Insight Into Fish Welfare At Potential Farming Sites A Simulation-Based Approach

Abstract

Formålet med denne oppgaven har vært å studere hvordan en kan bruke tilgjengelig forskning om oppdrett av Atlantisk laks for å få økt innsikt i fiskevelferden på potensielle oppdrettslokaliteter. Ansvarlig teknologisk utvikling må skje på biologiens premisser. Denne oppgaven presenterer hvordan en kan bruke simulering for å få innsikt i velferden til Atlantisk laks ved bruk av miljøbaserte velferdsindikatorer.

Fisketettheten innad i merden påvirker laksens velferd. Aquasim ble brukt til å designe tre ulike HDPE merder, hvor den minste merden var designet til å ha en fisketetthet på 25 kg/m^3. Dette er den høyeste tillatte fisketettheten. Merdenes deformasjon ble deretter simulert for ulike eksponeringsnivåer definer av NS9415.

Det ble konkludert med at ingen av HDPE merdene var egnet for de høyeste eksponeringsnivåene. Det var derimot mulig å bruke den minste og mellomstore merden fra lav til betydelig eksponeringsnivå, og fremdeles opprettholde en tetthet som ikke gikk på bekostning av fiskens velferd.

En modell ble utviklet i Simulink MATLAB for å simulere hvordan fiskevelferden til atlantisk laks ble påvirket av å bli eksponert for et gitt sett av miljøkondisjoner og håndteringsoperasjoner i sjøvannsfasen av produksjonen. Modellen ble testet gjennom et casestudie hvor en brukte miljødata fra to potensielle oppdrettslokaliteter. Input inkluderte informasjon om strømhastighet, vanntemperatur og signifikant bølgehøyde. Det var derimot en begrenset mengde data, og grunnet dette var det ikke mulig å trekke noe endelig konklusjon angående hvilke lokasjon som var bedre enn den andre med hensyn på fiskevelferd.

En sensitivitetsanalyse ble utført for å validere simuleringsmodellen i Simulink. I perioder med enten veldig gode eller svært dårlige miljøforhold resulterte i en akkumulering av fiskevelferd med ekstreme verdier.

For videre arbeid ble det foreslått å implementere en maksimal verdi for fiskevelferden for å løse modellens observerte svakhet. Videre burde en ta hensyn til flere velferdsindikatorer enn de som allerede er inkludert da fiskevelferd er svært komplekst og påvirkes av mange faktorer.

The objective of this thesis was to study how one can use the available research about the farming of Atlantic Salmon to gain insight into the fish welfare at potential farming sites. Responsible technological development takes place on the premises of biology. This thesis has presented how one can use simulation to gain insight into the welfare of farmed Atlantic salmon with the use of environmental-based welfare indicators.

Stocking density affects the welfare of salmon. Aquasim was used to design three different HDPE fish cages, where the most petite cage had an initial stocking density of 25 kg/m^3. This is the highest allowable stocking density. The cage's behavior was then simulated for different exposure levels defined by NS9415. It was concluded that none of the cages were suitable for the highest exposure levels. In terms of stocking density, one can use the small and medium cage from low to substantial exposure levels and still maintain a responsible stocking density that does not compromise welfare.

A model has then been created in Simulink MATLAB to simulate how the welfare of Atlantic salmon is affected by being exposed to a given set of environmental conditions and handling operations during the seawater phase of the farming production. The model was tested through a case study using input data from two potential farming sites referred to as location X and Y. This included current speed, water temperature, and significant wave height. It was not possible to draw any conclusions about one location being better than the other as the historical data used were from a short period.

Validation of the simulation model was performed through a sensitivity analysis. Extreme combinations of the environmental parameters were used as input to see any significant changes in the resulting plots. From the sensitivity analysis, it was clear that periods with either excellent or terrible environmental conditions over time resulted in an accumulation of fish welfare.

It was suggested to implement a maximum value for fish welfare to solve the model's observed weakness with accumulation for further work. One should also include more of the welfare indicators in the model as the fish welfare is affected by several parameters besides the ones included.