التطبيقات والممارسات المبتكرة لأجهزة استشعار جودة المياه EC في صناعة تربية الأحياء المائية في كازاخستان

باعتبارها دولةً رئيسيةً في آسيا الوسطى، تتمتع كازاخستان بموارد مائية وفيرة وإمكاناتٍ هائلة لتطوير تربية الأحياء المائية. ومع تقدم تقنيات تربية الأحياء المائية العالمية والتحول نحو الأنظمة الذكية، يزداد تطبيق تقنيات مراقبة جودة المياه في قطاع تربية الأحياء المائية في البلاد. تستكشف هذه المقالة بشكل منهجي حالات تطبيقية محددة لمستشعرات التوصيل الكهربائي (EC) في صناعة تربية الأحياء المائية في كازاخستان، مُحللةً مبادئها التقنية وآثارها العملية واتجاهات تطويرها المستقبلية. من خلال دراسة حالات نموذجية، مثل تربية سمك الحفش في بحر قزوين، ومفرخات الأسماك في بحيرة بلخاش، وأنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية في منطقة ألماتي، تكشف هذه الورقة البحثية كيف تُساعد مستشعرات التوصيل الكهربائي المزارعين المحليين على مواجهة تحديات إدارة جودة المياه، وتحسين كفاءة الزراعة، والحد من المخاطر البيئية. بالإضافة إلى ذلك، تناقش المقالة التحديات التي تواجهها كازاخستان في التحول الذكي لتربية الأحياء المائية والحلول المُحتملة، مُقدمةً مراجع قيّمة لتطوير تربية الأحياء المائية في مناطق أخرى مُماثلة.

نظرة عامة على صناعة تربية الأحياء المائية في كازاخستان واحتياجات مراقبة جودة المياه

باعتبارها أكبر دولة غير ساحلية في العالم، تتمتع كازاخستان بموارد مائية وفيرة، تشمل مسطحات مائية رئيسية مثل بحر قزوين وبحيرة بلخاش وبحيرة زايسان، بالإضافة إلى العديد من الأنهار، مما يوفر ظروفًا طبيعية فريدة لتنمية تربية الأحياء المائية. وقد شهدت صناعة تربية الأحياء المائية في البلاد نموًا مطردًا في السنوات الأخيرة، حيث تضم الأنواع الرئيسية المستزرعة سمك الشبوط، والحفش، وسمك التروت قوس قزح، والحفش السيبيري. وقد جذبت تربية سمك الحفش في منطقة بحر قزوين، على وجه الخصوص، اهتمامًا كبيرًا نظرًا لإنتاجها العالي من الكافيار. ومع ذلك، تواجه صناعة تربية الأحياء المائية في كازاخستان أيضًا تحديات عديدة، مثل التقلبات الكبيرة في جودة المياه، وتقنيات الزراعة المتخلفة نسبيًا، وتأثيرات الظروف المناخية القاسية، وكلها تعيق تطوير هذه الصناعة.

في بيئات تربية الأحياء المائية في كازاخستان، تتمتع الموصلية الكهربائية (EC)، كمعيار أساسي لجودة المياه، بأهمية رصد خاصة. تعكس الموصلية الكهربائية التركيز الكلي لأيونات الملح المذابة في الماء، مما يؤثر بشكل مباشر على التنظيم الأسموزي والوظائف الفسيولوجية للكائنات المائية. تتفاوت قيم الموصلية الكهربائية بشكل كبير عبر المسطحات المائية المختلفة في كازاخستان: يتمتع بحر قزوين، باعتباره بحيرة مالحة، بقيم عالية نسبيًا (حوالي 13000-15000 ميكرو سيمنز/سم)؛ تتميز المنطقة الغربية لبحيرة بلخاش، كونها بحيرة عذبة، بقيم موصلية كهربائية أقل (حوالي 300-500 ميكرو سيمنز/سم)، بينما تتميز منطقتها الشرقية، التي تفتقر إلى منفذ، بملوحة أعلى (حوالي 5000-6000 ميكرو سيمنز/سم). تُظهر البحيرات الجبلية مثل بحيرة زايسان قيمًا أكثر تباينًا للموصلية الكهربائية. تجعل ظروف جودة المياه المعقدة هذه مراقبة الموصلية الكهربائية عاملاً حاسمًا لنجاح تربية الأحياء المائية في كازاخستان.

اعتمد المزارعون الكازاخستانيون تقليديًا على الخبرة لتقييم جودة المياه، مستخدمين أساليب ذاتية كملاحظة لون الماء وسلوك الأسماك لأغراض الإدارة. ولم يقتصر هذا النهج على افتقاره للدقة العلمية فحسب، بل صعّب أيضًا الكشف الفوري عن مشاكل جودة المياه المحتملة، مما أدى غالبًا إلى نفوق الأسماك على نطاق واسع وخسائر اقتصادية. ومع توسع نطاقات الاستزراع وزيادة مستويات التكثيف، أصبح الطلب على مراقبة دقيقة لجودة المياه ملحًا بشكل متزايد. وقد وفّر إدخال تقنية استشعار EC لقطاع تربية الأحياء المائية في كازاخستان حلاً موثوقًا، آنيًا، وفعّالًا من حيث التكلفة لمراقبة جودة المياه.

في السياق البيئي الخاص بكازاخستان، تحمل مراقبة EC آثارًا مهمة متعددة. أولًا، تعكس قيم EC بشكل مباشر تغيرات الملوحة في المسطحات المائية، وهو أمر بالغ الأهمية لإدارة الأسماك التي تقاوم الملوحة (مثل سمك الحفش) والأسماك التي تقاوم الملوحة (مثل سمك التروت قوس قزح). ثانيًا، قد تشير الزيادات غير الطبيعية في EC إلى تلوث المياه، مثل تصريف مياه الصرف الصناعي أو الجريان الزراعي الحامل للأملاح والمعادن. بالإضافة إلى ذلك، ترتبط قيم EC ارتباطًا سلبيًا بمستويات الأكسجين المذاب - فالمياه ذات EC المرتفع عادةً ما تحتوي على نسبة أكسجين مذاب أقل، مما يشكل تهديدًا لبقاء الأسماك. لذلك، تساعد المراقبة المستمرة لـ EC المزارعين على تعديل استراتيجيات الإدارة بسرعة لمنع إجهاد الأسماك ونفوقها.

أدركت الحكومة الكازاخستانية مؤخرًا أهمية مراقبة جودة المياه لتحقيق تنمية مستدامة لتربية الأحياء المائية. وفي خططها الوطنية للتنمية الزراعية، بدأت الحكومة بتشجيع المؤسسات الزراعية على اعتماد معدات مراقبة ذكية، وقدمت دعمًا جزئيًا. وفي الوقت نفسه، تعمل المنظمات الدولية والشركات متعددة الجنسيات على الترويج لتقنيات ومعدات زراعية متطورة في كازاخستان، مما يُسرّع تطبيق أجهزة استشعار EC وغيرها من تقنيات مراقبة جودة المياه في البلاد. وقد هيأ هذا الدعم السياسي وإدخال التكنولوجيا ظروفًا مواتية لتحديث قطاع تربية الأحياء المائية في كازاخستان.

المبادئ التقنية ومكونات نظام أجهزة استشعار جودة المياه EC

تُعدّ مستشعرات التوصيل الكهربائي (EC) من المكونات الأساسية لأنظمة مراقبة جودة المياه الحديثة، حيث تعمل بناءً على قياسات دقيقة للسعة التوصيلية للمحلول. في تطبيقات تربية الأحياء المائية في كازاخستان، تُقيّم مستشعرات التوصيل الكهربائي مستويات المواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS) والملوحة من خلال الكشف عن الخصائص التوصيلية للأيونات في الماء، مما يُوفر دعمًا بياناتيًا بالغ الأهمية لإدارة المزارع. من الناحية التقنية، تعتمد مستشعرات التوصيل الكهربائي بشكل أساسي على المبادئ الكهروكيميائية: فعند غمر قطبين كهربائيين في الماء وتطبيق جهد متناوب، تتحرك الأيونات الذائبة في اتجاه واحد لتكوين تيار كهربائي، ويحسب المستشعر قيمة التوصيل الكهربائي بقياس شدة هذا التيار. لتجنب أخطاء القياس الناتجة عن استقطاب الأقطاب الكهربائية، تستخدم مستشعرات التوصيل الكهربائي الحديثة عادةً مصادر إثارة التيار المتردد وتقنيات القياس عالية التردد لضمان دقة البيانات واستقرارها.

من حيث بنية المستشعر، تتكون مستشعرات EC المستخدمة في تربية الأحياء المائية عادةً من عنصر استشعار ووحدة معالجة إشارات. غالبًا ما يُصنع عنصر الاستشعار من أقطاب كهربائية من التيتانيوم أو البلاتين مقاومة للتآكل، قادرة على تحمل مختلف المواد الكيميائية في مياه الزراعة لفترات طويلة. تقوم وحدة معالجة الإشارات بتضخيم الإشارات الكهربائية الضعيفة وتصفيتها وتحويلها إلى مخرجات قياسية. غالبًا ما تعتمد مستشعرات EC المستخدمة عادةً في المزارع الكازاخستانية تصميمًا رباعي الأقطاب، حيث يُطبق قطبان تيارًا ثابتًا، بينما يقيس القطبان الآخران فروق الجهد. يُزيل هذا التصميم بفعالية التداخل الناتج عن استقطاب الأقطاب الكهربائية وجهد التداخل، مما يُحسّن دقة القياس بشكل كبير، خاصةً في البيئات الزراعية ذات التباينات الكبيرة في الملوحة.

يُعدّ تعويض درجة الحرارة جانبًا تقنيًا بالغ الأهمية في مستشعرات EC، حيث تتأثر قيم EC بشكل كبير بدرجة حرارة الماء. تتميز مستشعرات EC الحديثة عادةً بمجسات درجة حرارة مدمجة عالية الدقة تُعوّض القياسات تلقائيًا بقيم مكافئة عند درجة حرارة قياسية (عادةً 25 درجة مئوية) من خلال خوارزميات، مما يضمن قابلية مقارنة البيانات. ونظرًا لموقع كازاخستان الداخلي، والتقلبات الكبيرة في درجات الحرارة اليومية، والتغيرات الموسمية الشديدة في درجات الحرارة، تُعد وظيفة تعويض درجة الحرارة التلقائية هذه بالغة الأهمية. كما توفر أجهزة إرسال EC الصناعية من شركات مصنعة مثل Shandong Renke تبديلًا يدويًا وتلقائيًا لتعويض درجة الحرارة، مما يتيح مرونة في التكيف مع مختلف سيناريوهات الزراعة في كازاخستان.

من منظور تكامل الأنظمة، تعمل مستشعرات EC في مزارع تربية الأحياء المائية الكازاخستانية عادةً كجزء من نظام مراقبة جودة المياه متعدد المعايير. إلى جانب EC، تدمج هذه الأنظمة وظائف مراقبة معايير جودة المياه الحرجة، مثل الأكسجين المذاب (DO)، ودرجة الحموضة (pH)، وإمكانية الأكسدة والاختزال (ORP)، والعكارة، ونيتروجين الأمونيا. تُنقل البيانات من مختلف المستشعرات عبر ناقل CAN أو تقنيات الاتصالات اللاسلكية (مثل TurMass وGSM) إلى وحدة تحكم مركزية، ثم تُحمّل إلى منصة سحابية للتحليل والتخزين. تُمكّن حلول إنترنت الأشياء من شركات مثل Weihai Jingxun Changtong المزارعين من الاطلاع على بيانات جودة المياه في الوقت الفعلي عبر تطبيقات الهواتف الذكية وتلقي تنبيهات بشأن أي معايير غير طبيعية، مما يُحسّن كفاءة الإدارة بشكل كبير.

الجدول: المعايير الفنية النموذجية لأجهزة استشعار EC لتربية الأحياء المائية

في التطبيقات العملية في كازاخستان، تتميز طرق تركيب مستشعرات EC أيضًا. ففي المزارع الخارجية الكبيرة، غالبًا ما تُركّب المستشعرات باستخدام عوامات أو مثبتات لضمان دقة مواقع القياس. أما في أنظمة تربية الأحياء المائية المُعاد تدويرها في المصانع (RAS)، فيُعدّ تركيب خطوط الأنابيب أمرًا شائعًا، حيث تُراقب هذه الأنظمة تغيرات جودة المياه مباشرةً قبل وبعد المعالجة. كما تُوفّر أجهزة مراقبة EC الصناعية عبر الإنترنت من Gandon Technology خيارات تركيب تدفقية، مناسبة لحالات الزراعة عالية الكثافة التي تتطلب مراقبة مستمرة للمياه. ونظرًا لبرودة الشتاء القارسة في بعض مناطق كازاخستان، تُجهّز مستشعرات EC المتطورة بتصميمات مانعة للتجمد لضمان تشغيل موثوق في درجات الحرارة المنخفضة.

صيانة المستشعرات أساسية لضمان موثوقية الرصد على المدى الطويل. ومن التحديات الشائعة التي تواجهها المزارع الكازاخستانية التلوث الحيوي - وهو نمو الطحالب والبكتيريا والكائنات الدقيقة الأخرى على أسطح المستشعرات، مما يؤثر على دقة القياس. ولمعالجة هذا التحدي، تستخدم مستشعرات EC الحديثة تصميمات مبتكرة متنوعة، مثل أنظمة التنظيف الذاتي من شركة شاندونغ رينكه وتقنيات القياس القائمة على الفلورسنت، مما يقلل بشكل كبير من وتيرة الصيانة. أما بالنسبة للمستشعرات التي لا تحتوي على وظائف التنظيف الذاتي، فيمكن استخدام "حوامل التنظيف الذاتي" المتخصصة المزودة بفرش ميكانيكية أو أجهزة تنظيف بالموجات فوق الصوتية لتنظيف أسطح الأقطاب الكهربائية بشكل دوري. تُمكّن هذه التطورات التكنولوجية مستشعرات EC من العمل بثبات حتى في المناطق النائية في كازاخستان، مما يقلل من التدخل اليدوي.

مع التقدم في تقنيات إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي، تتطور مستشعرات EC من مجرد أجهزة قياس إلى عقد ذكية لاتخاذ القرارات. ومن الأمثلة البارزة على ذلك نظام eKoral، الذي طورته شركة Haobo International، والذي لا يراقب معايير جودة المياه فحسب، بل يستخدم أيضًا خوارزميات التعلم الآلي للتنبؤ بالاتجاهات وضبط المعدات تلقائيًا للحفاظ على ظروف زراعية مثالية. ويكتسب هذا التحول الذكي أهمية بالغة في التنمية المستدامة لقطاع تربية الأحياء المائية في كازاخستان، إذ يساعد المزارعين المحليين على تجاوز فجوات الخبرة التقنية وتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.

حالة تطبيق مراقبة المفوضية الأوروبية في مزرعة سمك الحفش في بحر قزوين

تشتهر منطقة بحر قزوين، إحدى أهم قواعد تربية الأحياء المائية في كازاخستان، بتربية سمك الحفش عالي الجودة وإنتاج الكافيار. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، شكّلت تقلبات الملوحة المتزايدة في بحر قزوين، إلى جانب التلوث الصناعي، تحديات جسيمة أمام تربية سمك الحفش. وقد كانت مزرعة كبيرة لتربية سمك الحفش بالقرب من أكتاو رائدة في إدخال نظام استشعار EC، حيث نجحت في معالجة هذه التغيرات البيئية من خلال المراقبة الآنية والتعديلات الدقيقة، لتصبح نموذجًا يُحتذى به في تربية الأحياء المائية الحديثة في كازاخستان.

تمتد المزرعة على مساحة تقارب 50 هكتارًا، وتستخدم نظامًا شبه مغلق لتربية أنواع عالية القيمة، مثل سمك الحفش الروسي والحفش النجمي. قبل اعتماد نظام مراقبة EC، اعتمدت المزرعة كليًا على أخذ العينات يدويًا وتحليلها في المختبر، مما أدى إلى تأخيرات كبيرة في البيانات وعدم القدرة على الاستجابة السريعة لتغيرات جودة المياه. في عام 2019، تعاونت المزرعة مع شركة Haobo International لنشر نظام ذكي لمراقبة جودة المياه قائم على إنترنت الأشياء، مع أجهزة استشعار EC كمكونات أساسية موزعة بشكل استراتيجي في مواقع رئيسية، مثل مداخل المياه وبرك الزراعة ومنافذ الصرف. يستخدم النظام تقنية TurMass اللاسلكية لإرسال البيانات في الوقت الفعلي إلى غرفة تحكم مركزية وتطبيقات جوال المزارعين، مما يتيح مراقبة مستمرة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

نظرًا لكونه سمكًا متحملًا للملوحة، يستطيع سمك الحفش القزويني التكيف مع مجموعة متنوعة من تغيرات الملوحة، إلا أن بيئة نموه المثالية تتطلب قيم موصلية كهربائية تتراوح بين 12,000 و14,000 ميكروثانية/سم³. يُسبب الانحراف عن هذا النطاق إجهادًا فسيولوجيًا، مما يؤثر على معدلات النمو وجودة الكافيار. ومن خلال المراقبة المستمرة للموصلية الكهربائية، اكتشف فنيو المزرعة تقلبات موسمية كبيرة في ملوحة مياه المدخل: فخلال ذوبان الثلوج في الربيع، أدى تدفق المياه العذبة المتزايد من نهر الفولغا والأنهار الأخرى إلى انخفاض قيم الموصلية الكهربائية الساحلية إلى أقل من 10,000 ميكروثانية/سم³، بينما يمكن أن يؤدي التبخر الشديد في الصيف إلى رفع قيم الموصلية الكهربائية إلى ما يزيد عن 16,000 ميكروثانية/سم³. وكثيرًا ما تم تجاهل هذه التقلبات في الماضي، مما أدى إلى نمو غير متوازن لسمك الحفش.

الجدول: مقارنة تأثيرات تطبيق مراقبة EC في مزرعة سمك الحفش في بحر قزوين

استنادًا إلى بيانات التوصيل الكهربائي اللحظية، طبّقت المزرعة عدة إجراءات تعديل دقيقة. عندما انخفضت قيم التوصيل الكهربائي عن النطاق المثالي، قلّل النظام تلقائيًا تدفق المياه العذبة وفعّل إعادة التدوير لزيادة مدة احتباس الماء. عندما كانت قيم التوصيل الكهربائي مرتفعة جدًا، زاد النظام من إضافة المياه العذبة وحسّن التهوية. هذه التعديلات، التي كانت تستند سابقًا إلى تقديرات تجريبية، أصبحت الآن مدعومة ببيانات علمية، مما حسّن توقيتها وحجمها. ووفقًا لتقارير المزرعة، بعد اعتماد مراقبة التوصيل الكهربائي، زادت معدلات نمو سمك الحفش بنسبة 28%، وارتفعت إنتاجية الكافيار الممتاز من 65% إلى 82%، وانخفضت نسبة النفوق بسبب مشاكل جودة المياه من 12% إلى 4%.

لعب رصد الموصلية الكهربائية (EC) دورًا حاسمًا في الإنذار المبكر بالتلوث. في صيف عام 2021، رصدت أجهزة استشعار الموصلية الكهربائية ارتفاعات غير طبيعية في قيم الموصلية الكهربائية لبركة تتجاوز التقلبات الطبيعية. أصدر النظام تنبيهًا على الفور، ورصد الفنيون تسرب مياه صرف صحي من مصنع قريب. بفضل الرصد في الوقت المناسب، عزلت المزرعة البركة المتضررة وفعّلت أنظمة تنقية الطوارئ، مما أدى إلى تجنب خسائر فادحة. في أعقاب هذه الحادثة، تعاونت الهيئات البيئية المحلية مع المزرعة لإنشاء شبكة إقليمية للإنذار بجودة المياه تعتمد على رصد الموصلية الكهربائية، وتغطي مناطق ساحلية أوسع.

من حيث كفاءة الطاقة، حقق نظام مراقبة كفاءة الطاقة فوائد كبيرة. ففي السابق، كانت المزرعة تُفرط في استبدال المياه كإجراء احترازي، مما يُهدر قدرًا كبيرًا من الطاقة. وبفضل المراقبة الدقيقة لكفاءة الطاقة، حسّن الفنيون استراتيجيات استبدال المياه، مع إجراء التعديلات عند الضرورة فقط. أظهرت البيانات انخفاض استهلاك طاقة المضخات في المزرعة بنسبة 35%، مما وفر حوالي 25,000 دولار أمريكي سنويًا من تكاليف الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل استقرار ظروف المياه، تحسن استخدام علف سمك الحفش، مما أدى إلى انخفاض تكاليف العلف بنسبة 15% تقريبًا.

واجهت دراسة الحالة هذه أيضًا تحديات تقنية. تطلبت بيئة بحر قزوين عالية الملوحة متانة فائقة للمستشعر، حيث تآكلت أقطاب المستشعر الأولية في غضون أشهر. بعد التحسينات باستخدام أقطاب خاصة من سبائك التيتانيوم وأغلفة واقية مُحسّنة، امتدت أعمار المستشعرات لأكثر من ثلاث سنوات. وكان التحدي الآخر هو تجمد الشتاء، مما أثر على أداء المستشعر. تضمن الحل تركيب سخانات صغيرة وعوامات مضادة للجليد في نقاط مراقبة رئيسية لضمان التشغيل على مدار العام.

يُظهر تطبيق مراقبة EC هذا كيف يُمكن للابتكار التكنولوجي أن يُحدث نقلة نوعية في ممارسات الزراعة التقليدية. وأشار مدير المزرعة إلى أنه "كنا نعمل في الخفاء، ولكن مع بيانات EC الفورية، أصبح الأمر أشبه بـ"عيون تحت الماء" - يُمكننا فهم بيئة سمك الحفش والتحكم فيها بدقة". وقد لفت نجاح هذه الحالة انتباه مؤسسات زراعية أخرى في كازاخستان، مما شجع على اعتماد أجهزة استشعار EC على مستوى البلاد. وفي عام ٢٠٢٣، وضعت وزارة الزراعة الكازاخستانية معايير صناعية لمراقبة جودة مياه تربية الأحياء المائية بناءً على هذه الحالة، مُلزمةً المزارع المتوسطة والكبيرة بتركيب معدات أساسية لمراقبة EC.

ممارسات تنظيم الملوحة في مفرخ أسماك بحيرة بلخاش

تُوفر بحيرة بلخاش، وهي مسطح مائي هام في جنوب شرق كازاخستان، بيئة مثالية لتكاثر أنواع مختلفة من الأسماك التجارية بفضل نظامها البيئي المالح الفريد. ومع ذلك، تتميز البحيرة باختلاف كبير في درجة ملوحتها بين الشرق والغرب - فالمنطقة الغربية، التي يغذيها نهر إيلي ومصادر مياه عذبة أخرى، تتميز بانخفاض ملوحتها (EC ≈ 300-500 ميكروثانية/سم³)، بينما المنطقة الشرقية، التي تفتقر إلى منفذ، تتراكم فيها الملح (EC ≈ 5000-6000 ميكروثانية/سم³). يُشكل هذا التفاوت في الملوحة تحديات خاصة لمفارخ الأسماك، مما يدفع مؤسسات تربية الأسماك المحلية إلى استكشاف تطبيقات مبتكرة لتكنولوجيا مستشعرات EC.

يُعدّ مفرخ أسماك "أكسو"، الواقع على الشاطئ الغربي لبحيرة بلخاش، أكبر قاعدة لإنتاج زريعة الأسماك في المنطقة، حيث يُربي بشكل أساسي أنواعًا من أسماك المياه العذبة مثل الكارب، والكارب الفضي، والكارب كبير الرأس، مع تجربة أسماك متخصصة تتكيف مع المياه قليلة الملوحة. واجهت أساليب المفرخات التقليدية معدلات فقس غير مستقرة، خاصةً خلال ذوبان الثلوج في الربيع، حيث تسببت تدفقات نهر إيلي المتدفقة في تقلبات حادة في الموصلية الكهربائية لمياه المدخل (200-800 ميكروسيمنز/سم)، مما أثر بشدة على نمو البيض وبقاء الزريعة. في عام 2022، أدخل المفرخ نظامًا آليًا لتنظيم الملوحة يعتمد على مستشعرات الموصلية الكهربائية، مما أحدث تغييرًا جذريًا في هذا الوضع.

يعتمد قلب النظام على أجهزة إرسال EC الصناعية من شركة شاندونغ رينكي، والتي تتميز بنطاق واسع يتراوح بين 0 و20,000 ميكروثانية/سم، ودقة عالية تبلغ ±1%، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لبيئة بحيرة بلخاش المتغيرة الملوحة. تُنشر شبكة الاستشعار في نقاط رئيسية مثل قنوات المدخل، وخزانات الحضانة، والخزانات، حيث تنقل البيانات عبر ناقل CAN إلى وحدة تحكم مركزية متصلة بأجهزة خلط المياه العذبة ومياه البحيرة لضبط الملوحة في الوقت الفعلي. كما يدمج النظام مراقبة درجة الحرارة والأكسجين المذاب وغيرها من المعلمات، مما يوفر دعمًا شاملاً للبيانات لإدارة المفرخات.

تُعد عملية حضانة بيض الأسماك حساسة للغاية لتغيرات الملوحة. على سبيل المثال، يفقس بيض الكارب بشكل أفضل ضمن نطاق EC يتراوح بين 300 و400 ميكرو سيمنز/سم، مع انحرافات تُسبب انخفاضًا في معدلات الفقس وارتفاعًا في معدلات التشوه. من خلال المراقبة المستمرة لـ EC، اكتشف الفنيون أن الطرق التقليدية سمحت بتقلبات فعلية في EC في حوض الحضانة تفوق التوقعات بكثير، خاصةً أثناء عمليات تبادل المياه، مع اختلافات تصل إلى ±150 ميكرو سيمنز/سم. حقق النظام الجديد دقة ضبط ±10 ميكرو سيمنز/سم، مما رفع متوسط معدلات الفقس من 65% إلى 88%، وخفض التشوهات من 12% إلى أقل من 4%. وقد عزز هذا التحسين بشكل كبير كفاءة إنتاج الزريعة والعوائد الاقتصادية.

خلال تربية اليرقات، أثبتت مراقبة الموصلية الكهربائية (EC) فائدتها الكبيرة. يستخدم المفرخ التكيف التدريجي للملوحة لتجهيز اليرقات لإطلاقها في أجزاء مختلفة من بحيرة بلخاش. باستخدام شبكة مستشعرات الموصلية الكهربائية، يتحكم الفنيون بدقة في تدرجات الملوحة في أحواض التربية، بالانتقال من المياه العذبة النقية (الموصلية الكهربائية ≈ 300 ميكروثانية/سم³) إلى المياه قليلة الملوحة (الموصلية الكهربائية ≈ 3000 ميكروثانية/سم³). حسّن هذا التأقلم الدقيق معدلات بقاء اليرقات بنسبة 30-40%، خاصةً للدفعات الموجهة إلى المناطق الشرقية ذات الملوحة العالية في البحيرة.

ساهمت بيانات رصد EC أيضًا في تحسين كفاءة موارد المياه. تواجه منطقة بحيرة بلخاش ندرة متزايدة في المياه، واعتمدت المفرخات التقليدية بشكل كبير على المياه الجوفية لضبط الملوحة، وهو أمر مكلف وغير مستدام. من خلال تحليل بيانات مستشعر EC التاريخية، طوّر الفنيون نموذجًا مثاليًا لخلط مياه البحيرة بالجوفية، مما قلل من استخدام المياه الجوفية بنسبة 60% مع تلبية متطلبات المفرخات، مما وفر حوالي 12,000 دولار أمريكي سنويًا. وقد روّجت الهيئات البيئية المحلية لهذه الممارسة كنموذج للحفاظ على المياه.

كان أحد التطبيقات المبتكرة في هذه الحالة دمج مراقبة EC مع بيانات الطقس لبناء نماذج تنبؤية. غالبًا ما تشهد منطقة بحيرة بلخاش هطول أمطار غزيرة وذوبانًا للثلوج في الربيع، مما يتسبب في طفرات مفاجئة في تدفق نهر إيلي تؤثر على ملوحة مدخل المفرخ. من خلال دمج بيانات شبكة مستشعرات EC مع توقعات الطقس، يتنبأ النظام بتغيرات EC في المدخل قبل 24-48 ساعة، مع تعديل نسب الخلط تلقائيًا للتنظيم الاستباقي. أثبتت هذه الوظيفة أهميتها خلال فيضانات ربيع 2023، حيث حافظت على معدلات فقس أعلى من 85%، بينما انخفضت معدلات الفقس في المفرخات التقليدية القريبة إلى أقل من 50%.

واجه المشروع تحديات في التكيف. تحتوي مياه بحيرة بلخاش على تركيزات عالية من الكربونات والكبريتات، مما يؤدي إلى ترسب الأقطاب الكهربائية، مما يُضعف دقة القياس. تمثل الحل في استخدام أقطاب كهربائية خاصة مضادة للترسب مزودة بآليات تنظيف آلية تُجري تنظيفًا ميكانيكيًا كل ١٢ ساعة. بالإضافة إلى ذلك، التصقت العوالق الغزيرة في البحيرة بأسطح المستشعرات، وقد تم التخفيف من ذلك بتحسين مواقع التركيب (تجنب المناطق ذات الكتلة الحيوية العالية) وإضافة التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية.

يُظهر نجاح مفرخة "أكسو" كيف يُمكن لتقنية استشعار الموصلية الكهربائية (EC) أن تُعالج تحديات تربية الأحياء المائية في بيئات بيئية فريدة. وصرح رئيس المشروع قائلاً: "كانت خصائص ملوحة بحيرة بلخاش تُمثل مصدر قلق كبير لنا في السابق، لكنها الآن تُمثل ميزة إدارية علمية - فمن خلال التحكم الدقيق في الموصلية الكهربائية، نُهيئ بيئات مثالية لأنواع الأسماك المختلفة ومراحل نموها". تُقدم هذه الحالة رؤى قيّمة لتربية الأحياء المائية في بحيرات مُماثلة، وخاصة تلك التي تشهد تدرجات ملوحة أو تقلبات موسمية فيها.

يمكننا أيضًا تقديم مجموعة متنوعة من الحلول لـ

1. عداد محمول لجودة المياه متعدد المعايير

2. نظام العوامات العائمة لجودة المياه متعددة المعايير

3. فرشاة التنظيف التلقائية لمستشعر المياه متعدد المعلمات

4. مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

لمزيد من المعلومات حول مستشعر جودة المياه معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة:www.hondetechco.com

هاتف: +86-15210548582