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Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug zur Produktion, insbesondere Aufzucht und/oder Zucht, aquatischer Lebewesen und ein Verfahren zur Produktion aquatischer Lebewesen.
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Durch Benutzung sind Wasserfahrzeuge, mit denen Fischerei betrieben wird, hinlänglich bekannt. Sie werden u.a. dazu benutzt, zum Fischfang Netze zu schleppen und den mit den Netzen erzielten Fang aufzunehmen und zu transportieren. Problematisch ist, dass bei der Fischerei ein erheblicher Teil an Beifang anfällt und es zu Überfischung kommt.
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Ferner sind durch Benutzung Aquakulturanlagen bekannt, die insbesondere zur Züchtung und Aufzucht von aquatischen Lebewesen wie Fischen, Muscheln, Krebsen, Pflanzen und Algen verwendet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserfahrzeug zu schaffen, mit dem sich Fischwirtschaft umweltverträglich betreiben lässt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in dem Wasserfahrzeug eine Aquakulturanlage, insbesondere zur Fischproduktion, d.h. Fischaufzucht und/oder -zucht, angeordnet ist, und das Wasserfahrzeug eine Einrichtung zum Zuführen von Wasser in die Aquakulturanlage aufweist, die derart vorgesehen ist, dass sich das zum Zuführen in die Aquakulturanlage vorgesehene Wasser einem Gewässer, in dem das Wasserfahrzeug schwimmt, entnehmen lässt.
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Die Aquakulturanlage ist dank ihrer Anordnung in dem Wasserfahrzeug nicht nur mobil, sondern lässt sich auch vergleichsweise einfach mit Frischwasser versorgen. Daraus ergeben sich diverse Vorteile.
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Zum einen kann die Aquakulturanlage mit Wasser aus einem Gewässer versorgt werden, das geeignete Bedingungen zur Züchtung der jeweiligen Lebewesen, insbesondere hinsichtlich der Wassertemperatur, -qualität und/oder sonstigen Wassereigenschaften, bietet. Im Vergleich zu einer an Land errichteten Aquakulturanlage kann Energie sowie Aufwand zur Temperierung und/oder zur Aufbereitung des Wasser wie zur Be- und/oder Entgasung und/oder zur Reinigung, insbesondere zur Entfernung von Exkrementen oder toten Lebewesen, vermieden und damit in erheblichem Maße Kosten eingespart werden.
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Darüber hinaus wird die Möglichkeit geschaffen, die Zucht weg von Küsten, wo sie herkömmlicherweise durchgeführt wird, in küstenferne Gegenden zu verlagern. Dadurch kann nicht nur eine Verschmutzung von Gewässern in Küstennähe, die mit der Zucht einhergeht und insbesondere in dem Austrag von Reststoffen wie Exkrementen der Lebewesen oder verstorbenen Lebewesen besteht, vermieden werden. Vielmehr wird es auch möglich, den Austrag durch Fahren des Wasserfahrzeugs nicht lediglich lokal an einem einzigen Ort, sondern an verschiedenen Orten abzugeben, z.B. indem die Reststoffe beim Fahren des Wasserfahrzeugs kontinuierlich abgegeben werden. Da die Verschmutzungen, die durch die Lebewesen verursacht werden, in Gewässern normalerweise auf natürliche Art vollständig abgebaut werden, wenn sie nicht in zu großen Mengen vorliegen, verursacht die erfindungsgemäße Aquakulturanlage nur eine vergleichsweise geringe oder keine Umweltbelastung, die sich viel besser und schneller natürlich abbauen lässt als diejenige von herkömmlichen stationären Aquakulturanlagen. Darüber hinaus ergibt sich aus dem Austrag der Reststoffe der Vorteil, dass dem Gewässer Stoffe zugeführt werden, die sich positiv auf den Gewässerzustand auswirken können.
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Die Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft nutzen, wenn das Wasserfahrzeug auf dem Gewässer entlang einer Route gefahren wird, auf der, vorzugsweise aufgrund der Wassertemperatur und sonstigen Eigenschaften des Gewässers, geeignete Bedingungen zum Halten der aquatischen Lebewesen herrschen.
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Die Erfindung erweist sich als besonders umweltfreundlich, wenn das Wasserfahrzeug ein Segelschiff ist. Es lässt sich dann durch Windkraft antreiben und das Wasser kann aus dem Gewässer ohne zusätzlich aufzubringende Energie in die und aus der Aquakulturanlage bewegt werden. Es versteht sich, dass sich die Erfindung auch vorteilhaft bei einem, vorzugsweise zusätzlich zum Antrieb durch Windkraft, motorisch, gegebenenfalls unter Nutzung von erneuerbarer Energie wie Sonnenenergie, angetriebenen Wasserfahrzeug vorteilhaft nutzen lässt. In dem Fall, dass die aufgenommene Wind- und/oder Sonnenenergie größer ist als zum Antrieb des Wasserfahrzeugs bei einer für den Betrieb notwendigen Geschwindigkeit, könnte die aufgenommene Wind- und/oder Sonnenenergie zum Betrieb der Aquakulturanlage oder anderen Einrichtungen des Wasserfahrzeugs genutzt werden. Die überschüssig aufgenommen Windenergie ließe sich beispielsweise dadurch nutzen, dass an dem Wasserfahrzeug zumindest eine Strömungsmaschine, z.B. eine Turbine, insbesondere kinetische Strömungsturbine, vorgesehen ist, die den durch die Windenergie erzeugten Vortrieb des Wasserfahrzeugs in dem Gewässer zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Strömung des Gewässers relativ zu dem Wasserfahrzeug nutzt.
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Zweckmäßigerweise ist eine Zuführöffnung der Zuführeinrichtung zur Aufnahme des Wassers aus dem Gewässer in Längsrichtung des Wasserfahrzeugs offen, vorzugsweise in dessen Fahrtrichtung, insbesondere zum Bug hin, und/oder unterhalb einer Wasserlinie des Wasserfahrzeugs angeordnet. Vorzugsweise ist die Zuführöffnung am Rumpf des Wasserfahrzeuges, besonders bevorzugt an dessen Bug, angeordnet. Wird das Wasserfahrzeug in dem Gewässer gefahren, lässt sich die Relativbewegung des Wasserfahrzeugs im Verhältnis zu dem Gewässer nutzen, um das Wasser in die Aquakulturanlage zu bewegen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Aquakulturanlage zumindest einen Tank auf, in dem aufzuziehende Lebewesen zu halten sind. Der Tank ist in einem Rumpf des Wasserfahrzeugs zweckmäßigerweise zumindest abschnittsweise unterhalb der Wasserlinie des Wasserfahrzeugs angeordnet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Rumpf des Wasserfahrzeugs eine Form auf, die dazu geeignet ist, im Bereich der Zuführöffnung bei Bewegung des Wasserfahrzeugs die Ausbildung eines möglichst großen Staudrucks und/oder den Aufbau einer möglichst großen Stauwelle zu fördern. Dazu könnte der Rumpf zumindest im Bereich der Zuführöffnung eine Wandung aufweisen, die derart angeordnet ist, dass ein Normalvektor, der auf der Wandung steht, maximal in einem Winkel von 20 ° zur Längsrichtung des Wasserfahrzeugs angeordnet ist. Ergänzend oder alternativ dazu könnte der Rumpf im Bereich der Zuführöffnung derart geformt sein, dass das Wasser bei Bewegung des Wasserfahrzeugs hin zu der Zuführöffnung geleitet wird. Der Rumpf könnte in dem Bereich dazu beispielsweise eine trichterartige Form aufweisen. Vorteilhaft wird durch eine derartige Formung des Rumpfs bei Bewegung des Wasserfahrzeugs ein Staudruck und/oder eine große Stauwelle ausgebildet, unter welchem bzw. welcher sich das Wasser hin zur Aquakultur bewegen lässt. Alternativ zu der Anordnung der Zuführöffnung unmittelbar am Rumpf des Wasserfahrzeugs könnte eine von dem Rumpf vorstehende und zur Aquakulturanlage führende Zuführleitung vorgesehen sein, die die Zuführöffnung aufweist. Die Zuführleitung könnte beispielsweise von einer Längsseite, d.h. Backbord- oder/und Steuerbordseite, oder vom Bug, des Rumpfs vorstehen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Aquakulturanlage eine Einrichtung zum Auslassen von Wasser aus der Aquakulturanlage in das Gewässer auf. Zweckmäßigerweise ist eine Auslassöffnung der Auslasseinrichtung in Längsrichtung des Wasserfahrzeugs offen und/oder unterhalb der Wasserlinie des Wasserfahrzeugs angeordnet. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auslassöffnung am Rumpf des Wasserfahrzeugs, bevorzugt an dessen Heck angeordnet. Vorteilhaft entsteht an der Auslassöffnung bei Bewegung des Wasserfahrzeugs im Gewässer ein Sog, der das Wasser aus der Aquakulturanlage zieht.
In einer Ausführungsform der Erfindung stehen die Zuführöffnung und die Auslassöffnung in der Aquakulturanlage derart in Strömungsverbindung, dass bei Bewegung des Wasserfahrzeugs auf dem Gewässer innerhalb der Aquakulturanlage eine Strömung von der Zuführöffnung hin zur Auslassöffnung entsteht. Die Zuführeinrichtung und die Auslass- und/oder die Ablasseinrichtung sind vorzugsweise derart getrennt voneinander ausgebildet, dass sich das zuzuführende und das aus- und/oder abzulassende Wasser außerhalb des genannten Tanks nicht miteinander mischen kann.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Aquakulturanlage eine, vorzugsweise von der Auslasseinrichtung getrennte, Einrichtung zum Ablassen der Reststoffe.
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Die Auslasseinrichtung und/oder die Ablasseinrichtung weist vorzugsweise mit einer Einrichtung zum Zerkleinern von Feststoffen, insbesondere der genannten Reststoffe wie die Exkremente oder die verstorbenen Lebewesen, und/oder mit einem Sedimentensammler zum Sammeln von Feststoffoffen, insbesondere der Reststoffe, auf. Die Pumpe der Auslasseinrichtung und/oder der Ablasseinrichtung könnte eine Zerkleinerungspumpe sein.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Wasserfahrzeug dazu eingerichtet, das Wasser aus dem Gewässer kontinuierlich in die Aquakulturanlage zu bewegen und vorzugsweise kontinuierlich Wasser aus der Aquakulturanlage in das Gewässer abzugeben. Zweckmäßigerweise werden gemeinsam mit dem Wasser Verschmutzungen wie Reststoffe oder Exkremente, die von den Lebewesen erzeugt werden, an das Gewässer abgegeben.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zuführöffnung mit einer Stofftrenneinrichtung, vorzugsweise einem Filter oder/und einem Rechen, versehen, um zu vermeiden, dass Verschmutzungen aus dem Gewässer in die Aquakulturanlage gelangen. Zweckmäßigerweise ist die Zuführeinrichtung dazu eingerichtet, die Stofftrenneinrichtung zu reinigen. Eine Reinigung erfolgt bevorzugt durch Rückspülung und/oder durch mechanisches Abtragen der Verschmutzungen. Die Rückspülung könnte mittels einer Pumpe erfolgen. Vorstellbar wäre auch, das Wasserfahrzeug zum Rückspülen in umgekehrter Richtung zu bewegen und dadurch in der Aquakulturanlage und der Zuführ- und der Auslasseinrichtung eine Strömung in umgekehrter Richtung zu erzeugen, um dadurch den Filter von Verschmutzungen zu befreien.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stofftrenneinrichtung derart an der Zuführöffnung angeordnet, dass er sich in einer Filterposition vor der Zuführöffnung anordnen und in einer Auslassposition abseits der Zuführöffnung anordnen lässt. Wird die Zuführöffnung zum Auslassen von Wasser aus der Aquakulturanlage benutzt, lässt sich die Stofftrenneinrichtung in die die Auslassposition bewegen und verhindert nicht den Austrag von, insbesondere kleinteiligen, Feststoffen.
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Als besonders vorteilhaft dafür erweist sich eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, gemäß derer das Wasserfahrzeug eine derartige Form aufweist, dass es sich unter Zuführung von Wasser aus dem Gewässer in die Aquakulturanlage entlang der Längsachse des Wasserfahrzeugs in beide Richtungen bewegen lässt. Dazu kann vorgesehen sein, dass das Wasserfahrzeug an seinem Bug und Heck eine identische oder zumindest ähnliche Formung aufweist.
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Insbesondere in dem Fall, dass die Zuführöffnung und die Auslassöffnung an der Längsseite des Wasserfahrzeugs, d.h. back- und/oder steuerbordseitig, angeordnet sind, könnten die Zuführeinrichtung und die Auslasseinrichtung derart vorgesehen sein, dass sich die Ausrichtungen der Zuführöffnung und der Auslassöffnung verändern lassen, vorzugsweise in jeweils entgegengesetzter Richtung anordnen lassen. Vorteilhaft kann dann durch Änderung der Ausrichtung der Zuführ- und/oder der Auslassöffnung beim Fahren des Wasserfahrzeugs die Strömungsrichtung innerhalb der Aquakulturanlage umgekehrt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Wasserfahrzeug zumindest eine Rohrleitung auf, die die Zuführöffnung und die Auslassöffnung direkt miteinander verbindet und vorzugsweise in Längsrichtung des Rumpfs durch den Rumpf geführt ist. Vorzugsweise weist die Rohrleitung sowohl an der Zuführöffnung als auch an der Auslassöffnung eine Einrichtung zum Verschließen der jeweiligen Öffnung, bspw. eine Klappe oder ein Ventil, auf. Zweckmäßigerweise sind zumindest zwei der Rohrleitungen vorgesehen und die Rohrleitungen stehen mit den Tanks in Strömungsverbindung. Eine Strömung innerhalb der Tanks kann dadurch erreicht werden, dass die Zuführöffnung einer der Rohrleitungen geöffnet und ihre Auslassöffnung geschlossen wird und bei einer anderen Rohrleitung umgekehrt die Zuführöffnung geschlossen und die Auslassöffnung geöffnet wird. Beim Fahren des Wasserfahrzeugs durch das Gewässer wird das Wasser unter Ausbildung eines Staudrucks durch die Zuführöffnung in die eine Rohrleitung und in den Tank hineingedrückt. Durch die andere Rohrleitung fließt das Wasser hin zur Auslassöffnung wieder in das Gewässer ab. Vorteilhaft wird dadurch eine besonders einfache Anordnung geschaffen, um das Wasser durch den Tank der Aquakulturanlage strömen zu lassen. Darüber hinaus lässt sich die Fließrichtung in den Rohrleitungen und dem Tank umkehren, indem bei der Rohrleitung, deren Zufuhröffnung geöffnet und Auslassöffnung geschlossen war, die Zuführöffnung geschlossen und die Auslassöffnung geöffnet wird, und umgekehrt bei der anderen Rohrleitung, bei der die Zuführöffnung geschlossen und die Auslassöffnung geöffnet war, die Zuführöffnung geöffnet und die Auslassöffnung geschlossen wird.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Leitung der Aquakulturanlage durch einen offenen Wasserlauf, insbesondere einen Kanal, gebildet. Ein solcher offener Wasserlauf eignet sich besonders als eine von der Zuführöffnung abgehende und zur Aquakulturanlage hinführende Leitung und ist zweckmäßigerweise zumindest abschnittsweise unterhalb der Wasserlinie im Rumpf des Wasserfahrzeugs gebildet.
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Zweckmäßigerweise ist der Tank der Aquakulturanlage zumindest teilweise unterhalb des Wasserlaufs gebildet, so dass das Wasser vom Wasserlauf hin zum Tank fließen kann. Vorstellbar wäre auch, dass der Rumpf zwei oder mehrere, durch einen oder mehrere voneinander getrennte Schwimmkörper aufweist und der offene Wasserlauf zwischen den Schwimmkörpern gebildet ist.
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Um eine Versorgung der Aquakulturanlage mit Wasser aus dem Gewässer zu ermöglichen, wenn das Wasserfahrzeug nicht auf dem Gewässer gefahren wird, ist die Aquakulturanlage in einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Pumpeinrichtung versehen, mittels derer sich das Wasser aus dem Gewässer in die Aquakulturanlage pumpen lässt. Alternativ oder ergänzend dazu kann eine Pumpe vorgesehen sein, mittels derer sich Wasser über die Auslasseinrichtung aus der Aquakulturanlage herauspumpen lässt.
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Vorstellbar wäre darüber hinaus, die Pumpe der Zuführeinrichtung oder/und diejenige der Auslasseinrichtung dazu zu benutzen, das Wasserfahrzeug anzutreiben.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Zuführeinrichtung, insbesondere die Zuführöffnung, und/oder die Auslasseinrichtung, insbesondere die Auslassöffnung, gegenüber dem Gewässer verschließbar. Vorteilhaft lässt sich die Aquakulturanlage von dem Gewässer trennen, wenn vermieden werden soll, dass Wasser aus dem Gewässer, beispielsweise wegen Verunreinigungen des Gewässers, in die Aquakulturanlage gelangt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Aquakulturanlage mit einer Einrichtung zur Aufbereitung des in der Aquakulturanlage befindlichen Wassers versehen. Die Aufbereitungsanlage ist vorzugsweise zur Reinigung von Feststoffen, vorzugsweise durch Filtration, Flotation oder/und Sedimentation, zur Begasung, bspw. mit Sauerstoff oder Ozon, und/oder Entgasung, z.B. von Kohlendioxid oder/und Stickstoff, zur Nitrifikation und/oder zur Denitrifikation eingerichtet. Ergänzend oder alternativ dazu kann die Aufbereitungseinrichtung dazu vorgesehen sein, den Sauerstoffgehalt im Wasser zu erhöhen, bspw. durch Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Begasungsgases, und/oder den Stickstoffgehalt im Wasser zu verringern, vorzugsweise mittels Druck-Wechsel-Adsorption („pressure swing adsorption“). Vorteilhaft lässt sich die Aquakulturanlage dann im gegenüber dem Gewässer geschlossenen Zustand betreiben.
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Darüber hinaus lässt sich die Aufbereitungseinrichtung auch dann vorteilhaft nutzen, wenn das Wasser aus dem Gewässer zugeführt wird. Dadurch kann ergänzend zu dem ohnehin ständig stattfindenden Austausch des Wassers in der Aquakulturanlage Einfluss auf den Sauerstoffgehalt und den Stickstoffgehalt in dem Wasser genommen werden. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass stets ein ausreichender Sauerstoffgehalt und ein ausreichend niedriger Stickstoffgehalt in dem Wasser innerhalb der Aquakulturanlage vorliegt, auch wenn eine große Besatzdichte mit den aquatischen Lebewesen vorliegt.
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Zweckmäßigerweise ist die Aquakulturanlage derart eingerichtet, dass sich das Wasser beim geschlossenen Betrieb in der Aquakulturanlage umlaufend bewegen lässt. Dazu ist die Aquakulturanlage vorzugsweise mit einer dafür vorgesehenen Pumpe versehen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Aquakulturanlage zumindest einen, vorzugsweise im Rumpf des Wasserfahrzeugs angeordneten, Tank auf, in dem die zu züchtenden Lebewesen zu halten sind. Der Tank ist zweckmäßigerweise im Rumpf zumindest abschnittsweise unterhalb der Wasserlinie des Wasserfahrzeugs angeordnet. Der Innenraum des Tanks weist zweckmäßigerweise eine zylindrische, vorzugsweise kreiszylindrische, Form auf. Es versteht sich, dass er auch die Form eines Quaders oder einer Kugel aufweisen könnte.
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In einer Ausführungsform der Erfindung mündet eine Zuführleitung, mittels derer der Tank mit Wasser gespeist wird, derart in den Tank, dass in dem Tank bei Speisung mit dem Wasser eine zirkulierende und/oder rotierende Strömung entsteht. Zweckmäßigerweise ist die Zuführleitung dazu derart angeordnet, dass das Wasser parallel oder zumindest nahezu parallel zu einer Innenwand des Tanks eingespeist wird. Die Haltung der Lebewesen in dem Tank unter Strömung hat den Vorteil, dass sich in dem Tank Bedingungen einstellen lassen, die einer natürlichen Umgebung ähneln.
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Ferner könnte vorgesehen sein, dass eine Auslassleitung zur Abführung von Wasser aus dem Tank derart an dem Tank angeordnet ist, dass auch die Abgabe von Wasser in die Auslassleitung für die Ausbildung der Strömung zuträglich ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Tank einen unteren Tankbereich und einen oberen Tankbereich auf, der oberhalb des unteren Tankbereichs angeordnet ist. Ein Tankinnenraum im oberen Tankbereich weist zweckmäßigerweise in Draufsicht eine geringere Querschnittsfläche als im unteren Tankbereich auf. Die Querschnittsfläche ist im unteren Tankbereich vorzugsweise mindestens doppelt so groß, besondere bevorzugt mindestens dreimal so groß, wie diejenige im oberen Tankbereich. Zweckmäßigerweise ist ein Belüftungsabschnitt des oberen Tankbereichs, der mit Umgebungsluft in Strömungsverbindung steht, oberhalb der Wasserlinie des Wasserfahrzeugs angeordnet und ein zur Füllung mit Wasser vorgesehener Füllabschnitt des oberen Tankbereichs ist unterhalb der Wasserlinie angeordnet.
Da sich das Wasserfahrzeug beim Fahren auf dem Gewässer ständig bewegt und sich insbesondere nicht in einer konstanten horizontalen Lage befindet, erfolgt über die Grenzfläche zwischen dem Wasser in dem Tank und der Luft ein Energieeintrag. Dieser soll möglichst klein sein, um die zu züchtenden Lebewesen nicht zu beeinträchtigen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die genannte Querschnittsfläche im oberen Tankabschnitt kleiner ist als diejenige im unteren Tankabschnitt.
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Zweckmäßigerweise ist der Tank derart hoch mit dem Wasser gefüllt, dass in dem oberen Tankbereich eine Grenzfläche zwischen dem Wasser in dem Tank und der Luft gebildet ist. Allerdings ist die Grenzfläche und dementsprechend auch die genannte Querschnittsfläche im oberen Tankbereich vorzugsweise derart groß, dass die aufzuziehende Lebewesen, insbesondere Fische, die Möglichkeit haben, ihrem natürlichen Verhalten entsprechend an die Grenzfläche zu schwimmen, und dass durch sie Licht in den Tank dringen kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der obere Tankabschnitt eine derartige Höhe auf, dass sich der Tank, insbesondere der obere Tankabschnitt, so hoch mit Wasser füllen lässt, dass der untere Tankabschnitt auch bei Neigung des Schiffs zur Seite um bis zu 20 °, die bspw. beim Segeln erreicht werden kann, vollständig gefüllt bleibt. Zweckmäßigerweise ist der obere Tankabschnitt im Wesentlichen mittig auf dem unteren Tankabschnitt angeordnet.
Vorzugsweise weist der obere Tankabschnitt eine derartige Höhe auf, dass Wasser auch bei maximaler Stauung nicht aus einer oberen Öffnung des oberen Tankabschnitts heraustreten kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Aquakulturanlage zumindest zwei oder mehrere der Tanks zur Aufnahme der zu züchtenden Lebewesen auf. Zweckmäßigerweise weisen die Tanks voneinander unterschiedlich große Volumina als Lebensraum für die Lebewesen auf. Es erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, Tanks unterschiedlicher Volumina vorzusehen, wenn die Lebewesen in voneinander getrennten Scharen gezüchtet werden, deren Lebewesen jeweilig etwa die gleiche Größe und/oder das gleiche Alter haben, und die Lebewesen der verschiedenen Scharen in verschiedenen Tanks untergebracht werden, die an die Größe und/oder das Alter der Lebewesen und der dementsprechend unterschiedlich großen benötigten Lebensräume angepasst sind.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Tanks durch eine Leitung derart miteinander verbunden, dass die zu züchtenden Lebewesen von einem der Tanks in einen anderen der Tanks bewegt werden können, wobei die Leitung vorzugsweise verschließbar ist. Vorteilhaft lassen sich die Lebewesen von einem in den anderen Tank umsiedeln, wenn dies aufgrund des Wachstums der Lebewesen notwendig wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind auf dem Wasserfahrzeug verschiedene Gruppen von jeweilig untereinander verbundenen Tanks vorgesehen, wobei die Tanks innerhalb je einer Gruppe vorzugsweise sukzessive aufsteigend große Volumina aufweisen. Die Tanks je einer Gruppe sind vorzugsweise derart miteinander verbunden, dass die Lebewesen zur Umsiedlung von einem Tank jeweilig in den nächst größeren Tank gelangen können. Zweckmäßigerweise sind die Tanks auf dem Wasserfahrzeug in unterschiedlichen Höhen angeordnet, durch die die Lebewesen, sofern dies notwendig ist, besonders einfach von einem in den anderen Tank umsiedeln lassen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Tanks einer Gruppe hintereinander in Längsrichtung des Schiffs oder hintereinander in Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Schiffs anzuordnen. Vorteilhaft lässt sich das Wasser dann besonders einfach durch die Tanks bewegen. Es versteht sich, dass zwei oder mehrere der Gruppen nebeneinander angeordnet sein können.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die genannte Zuführeinrichtung zur Einstellung eines Volumenstroms, mit dem der Tank bzw. die Tanks mit dem Wasser gespeist werden, eingerichtet. Zweckmäßigerweise ist die Einstelleinrichtung, die vorzugsweise durch ein Ventil gebildet ist, dazu vorgesehen, für die Tanks unterschiedlich große Volumenströmen einzustellen. Dies ist notwendig, um die Strömungsgeschwindigkeit an die unterschiedlich großen Tanks und an die jeweiligen Lebensbedingungen für die Lebewesen anpassen zu können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Wasserfahrzeug zumindest einen Ballastwassertank auf, mittels dessen sich durch Befüllung oder Entleerung, der Tiefgang des Wasserfahrzeugs ändern lässt, insbesondere um die Lage des Wasserfahrzeugs im Gewässer an die jeweilige Beladung anpassen zu können. Der Ballastwassertank ist zweckmäßigerweise derart durch eine, vorzugsweise verschließbare, Leitung mit dem Tank der Aquakulturanlage verbunden, dass das Wasser aus dem Ballastwassertank in den Tank der Aquakulturanlage und umgekehrt gelangen, insbesondere gepumpt werden, kann. Vorteilhaft kann das Wasser aus dem Ballastwassertank, z.B. im Notfall, verwendet werden, um die Lebewesen mit Frischewasser zu versorgen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden Zeichnung, die sich auf die Ausführungsbeispiele beziehen, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- 1 ein erfindungsgemäßes Wasserfahrzeug,
- 2 das Wasserfahrzeug nach 1 in verschiedenen Schnittansichten,
- 3 bis 8 Details des Wasserfahrzeugs nach 1, und
- 9 ein Detail eines weiteren Wasserfahrzeugs.
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In 1 ist schematisch in Seitenansicht ein Wasserfahrzeug 1 dargestellt, in dem eine Aquakulturanlage 2 angeordnet ist, die zur Aufzucht von aquatischen Lebewesen, insbesondere von Fischen, Muscheln, Krebsen oder Algen, verwendet werden kann. Sie weist vier Tanks 15,16,17,18 auf, in denen die züchtenden Fische gehalten werden. Es versteht sich, dass das Wasserfahrzeug 1 auch mehr als die hier gezeigten lediglich vier Tanks 15,16,17,18 aufweisen kann. Wie auch den 2 und 3 zu entnehmen ist, sind unterhalb der Tanks Rohrleitungen 13,14 gebildet, die vom Bug 5 bis zum Heck 9 des Wasserfahrzeugs 1 reichen. Damit Wasser aus einem Gewässer, in dem das Wasserfahrzeug 1 angeordnet ist, in die oder aus den Rohrleitungen 13,14 dringen kann, sind im Rumpf des Wasserfahrzeugs 1 Öffnungen 4,8 gebildet, die mittels Schließeinrichtungen 32,33,34,35, deren Anordnung in 3 schematische gezeigt ist und die beispielsweise durch Klappen oder Ventile gebildet sein können, verschließbar sind. An den Öffnungen 4 am Bug 5 und ggf. auch an denjenigen am Heck können Stofftrennvorrichtungen wie Filter 10, insbesondere Gitterfilter, angeordnet sein, mittels derer sich der Eintritt von Verunreinigungen in die Aquakulturanlage vermeiden lässt. Die Filter 10 können verstellbar angeordnet sein, so dass sie sich in eine Filterposition, in der sie vor oder an der Öffnung angeordnet sind und das in die Öffnungen 4,8 eintretende Wasser filtern, oder in eine Auslassposition bewegen lassen, in der sie die Öffnungen 4,8 freigeben, wenn Wasser aus der Aquakulturanlage durch die Öffnungen 4,8 abgelassen werden soll.
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Die Tanks 15,16,17,18 sind mit der Rohrleitung 13 über Leitungen 19,21,23,25 und mit der Rohrleitung 14 über Leitungen 20,22,24,26 verbunden. Ferner sind an den Tanks 15,16,17,18 Ablasseinrichtungen 50, 51,52,53 angeordnet, die jeweilig eine Zerkleinerungspumpe umfassen und über welche die Reststoffe aus den Tanks 15,16,17,18 in das Gewässer abgeführt werden.
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Die Aquakulturanlage umfasst ferner eine Einrichtung 11 zur Wasseraufbereitung, die mit den Rohrleitungen 13,14 über Leitungen 40,41 verbunden ist. Wie 4 schematisch zeigt, umfasst die Wasseraufbereitungseinrichtung 11 eine Einrichtung 42 zur Reinigung des Wassers von Feststoffen, beispielsweise durch Filtration, Flotation und oder Sedimentation, eine Be- und/oder Entgasungseinrichtung 43 sowie eine Denitrifikations- und/oder Nitrifikationseinrichtung 44. An der Leitung 40 ist eine Pumpe 12 vorgesehen, mittels derer das Wasser durch die Wasseraufbereitungseinrichtung 11 gepumpt werden kann.
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Optional kann jeder der Tanks 15,16,17,18 zusätzlich mit je einer Wasseraufbereitungseinheit 36 - 39 versehen sein, mittels derer sich z.B. der Sauerstoffgehalt im Wasser erhöhen und/oder der Stickstoffgehalt im Wasser verringern lässt. Eine solche Wasseraufbereitungseinrichtung 36 - 39 könnte beispielsweise ein Sauerstoffkonzentrator sein wie er herkömmlich für Aquakulturanlagen benutzt wird.
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Wie 5 zu entnehmen ist, sind an den Zu- und Ableitungen 19 - 26 zu den Tanks 15,16,17,18 Einrichtungen 45,46 zur Einstellung eines Volumenstroms, mit denen das Wasser in die Tanks 15,16,17,18 dringt oder heraus bewegt wird, angeordnet. Die Größe des Volumenstroms lässt sich dadurch verändern, dass Öffnungen 47, durch welche hindurch das Wasser in den jeweiligen Tank 15,16,17,18 eindringt bzw. Öffnungen 48, durch welche hindurch das Wasser aus den Tanks 15,16,17,18 herausgeführt wird, einzeln öffen- oder/und schließbar sind. Es versteht sich, dass auch die jeweiligen Einstelleinrichtungen 45,46 vollständig, vorzugsweise unabhängig voneinander, öffen- oder/und schließbar vorgesehen sein können.
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In den 6 und 7 sind die Formen der Tanks 15,16,17,18 beispielhaft anhand des Tanks 15 dargestellt. Der Innenraum des Tanks 15 umfasst einen unteren Tankbereich 27 und einen oberen Tankbereich 28, der einen im Vergleich zum unteren Tankbereich 27 wesentlich geringeren Innendurchmesser aufweist. Der untere Tankbereich 27, der in 9 in einem horizontalen Schnitt gezeigt ist, weist eine hohlzylindrische Form auf. Beim Betrieb der Aquakulturanlage 2 ist der untere Tankbereich 27 vollständig und der obere Tankbereich 28 in einem Füllabschnitt 30 teilweise mit Wasser gefüllt. Der obere Tankbereich 28 wird zweckmäßigerweise so hoch mit Wasser gefüllt, dass der Tank 15 auch in dem Fall, dass er verkippt zur Horizontalen angeordnet ist, zumindest noch am unteren Ende des oberen Tankbereichs 28 vollständig gefüllt ist. Ferner ist er maximal so hoch gefüllt, dass das Wasser auch beim Verkippen des Tanks 15 um einen Winkel von 20 ° aus der Horizontalen nicht oben aus dem oberen Tankbereich 28 heraus läuft. Das obere Ende des oberen Tankbereichs 28 weist eine Öffnung auf, durch die hindurch Luft und Licht über einen Belüftungsabschnitt 29 in den Tankbereich 28 hinein dringen kann.
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Wie insbesondere 7 zu entnehmen ist, sind die Einstelleinrichtungen 45,46 derart an den Tank 15 angeschlossen, dass das in den Tank 15 angeordnete Wasser beim Ab- und Zuströmen durch die Einstellrichtungen 45,46 in eine Strömung versetzt wird, die um die Längsachse des Innenraums des Tanks 15 rotierend herumbewegt wird.
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Zum Betrieb des Wasserfahrzeugs 1 und der darin angeordneten Aquakulturanlage 2 wird das Wasserfahrzeug 1 zunächst in einem Gewässer angeordnet, in dem Aquakultur betrieben werden soll, und die Rohrleitungen 13,14, die Tanks 15,16,17,18 sowie die Wasseraufbereitungseinrichtung 11 mit Wasser geflutet, so dass sich die Tanks 15,16,17,18 und die Wasseraufbereitungseinrichtung 11 bis zur Wasserlinie 6 des Wasserfahrzeugs mit Wasser füllen. Die aufzuziehenden Lebewesen können dann in die Tanks 15,16,17,18 gesetzt werden.
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Die Tanks 15,16,17,18 können mit Wasser aus dem Gewässer gespeist werden, wenn das Wasserfahrzeug 1 in dem Gewässer bewegt wird. Die Bewegung des Wasserfahrzeugs kann durch motorischen Antrieb erfolgen. Bevorzugt wird jedoch, dass das Wasserfahrzeug als Segelboot ausgestaltet ist.
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Um die Tanks 15,16,17,18 mit Wasser beschicken zu können, wenn das Wasserfahrzeug bewegt wird, wird die Schließeinrichtung 32 der Rohrleitung 13 geöffnet, die Schließeinrichtung 33 der Rohrleitung 13 geschlossen und die Schließeinrichtung 34 der Rohrleitung 14 geschlossen, die Schließeinrichtung 35 der Rohrleitung 14 geöffnet. Wird das Wasserfahrzeug 1 nun in Richtung des Pfeils v bewegt, baut sich am Bug 5 des Wasserfahrzeugs 1 ein Staudruck 1 auf, aufgrund dessen Wasser in die Rohrleitung 13 hineingedrückt wird. Unter dem Staudruck wird aus der Rohrleitung 13 durch die Leitung 19,21,23,25 Wasser in die Tanks 15,16,17,18 bewegt und von den Tanks 15,16,17,18 aus wieder Wasser durch die Leitungen 20,22,24,26 in die Rohrleitung 14 bewegt. Von der Rohrleitung 15 aus wird das Wasser aus den Tanks 15,16,17,18wieder durch die Öffnung 8 in das Gewässer abgelassen. Durch die Zuführung des Wassers in die Tanks 15,16,17,18 durch die Einstelleinrichtung 45 und das Abführen durch die Einstelleinrichtung 46 wird in den Tanks 15,16,17,18 zum einen das Wasser in Rotation gesetzt, zum anderen wird dafür gesorgt, dass die Tanks 15,16,17,18 kontinuierlich mit Frischwasser versorgt werden und kontinuierlich Wasser wieder aus den Tanks 15,16,17,18 abtransportiert wird. Da der Staudruck, mit dem das Wasser in die Leitung 13 gedrückt wird, abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Wasserfahrzeug 1 auf dem Gewässer bewegt wird, ist und es notwendig ist, die Geschwindigkeit, mit der das Wasser in den Tanks 15,16,17,18 rotiert, einzustellen, wird die Anzahl der Öffnungen 47,48 der Einstelleinrichtungen 45,46 zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit des Wasserfahrzeugs 1 eingestellt und dazu vorzugsweise mittels einer dafür vorgesehenen Regelung reguliert.
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Da es je nach Belegung der Tanks 15,16,17,18 mit den Fischen notwendig sein kann, wird die kontinuierliche Zuführung von Frischwasser in die Tanks 15,16,17,18 hinaus das Wasser mit Sauerstoff anzureichern und/oder den Stickstoffgehalt im Wasser zu verringern, um die Gesundhaltung der Fische sicherzustellen, kann mittels der Sauerstoff- und/oder Stickstoffregelungseinrichtungen 36 - 39 Einfluss auf den Sauerstoff und/oder Stickstoffgehalt genommen werden.
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Die Fließrichtung des Wassers innerhalb der Aquakulturanlage 2 kann dadurch geändert werden, dass umgekehrt zu der obengenannten Stellung der Schließeinrichtungen 32 - 35 die Schließeinrichtungen 34 und 33 geöffnet und die Schließeinrichtungen 32 und 35 geschlossen werden. In diesem Fall fließt das Wasser unter dem genannten Staudruck dann in die Rohrleitung 14 ein und nach Durchfluss durch die Tanks 15,16,17,18 über die Rohrleitung 13wieder ab. Vorteilhaft können die Fische durch Änderung der Fließrichtung dazu gebracht werden, sich in den Tanks in umgekehrter Richtung gegen die dort herrschende Strömung zu bewegen. Dadurch lässt sich vermeiden, dass sich die Fische muskulär ungleichmäßig entwickeln. Ferner können die Schließeinrichtungen 32-35 derart positioniert werden, dass sich die genannten Filter rückspülen lassen.
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Wird das Wasserfahrzeug 1 nicht bewegt, beispielsweise weil kein Wind herrscht, der das Wasserfahrzeug 1 antreiben könnte, kann mittels der Pumpe 31 Wasser aus dem Gewässer in die Rohrleitung 13 hineingepumpt werden. Bei ausreichender Pumpleistung werden die Tanks 15,16,17,18 in gleicher Weise mit Frischwasser versorgt wie wenn das Wasserfahrzeug 1 angetrieben wird.
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Muss die Aquakulturanlage 2 von dem Gewässer getrennt werden, beispielsweise weil es keine ausreichend gute Wasserqualität aufweist, werden sämtliche Schließeinrichtungen 32,33,34,35 geschlossen. Um die Fische in den Tanks 15,16,17,18 mit Wasser ausreichend guter Qualität zu versorgen, wird das in der Aquakulturanlage 2 angeordnete Wasser mittels der Pumpe 12 durch die Wasseraufbereitungsanlage 11 gepumpt und innerhalb der Wasseraufbereitungsanlage 11 gereinigt und begast. Um sicherzustellen, dass ein ausreichend großer Wasseraustausch in den Tanks 15,16,17,18 stattfindet, können in der Aquakulturanalage 2 weitere Pumpen vorgesehen sein, beispielsweise an den Leitungen 19 - 26 oder an den Rohrleitungen 13,14.
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Durch den insbesondere in 6 gezeigten zweiteiligen Aufbau der Tanks 15,16,17,18 wird erreicht, dass eine nur relativ kleine Grenzfläche zwischen Wasser und Luft, über die Energie in das Wasser in den Tanks eingetragen werden kann, gebildet ist, um zu vermeiden, dass die Fische durch die Bewegung des Wasserfahrzeugs 1 aufgrund eines zu großen Energieeintrags gestört werden. Allerdings wird durch die Öffnung erreicht, dass Luft an das Wasser herandringen kann, so dass die Fische, so wie es ihrem natürlichen Verhalten entspricht, die Möglichkeit haben, an eine an Luft grenzende Wasseroberfläche zu schwimmen. Als besonders vorteilhaft erweist sich der Tankaufbau, wenn durch die Öffnung am oberen Rand des oberen Tankabschnitts 28 natürliches oder künstliches Licht dringen kann, da auch dies den Eindruck einer natürlichen Umgebung bei den Fischen fördern kann.
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Wie 8 zu entnehmen ist, können alternativ zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auch Tanks 16a - 16a'" unterschiedlicher Volumina vorgesehen sein. Dies erweist sich als vorteilhaft, wenn Scharen von Fischen, die jeweilig etwa die gleiche Größe und/oder das gleiche Alter aufweisen, und die Fische der verschiedenen Scharen entsprechend ihres Alters bzw. ihrer Größe in Tanks 16a - 16a'" untergebracht werden, die an die Größe und/oder das Alter der Fische und der dementsprechend unterschiedlich großen benötigten Lebensräume angeasst sind. Zunächst werden die jungen und vergleichsweise kleinen Fische in kleinen Tanks 16a gehalten und anschließend in die jeweils größeren Tanks 16a', 16a", 16a'" umgesiedelt.
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Ein Wasserfahrzeug könnte abweichend von der Darstellung in 1 anstatt jedes der Tanks 15,16,17,18jeweilig eine Gruppe unterschiedlich großer Tanks 16a - 16a'", die in wie in 8 gezeigt ist, aufweisen. Bezogen auf das Beispiel nach 1 hätte das Wasserfahrzeug dann jeweils vier Gruppen von jeweils vier unterschiedlich großen Tanks 16a - 16a'".
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Es erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, Tanks unterschiedlicher Volumina vorzusehen, wenn die Lebewesen in voneinander getrennten Scharen gezüchtet werden, deren Lebewesen jeweilig etwa die gleiche Größe und/oder das gleiche Alter haben, und die Lebewesen der verschiedenen Scharen in verschiedenen Tanks untergebracht werden, die an die Größe und/oder das Alter der Lebewesen und der dementsprechend unterschiedlich großen benötigten Lebensräume angepasst sind.
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In 9 ist eine alternative Einrichtung 3a zum Zuführen und/oder Auslassen von Wasser aus dem Gewässer dargestellt. Die Zuführeinrichtung 3a, die besonders vorteilhaft an einer Längsseite 49 des Wasserfahrzeugs, d.h. Backbord- oder Steuerbordseite des Rumpfs oder bei Doppel- oder Multirumpfschiffen an einer oder mehreren Längsseiten der Rümpfe, vorgesehen werden könnte, weist eine Zuführöffnung 4a auf, in der ein Filter 10a angeordnet ist und an die sich eine Leitung 13a anschließt, mittels derer sich Frischwasser in die Aquakulturanlage bewegen lässt. Die Zuführeinrichtung 4a erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn sie an dem Rumpf drehbar angeordnet ist. Dass lässt sich die Zuführöffnung 4a nämlich, wie in 9a gezeigt, in Fahrtrichtung des Wasserfahrzeugs 1 ausrichten, so dass beim Fahren des Wasserfahrzeugs 1 Wasser aus dem Gewässer direkt in die Zuführöffnung 4a hineinströmt. Außerdem lässt sich die Zuführöffnung 4a durch Verschwenken der Zuführeinrichtung 3a in die entgegengesetzte Richtung ausrichten und dann zum Auslassen von Brauchwasser verwenden. Sind an der oder den Längsseiten des Rumpfs zwei der Zuführeinrichtungen 3a angeordnet, kann eine als Zuführeinrichtung und die andere zum Auslassen dienen. Durch jeweilige Umkehrung der Ausrichtungen der Zuführeinrichtungen 3a kann dann zum einen die Fließrichtung in der Aquakulturanlage umgekehrt werden und zum anderen der jeweilige Filter 10a rückgespült werden.
