Схема рыбоводного комплекса в республике Коми

ВВЕДЕНИЕ

Лидером по товарному выращиванию форели на европейском севере России является Республика Карелия, в водоемах которой выращивается до 20 тысяч тонн рыбы. Быстрое развитие товарного рыбоводства наблюдается и в Ленинградской области, где в 2018 году ожидается получение товарной форели на уровне 9000 тонн.

В Республике Коми товарное рыбоводство можно причислить к пионерным направлениям, но, несмотря на это, объем выращенной рыбы в 2013 году достигал 350 тонн. Это небольшая величина, тем не менее, она уже превосходила объем всего промышленного рыболовства в водоемах республики.

В последние десятилетия потребление рыбы и рыбной продукции в Республике Коми находится на уровне 16-20 тысяч тонн, при этом рыбный рынок республики на 95-97 % заполняется за счет привозной рыбы. Учитывая имеющиеся на территории республики обширные рыбохозяйственные акватории, сложившуюся ситуацию нельзя назвать нормальной. Анализ региональной информации и опыта развития различных форм рыбоводства на Европейском Севере позволяет высоко оценить перспективы развития рыбной индустрии в Республике Коми. Экологические и климатические условия, особенно на юге республики, а также наличие искусственных водоемов и технологических водоемов при ТЭЦ, дают возможность развивать товарное рыбоводство и выращивать широкий спектр рыб. Развитие аквакультуры в регионе соответствует приоритетам социально-экономического развития Республики Коми, обозначенным в Стратегии социально-экономического развития Республики Коми на период до 2020 года, одобренной постановлением Правительства Республики Коми от 27 марта 2006 года № 5.

Понимая актуальность развития рыбоводной отрасли, были проведены важнейшие исследования, целью которых было оценить взаимоотношения между чужеродными видами рыб (объекты товарного рыбоводства) и местной ихтиофауной. В результате показано, что в условиях республики интродуценты не могут образовывать самовоспроизводящиеся популяции. В сфере исполнения законодательных и нормативных природоохранных актов, это дает дополнительную аргументацию для развития рыбоводства в наших естественных водоемах с различной степенью географической изоляции и расширения спектра выращиваемых видов рыб.

Вместе с тем анализ нашей практики и мирового опыта в области рыбоводства позволил придти к ряду важных выводов. В Республике Коми, вследствие особенностей геоморфологии, гидрологического и гидрохимического режимов, большинство озерных систем в регионе малопригодны или имеют серьезные ограничения для товарного рыбоводства. Основные перспективы необходимо связывать с использованием богатых ресурсов проточных поверхностных вод – многочисленных малых рек.

Малые водохранилища, обустроенные в руслах рек Кажым, Нючпас и Нювчим, были признаны базовыми для развития аквакультуры в среднесрочной перспективе.

Объем товарной рыбы в садковых хозяйствах на акватории этих водохранилищ в рамках Программы развития до 2020 года был определен 600 т или 6000 ц, что более чем в 2 раза превышает количество рыбы добываемой в рамках промышленного рыболовства в естественных водоемах республики.

Однако, после реконструкции плотины и подъема уровня воды, осуществленных в 2013–2014 годах без учета интересов рыбного хозяйства, экологическая обстановка на Кажымском водохранилище, где в 2010 году уже выращивалось 350 т рыбы, изменилась. Произошли негативные изменения ряда средообразующих факторов, повлиявших на качество воды водохранилища. Об этом свидетельствуют предварительные исследования флоры и фауны, а также абиотических параметров водоема. В 2014 году в результате резкого изменения гидрохимического режима водохранилища произошла гибель товарной рыбы, выращиваемой в садках, размещенных в нижней части водохранилища. Гибель рыбы произошла в августе 2014 года на фоне высокой температуры и пикового падения растворенного в воде кислорода до минимальных значений (1-3 мг/л). В последующие годы (2015-2017 гг.) были отмечены негативные признаки отражающие неблагополучие экологического состояния и низкое качество поверхностных вод, в связи с чем, попытки размещения рыбы в садках на акватории водохранилища не предпринимались. Потеря рыбохозяйственного значения Кажымского водохранилища после реконструкции плотины актуализировали запросы местного населения, а также ряда министерств и ведомств в части возможного использования водоема для товарного рыбоводства и рекреационных целей. Поэтому особое значение придается исследованиям, позволяющим оценить современное экологическое состояние водохранилища, выявить тенденции развития биологических сообществ с целью получения современных материалов для выработки ориентировочного прогноза развития экологической ситуации на водоеме. Важной задачей остается оценка экологических рисков для товарного рыбоводства и возможности эффективного использования водохранилища в сфере аквакультуры в среднесрочной перспективе. В этой связи важно было изучить современное экологическое состояние и качество поверхностных вод Кажымского водохранилища, спустя 5 лет после реконструкции плотины и подъема уровня воды. Другой задачей, в контексте развития аквакультуры, являлось рассмотрение возможности создания рыбоводного комплекса канального или бассейнового типа, с использованием естественного подпора воды в районе плотины. Введение такого комплекса в эксплуатацию дает видимые преимущества перед садковым рыбоводством, поскольку резко повышает автономность объекта и уменьшает зависимость от колебаний окружающей среды, а также снижает экологические риски при товарном рыбоводстве. Рыбоводный комплекс рассматривается в рамках организации товарного выращивания рыбы, так как посадочный материал (годовики форели) планируется получать из рыбопитомника, строящегося в Республике Коми (г. Сосногорск).

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОХРАНИЛИЩА

Гидрологические и гидрографические параметры Кажымского водохранилища приведены в табличной форме (табл. 1, 2, 3).

Таблица 1. Площадь и характер водосбора Кажымского водохранилища

Таблица 2. Основные параметры водохранилища Кажымское

Таблица 3. Паспортные данные водохранилища и сооружений Кажымского гидроузла до 2013 года

2. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАЖЫМСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Важной составляющей экосистемы водоема является его прибрежная зона, которая во многом определяет качество поверхностных вод в целом. За все время эксплуатации водохранилища техническое состояние его водосброса не раз переходило в разряд неудовлетворительного, что напрямую отражалось на водном режиме. Как правило, при таком состоянии в водохранилище поддерживается низкий уровень воды, за исключением паводковых периодов.

В 2013 г. были завершены работы по замене деревянного водосброса на монолитное железобетонное сооружение, осуществлен пуск воды по новому руслу, старое водосбросное сооружение демонтировано, тело плотины реконструировано на протяженности 1,12 км, были проведены работы по устройству водоспуска (Госдоклад о состоянии…, 2013). Реконструкция гидротехнического сооружения дала возможность устанавливать уровень воды исходя из различных нужд. В 2014 г. завершен подъем уровня воды в среднем на 2 м выше предыдущего, ранее существовавшего, периода.

На космоснимках Кажымского водохранилища, сделанных до реконструкции (15 августа 2010 г.) и после (16 августа 2017 г.) показано значительное увеличение площади водного зеркала, увеличение которой произошло за счет затопления поймы р. Кажым, а также придаточных элементов берега водохранилища (заливы, устья мелких рек) (рис. 1).

Рис. 1. Космоснимки Кажимского водохранилища до подъема и после подъема воды в водохранилище

На рисунке 1. отчетливо видно значительное увеличение площади водного зеркала водохранилища за счет подтопления части береговой зоны, включающей заливы и устья мелких рек.

Правила проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ предусматривают санитарную очистку территории затопления (СанПиН от 01.07.1985 № 3907-85). В соответствии с регламентом, очистка проводится на всей территории подлежащей постоянному или временному затоплению, подтоплению и обрушению берегов. До последней реконструкции плотины уровень воды Кажымского водохранилища поддерживался на минимальном уровне, что способствовало зарастанию береговой линии лиственными и хвойными породами деревьев.

Однако после поднятия уровня воды, образовались участки затопляемой территории, где санитарные очистки древостоя и вовсе не были выполнены. Произошло отмирание большей части оставленного там леса, который до сих пор стоит "на корню" (фото 1).

Фото 1. Остатки неубранной древесины по берегам отражают низкое качество подготовки затопляемой поймы водохранилища

Таким образом, остатки древостоя и неубранного леса в прибрежной части водохранилища свидетельствуют о некачественной подготовке водохранилища к поднятию уровня воды. В отсутствие техногенного или сельскохозяйственного загрязнения, затопленные участки береговой зоны, неподготовленные для затопления, в настоящее время и в среднесрочной перспективе являются постоянным источником поступления в водоем органических соединений, которые во многом определяют формирование гидрохимического режима водохранилища и экосистемы в целом.

3. СОВРЕМЕННАЯ ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАЖЫМСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Очевидно, что химический состав вод водохранилища формируется под влиянием основной реки Кажым. Исследования, проведенные специалистами института биологии Коми НЦ УрО РАН в 2007 году в рамках государственного контракта с Министерством сельского хозяйства и продовольствия РК «Биологическое обоснование использования водных объектов Республики Коми для организации пастбищного и садкового рыбоводства», показали высокое качество поверхностных вод в водохранилище Кажымское на тот период. Устойчивый гидробиологический режим и благоприятные гидрохимические показатели состава воды обеспечивали успешное обитание на его акватории ряда видов рыб и водных беспозвоночных, предъявляющих высокие требования к качеству воды. Результаты исследований позволили рекомендовать использовать акваторию водохранилища Кажымское для организации садкового и пастбищного рыбоводства. В последующий период, до 2013 года, хорошие экологические условия позволяли выращивать в садках, установленных около плотины до 350 тонн форели. После реконструкции плотины и подъема уровня воды, осуществленных без учета интересов рыбного хозяйства, экологическая обстановка на акватории водохранилища изменилась. По результатам исследований института биологии Коми НЦ УрО РАН, проведенных на Кажымском водохранилище до (2007 г.) и после реконструкции (2014, 2017 и 2018 гг.) отчетливо прослеживается изменение ряда важных абиотических параметров.

Так в июле 2007 г. в поверхностных водах водохранилища зафиксировано от 10.2 до 10.9 мг/л. В период исследований (лето 2013 г.) газовый режим в водоеме также был благоприятный. После поднятия уровня воды в августе 2014 г. отмечалось пиковое падение кислорода до 1.0 мг/л. Произошла гибель рыбы в садках.  В 2017 году (спустя 3 года после подъема уровня воды) содержание кислорода в воде колебалось от 1.8 до 5.5 мг/л в июне и от 2.2 до 4.9 мг/л в августе, что ниже рыбохозяйственных ПДК в несколько раз (нормативное содержание кислорода в воде для рыбоводных хозяйств не менее 4 мг/л). В начале 2018 г. концентрация возросла до нормального уровня и составила от 8 мг/л при насыщаемости 92 % до 9.1 мг/л при насыщаемости 100 %.

Согласно С.П. Китаеву (2007) норма для насыщения воды кислородом для среднетаежных водоемов сходной площади составляет не ниже 91 %, что соответствует концентрации 8-9 мг/л.

Вода Кажымского водохранилища коричневатого цвета, отличается очень высокой величиной цветности, значение которой после реконструкции плотины возросло со 153 до  500 единиц и более. Прозрачность за аналогичный период уменьшилась с 1 м до 0.6 м. Увеличение цветности обусловлено большим количеством поступающих в водоем органических веществ болот и лесной подстилки. Это подтверждается существенным превышением ПДК для концентрации марганца (до 42 ПДК), железа (до 23 ПДК) и меди (до 2.3 ПДК). Известно, что для данных элементов характерна коллоидная миграция, т.е. при образовании комплексных соединений с гумусо- и фульвокислотами (Никаноров, 2001). Величины химического потребления кислорода (ХПК) увеличены в 4 раза, перманганатной окисляемости (ПО) в 2 раза, а соединения углерода на 90 % представлены органической формой на период исследований в 2018 году (табл. 4).

На территории Койгородского района наиболее распространенными типами почв (Безносиков и др., 2007) являются иллювиально-железистые подзолы (60 %) и торфянисто-подзолисто-глееватые иллювиально-гумусовые (20 %). На заболоченных почвах при кислой реакции среды происходит восстановление  железа, меди, марганца и цинка, в результате чего образуются комплексные соединения с органическими кислотами природного происхождения (Потапова, Новикова, 2006). Это приводит к увеличению подвижности и миграции указанных металлов в р. Кажым из подтопленных зон и их дальнейшее аккумуляции в воде водохранилища.

Таблица 4. Значения основных гидрохимических показателей воды Кажымского водохранилища

Примечание: * - определено в полевых условиях экспресс анализатором “Multi 340i/SET”

ПДК – Приказ Министерства сельского хозяйства Российской федерации от 13.12.2016 № 552«Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения»;

ПДК* – СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

Результаты анализов 2018 года показали, что наиболее важные соединения азота и фосфора в воде содержатся в незначительных количествах и не превышают установленных ПДК. 

Концентрация биогенных элементов в природной воде обычно невелика, непостоянна во времени и зависит от многих факторов. В первую очередь она определяется поступлением биогенных элементов с атмосферными осадками, стекающими с водосборной площади, с промышленными, хозяйственно-бытовыми, сельскохозяйственными сточными водами, а также результатом жизнедеятельности растительных и водных организмов, в жизни которых биогены играют определенную роль (Урбанова и др., 2015).

Микроэлементный состав донных отложений (по данным 2013 г.) в водохранилище соответствовал региональным фоновым показателям. Отмечено значительное содержание железа – от 59 000 до 65 000 мг/кг.

Изменения основных абиотических параметров и гидрохимического состава Кажымского водохранилища после подъема уровня воды объясняется следующим. В зоне затопления прибрежной части водного объекта осталось большое количество древостоя и спиленного материала, а также различных кустарников и трав. Оказались подтоплены и болотистые участки берегов. Таким образом, после реконструкции плотины весь указанный органический материал был затоплен и начался процесс разложения, о чем хорошо свидетельствует повышение показателя химического потребление кислорода (ХПК). Процессы деструкции затопленных почв и растительных материалов под действием гидрометеорологических условий приводят к поступлению в воду растворенных органических и биогенных соединений (Полева, 2009). Влияние последствий затопления территорий на гидрохимический состав воды в водохранилище оказалось решающим на фоне значительной доли болотных вод в питании водоема. Как известно, на процесс гниения и минерализации органического вещества расходуется кислород и минеральные компоненты химического состава воды. В результате в водохранилище произошло снижение минерализации и количества растворенного в воде кислорода. По данным гидрохимических исследований, доля органического углерода составляет 90 % от всего углерода в воде. Необходимо отметить, что значительная концентрация ионов марганца в пробах 2018 г. (до 42 ПДК) может быть следствием не только миграции с водосборной площади, но и результатом минерализации большого количества отмерших гидробионтов, водорослей и высших водных растений.

Таким образом, анализ полученных материалов и данные предыдущих лет исследований, подтверждают представления о решающем влиянии затопленных территорий на гидрохимический состав воды в водохранилище. В результате затопления неподготовленных участков прибрежной части, произошло загрязнение водоема органическими веществами, усилились процессы химического и биологического потребления кислорода. Рост температуры воды летом усиливает процессы окисления поступающих органических веществ. Показано сопряженное увеличились показателей цветности, содержание марганца и железа в воде. Закономерное снижение растворенного в воде кислорода привело к его дефициту практически на всей площади акватории в 2014-2017 годах. В свою очередь, негативные изменения  гидрохимического режима инициировало процессы деградации биологических компонентов биоты, что позволяет констатировать современное экологическое состояние Кажымского водохранилища  как неудовлетворительное.

4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ДЛЯ ТОВАРНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РЫБЫ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КАЖЫМСКОЙ ГИДРОСИСТЕМЫ

После реконструкции тела плотины Кажымского гидроузла, в 2013 и 2014 годах был осуществлен плановый подъем уровня воды в водохранилище приблизительно на 2 м. В результате были затоплены не только пойменные, заросшие травой и мелким кустарником территории, но и частично заболоченные, участки прибрежной зоны. Были затоплены также участки прибрежной зоны, где не реализованы мероприятия по лесосведению. В последующий период на акватории водохранилища, усилились процессы окисления поступающих в воду веществ органической природы. Об этом косвенно свидетельствует многократное превышение рыбохозяйственных ПДК в водоеме ряда гидрохимических показателей (железо, марганец, химическое потребление кислорода, перманганатная окисляемость (ПО), биологическое потребление кислорода (БПК) – данные Института биологии Коми НЦ УрО РАН и анализов протоколов испытаний. Поступление большого количества биогенных веществ в воду и последующее резкое падение растворенного в воде кислорода отражает первопричину ухудшения качества поверхностных вод Кажымского водохранилища. Вспышка развития синезеленых водорослей в водохранилище в период повышения температуры воды также способствует снижению содержания растворенного в воде кислорода. Возникший дефицит содержания кислорода в воде Кажымского водохранилища после подъема уровня воды не является уникальным событием. В научной и специальной литературе имеются аналитические данные о процессах, происходящих в водоемах при различных гидрологических условиях. При этом отмечается, что падение содержания растворенного в воде кислорода, характерно для молодых водохранилищ и водохранилищ, в которых подъем уровня воды осуществлялся поэтапно. Стабилизация гидрохимического режима на малых водохранилищах наблюдается спустя 5-7 лет после подъема уровня воды в водоеме. На более крупных водных объектах процессы стабилизации продолжаются до 30 лет. В случае с Кажымским водохранилищем, затопление не подготовленных к подтоплению участков прибрежной зоны обеспечило долговременное поступление в водоем большого количества органических веществ. Спустя 3 года расчетные индексы сапробности (органического загрязнения) не показали тенденцию к улучшению. Продолжаются процессы детритообразования и эвтрофикации. Учитывая эти обстоятельства, стабилизации гидрохимического режима и водной экосистемы в скором времени ожидать не приходится. Для целей аквакультуры сформировались неблагоприятные средовые условия. Принимая во внимание результаты проведенных в 2017 году (а также и данные предыдущих лет исследований) можно обоснованно прогнозировать увеличение экологических рисков в течение двух периодов года. Экологические риски будут связаны в первую очередь с ухудшением газового режима, то есть с падением содержания растворенного в воде кислорода. Несомненно, дефицит кислорода будет наблюдаться в марте- апреле во время окончания зимне-весеннего ледового покрова. Другим неблагоприятным для гидробионтов периодом будет конец июля – начало августа, когда на фоне высоких температур воды и воздуха происходит бурное развитие водорослей с последующим ростом БПК и усиление процессов связанных с окислением ранее поступивших органических веществ. Оба этих процесса гарантированно снижают концентрацию растворенного в воде кислорода. При биотехнике садкового выращивания рыбы, когда плотность посадки достигает 20 кг на кубический метр, вполне ожидаемо пиковое падение содержания кислорода в воде и последующая гибель посадочного материала (рыбы). Как показали мониторинговые исследования, дефицит кислорода будет наблюдаться на всех горизонтах водной толщи, как у поверхности, так и в придонном слое. В эти же периоды в районе садкового размещения рыбы закономерно будет возрастать концентрация в воде аммиака, углекислого газа и угольной кислоты, что также усилит негативную реакцию рыб на падение кислорода и ухудшит условия их дыхания.

Таким образом, сложившаяся после реконструкции плотины и подъема уровня воды экологическая ситуация на Кажымском водохранилище, в настоящее время не позволяет рекомендовать данный водоем для садкового выращивания товарной рыбы. Предлагаемое заключение подкрепляется тем, что в качестве объекта товарного рыбоводства в республике используется форель, предъявляющая высокие требования к качеству воды. Практически для всех видов форели и их гибридов рыбохозяйственными нормативами установлена величина содержания растворенного в воде кислорода не менее 5 мг/л. Данный показатель не будет обеспечен сложившимися в последние годы экологическими условиями на Кажымском водохранилище.

Для повышения качества воды в Кажымском водохранилище очевиден сценарий спуска воды до прежнего уровня. Следующим этапом должны быть реализованы мероприятия по механической зачистке ранее затопленной прибрежной территории. Последующий подъем уровня воды в водохранилище до проектного уровня рекомендуется осуществлять поэтапно, по 10-20 см в год. В то же время, при любом варианте развития событий, актуализируется необходимость осуществления экологического контроля качества среды.

Ведение аквакультуры в водоемах Республики Коми в форме садкового товарного рыбоводства целесообразно рассматривать как первый этап развития рыбоводной отрасли в регионе. Более чем 10-летнияя практика рыбоводства в республике позволила обозначить ряд важных обобщений и выводов. Несмотря на особенности климатических условий и короткий вегетационный период, товарное рыбоводство имеет широкие перспективы. Однако, аквакультура должна развиваться не на базе обширного озерного фонда, а использовать малые реки, зарегулирование которых позволит создать ряд компактных водохранилищ, более пригодных для выращивания рыбы. Выращивание рыбы в садках конечно менее затратно, чем другие формы рыбоводства, но имеет ряд существенных негативных особенностей, главным образом, отражающих зависимость от средовых условий. Учитывая эти обстоятельства, считаем необходимым обустройство рыбоводных комплексов, где выращивание рыбы происходит в  каналах или бассейнах, а  подача воды осуществляется прямоточно за счет приплотинного подъема уровня воды или используется биотехника выращивания УЗВ. Внедрение предлагаемых технологий предполагает максимально дистанционироваться от негативных изменений внешних факторов природной среды, в то же время облегчает управление производственными процессами и удлиняет период выращивания рыбы. Весь мировой опыт аквакультуры свидетельствует, что будущее товарного рыбоводства и производства рыбной продукции связано с усилением «технологизации» рыбоводных процессов. При этом, первоначальные большие инвестиции в рыбоводные предприятия вполне окупаются при последующей эксплуатации основных средств производства. Анализ наших многочисленных исследований и опыт отечественного и зарубежного рыбоводства дают основание рекомендовать проектирование и обустройство рыбоводного комплекса канального типа на Кажымском водохранилище с использование перепада уровня воды в районе гидротехнического сооружения и использования проточной системы подачи воды.

Данные рекомендации, несомненно, относятся к периоду стабилизации гидрохимического режима на Кажымском водохранилище.

Анализ специализированных исследований показывает, что перспективы товарного рыбоводства, несомненно, связаны с созданием рыбоводных комплексов высокой технологии, в минимальной степени зависимых или независимых совсем от погодных условий. Тем самым мы достигаем наибольшей автономности от внешней среды и убираем экологические риски, с одной стороны, с другой стороны увеличиваем период выращивания рыбы, что особенно важно в климатических условиях Севера, квалифицированных как 1-я зона рыбоводства. Кроме того, процесс выращивания рыбы приобретает контролируемый на всех этапах биотехники характер. Такие рыбоводные технологии, объединенные в одно направление УЗВ (установки замкнутого или частично замкнутого водоснабжения) достаточно разработаны и используются во многих странах мира. Несомненные достоинства данной технологии хорошо раскрыты в методическом издании «Руководство по аквакультуре в установках замкнутого водоснабжения» (Брайнбалле, 2010).

5. РАЗМЕЩЕНИЕ РЫБОВОДНОГО КОМПЛЕКСА НА КАЖЫМСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ

Одной из важных предпосылок размещения рыбоводного комплекса на Кажымском водохранилище является использование водного ресурса этого водоема. При этом ставится задача использовать естественный подпор воды, созданный плотиной, для подачи воды в выростные каналы или бассейны. Для обеспечения этого условия при обследовании околоплотинной зоны была выбрана территория, расположенная ниже плотины, с левой стороны от сбросного канала (рис. 2).

Рекомендуемая территория для создания рыбоводного комплекса имеет площадь около двух гектар, что вполне достаточно для размещения хозяйства, включая каналы (бассейны) и иные производственные помещения. Сельскохозяйственного освоения здесь не отмечено, как не выявлено и каких либо хозяйственных построек. Целесообразно будет передать здание бывшей ГЭС, которое много лет не используется, под нужды рыбоводного предприятия. Развитая инфрастуктура (подъездные дороги, энергообеспечение, близость населенного пункта) также дает преимущества для размещения на данной территории предприятия по товарному выращиванию рыбы.

а)

б)

Рис. 2. Космоснимки местности в районе плотины а) до реконструкции (2013 год) и б) после реконструкции (2018 год). На снимке б) выделена территория возможного строительства рыбоводного комплекса.

Обеспеченность водой и ориентировочная мощность рыбоводного комплекса. Важнейшим условием для организации и строительства рыбоводного комплекса является наличие водного источника, способного круглогодично обеспечивать хозяйство водой, качество которой удовлетворяет биологическим требованиям для объекта товарного выращивания. В нашем случае объектами выращивания являются холодолюбивые рыбы – форель и ее гибриды. Для водного обеспечения обычно служат ручьи, реки, водохранилища и подземные воды из скважин, которые часто используются в случае функционирования предприятия на основе создания УЗВ. Мощность водоисточника во многом определяет и количество товарной рыбы, возможной для выращивания за счет воды этого источника.

В данных предпроектных материалах приводятся оригинальные сведения, полученные на основе полевых изысканий в бассейне р. Кажым, сотрудника института экономики Коми научного центра А.В. Коковкина.

Для расчетов потребления  воды рыбоводным хозяйством необходимо учитывать минимальное количества воды, которое может обеспечивать источник для бесперебойного функционирования предприятия. В данном случае расход воды в очень маловодный год составляет для летне-осенней межени (VII–XI) значение 1.50 м³/с и для периода зимней межени (XII-III) – 0.81 м³/с. В течение летнего периода с мая по октябрь (период выращивания рыбы) расход воды в р. Кажым в маловодный год будет составлять от 22.7 до 3.0 м³/с.

Расчет водопотребления и объема возможного выращивания рыбы. В состав полносистемного рыбоводного хозяйства обычно входят производственные мощности, которые включают в себя садки или бассейны для выдерживания производителей, инкубационный цех и бассейны, лотки и пруды для получения и выращивания молоди, содержания маточного и ремонтного стада. Для Кажымского рыбоводного комплекса на данном этапе предусматривается товарное выращивание форели из посадочного материала (годовики, с расчетным весом около 120 граммов), полученного на рыбоводном хозяйстве (г. Сосногорск).

Для планируемого выращивания форели предполагается использовать либо бассейны, либо стандартные каналы размерами 2 м шириной, 20 м длиной и глубиной до 1.0 м. Объем одного канала при этом составляет 40 м³. Для традиционных прудов предполагается 2-5 кратная смена воды в сутки. При интенсивном рыбоводстве в бассейнах требуется 5-10-кратная смена воды в час (Превезенцев,  2007). При переводе в л/с, расход воды для одного канала будет составлять от 200 до 400 м³/ч или 0.05-0.11 м³/с, соответственно. Для функционирования 40 каналов, предназначенных для товарного выращивания, расход воды будет иметь значение от 2 до 4 м³/с. Как уже было отмечено выше, для маловодного года мая по октябрь расход воды в р. Кажим составляет от 22.7 до 3.0 м³/с. Накопленный объем воды в водохранилище и естественный сток обеспечат функционирование от 30 до 40 каналов для товарного выращивания рыбы в период их содержания с мая по октябрь.

Объемы товарного выращивания. Принято, что нормативная плотность посадки годовиков при товарном выращивании в бассейнах колеблется в пределах от 50 до 100 кг/м³ (Превезенцев, 2007).  Если брать минимальное значение 50 кг/м³, то в одном канале допустимо выращивание 2 000 кг или 2.0 тонны рыбы. Соответственно, для 30-40 каналов объем выращенной рыбы составит от 60 до 80 тонн. При высоком качестве воды, плотность посадки можно будет увеличить до 100 кг, при этом объем товарного производства форели, соответственно, увеличится до 120-160 тонн. Объемы товарного выращивания форели во многом зависят от естественного гидрохимического состава воды и самого процесса водоподготовки, который включает при необходимости оксигенацию и использование фильтров. Современные технологии предусматривают алгоритмы замкнутого водоснабжения. При этом до 80-90 % воды, после ее подготовки направляются в систему рыбоводного хозяйства. В случае создания рыбоводного хозяйства с условиями замкнутого водопотребления, объем товарного выращивания можно кратно увеличить.

6. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ ТОВАРНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ФОРЕЛИ

При подготовке данного раздела были использованы материалы, изложенные в книге «Рыбоводство» (Привезенцев, 2007) и отчете «Рыбоводно-биологическое обоснование на организацию форелевого садкового хозяйства на Кажимском водохранилище Койгородского района Республики Коми (2007), подготовленного по заказу рыбоводной Компании «Биоресурс» (г. Сыктывкар).

Основной объект форелеводства в нашей стране – радужная форель. Быстрое распространение радужной форели и ее нынешнее ведущее значение в холодноводном рыбоводстве можно объяснить рядом ценных хозяйственных особенностей, и в первую очередь высокими продуктивными качествами. Этот вид легко приспосабливается к условиям окружающей среды. Он может выдерживать температуру от близкой к нулю до 27 ⁰С, но оптимальной температурой является 15-18 ⁰С. Оптимальная концентрация кислорода 9-11 мг/л. При температурах воды ниже 4 ⁰С и выше 20 ⁰С интенсивность ее питания, а, следовательно, и роста, снижается. Дискомфортные для форели температуры находятся за пределами 20 ⁰С, а летняя температура в зависимости от температуры аклимации составляет от 24.9 до 26.3 ⁰С. При высоких температурах воды содержание растворенного в воде кислорода при выращивании форели должно быть не меньше 9 мг/л.

Радужная форель безболезненно переносит суточный перепад температур в 5 ⁰С и выше, но в пределах температурного градиента предпочитает определенную температуру.

Радужная форель весьма требовательна к уровню содержания растворенного кислорода в воде, оптимальная концентрация которого должна составлять не менее 9 мг/л. Форель хорошо переносит насыщение воды чистым кислородом до 50 мг/л. Летальная концентрация кислорода в воде для нее составляет 2.5 мг/л.

В течение всего периода выращивания форели и, особенно, в периоды интенсивного кормления необходим постоянный контроль за концентрацией кислорода в выростных сооружениях, поскольку именно содержание кислорода лимитирует объемы выращивания рыбы. Концентрация кислорода при нормальном росте рыбы и уровне конверсии корма должна быть при температуре воды 5 ⁰С – не менее 5.0 мг/л, 10 ⁰С – не менее 6.0 мг/л, 15 ⁰С – не менее 7.0 мг/л и 20 ⁰С – не менее 8.0 мг/л.

Радужная форель активно осваивает естественную кормовую базу и быстро растет достигая 1.0 кг на второй год жизни благодаря хорошему усвоению кормов.

Форель камлоопс получила широкое признание в странах Западной Европы. С 1982 г. эту форель выращивают и в нашей стране. Она нерестится на 1.5-2 месяца раньше радужной форели, плодовитость самок на 25-30 % выше, но размеры икры меньше.  Обращает на себя внимание высокий рост и жизнеспособность сеголетков, годовиков и других возрастных групп этой рыбы. Так, темп роста мальков и сеголетков форели камлоопс в 2 раза выше, годовиков и двухлетков – в 2-2.5 раза выше, чем радужной форели. Комбинированное выращивание двух форм форели позволяет получать форель камлоопс товарной массы за 12-14 мес., что на 5-6 мес. Быстрее, чем выращивание радужной форели в монокультуре. Это позволяет повысить ритмичность работы хозяйств, уменьшить затраты на производство товарной продукции, улучшить эксплуатацию оборудования.

Характеристика форелевых хозяйств. Форелевые хозяйства, как правило, небольшие по площади. По степени завершенности производства форелевые хозяйства делят на полносистемные и неполносистемные. Полносистемные хозяйства работают с двухлетним оборотом, но чтобы форель достигала массы 800-1000 г, требуется больший период выращивания.

Основным условием для создания холодноводного хозяйства является наличие источника водоснабжения, способного удовлетворять биологические потребности объекта разведения. Для питания форелевых рыбоводных хозяйств используют родники, ручьи, реки, озера, водохранилища и грунтовые воды. Грунтовые воды имеют постоянную температуру, свободны от загрязнений и паразитов и являются хорошим источником для циркуляционных установок.

Мощность водоисточника определяет возможные выход продукции. Расход воды рассчитывают по площади производственного предприятия или по получаемой продукции. Для традиционных прудов необходима 2-5-кратная смена воды в сутки. В бассейнах при плотности посадки от 50 до 100 кг/м³ требуется 5-10-кратная смена воды в час.

При интенсивном использовании прудов для содержания и кормления форели их естественная кормовая база не имеет значения. Решающим фактором для определения плотности посадки имеет смена воды. Ширина пруда может колебаться от 4 до 12 м, длина – от 20 до 50 м, глубина не должна превышать 1.2 м.

Выращивание товарной форели. Выращивать товарную форель можно в прудах, садках и бассейнах. Плотность посадки в бассейнах составляет 300-350 шт./м³ при смене воды каждые 10-15 мин. Рыбопродукция при таких условиях достигает 75 кг/м³.

При выращивании форели в прудах плотность уменьшают до 150-250 шт./м³. В садках при температуре воды не выше 20 ⁰С и содержании кислорода не менее 7 мг/л плотность посадки должна быть 100-250 шт. /м³.

В процессе выращивания рыбу нужно регулярно кормить, не менее двух раз за сезон сортировать двухлетков на две размерные группы, постоянно наблюдать за санитарно-гигиеническим состоянием рыбоводных емкостей и выращиваемой форелью.

При соблюдении всех технологических требований масса двухлеток достигает 200-250 г. за 120-150 суток. Рыбопродукция в бассейнах составляет 50-75 кг/м³, в садках – 30-50, в прудах – 20-35 кг/м³. Отход не должен превышать 10 %.

Бассейновые хозяйства. Бассейновые хозяйства представляют собой систему бассейнов, в которых выращивают различного вида (карп, форель, осетровые, сомовые, тиляпия и др.) и возраста рыбу при плотных посадках, большой проточности воды и интенсивном кормлении сбалансированными кормами.

Бассейновые рыбоводные хозяйства по сравнению с садковыми имеют большие преимущества. В них можно регулировать условия содержания, интенсивность и характер водообмена, создавать благоприятный температурный и гидрохимический режимы для выращиваемой рыбы; можно круглогодично выращивать товарную продукцию, кроме того, возможны полная механизация и автоматизация рыбоводных процессов; есть условия для очистки воды и оборотной системы водоснабжения; возможен надежный контроль за содержанием рыбы.

В качестве материала для бассейнов можно использовать металл, стекловолокно, бетон или пластмассы. Различат следующие типы бассейнов: круглые, прямоугольные, вертикальные (силосные). Они могут находиться на открытой площадке или в закрытом помещении, но лучше размещать их в закрытых помещениях, так как при этом легче создавать необходимые условия для рыб. Каждый из типов имеет свои достоинства и недостатки. Так, круглые бассейны лучше прямоугольных, потому что в них нет мертвых зон, в которых скапливаются продукты обмена и несъедобный корм. Преимущество прямоугольных бассейнов заключается в эффективном использовании полезной площади и при устройстве силосных емкостей, применение которых позволяет значительно увеличить объем воды на ограниченной площади.

При бассейновом выращивании рыбы применяют высокую плотность посадки и интенсивное кормление. Продукты жизнедеятельности рыб и остатки корма выносятся из бассейна током воды. Эффективность выращивания рыбы во многом определяется интенсивностью водообмена и качеством воды. Водоснабжение осуществляется механически, поэтому нужны водозаборные сооружения, насосная станция, водоподающие и сбросные каналы, а также крупные сооружения для очистки воды, использованной рыбоводным бассейновым хозяйством. В таких хозяйствах лучше создавать оборотное водоснабжение. Есть промышленные рыбоводные предприятия, использующие воду 10 раз, т.е. поступление свежей воды составляет всего 10 % общего водообмена. Циркуляция воды с одновременным обогащением ее кислородом обеспечивается работой эрлифтов, при этом каждый бассейн имеет самостоятельную циркуляционную систему.

Рыбу можно выращивать в бассейнах при очень высокой плотности посадки. Однако при этом необходимо следить за качеством воды, так как даже в проточных системах с частой сменой воды возможно ухудшение ее качества по мере прохождения от одного конца бассейна до другого или от точки поступления до  центрального слива. При высокой плотности посадки в бассейновых установках прекращение подачи воды да на 5-10 мин. может вызвать высокий отход рыбы. Кроме того, необходимо учитывать, что высокая плотность посадки рыбы усиливает опасность возникновения заболеваний, а также может привести к стрессовым ситуациям. Правильная эксплуатация бассейновой системы в таких условиях во многом зависит от квалификации рыбовода.

Требования к качеству воды. В течение всего периода выращивания форели и, особенно, в периоды интенсивного кормления необходим постоянный контроль за концентрацией кислорода в выростных сооружениях, поскольку именно содержание кислорода лимитирует объемы выращивания рыбы. Концентрация кислорода при нормальных росте рыбы и уровне конверсии корма должна быть при температуре воды 5 ⁰С – не менее 5.0 мг/л, 10 ⁰С – не менее 6.0 мг/л, 15 ⁰С – не менее 7.0 мг/л и 20 ⁰С – не менее 8.0 мг/л. (табл. 5).

Таблица 5. Требования форели к химическому составу воды и ПДК вредных веществ для рыбохозяйственных водоемов (ОСТ 15.372-87, 1988; Правила охраны…, 1981; Перечень…, 1995)

Кормление рыбы. Потребление корма и его кормовой коэффициент (КК), конечно, являются неотъемлемой частью данных расчетов. Простым способом для подготовки производственного плана является приобретение таблицы кормления для данной рыбы. Подобные таблицы доступны у производителей кормов, и они принимают во внимание вид рыб, их размер и температуру воды.

Разделив кормовые рационы на КК, получится скорость роста рыб. В дальнейшем рассчитывается суточный прирост веса, используя метод расчета процентного роста, выраженного следующей формулой:

K_n= K_o (1+r)ⁿ,

где «K_n» – вес рыбы в день n, «n» – количество дней, «K_о» – вес рыбы в день 0, г, «r» – скорость роста рыбы.

Рыба весом 100 г, растущая со скоростью 1.2 % в сутки, через 28 дней будет иметь вес (г):

K₂₈ = K₁₀₀*(1+0.012)²⁸ = 100(1.012)²⁸ = 139.7

Для примера, в таблицах 6, 7 и 8 приводятся  кормовые коэффициенты и нормы кормления  кормами различных серий.

Таблица 6. Нормативные кормовые коэффициенты при кормлении форели кормами фирмы Rehu Raisio