在底座4上，锚固部件5固定在河床上可将整个装置固定；升降组件设置在底座4上并支撑在顶盖3的下方，升降组件包括沿底座4的周向间隔分布的多个升降柱1，升降柱1具有空腔，空腔内安装有鱼饲料喂食器11、消毒液瓶12、滑石粉悬浊液储存罐13、水箱14，鱼饲料喂食器11、消毒液瓶12、滑石粉悬浊液储存罐13的出口均设有单向电磁阀，且消毒液瓶12、滑石粉悬浊液储存罐13的出口均连接至水箱14，水箱14内设有静音泵15，静音泵15通过第三连接管路与第一微型喷头32相连，升降组件还包括在设置在顶盖3与底座4之间的多个升降柱支架2，升降柱支架2包括可升降柱体以及呈树枝状分布在可升降柱体上的支杆，支杆上设有含植物营养液的无纺布21，无纺布21上布有水草，鱼饲料喂食器11的出口通过第二连接管路连接至升降柱支架2；双层调节板6对称地设有两个，双层调节板6的第一端与布置在迎流面的升降柱1通过铰链连接，能够随升降柱1的升降而折叠，双层调节板6具有闭合状态及打开状态，双层调节板6处于闭合状态时，两个双层调节板6的第二端对接以使双层调节板6与底座4、顶盖3围成封闭的鱼卵孵化空间，双层调节板6包括网纱层61和折叠层62，网纱层61设有直径小于鱼卵直径的网孔，在智能双层调节板6闭合后，网纱层61保护鱼卵不被水流冲走，折叠层62包括若干弧形的活动片63，相邻的两个活动片63之间通过连接件相连，活动片63的角度能够通过连接件调节；推进器42与底座4连接，能够带动底座4移动；

鱼类监测与定位系统包括设置在顶盖3的上表面的摄像头72和GPS定位仪73、以及设置在非迎流面的升降柱1外侧面的超声波探头71，具体地，鱼类监测与定位系统能够通过超声波探头71、摄像头72和GPS定位仪73监测鱼类活动和定位鱼群位置，并通过智能控制系统10中具有深度学习的卷积神经网络算法识别鱼类，在集卵区域营造出适宜的生境阈值范围控：流量2800-8000 m³/s，流速0.8-1.5 m/s，水温18-22℃，从而满足目标产粘沉性卵鱼类的产卵生境需求。

智能控制系统设置在空腔中，并与驱动铰链转动的第一驱动机构、驱动连接件转动的第二驱动机构、摄像头72、GPS定位仪73、超声波探头71以及各单向电磁阀通信连接。蓄电池设置在空腔中，并与智能控制系统电性连接，蓄电池与所有用电设备连接，为装置持续提供电力。

在本实施方式中，实际运行时，先将生境营造装置设在第一区域，第一区域可以是大坝的上游或者下游，将双层调节板6调节至闭合状态，通过升降组件调节生境营造装置的高度为最大高度的1/2，整个装置的体积比较小，下潜至水中；通过气泵31向气囊41充气，充气后利用推进器42推动生境营造装置前进，在前进过程中根据超声波探头71和摄像头72获取产粘沉性卵鱼类聚集的水域，摄像头72拍摄水下画面，收集到的声波信号和图像信息实时传输给智能控制系统10处理，经形态学处理后通过轮廓统计鱼群数量，计算出所获取图像的鱼群密度信息，图像根据产粘沉性卵鱼类典型外形鱼训练卷积神经网络，训练成熟的神经网络能够将获取的鱼类图像中准确度高地判别鱼类种类。鱼类监测和定位系统根据超声波探头71和摄像头72提供的处理后的信息，能够自动趋向产粘沉性卵鱼类聚集的水域，并通过推进器42将生境营造装置推动至水域，通过锚固部件5将生境营造装置固定在河床上；之后将双层调节板6调节至打开状态，通过升降组件调节生境营造装置的高度为最大高度，调节活动片63的角度，通过调节活动片63的展开角度来控制水流大小，制造鱼类偏好的水流环境，吸引鱼类产卵，双层调节板6减缓水流，有利于鱼卵粘附和沉降，升降柱支架2上的含植物营养液的无纺布21能够保持水草长时间生长和存活，水草能够净化水质、增加溶解氧；鱼饲料喂食器11根据鱼类监测与定位系统监测的目标鱼类的密度启动开关，鱼饲料喂食器11出口处的单向电磁阀通过智能控制系统进行出口的开关，鱼饲料喂食器11通过第二连接管路从升降柱支架2外排出；在鱼卵收集预设时间例如三天后，将双层调节板6调节至闭合状态，通过升降组件调节生境营造装置的高度为最大高度的1/2；之后对鱼卵脱卵，具体可通过振动的方式或者是通过伺服电机带动升降柱支架2旋转的方式对鱼卵脱卵，鱼卵出去粘性后随重力下沉，底座4上的鱼卵附着基质能够粘附和承接沉粘性鱼卵，底座4上的第二微型喷头44开始喷气，将鱼卵保持在浮动状态，避免鱼卵堆积导致腐败，消毒液瓶12的单向电磁阀每日定时打开2次将消毒液注入水箱14；鱼卵成功孵化成能摄食的仔鱼后，仔鱼能够以水草和鱼卵附着基质上截留的碎屑物为食物来源，当通过鱼类监测与定位系统监测到鱼卵孵化成为仔鱼后，使锚固部件5松开，推进器42推动生境营造装置移动，在移动过程中获取仔鱼投放位置，当第一区域为大坝下游时，仔鱼投放位置可以是大坝上游，当第一区域为大坝上游时，仔鱼投放位置可以是大坝下游，并将生境营造装置移动至仔鱼投放位置，将双层调节板6调节至打开状态，投放仔鱼。因此可以实现大坝上下游鱼类的交流、繁殖，保护人类活动影响下的流域生物多样性和栖息地多样性。

其中，活动片63能够在智能控制系统10控制下实现上下0-90°摆动从而调节水流流场，网纱层61的四周固定在折叠层62的四周，折叠层62能够在智能控制系统10控制下调整折叠幅度，从而调节设施内的水流流速；不同高度的折叠层62能够营造不同流速的水流条件，智能双层调节板6上部、中部的折叠层62的活动片63折叠幅度调大，营造出小于1.0m/s的流速，吸引长江流域的鲤、鲫等喜静流和缓流的产粘性卵的鱼类在升降柱支架2外侧无纺布21生长的水草上产卵；智能双层调节板6下部的折叠层62的活动片63折叠幅度调小，营造出1.0m/s-1.5 m/s的流速，吸引长江流域的中华倒刺鲃、长吻鮠、胭脂鱼、光泽黄颡鱼等为代表的喜急流的中下水层的产粘沉性卵鱼，在底座4的卵石、砾石表面产卵；同时根据摄像头72监测鱼类的数量和种类以及它们的聚焦区，适时灵活调整若干个活动片63的旋转角度，营造吸引鱼类的流场条件；网纱层61的网孔直径小于鱼卵直径，防止鱼卵孵化过程中从活动片之间的缝隙漂走，网纱层61为褶皱结构，能够适应折叠层62的旋转幅度变化。

具体地，鱼饲料喂食器11、消毒液瓶12、滑石粉悬浊液储存罐13出口的单向电磁阀均由智能控制系统10控制运行其状态，鱼饲料喂食器11出口的单向电磁阀通过第四连接管路连接至升降柱支架2，鱼饲料喂食器11根据鱼类监测与定位系统监测的目标鱼类的密度启动开关；消毒液瓶12、滑石粉悬浊液储存罐13出口的单向电磁阀均通过管道与水箱14相连通，在鱼卵孵化环节，消毒液瓶12和滑石粉悬浊液储存罐13的出流量均由智能控制系统10调节。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，鱼类监测与定位系统还包括设置在升降柱支架2外的诱鱼灯74，诱鱼灯74的颜色能够调节设置，诱鱼灯74与智能控制系统通信连接。

其中，诱鱼灯74具有颜色调节功能，由于产粘沉性卵鱼类多栖息于中下水层，诱鱼灯74颜色采用弱光源，光谱范围为410 μm-650 μm，灯光颜色为白光、偏蓝白光、蓝光为主；绝大多数鱼类都具有正趋光性，如黄颖鱼、鲤鱼偏好蓝光光源，诱鱼灯74周期性发光，灯光颜色60s切换一次，不同灯光颜色切换间隔为30s，避免长时间照射，使得鱼类产生视觉疲劳，导致诱鱼效果降低；摄像头72将拍摄的图像传输给智能控制系统10，通过图像中聚集鱼类的数量，确定吸引大量鱼类的最优颜色，并通过智能控制系统10控制诱鱼灯74调节为最优颜色，吸引更多鱼类产卵。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置还包括生境因子监测系统，生境因子监测系统包括设置在升降柱支架2外侧面的流速传感器81、水位传感器82和水温传感器83、光照度传感器84，智能控制系统分别与流速传感器81、水位传感器82和水温传感器83、光照度传感器84通信连接；布置在非迎流面的升降柱1外设有电热片16，智能控制系统与电热片16电性连接。

其中，当摄像头72识别到大量鱼卵后，智能控制系统通过控制电热片16将水温控制在目标产粘沉性卵鱼类适合产卵的温度区间18-22℃，电热片16在鱼卵孵化环节中，进一步提高温度，将水温保持在适宜孵化温度25-28℃，从而加速鱼卵孵化速率，减少由于水温低而发生水霉病。

具体地，生境因子监测系统通过智能控制系统进行检测，可以检测生境营造装置中水的流速、水温、光照度等影响鱼卵孵化的因素，可以更好的采集生境数据。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，顶盖3上设有太阳能光伏板33，太阳能光伏板33与蓄电池电性连接。

具体地，太阳能光伏板33将太阳能转换为电能，供给蓄电池9，蓄电池9与太阳能光伏板33通过电线相连并为整个装置提供电力供应。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，顶盖3为疏松多孔结构。在该实施方式中，顶盖3为疏松多孔结构，能够削弱表面水流对顶盖3的冲击，减小整套装置的晃动幅度。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，底座4和顶盖3均为椭圆形。具体在布置时，使底座4和顶盖3的长轴沿着水流方向，有利于减小布置该装置对过水断面的影响，也有利于鱼卵孵化后整套装置通过航道过坝。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，双层调节板6的第二端设有磁条，双层调节板6处于闭合状态时，两个双层调节板6上的磁条之间产生吸力。

在一个可替换的实施方式中，磁条可替换为电磁扣，使两个双层调节板6吸附更紧密，且容易控制。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，底座4上设有凹槽43，推进器42通过伸缩臂连接在凹槽43中，推进器42能够通过伸缩臂伸出底座4。在该实施方式中，通过在底座4上设置凹槽43，在整套装置不需要移动时，将推进器42设置在凹槽43中，不影响整套装置的固定，且推进器42通过伸缩臂连接在凹槽43中，推进器42伸出底座4后仍与底座4连接在一起。

具体地，在鱼类产卵高峰期布设在水坝上下游水域，初始状态时，双层调节板6关闭，升降柱1和若干升降柱支架2缩短至最高状态的1/2，整个装置最小体积下潜至水中,利用推进器42动力前进。

通过摄像头72识别目标鱼种类，当识别到以胭脂鱼、达氏鲟、光泽黄颡鱼、长吻鮠、光倒刺鲃、鲤、鲫为代表的产粘沉性卵鱼类时，推进器42缓慢地驱动设施在水下按“Z”字形路径探测；通过的超声波探头71、GPS定位仪73实时、连续地探测定位目标鱼群位置，数据传输至智能控制系统10，由的智能控制系统10将走航探测中将采集的数据分成n个航段，并计算平均面密度

，

，

是目标鱼群数量的平均面密度，

是每个航段中个体目标的数量，通过目标跟踪计数算法获得，

是对应的超声波扫描水域面积；根据计算的目标鱼群数量的平均面密度

确定行进方向，推进器42搭载设备寻找目标鱼群平均面密度

较高的适宜产卵点，确定位置后，推进器42收回到凹槽43，锚固部件5旋转将底座4固定在天然河床。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，鱼卵附着基质为水草、砾石、卵石、细沙和底泥，水草生长在若干升降柱支架2的无纺布21上，充足的营养使水草能够在水中长时间存活，满足将鱼卵粘附在水草上的鱼类对产卵基质的需求；砾石、卵石、细沙和底泥布置在底座4表面，卵石、砾石按照高低错落排列，细沙填充在卵石、砾石缝隙中，能够为底栖产粘沉性卵鱼类提供较大的栖息空间，营造出适合鲤、鲫、中华倒刺鲃、长吻鮠、胭脂鱼、光泽黄颡鱼等为代表的多种产粘沉性卵鱼类产卵与孵化的生境条件，为此类鱼交配繁育提供优质选择；卵石、砾石颜色为黑灰色，与鱼体颜色接近，有利于鱼类隐藏。

本实施例提供的生境营造装置面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置可以布设在水坝上下游水域，对于鱼道洄游无法通过大坝的产粘沉性卵鱼类，能够利用该生境营造装置实现大坝上下游鱼类基因交流，减少因建坝给洄游鱼类带来的不利影响。

实施例2

本实施例提供一种生境营造装置面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置的运行方法，包括上述实施例中提供的一种生境营造装置面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，运行方法包括以下步骤：

S1.将生境营造装置设在第一区域，将双层调节板6调节至闭合状态，通过升降组件调节生境营造装置的高度为最大高度的1/3-2/3；

S2.推进器42推动生境营造装置前进，在前进过程中根据超声波探头71和摄像头72获取产粘沉性卵鱼类聚集的水域，并通过推进器42将生境营造装置推动至水域，通过锚固部件5将生境营造装置固定在河床上；

S3.将双层调节板6调节至打开状态，通过升降组件调节生境营造装置的高度为最大高度，调节活动片63的角度；

S4.在预设时间后，将双层调节板6调节至闭合状态，通过升降组件调节生境营造装置的高度为最大高度的1/3-2/3 ；

S5.对鱼卵脱卵；

S6.通过鱼类监测与定位系统监测到鱼卵孵化成为仔鱼后，使锚固部件5松开，推进器42推动生境营造装置移动，在移动过程中获取仔鱼投放位置，并将生境营造装置移动至仔鱼投放位置，将双层调节板6调节至打开状态，投放仔鱼。

具体地，在鱼类产卵高峰期布设在水坝上下游水域，初始状态时，双层调节板6关闭，升降柱1和若干升降柱支架2缩短至最高状态的1/2，整个装置最小体积下潜至水中,利用推进器42动力前进。鱼类监测和定位系统中的超声波探头71发出声波信号，与此同时，摄像头72拍摄水下画面，收集到的声波信号和图像信息实时传输给智能控制系统10处理，经形态学处理后通过轮廓统计鱼群数量，计算出所获取图像的鱼群密度信息，图像根据产粘沉性卵鱼类典型外形鱼训练卷积神经网络，训练成熟的神经网络能够将获取的鱼类图像中准确度高地判别鱼类种类。鱼类监测和定位系统根据超声波探头71和摄像头72提供的处理后的信息，能够自动趋向产粘沉性卵鱼类聚集的水域，并选择河床较平坦、水深没过装置的砂质底质的区域停靠固定，确定停靠的位置后，智能控制系统10将信号指令传输给伺服电机带动锚固部件的四个大抓力锚脚伸出扎进河床，将整套设施固定在河床上。

智能控制系统10调节双层调节板6，升降柱1和若干升降柱支架2升高至原高度的两倍，双层调节板6的网纱层61孔径大小为20目，与外侧折叠层62一起展开，活动片63能够调节展开的角度控制水流大小，制造鱼类偏好的水流环境，吸引鱼类产卵。双层调节板6减缓水流，有利于鱼卵粘附和沉降，若干升降柱支架2的表面富含营养液无纺布21，能够保持水草长时间生长和存活，底座4表面布设天然水草、多种粒径的卵石、砾石和泥沙构成的原生态产卵生境。若干升降柱支架2的水草能够净化水质、增加溶解氧，底座4表面布设的石头和砂质基质能够粘附和承接粘沉性鱼卵，还能满足个别喜欢将卵产在泥沙中的产粘沉性卵鱼。

鱼卵收集3天后，双层调节板6接收智能控制系统10的关闭信号，外侧的折叠层62闭合，升降柱1和若干升降柱支架2随之降低至1/2高度，若干升降柱支架2高度控制在水草间距为10cm，水草间不会挤压损坏鱼卵。

进一步，伺服电机带动与底座4表层板连接的支撑转轴转动，其中两根升降柱支架2固定，一根升降柱支架2随支撑转轴转动，通过震动对鱼卵脱粘，鱼卵除去粘性后随重力下沉。底座表面的第二微型喷头44开始喷气，将鱼卵保持浮动状态，避免鱼卵堆积导致腐败。消毒液瓶12的单向电磁阀每日定时打开2次将消毒液注入水箱14。电热片16对水流进行加热，水温控制在20℃左右，偏高的水温加速鱼卵孵化。鱼卵成功孵化成能摄食的仔鱼后，仔鱼能够以水草和基质上截留的碎屑物为食物来源。

智能控制系统10通过鱼类监测与定位系统监测到大量鱼卵成功孵化成能摄食的仔鱼后，将锚固部件5松开，同时，气泵31开始给气囊41充气，推进器42启动，面向产粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造设施及运行方法整体脱离河床，实时依据摄像头72、GPS定位仪73监测的信息寻找航道，通过航道到达大坝上游；根据鱼类监测和定位系统以及生境因子监测系统获取大坝上游的生境信息，在上游寻找合适的仔鱼投放位置，合适的生境能够提高仔鱼存活率；设施还能够在上游以同样的方式继续收集鱼卵，并将上游的其它仔鱼输送到大坝下游，实现大坝上下游鱼类的交流、繁殖，保护人类活动影响下的流域生物多样性和栖息地多样性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，包括：

顶盖（3），能够浮在水面上，所述顶盖（3）的下表面均匀分布有若干第一微型喷头（32）,所述顶盖（3）上设有气泵（31）；

底座（4），其上设有鱼卵附着基质, 所述底座（4）上设有气囊（41）、第二微型喷头（44），所述气泵（31）与所述第二微型喷头（44）通过第一连接管路相连, 所述气泵（31）与所述气囊（41）通过第二连接管路相连；锚固部件（5），连接在所述底座（4）上；

升降组件，设置在所述底座（4）上并支撑在所述顶盖（3）的下方，所述升降组件包括沿所述底座（4）的周向间隔分布的多个升降柱（1），所述升降柱（1）具有空腔，所述空腔内安装有鱼饲料喂食器（11）、消毒液瓶（12）、滑石粉悬浊液储存罐（13）、水箱（14），所述鱼饲料喂食器（11）、所述消毒液瓶（12）、所述滑石粉悬浊液储存罐（13）的出口均设有单向电磁阀，且所述消毒液瓶（12）、滑石粉悬浊液储存罐（13）的出口均连接至所述水箱（14），所述水箱（14）内设有静音泵（15），所述静音泵（15）通过第三连接管路与所述第一微型喷头（32）相连，所述升降组件还包括设置在所述顶盖（3）与所述底座（4）之间的多个升降柱支架（2），所述升降柱支架（2）包括可升降柱体以及呈树枝状分布在所述可升降柱体上的支杆，所述支杆上设有含植物营养液的无纺布（21），所述无纺布（21）上布有水草，所述鱼饲料喂食器（11）的出口通过第四连接管路连接至所述升降柱支架（2）；

双层调节板（6），对称地设有两个，所述双层调节板（6）的第一端与布置在迎流面的所述升降柱（1）通过铰链连接，能够随所述升降柱（1）的升降而折叠，所述双层调节板（6）具有闭合状态及打开状态，所述双层调节板（6）处于闭合状态时，两个所述双层调节板（6）的第二端对接以使所述双层调节板（6）与所述底座（4）、所述顶盖（3）围成封闭的鱼卵孵化空间，所述双层调节板（6）包括网纱层（61）和折叠层（62），所述网纱层（61）设有直径小于鱼卵直径的网孔，所述折叠层（62）包括若干弧形的活动片（63），相邻的两个所述活动片（63）之间通过连接件相连，所述活动片（63）的角度能够通过所述连接件调节；

推进器（42），与所述底座（4）连接，能够带动所述底座（4）移动；

鱼类监测与定位系统，包括设置在所述顶盖（3）的上表面的摄像头（72）和GPS定位仪（73）、以及设置在非迎流面的所述升降柱（1）外侧面的超声波探头（71）；

智能控制系统（10），设置在所述空腔中，并与驱动所述铰链转动的第一驱动机构、驱动所述连接件转动的第二驱动机构、所述摄像头（72）、所述GPS定位仪（73）、所述超声波探头（71）以及各所述单向电磁阀通信连接；

蓄电池（9），设置在所述空腔中，并与所述智能控制系统电性连接。

2.根据权利要求1所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述鱼类监测与定位系统还包括设置在所述升降柱支架（2）外的诱鱼灯（74），所述诱鱼灯（74）的颜色能够调节设置，所述诱鱼灯（74）与所述智能控制系统通信连接。

3.根据权利要求2所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置还包括生境因子监测系统，所述生境因子监测系统包括设置在所述升降柱支架（2）外侧面的流速传感器（81）、水位传感器（82）和水温传感器（83）、光照度传感器（84），所述智能控制系统分别与所述流速传感器（81）、水位传感器（82）和水温传感器（83）、光照度传感器（84）通信连接；

布置在非迎流面的所述升降柱（1）外设有电热片（16），所述智能控制系统与所述电热片（16）电性连接。

4.根据权利要求1所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述顶盖（3）上设有太阳能光伏板（33），所述太阳能光伏板（33）与所述蓄电池电性连接。

5.根据权利要求1所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述顶盖（3）为疏松多孔结构。

6.根据权利要求5所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述底座（4）和所述顶盖（3）均为椭圆形。

7.根据权利要求1所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述双层调节板（6）的第二端设有磁条，所述双层调节板（6）处于闭合状态时，两个所述双层调节板（6）上的所述磁条之间产生吸力。

8.根据权利要求1所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述底座（4）上设有凹槽（43），所述推进器（42）通过伸缩臂连接在所述凹槽（43）中，所述推进器（42）能够通过所述伸缩臂伸出所述底座（4）。

9.根据权利要求1所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，其特征在于，所述鱼卵附着基质包括水草、砾石、卵石、细沙和底泥。

10.一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置的运行方法，其特征在于，应用于权利要求1-9中任一项所述的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置，所述运行方法包括以下步骤：

S1.将所述生境营造装置设在第一区域，将所述双层调节板（6）调节至闭合状态，通过所述升降组件调节所述生境营造装置的高度为最大高度的1/3-2/3；

S2.推进器（42）推动所述生境营造装置前进，在前进过程中根据所述超声波探头（71）和所述摄像头（72）获取产粘沉性卵鱼类聚集的水域，并通过推进器（42）将所述生境营造装置推动至所述水域，通过锚固部件（5）将所述生境营造装置固定在河床上；

S3.将所述双层调节板（6）调节至打开状态，通过所述升降组件调节所述生境营造装置的高度为最大高度，调节所述活动片（63）的角度；

S4.在预设时间后，将所述双层调节板（6）调节至闭合状态，通过所述升降组件调节所述生境营造装置的高度为最大高度的1/3-2/3 ；

S5.对鱼卵脱卵；

S6.通过鱼类监测与定位系统监测到鱼卵孵化成为仔鱼后，使锚固部件（5）松开，推进器（42）推动所述生境营造装置移动，在移动过程中获取仔鱼投放位置，并将所述生境营造装置移动至所述仔鱼投放位置，将所述双层调节板（6）调节至打开状态，投放仔鱼。

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