Modellering av tilvekst, oksygen forbruk, og nødvendig flow i … · 2012-11-05 · Sigurd...
16
Modellering av tilvekst, oksygen forbruk, og nødvendig flow i storskala lukket anlegg i sjø Sigurd Handeland, UNI Research
Transcript of Modellering av tilvekst, oksygen forbruk, og nødvendig flow i … · 2012-11-05 · Sigurd...
Modellering av tilvekst, oksygen forbruk, og nødvendig flow i storskala lukket anlegg i sjø
Sigurd Handeland, UNI Research
Hvorfor benytte lukket anlegg til oppdrett av laks ?
Forrester og annet avfall kan samles opp
Redusert smitterisiko til naboanlegg
Redusert rømningsfare
Beskytter mot lakselus, alger og sykdom
Stabil temperatur gir bedre tilvekst
OverflatelagStor temperatursvingningerLavere salinitetHøyt oksygennivå
Temperert vannØkende salinitetLavere oksygennivå
Sprangsjikt
Tilstedeværelse av lakselus og alger
Lite med lakselus og alger
Vil postsmolt av Atlantisk laks vokse like bra, og hvilke vannmengder må til, i ett lukket anlegg sammenliknet med en åpen not ??
TempVekt 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
50 0,677 0,904 1,128 1,346 1,555 1,752 1,934 2,099 2,244 2,365 2,46 2,527 2,561 2,561 2,524
100 0,704 0,901 1,097 1,289 1,474 1,649 1,812 1,959 2,088 2,195 2,279 2,335 2,362 2,357 2,316
200 0,642 0,81 0,978 1,144 1,305 1,458 1,601 1,73 1,843 1,937 2,009 2,056 2,075 2,064 2,019
300 0,579 0,729 0,881 1,031 1,178 1,319 1,45 1,569 1,673 1,758 1,823 1,864 1,879 1,865 1,818
400 0,526 0,663 0,803 0,943 1,081 1,212 1,335 1,446 1,543 1,623 1,683 1,721 1,732 1,715 1,667
500 0,482 0,609 0,741 0,872 1,002 1,126 1,243 1,348 1,44 1,516 1,572 1,606 1,615 1,597 1,547
750 0,399 0,509 0,624 0,74 0,856 0,967 1,072 1,167 1,25 1,318 1,367 1,395 1,4 1,378 1,327
1000 0,341 0,438 0,542 0,647 0,753 0,856 0,952 1,04 1,116 1,178 1,222 1,247 1,248 1,224 1,171
1250 0,298 0,386 0,48 0,578 0,676 0,771 0,861 0,943 1,014 1,072 1,112 1,134 1,133 1,107 1,052
1500 0,265 0,345 0,432 0,523 0,614 0,704 0,789 0,866 0,933 0,987 1,025 1,044 1,04 1,013 0,958
1750 0,239 0,313 0,394 0,479 0,565 0,65 0,73 0,804 0,867 0,918 0,953 0,969 0,965 0,936 0,88
2000 0,219 0,287 0,362 0,442 0,524 0,604 0,681 0,751 0,811 0,859 0,892 0,907 0,901 0,871 0,814
2500 0,189 0,247 0,314 0,385 0,459 0,533 0,603 0,667 0,723 0,766 0,795 0,807 0,798 0,766 0,708
3000 0,17 0,22 0,279 0,344 0,411 0,479 0,544 0,604 0,655 0,695 0,721 0,73 0,719 0,686 0,627
4000 0,149 0,187 0,234 0,288 0,346 0,404 0,461 0,513 0,558 0,592 0,613 0,618 0,604 0,569 0,508
5000 0,143 0,171 0,209 0,255 0,305 0,356 0,407 0,453 0,493 0,523 0,54 0,542 0,525 0,488 0,426
6000 0,145 0,165 0,196 0,235 0,278 0,324 0,37 0,411 0,447 0,473 0,487 0,486 0,468 0,429 0,367
Effekt av temperatur på vekst hos Atlantisk laks
SGR= ln(W2)-ln(W1)(t2-t1)
W2=vekt tid T2W1=vekt tid T1T2-T1=ant. Dager mellom registrering
SGR øker med økende temperatur
SGR avtar med økende størrelse
Optimal vekst krever god tilgang på oksygen:
Oksygenforbruk påvirkes av:
1. Fiskestørrelse, temperatur2. Fôring og svømmehastighet
Berekning av oksyenforbruk:
V02 (mg kg-1 h-1) = 82,9 x BW-0,2 x 1,07t
hvor BW =vekt og t = temperatur i °C. -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Temperatur, oC
6
7
8
9
10
11
12
Oks
ygen
nivå
(mg/
l)
O2 (mg/l) = 11,1338-0,1942*x
Oksygen metning i sjøvann:
Avtar med økende temperatur, dypog salinitet
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
oksygen
ml/l
dyp m
BoknafjordenOksygen 1978‐2001 okt ‐desember
Store endringer i vannkvalitet med økende dyp gjennom sesongen (Stord)
Down-cast selected
180
170160
150
140130
120110
100
9080
7060
50
4030
2010
0 db34,834,634,434,234,033,833,633,433,233,032,832,632,4
7,57,06,56,05,55,04,54,0
94,092,090,088,086,084,082,080,0
10,09,89,69,49,29,08,88,68,48,28,07,87,6
28,027,827,627,427,227,026,826,626,426,226,025,825,6
1,81,71,61,51,41,31,21,11,00,90,80,70,60,50,40,30,20,1
Sal.
Temp
Ox %
F (µg/l)
mg/l
Density
Up-cast selected
180
170160
150140
130120110
10090
807060
5040
3020
100 db
34,033,032,031,030,029,028,0
15,014,013,012,011,010,09,08,0
400,0350,0300,0250,0200,0150,0100,0
35,030,025,020,015,010,0
28,027,026,025,024,023,022,021,0
1,00,90,80,70,60,50,40,30,20,1
Sal.
Temp
Ox %
F (µg/l)
mg/l
Density
1. Oksygennivå avtar med økende (Gul) 2. Saliniteten øker med dypet (Rød)3. Stor variasjon i temperatur ved ulike tider/dyp (Grønn)
Sommer (31 august)Vinter (2 mars)
Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sept Okt Nov Dec2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18Te
mpe
ratu
re (o C
) 1m 5m 10m 20m 30m 50m 75m 100m
Registrerte sjøtemperatur i perioden 2006 til 2010 (Vestlandet)
Risiko for lus og alger
Optimal vekst
10m
50m
Naturlig sjøtemperatur (5m, Vestlandet) sammenliknet med optimalisert temperatur (-10/50m) gjennom ett år
15-A
pr-1
329
-Apr
-13
13-M
ay-1
327
-May
-13
10-J
un-1
324
-Jun
-13
8-Ju
l-13
22-J
ul-1
35-
Aug
-13
19-A
ug-1
32-
Sep
-13
16-S
ep-1
330
-Sep
-13
14-O
ct-1
328
-Oct
-13
11-N
ov-1
325
-Nov
-13
9-D
ec-1
323
-Dec
-13
6-Ja
n-14
20-J
an-1
43-
Feb-
1417
-Feb
-14
3-M
ar-1
417
-Mar
-14
31-M
ar-1
414
-Apr
-14
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Tem
pera
tur (
o C)
Naturlig temperatur (5m) Optimalisert temperatur (10/50m)
TemperatursumNaturlig temp: 2960 oCOptimalisert temp: 3174 oC
Differanse : 215 oC
Utsett av vårsmoltUtsett av høstsmolt
Eksempel:Utsett av 200 000 fisk, 1+ og 0+Startvekt : 100, 120 og 140 gr
Estimert vekst hos tre størrelsesgrupper vår smolt (100, 120 og 140 gr) satt ut i sjø under to temperatur betingelser (5m og 10/50m)
15-A
pr-1
3
22-A
pr-1
3
29-A
pr-1
3
6-M
ay-1
3
13-M
ay-1
3
20-M
ay-1
3
27-M
ay-1
3
3-Ju
n-13
10-J
un-1
3
17-J
un-1
3
24-J
un-1
3
1-Ju
l-13
8-Ju
l-13
15-J
ul-1
3
22-J
ul-1
3
29-J
ul-1
3
5-A
ug-1
3
12-A
ug-1
3
19-A
ug-1
3
26-A
ug-1
3
2-S
ep-1
3
9-S
ep-1
3
16-S
ep-1
3
23-S
ep-1
3
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Vek
t (gr
am)
100 gr, Naturlig temperatur (5m) 120 gr, Naturlig temperatur (5m) 140 gr, Naturlig temperatur (5m)
100 gr, Optimalisert temperatur (10/50m) 120 gr, Optimalisert temperatur (10/50m) 140 gr, Optimalisert temperatur (10/50m)
16-S
ep-1
323
-Sep
-13
30-S
ep-1
37-
Oct
-13
14-O
ct-1
321
-Oct
-13
28-O
ct-1
34-
Nov
-13
11-N
ov-1
318
-Nov
-13
25-N
ov-1
32-
Dec
-13
9-D
ec-1
316
-Dec
-13
23-D
ec-1
330
-Dec
-13
6-Ja
n-14
13-J
an-1
420
-Jan
-14
27-J
an-1
43-
Feb-
1410
-Feb
-14
17-F
eb-1
424
-Feb
-14
3-M
ar-1
410
-Mar
-14
17-M
ar-1
424
-Mar
-14
31-M
ar-1
47-
Apr
-14
14-A
pr-1
4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200V
ekt (
gram
) 100 gr, Naturlig temperatur (5m) 120 gr, Naturlig temperatur (5m) 140 gr, Naturlig temperatur (5m)
100 gr, Optimalisert temperatur (10/50m) 120 gr, Optimalisert temperatur (10/50m) 140 gr, Optimalisert temperatur (10/50m)
Estimert vekst hos tre størrelsesgrupper høst smolt (100, 120 og 140 gr) satt ut i sjø under to temperatur betingelser (5m og 10/50m).
140opt 120opt 100opt
Vekstgevinst på fire til seks uker i lukket anlegg
15-A
pr-1
3
22-A
pr-1
3
29-A
pr-1
3
6-M
ay-1
3
13-M
ay-1
3
20-M
ay-1
3
27-M
ay-1
3
3-Ju
n-13
10-J
un-1
3
17-J
un-1
3
24-J
un-1
3
1-Ju
l-13
8-Ju
l-13
15-J
ul-1
3
22-J
ul-1
3
29-J
ul-1
3
5-A
ug-1
3
12-A
ug-1
3
19-A
ug-1
3
26-A
ug-1
3
2-S
ep-1
3
9-S
ep-1
3
16-S
ep-1
3
23-S
ep-1
3
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Van
nbeh
ov (m
3 /min
)
0 % Oksygen 10 % Oksygen 20 % Oksygen 30 % Oksygen 40 % Oksygen 50 % Oksygen 60 % Oksygen 70 % Oksygen 80 % Oksygen 90 % Oksygen 100 % Oksygen
Forventet vannbehov ved utsett av 200 000 vår smolt (100 g, 15 april) gitt ulikegrader av oksygentilsetning
Minimum flow
16-S
ep-1
323
-Sep
-13
30-S
ep-1
37-
Oct
-13
14-O
ct-1
321
-Oct
-13
28-O
ct-1
34-
Nov
-13
11-N
ov-1
318
-Nov
-13
25-N
ov-1
32-
Dec
-13
9-D
ec-1
316
-Dec
-13
23-D
ec-1
330
-Dec
-13
6-Ja
n-14
13-J
an-1
420
-Jan
-14
27-J
an-1
43-
Feb-
1410
-Feb
-14
17-F
eb-1
424
-Feb
-14
3-M
ar-1
410
-Mar
-14
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Tota
lt va
nnbe
hov
(m3 /m
in)
0 % Oksygen 10 % Oksygen 20 % Oksygen 30 % Oksygen 40 % Oksygen 50 % Oksygen 60 % Oksygen 70 % Oksygen 80 % Oksygen 90 % Oksygen 100 % Oksygen
16-S
ep-1
323
-Sep
-13
30-S
ep-1
37-
Oct
-13
14-O
ct-1
321
-Oct
-13
28-O
ct-1
34-
Nov
-13
11-N
ov-1
318
-Nov
-13
25-N
ov-1
32-
Dec
-13
9-D
ec-1
316
-Dec
-13
23-D
ec-1
330
-Dec
-13
6-Ja
n-14
13-J
an-1
420
-Jan
-14
27-J
an-1
43-
Feb-
1410
-Feb
-14
17-F
eb-1
424
-Feb
-14
3-M
ar-1
410
-Mar
-14
17-M
ar-1
424
-Mar
-14
31-M
ar-1
47-
Apr
-14
14-A
pr-1
4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Tem
pera
tur (
o C)
Naturlig temperatur (5m) Optimalisert temperatur (10/50m)
16-S
ep-1
323
-Sep
-13
30-S
ep-1
37-
Oct
-13
14-O
ct-1
321
-Oct
-13
28-O
ct-1
34-
Nov
-13
11-N
ov-1
318
-Nov
-13
25-N
ov-1
32-
Dec
-13
9-D
ec-1
316
-Dec
-13
23-D
ec-1
330
-Dec
-13
6-Ja
n-14
13-J
an-1
420
-Jan
-14
27-J
an-1
43-
Feb-
1410
-Feb
-14
17-F
eb-1
424
-Feb
-14
3-M
ar-1
410
-Mar
-14
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Bio
mas
se (T
onn)
Forventet vannbehov ved utsett av 200 000 høst smolt (100 g, 16 september) gitt ulike grader av oksygentilsetning
16-S
ep-1
323
-Sep
-13
30-S
ep-1
37-
Oct
-13
14-O
ct-1
321
-Oct
-13
28-O
ct-1
34-
Nov
-13
11-N
ov-1
318
-Nov
-13
25-N
ov-1
32-
Dec
-13
9-D
ec-1
316
-Dec
-13
23-D
ec-1
330
-Dec
-13
6-Ja
n-14
13-J
an-1
420
-Jan
-14
27-J
an-1
43-
Feb-
1410
-Feb
-14
17-F
eb-1
424
-Feb
-14
3-M
ar-1
410
-Mar
-14
0
1
2
3
4
5
6
7
Spe
sifik
k va
nngj
enno
mst
røm
ning
(l/k
g fis
k/m
in)
0 % Oksygen 10 % Oksygen 20 % Oksygen 30 % Oksygen 40 % Oksygen 50 % Oksygen 60 % Oksygen 70 % Oksygen 80 % Oksygen 90 % Oksygen 100 % Oksygen
Forventet spesifikk vanngjennomstrømning ved utsett av 200 000 høst smolt (100 g, 16 september) gitt ulik grad av oksygentilsetning
16-S
ep-1
323
-Sep
-13
30-S
ep-1
37-
Oct
-13
14-O
ct-1
321
-Oct
-13
28-O
ct-1
34-
Nov
-13
11-N
ov-1
318
-Nov
-13
25-N
ov-1
32-
Dec
-13
9-D
ec-1
316
-Dec
-13
23-D
ec-1
330
-Dec
-13
6-Ja
n-14
13-J
an-1
420
-Jan
-14
27-J
an-1
43-
Feb-
1410
-Feb
-14
17-F
eb-1
424
-Feb
-14
3-M
ar-1
410
-Mar
-14
0123456789
1011121314151617181920
Forv
ente
t CO
2 pr
oduk
sjon
(mg/
l) 0 % Oksygen 20 % Oksygen 40 % Oksygen 60 % Oksygen 80 % Oksygen 100 % Oksygen
Forventet CO2 produksjon ved utsett av 200 000 høst smolt (100 g, 16 september) gitt ulike grader av oksygentilsetning
Hva er problemet med stort vannforbruk ??
….bortsett fra strømrekningen, ……maneter
Maneter kan skape problemer for lukkede anlegg
Små eller store arter som har lett for å gå i småbiter (for eksempel Solmaris corona) . Arter med nesleceller kan skade fisken direkte, gjellebetendelse etc (brennmaneter, for eks. Apolemia uvaria).
Oppsummering:1. Bruk av temperatur optimalisert fjordvanni lukkede anlegg vil gi en klar vekst gevinst, spesielt ved produksjon av Høstsmolt.
2. Lukkede anlegg setter store krav til optimalisert vannforbruk, spesielt under forhold med økende temperatur (herunder bruk av oksygen, pumpekostnad, Etc.)
16
Takk for oppmerksomheten
