автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.17, диссертация на тему:Совершенствование анализа и обоснования основных параметров лова кошельковыми неводами

На правах рукописи

639.2.081.117.31

Руденко Николай Иванович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АНАЛИЗА И ОБОСНОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛОВА КОШЕЛЬКОВЫМИ НЕВОДАМИ

Специальность 05.18.17 «Промышленное рыболовство»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2003

Работа выполнена во ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ВНИРО)

Ведущая организация: Астраханский Государственный технический Университет (АГТУ)

Защита диссертации состоится «12» ноября 2003 года в Ц часов на заседании диссертационного Совета Д 307.04.02 при ВНИРО по адресу: 107140, Москва, ул. Верхняя Красносельская, 17.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ВНИРО.

Автореферат разослан «_» октября 2003 г.

Научный руководитель Официальные оппоненты:

доктор техн. наук Бородин Р.Г. доктор техн. наук Шевцов С. Е. кандидат техн. наук Крылова Г. Г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

кандидат техн. наук О.М. Лапшин

ZU 026

2005-4 6656

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Лов кошельковыми неводами занимает важное место в рыболовстве, давая около 20% мирового улова. Перспективным является его применение на Каспии для лова каспийской кильки.

Исследованиям лова кошельковыми неводами посвящены работы Ф.И. Баранова, H.H. Андреева, H.H. Виноградова, В.Н. Войниканис-Мирского, В.Н. Гиренко, А.П. Лисового, В.Н. Мельникова, В.И. Меньшикова, В.Е. Ольховского, А.Л. Фридмана, Ю.Б. Юдовича, В.И. Яковлева, И.А. Яковлева и ряда других авторов. Благодаря их исследованиям разработаны основы анализа и проектирования кошельковых неводов, которые позволяют в первом приближении определять параметры способов лова неводами с учетом некоторых особенностей объектов лова и условий лова.

Однако известные методики проектирования кошельковых неводов направлены в основном на обоснование отдельных параметров этих орудий лова без учета их взаимосвязи, не всегда принимают во внимание современные условия промысла кошельковыми неводами, в недостаточной степени учитывают задачи рационального рыболовства, связанные, прежде всего с оптимизацией селективности рыболовства и т.д.

Цель и основные задачи исследований. Цель диссертации - разработка теоретических и практических основ совершенствования анализа и обоснования основных параметров кошельковых неводов в современных условиях.

Основные задачи исследований:

анализ состояния исследований по рассматриваемой проблеме; исследование физических полей естественного и искусственного происхождения при лове кошельковыми неводами;

обобщение и сбор новых данных о поведении и распределении рыбы на отдельных этапах лова кошельковыми неводами;

разработка математической модели лова для оценки вероятности успешного облова косяков рыбы кошельковыми неводами;

3__

' А„!ЬМАЯ

разработка новых способов обоснования длины кошельковых неводов для различных условий лова;

совершенствование способов обоснования высоты кошельковых неводов;

уточнение расчетов загрузки кошельковых неводов; совершенствование способов обоснования основных параметров сетного полотна кошельковых неводов;

уточнение селективности кошельковых неводов.

Научная новизна и теоретическая ценность работы. Научная новизна и теоретическая ценность работы в целом заключается в разработке теоретических основ совершенствования способов анализа и обоснования основных параметров кошельковых неводов с учетом современных условий промысла. В частности:

разработаны биофизические основы лова кошельковыми неводами; разработаны теоретические основы создания общих математических моделей лова кошельковыми неводами на основе анализа поведения и распределения рыбы на основных этапах лова;

уточнены предпосылки и методы обоснования длины, высоты и загрузки кошельковых неводов;

разработаны новые способы оценки основных параметров сетного полотна кошельковых неводов;

разработаны теоретические основы селективности кошельковых неводов.

Практическая ценность и реализация работы. Практическая ценность диссертации в целом состоит в повышении эффективности и качества работы кошельковых неводов в современных условиях для различных районов и объектов промысла.

В частности, с учетом особенностей биологии объектов лова разработаны способы обоснования длины, высоты, загрузки и параметров

сетного полотна, селективных свойств, прежде всего, на основе математического моделирования процессов лова.

Материалы диссертации используются в практике работы Астраханской сетевязальной фабрики, при чтении лекций по профилирующим дисциплинам специальности "Промышленное рыболовство" в Астраханском государственном техническом университете.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях АГТУ в 1997-2002 г.г., на Международных конференциях, посвященных памяти проф. В.Н. Войниканис-Мирского (Астрахань, АГТУ, 2000, 2003). В законченном виде диссертация доложена на расширенном заседании лаборатории интенсивности рыболовства ВНИРО (2003 г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11-ти печатных работах.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав и выводов. Список использованной литературы включает 44 источника. Работа содержит 7 рисунков, 3 таблицы и изложена на 150 страницах текста.

Личное участие автора состоит в сборе и обработке экспериментальных данных, в разработке биофизических основ лова кошельковыми неводами, в создании общих математических моделей лова кошельковыми неводами и их использовании для анализа лова кошельковыми неводами, в разработке способов оптимизации основных параметров лова кошельковыми неводами для различных объектов и условий лова.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации: биофизические основы лова кошельковыми неводами; анализ поведения рыбы на отдельных этапах лова кошельковыми неводами;

математические модели для оценки успешного облова косяков кошельковыми неводами;

способы обоснования длины, высоты, загрузки и основных параметров сетного полотна кошельковых неводов;

теоретические основы селективности кошельковых неводов.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы, определены цели и задачи диссертации, оценена ее научная новизна, теоретическая и практическая ценность, реализация работы, область применения, приведены объем и структура работы, показано личное участие автора в выполненной работе и что выносится на защиту.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ дана общая характеристика лова кошельковыми неводами, в т.ч. рассмотрены основные особенности лова кошельковыми неводами в настоящее время, условия внешней среды в районах лова кошельковыми неводами и физические поля искусственного происхождения при лове этими орудиями.

Из условий внешней среды в районах лова кошельковыми неводами подробно рассмотрены с приведением количественных данных прозрачность воды и показатели светового режима в водоеме, скорости течения, интенсивность волнения, акустический фон, температура и соленость воды, глубины водоема.

Из физических полей искусственного происхождения при лове кошельковыми неводами в работе описаны световые поля источников подводного и надводного освещения на неспектральном и спектральном уровне, акустические поля промысловых судов и акустического фона, гидродинамические поля нагнетающих насосов. Рассмотрены особенности определения зоны действия таких полей, их оптимальных спектральных характеристик. Приведены некоторые данные для количественной оценки полей этих видов.

В работе описано обобщенное поведение рыбы на отдельных этапах лова кошельковыми неводами. Описание дано с учетом дальнейшей количественной оценки поведения при разработке математической модели лова.

В отличие от многих других видов лова математическая модель кошелькового лова не увязана непосредственно с обловленным объемом, так как размеры косяков обычно несоизмеримы с облавливаемым объемом водоема. Кроме того, необходима математическая модель не производительности лова, а вероятности успешного облова косяка в каждом цикле лова.

При составлении математической модели лова без применения искусственного света выделяли три этапа лова. Первый этап соответствует выходу судна к точке начала замета, второй - замету невода, третий -кошелькованию.

На первом этапе лова влияние шумов судна на успешность лова можно оценить показателем , который характеризует вероятность такого изменения

поведения косяка, при котором его облов становится маловероятным. Для данного объекта лова и его состояния величина р^ зависит в основном от

интенсивности акустических шумов судна и шумов акватории. В общем случае

Р\ =1 ~ехр

рс

-к _-

КР

ршЬу)

(1)

где РС1РЩ ~ отношение сигнал/ шум; Ь^ - расстояние от судна до косяка

в точке начала замета, м; кр - коэффициент, зависящий от особенностей

реакции рыбы на шумы судна.

Во время замета возможен уход рыбы из невода в обход клячей или под

I

нижнюю подбору с вероятностями р2 и р2- Соответственно, вероятность

того, что до окончания замета рыба не уйдет из обметанного неводом пространства

<р2=\~рг-р2. (2)

Вероятность р^ зависит от размеров косяка, отношения скорости рыбы к скорости судна при замете, длины невода, тактических показателей замета. В простейшей модели вероятность р2 можно записать с учетом выражения для определения длины невода:

где Лр - эмпирический коэффициент; £д - длина невода, м; г^ - радиус

косяка, м; Ьу - упреждение по курсу перемещения косяка, м; к„ - отношение

скорости косяка к скорости судна при замете.

Направленное перемещение косяка обычно возможно лишь в условиях зрительной ориентации рыбы глубине лова. Поэтому выражение (3) справедливо только для дневного и сумеречного режимов на глубине лова.

Вероятность ухода косяка под нижнюю подбору в общем случае зависит в основном от вероятности погружения косяка при замете, начальной глубины погружения косяка, скорости и предельной глубины погружения косяка, высоты невода. Если глубина погружения нижней кромки кошелькового невода подчиняется нормальному закону со средним значением Нк и

среднеквадратичным отклонением сг^, то вероятность ухода рыбы под

нижнюю подбору

где Ф - символ интегральной функции Лапласа.

На этапе кошелькования возможен уход рыбы под нижнюю подбору и через ворота кошелькового невода.

(3)

Рассмотренную на предыдущем этапе вероятность ухода рыбы под нижнюю подбору невода можно распространить и на этап кошелькования, т.е.

считать вероятность р^ общей для этапов замета и кошелькования.

Вероятность ухода рыбы через ворота кошелькового невода в общем случае зависит в основном от степени подвижности рыбы и скорости ее перемещения при попытке уйти из невода, условий зрительной ориентации рыбы на глубине лова, размеров невода, времени кошелькования, наличия средств предотвращения ухода рыбы через ворота невода.

Удовлетворительные результаты дает определение вероятности ухода рыбы через ворота кошелькового невода по формуле:

Рг = ]1-ехр

-к

Р 2 V

КОШ >

¡-ехр(-21 1

(5)

где к - эмпирический коэффициент; V. - скорость перемещения косяка Р *

вдоль стены невода; — средняя скорость выборки стяжного троса; ¿^ -

дальность видимости сетного полотна кошелькового невода.

Общая вероятность успешного облова косяка с учетом вероятности ухода рыбы на всех этапах лова

(р = <рх{\- рг- рг - р3 )= ехр

Р Р I ш у ;

1 - ехр

- к

Р "к+Ьу

0,5 - Ф

Я - Я ;

(6)

ехр

- к,

IV

** Т 1Г,

£-ехр (- 2 Ь )}

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ описаны особенности экспериментальных работ и сбора статистического материала.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассмотрены различные способы обоснования длины кошельковых неводов.

В начале главы дан обзор известных способов обоснования и перечислены новые способы обоснования для различных условий лова и особенностей поведения объекта лова.

При облове осторожных подвижных косяков расстояние между судном и косяком не должно быть меньше упреждения. С учетом рассмотренного условия замет невода производят по вытянутым траекториям (Ольховский, Яковлев, Меньшиков, 1980). Длина невода при этом зависит от упреждения Ly, отношения скоростей косяка и судна к^ и курсовых углов qkx и qk (рис.1):

+ sin2qk})+ &„(cosgtj -cosfy)

+ ^kv{ai+a2)+cosqk} -cosq^ f + |sin^3 +sin^f Величина упреждения Ly, которая часто является основной составляющей величины Ly, равна

1>у=(\2.5+ 1,5) Lp, (8)

где Lp - дальность реакции косяка на шумы судна. По одному из распространенных способов замет кошелькового невода при облове подвижных косяков выполняют с постоянным курсовым углом на центр косяка, что значительно облегчает маневрирование судна в процессе замета (Ольховский, Яковлев, Меньшиков, 1980). Замет по рассматриваемой схеме состоит из трех этапов. На первом этапе судно движется по криволинейной траектории с постоянным курсовым углом судна q„ на втором перемещается по дуге окружности с минимальным радиусом, на третьем возвращается в точку начала замета на прямом курсе.

*1у (7)

Рис. 1. Схема замета кошелькового невода при постоянном расстоянии от судна до косяка.

Величина упреждения в любой точке траектории движения судна не должна быть меньше дальности реакции рыбы на шумы судна. Это условие выполняется при курсовых углах судна 97-104°, которые зависят в основном от отношения скорости судна к скорости косяка. Приведена расчетная формула для определения длины невода для рассматриваемого случая замета.

Длительное время замет кошельковых неводов проводили в основном по окружности, считая в общем случае, что подвижный косяк занимает нецентральное положение в начале замета и не изменяет направления движения до подхода к выметанной стене невода. Рассмотрен способ расчета длины невода с учетом, что в разных заметах рыба может перемещаться в разных направлениях без изменения направления движения до встречи со стеной невода, и длина невода должна бьггь достаточной при движении рыбы в различных направлениях (Мельников, 1979).

Пусть в начале замета центр косяка радиусом гк находится в точке к1% а судно в точке С/ (рис. 2). Относительное расположение судна в начале замета оценим упреждением £ и углом у. В начале замета по окружности радиусом

# косяк перемещается в направлении, которое характеризуется углом а. Чтобы замет был успешным, судно должно проходить путь С ¡С; несколько быстрее, чем косяк путь к,к2. С учетом этого необходимая длина невода [гк + 1ух Х5'ПД! + ^пу) + К{гк + 1п)

8т1а-(1-&)8таг] ! ' Г*

—ь-^---¿—(а + у-ята-ату)

(9)

втаг

где ку - отношение скорости судна к скорости косяка ук; Ьуг -

упреждение в точке С2\ к= 2 к (гк + ЬР)ИН (где Ьр - дальность реакции рыбы на судно).

Рис. 2. Схема замета по окружности при различном направлении перемещения косяка в отдельных заметах.

Рассмотрено два варианта расчета длины невода и упреждения из условия ухода рыбы под нижнюю подбору.

Один из способов расчета длины кошельковых неводов является модификацией многошаговой схемы замета, предложенной А.П. Лисовым (1971), для трех случаев поведения рыбы при замете невода. Вместо громоздких расчетов методом последовательного приближения, по А.П. Лисовому, упреждение предложено определять через дальность реакции рыбы на судно и размер косяка, увеличивая полученное упреждение на 20-30%, чтобы облегчить маневрирование судна в процессе замета.

Рассмотрено еще несколько возможных вариантов расчета длины невода при случайном поведении рыбы при замете.

Первый их них соответствует случайному поведению объекта лова, при котором в процессе большого числа заметов можно выделить некоторый диапазон углов с вершиной в центре косяка в самом начале замета, и в этот диапазон укладываются все возможные траектории перемещения косяка в процессе лова. Однако диапазон углов настолько мал, что без большой погрешности для определения длины невода в расчет можно принять некоторый средний расчетный угол, под которым перемешается косяк. Кроме того, принимают некоторую среднюю расчетную скорость перемещения косяка. При таких условиях длину невода можно определить любым из рассмотренных выше способов. По-видимому, диапазон углов, определяющих направление перемещения косяков, для этого варианта расчета не превышает 40-50°. Второй случай расчета соответствует достаточно широкому диапазону углов, в который укладываются возможные траектории перемещения косяков. В этом случае длину невода рассчитывают для наименьшего и наибольшего углов этого диапазона и принимают за окончательную наибольшую длину невода. Длину невода для каждого из расчетных углов можно также рассчитывать любым из рассмотренных способов.

В результате расчетов может оказаться, что для некоторого участка диапазона углов длина невода слишком велика. Тогда рассматриваемый диапазон углов ограничивают, чтобы получить приемлемую длину невода. Облов рыбы таким неводом будет заведомо не всегда успешным.

Рассмотрен способ, основанный на использовании очень приближенной математической модели лова. Как следует из модели, от длины невода зависит, прежде всего, вероятность ухода рыбы из зоны облова в процессе замета. Из выражения (6) необходимую длину невода £„ определяют с учетом допустимой вероятности ухода рыбы из зоны облова [р;]:

*Д1-я*у)

В расчетах вероятность обычно принимают равной 0,8-0,9. Если расчетная длина невода велика, например, с учетом размеров судна, то расчеты повторяют для меньшей вероятности [р2]-

Рассмотрены особенности расчета длины невода с применением точечного подводного, точечного надводного и совокупности источников подводного или надводного источников света. Во всех случаях длину невода определяли для центрального положения косяка, когда центр косяка и центр обметанного неводом пространства совпадают. Для снижения вероятности ухода рыбы замет производят с некоторым упреждением. В некоторых случаях учитывают снос рыбы течением или активное перемещение косяка обычно с небольшой скоростью.

Так, при использовании точечного подводного источника и необходимом упреждении Ьу расчетная длина кошелькового невода

( П~

(И)

где I - сила света точечного источника, кд; аср - среднее значение

показателя ослабления света источника; Е„ - пороговое значение освещенности, соответствующее концентрирующему действию точечного источника света.

Подводные источники света имеют небольшую зону действия, и их применение при лове кошельковыми неводами ограничено. Значительно чаще

для концентрации рыбы перед началом облова используют надводные источники, горизонтальные размеры зоны действия которых достигают нескольких сот метров. Ограничением на применение таких источников служат небольшие вертикальные размеры зоны их действия, которые не превышают 30-40 м. Рассмотрены особенности определения зоны действия надводных источников и длины невода при их применении.

При использовании секционных кошельковых неводов, длину которых предполагают менять в процессе лова, проводят многовариантный расчет кошелькового невода для различных случаев лова, возможных на практике. В результате расчетов по каждому варианту получают основные параметры невода. Результаты расчетов обрабатывают, подбирая варианты с одинаковыми и близкими значениями длины невода, для которых во всех вариантах одинаковыми и близкими являются также значения высоты невода. После этого подбирают типоразмеры неводов так, чтобы соседние невода отличались по длине на длину одной или нескольких секций, принимая за основу невод с минимальным количеством секций.

Не менее важное значение, чем обоснование длины проектируемого невода, имеет поверочный расчет известного невода. Ход поверочного расчета зависит в основном от поставленной задачи.

Если поверочный расчет невода производят для оценки соответствия длины невода заданным условиям лова, то одним из описанных выше способов расчета, для заданных показателей лова, определяют необходимую длину невода и сравнивают ее с длиной рассматриваемого невода.

При оценке области применения невода длину невода рассчитывают не для конкретных условий лова, а для ряда условий лова (объектов лова, районов и сезонов лова), соответствующих возможным условиям лова. После чего несложно определить, в каких условиях этим неводом целесообразно работать. Область применения существенно расширяется при использовании секционных неводов с возможностью изменения рабочей длины невода.

Поверочный расчет может служить для выбора схем замета и его параметров. В этом случае длину невода определяют одним из способов для различных схем и показателей замета и, по результатам расчета, выдают рекомендации о возможности или целесообразности применения при работе данного невода тех или иных схем замета или параметров этих схем.

В заключение третьей главы рассмотрены особенности обоснования длины кошельковых неводов при лове по двуботной системе и выбора исходных данных при обосновании длины неводов для различных условий лова.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены особенности обоснования высоты, загрузки и плава кошельковых неводов.

В начале главы рассмотрена общая характеристика обоснования высоты неводов. Далее описан случай расчета, когда нижняя кромка косяка располагается на глубине Ннк и в процессе замета и кошельковании не погружается. Этот способ расчета можно использовать также при лове рыбы, погружение которой в процессе замета и кошелькования ограничено глубиной Ник. Высота невода должна обеспечить смыкание стяжных колец на глубине, не меньшей, чем Ннк. Обычно смыкание колец происходит на глубине, которая составляет кн = 0,6-0,7 высоты невода в посадке. Большие значения кн соответствуют большим посадочным коэффициентам.

Следовательно, высота невода в жгуте

"о «Г*-. (12)

кни2

где и2 - вертикальный посадочный коэффициент.

Расчет высоты невода по формуле (12) соответствует случаю, когда до начала кошелькования нижняя подбора невода опустилась на полную высоту, примерно равную высоте невода в посадке. Иногда между окончанием замета и кошелькованием дают выдержку, необходимую для полного погружения

нижней подборы. Получена расчетная формула для продолжительности выдержки.

Расчет высоты кошелькового невода рассмотренным способом, как и другими способами, возможен не только на детерминированном, но и на вероятностном уровне. В первом случае задаются определенными значением Нш, кн и и2 ■ При этом за расчетную глубину погружения нижней кромки косяка принимают глубину, соответствующую накопленной частоте глубины погружения 80-90% всех косяков, что позволяет успешно облавливать 80 -90% косяков с учетом глубины их погружения.

Рассмотрены особенности расчета высоты невода на вероятностном уровне и показано, что расчетная высота невода в этом случае больше, чем на детерминированном.

Определение оптимальной высоты кошелькового невода при лове рыбы с применением источников искусственного освещения отличается от рассмотренных способов необходимостью учета распределения рыбы по глубине в освещенной зоне. При этом учитывают, что рыба может располагаться по глубине во всей зоне обнаружения рыбы или только в некоторой его части, ограниченной заданными пороговыми значениями освещенности. В работе рассмотрены особенности обоснования высоты невода с применением подводных и надводных источников света.

Для лова кошельковыми неводами перспективно применение одновременно надводных и подводных источников. При этом надводные источники света служат для получения больших горизонтальных размеров зоны действия в самых поверхностных слоях воды, а подводные источники для увеличения высоты зоны действия светового поля.

В заключение главы рассмотрены несколько вариантов расчета скорости погружения и загрузки нижней подборы кошелькового невода. При этом во всех случаях учитывали, что скорость погружения рыбы, как правило, выше, чем максимально возможная скорость погружения нижней подборы невода.

Прирост скорости погружения с увеличением загрузки постепенно уменьшается и становится небольшим для значений загрузки 40-50 Н/м. По этой причине без особой необходимости не имеет смысла принимать загрузку более 40-50 Н/м.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ дано обоснование основных показателей сетного полотна кошельковых неводов.

К основным показателям сетного полотна кошельковых неводов относится вид материала и его пропитки, форма ячеи, размер ячеи, диаметр сетной нити, посадочный коэффициент и оптические свойства сетного полотна в различных частях невода.

Многим требованиям к сетному полотну кошельковых неводов отвечают полиамидные сетематериалы из комплексных нитей, из которых кошельковые невода преимущественно изготавливают. Однако их сравнительно низкая износостойкость, большая деформация и стоимость сетематериалов делают перспективным применение для этой цели сетематериалов из других более дешевых материалов, например, полиэтиленовых, полипропиленовых, карбоцепных, в т.ч. из нитей, скрученных из мононитей. Для пропитки сетематериалов рекомендованы битумно-полимерные составы с пропиткой сетематериалов или орудий лова без подогрева.

Подтверждено также, что для изготовления кошельковых неводов, особенно крыльев, вместо сетного полотна с ромбовидной ячеей, целесообразно использовать сетные полотна с шестиугольной ячеей. Такое сетное полотно при выдувании способствует повышению скорости погружения стены невода и меньшему притоплению верхней поборы. Эти преимущества особенно сказываются при относительно коротких наклонных и длинных продольных связях ячеи.

Известные математические модели селективности разработаны и проверены в основном для тралового лова. Лов кошельковыми неводами отличается от лова тралами меньшей нагрузкой на сетное полотно, меньшей концентрацией рыбы в сливе. Получены модификации математических

моделей для оценки селективных свойств сливов кошельковых неводов, которые отличаются от известных.

Размер ячеи в сливе кошельковых неводов в общем случае предложено определять с учетом допустимого прилова рыб непромысловых размеров и ухода из слива рыб промысловых размеров. При облове практически одноразмерных косяков размер ячеи рекомендовано рассчитывать из условия вылова практически всех рыб в косяке. Приведены примеры расчетов размера ячеи для лова рыбы кошельковыми неводами в Гвинейском заливе.

Рассмотрены особенности определения размера ячеи в несливных частях кошельковых неводов.

Диаметр сетных нитей кошельковых неводов предложено определять двумя способами. В соответствии с первым из них этот параметр рассчитывают по формуле

где а и Ь - положительные случайные параметры, характеризующие скорость потери прочности материала; Л^ - допустимая остаточная

прочность сетной нити; Та - заданный срок службы орудия лова; в -разрушающее напряжение сетной нити.

В соответствии со вторым предложенным способом диаметр сетных нитей определяют с учетом случайного характера действующих нагрузок и допускаемых напряжений. Получены расчетные формулы для расчетов сетного полотна на статическую прочность.

Посадочный коэффициент сетного полотна слива и предсливной части кошельковых неводов должен обеспечить возможно меньшее притопление стены невода и повышенную селективность. Первое условие наилучшим образом выполняется при меньших посадочных коэффициентах, а второе, когда форма ячеи в рабочем состоянии соответствует форме поперечного сечения тела рыбы в плоскости максимального поперечного сечения. Для рыб

(13)

наиболее распространенной формы этим двум требованиям в наибольшей степени соответствует посадочный коэффициент, равный 0,5.

При обосновании посадочного коэффициента в работе рассмотрено четыре случая, которые отличаются первоначальным положением объекта лова и его поведением в процессе замета и кошелькования, глубиной водоема в месте лова.

С учетом всех факторов и всех случаев лова крылья кошельковых неводов следует сажать с посадочными коэффициентами 0,6-0,7, при этом большие значения посадочных коэффициентов в основном принимают из соображений экономии материалов.

Видимость кошелькового невода имеет значение в основном в процессе замета и кошелькования, когда велика вероятность ухода рыбы из окруженного неводом пространства. Более заметную сетную стенку невода рыба раньше обнаруживает и, ориентируясь на нее, быстрее находит выход из зоны облова. По этой причине кошельковые невода, как правило, должны иметь наименьшую видимость в воде. Показано, как такую видимость получить в условиях лова кошельковыми неводами при естественном освещении и при лове с применением искусственного света.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Рассмотрены биофизические основы лова кошельковыми неводами с учетом действия на рыбу в процессе лова физических полей естественного и искусственного происхождения.

2. На основе анализа поведения рыбы на различных этапах лова кошельковыми неводами разработана общая математическая модель лова для оценки вероятности успешного облова косяка.

3 . Предложены новые или уточнены известные способы обоснования длины кошельковых неводов для различных условий лова с учетом наиболее надежного удержания рыбы в неводе в процессе замета.

4. Предложены различные способы обоснования высоты кошельковых неводов для различных условий лова с учетом соотношения между возможными скоростями погружения нижней подборы невода и рыбы в процессе замета и кошелькования.

5. Рассмотрены особенности расчета загрузки кошельковых неводов для некоторых условий лова с учетом ограниченной скорости погружения нижней подборы даже при большой загрузке.

6. Предложены новые способы оценки селективных свойств и обоснования размера ячеи в сливе кошельковых неводов с учетом допустимого прилова рыб непромысловых размеров и вылова всех рыб в неводе без объячеивания.

7. Рассмотрены способы обоснования диаметра нитей с учетом вероятностных методов прочностной надежности, посадочного коэффициента- из условия особенностей погружения нижней подборы неводов и расхода материалов, оптических свойств сетного полотна с целью получения наименьшей видимости элементов невода.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Руденко Н.И. Обоснование диаметра сетных нитей кошельковых неводов // ВНИЭРХ. — Сер. Промышленное рыболовство и флот. Аналитическая и реферативная информация. — 2002, а. — Вып. 4. — С. 16-19.

2. Руденко Н.И. Требования к дальности и степени видимости сетного полотна кошельковых неводов // ВНИЭРХ. — Сер. Промышленное рыболовство и флот. Аналитическая и реферативная информация. — 2002, 6. — Вып. 4. — С. 21-22.

3. Руденко Н.И. Особенности определения посадочного коэффициента кошельковых неводов // ВНИЭРХ. — Сер. Промышленное рыболовство и флот. Аналитическая и реферативная информация. — 2002, е. — Вып. 4. — С. 19-21.

4. Руденко Н.И. Обоснование высоты кошельковых неводов // Сб. научных трудов АГТУ. Наука. Поиск.*— 2003, а. — С. 302-303.

5. Руденко Н.И. Особенности поведения рыбы при лове кошельковыми неводами // Сб. научных трудов АГТУ. Наука. Поиск. — 2003, б. — С. 303305.

6. Руденко Н.И. Современные способы определения длины кошельковых неводов II Рыбное хозяйство. — 2003. — N 3. — С. 54-55

7. Руденко Н.И. Обоснование длины кошельковых неводов при лоЕе рыбы с применением источников света // Труды Международной конференции, посвященной памяти проф. В.Н. Войниканис-Мирского. — Астрахань: АГТУ.

— 2003, а.—С. 45-48.

8. Руденко Н.И. Выбор исходных данных при обосновании длины кошельковых неводов // Труды Международной конференции, посвященной памяти проф. В.Н. Войниканис-Мирского. — Астрахань: АГТУ. — 2003, б.

— С. 49-52.

9. Руденко Н.И. Обоснование длины кошельковых неводов при лове по двуботной системе // Труды Международной конференции, посвященной памяти проф. В.Н. Войниканис-Мирского. — Астрахань: АГТУ. — 2003, в. — С.53-56

10. Руденко Н.И. Уточнение определения основных показателей сетного полотна кошельковых неводов // Рыбное хозяйство. — 2003. — N 3. — С. 5658

11. Руденко Н.И. Общие особенности лова кошельковыми неводами // Сб. научных трудов АГТУ. Наука. Поиск. — 2003,«. — С. 305-307.

Подп. в печать /У./&ФЗ Обьем /,25 п.л. Тираж ¿6 экз. Заказ 5"/ ВНИРО. 107140, Москва, В. Красносельская, 17

/j. // Äv//'

РНБ Русский фонд

2005-4 6656

3 О KT 2003

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛОВА КОШЕЛЬКОВЫМИ НЕВОДАМИ

1.1. Общие особенности лова кошельковыми неводами t4 1.2. Условия внешней среды в районах лова кошельковыми неводами

1.3. Физические поля искусственного происхождения при лове кошельковыми неводами

1.4. Особенности поведения рыбы при лове кошельковыми неводами

1.5. Математические модели лова кошельковыми неводами 35 > 1.6. Основные результаты и выводы по гл.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ

И СБОРА СТАТИСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

2.1. Общая характеристика экспериментальных работ и сбора статистического материала

2.2. Особенности методики при оценке и обосновании конструктивных элементов кошельковых неводов 44 2.3 Определение видового и размерного состава улова и облавливаемых скоплений

2.4. Определение особенностей поведения и распределения объектов лова кошельковыми неводами

2.5. Гидрооптические наблюдения

2.6. Особенности методики при оценке селективности 49 лова кошельковыми неводами

2.7. Оценка необходимого объема экспериментального и статистического материала

2.8. Методика обобщения экспериментального и статистического материала

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ДЛИНЫ КОШЕЛЬКОВЫХ НЕВОДОВ

3.1. Общая характеристика обоснования

3.2. Обоснование длины кошелькового невода при замете с постоянным расстоянием судна от косяка

3.3. Обоснование длины кошелькового невода при замете с постоянным курсовым углом на центр косяка

3.4. Обоснование длины кошелькового невода при замете по окружности

3.5. Обоснование длины кошелькового невода с учетом возможности ухода косяка под нижнюю подбору

3.6. Обоснование длины кошелькового невода при многошаговой схеме замета

3.7. Особенности определения длины кошелькового невода при случайном поведении рыбы в процессе замета

3.8. Обоснование длины кошелькового невода с применением математической модели лова

3.9. Обоснование длины кошелькового невода при лове с применением подводных источников света

3.10. Обоснование длины кошельковых неводов при лове с применением надводных источников света

3.11. Особенности обоснования длины секционных кошельковых неводов

3.12. Поверочный расчет длины кошельковых неводов

3.13. Обоснование длины кошельковых неводов при лове по двухботной системе

3.14. Выбор исходных данных при обосновании длины кошельковых неводов

Актуальность темы . Лов кошельковыми неводами занимает важное место в рыболовстве, давая около 20 % мирового улова. Перспективным является его применение на Каспии для лова каспийской кильки.

Исследованиям лова кошельковыми неводами посвящены работы Ф. И. Баранова, Н.Н. Андреева, Н.Н. Виноградова, В.Н. Войника-нис-Мирского, В.Н. Гиренко.А.П. Лисового, В.Н. Мельникова,В.И. Меньшикова, В.Е. Ольховского,А.Л. Фридмана, Ю.Б. Юдовича, В.И. Яковлева, И.А. Яковлева и ряда других авторов. Благодаря их исследованиям разработаны основы анализа и проектирования кошельковых неводов, которые позволяют в первом приближении определять параметры способов лова неводами с учетом некоторых особенностей объектов лова и условий лова.

Однако известные методики проектирования кошельковых неводов направлены в основном на обоснование отдельных параметров этих орудий лова без учета их взаимосвязи, не всегда принимают во внимание современные условия промысла кошельковыми неводами, в недостаточной степени учитывают задачи рационального рыболовства, связанные прежде всего с оптимизацией селективности рыболовства и т.д.

Цель и основные задачи исследований.

Цель диссертации - разработка теоретических и практических основ совершенствования анализа и обоснования основных параметров кошельковых неводов в современных условиях.

Основные задачи исследований: анализ состояния исследований по рассматриваемой проблеме; исследование физических полей естественного и искусственного происхождения при лове кошельковыми неводами; обобщение и сбор новых данных о поведении и распределении рыбы на отдельных этапах лова кошельковыми неводами; разработка математической модели лова для оценки вероятности успешного облова косяков рыбы кошельковыми неводами; разработка новых способов обоснования длины кошельковых неводов для различных условий лова; совершенствование способов обоснования высоты кошельковых неводов; уточнение расчетов загрузки кошельковых неводов; совершенствование способов обоснования основных параметров сетного полотна кошельковых неводов; уточнение селективности кошельковых неводов. Научная новизна и теоретическая ценность работы. Научная новизна и теоретическая ценность работы в целом заключается в разработке теоретических основ совершенствования способов анализа и обоснования основных параметров кошельковых неводов с учетом современных условий промысла. В частности, разработаны биофизические основы лова кошельковыми неводами; разработаны теоретические основы создания общих математических моделей лова кошельковыми неводами на основе анализа поведения и распредедения рыбы на основных этапах лова; уточнены предпосылки и методы обоснования длины , высоты и загрузки кошельковых неводов; разработаны новые способы оценки основных параметров сетного полотна кошельковых неводов; разработаны теоретические основы селективности кошельковых неводов.

Практическая ценность и реализация работы.

Практическая ценность диссертации в целом состоит в повышении эффективности и качества работы кошельковых неводов в современных условиях для различных районов и объектов промысла.

В частности, с учетом особенностей биологии объектов лова разработаны способы обоснования длины, высоты , загрузки и параметров сетного полотна, селективных свойств прежде всего на основе математического моделирования процессов лова.

Материалы диссертации используются в практике работы Астраханской сетевязальной фабрики , при чтении в Астраханском государственном техническом университете профилирующих дисциплин по специальности " Промышленное рыболовство"

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях АГТУ в 1997-2002 г.г., на Международных конференциях, посвященных памяти проф. В.Н. Войниканис- Мирского ( Астрахань,АГТУ, 2000, 2003). В законченном виде диссертация доложена на расширенном заседании лаборатории интенсивности рыболовства ВНИРО (2003 г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11-ти печатных работах.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав и выводов . Список использованной литературы включает 44 источника. Работа содержит 7 рисунков , 3 таблицы и изложена на 150 страницах текста.

Личное участие автора состоит в сборе и обработке экспериментальных данных, в разработке биофизических основ лова кошельковыми неводами, в создании общих математических моделей лова кошельковыми неводами и их использовании для анализа лова кошельковыми неводами, в разработке способов оптимизации основных параметров лова кошельковыми неводами для различных объектов и условий лова. На защиту вьмосятся следующие основные положения диссертации: биофизические основы лова кошельковыми неводами; анализ поведения рыбы на отдельных этапах лова кошельковыми неводами; математические модели для оценки успешного облова косяков кошельковыми неводами; способы обоснования длины, высоты, загрузки и основых параметров сетного полотна кошельковых неводов; теоретические основы селективности кошельковых неводов.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Рассмотрены биофизические основы лова кошельковыми неводами с учетом действия на рыбу в процессе лова физических полей естественного и искусственного происхождения.

2. По результатам анализа поведения рыбы на различных этапах лова кошельковыми неводами разработана общая математическая модель лова для оценки вероятности успешного облова косяка.

3 . Предложены новые или уточнены известные способы обоснования длины кошельковых неводов для различных условий лова с учетом наиболее надежного удержания рыбы в неводе в процессе замета.

4. Предложены новые способы обоснования высоты кошельковых неводов для различных условий лова с учетом соотношения между возможными скоростями погружения нижней подборы невода и рыбы в процессе замета и кошелькования.

5. Рассмотрены особенности расчета загрузки кошельковых неводов для некоторых условий лова с учетом ограниченной скорости погружения нижней подборы даже при большой загрузке.

6. Предложены новые способы оценки селективных свойств и обоснования размера ячеи в сливе кошельковых неводов с учетом допустимого прилова рыб непромысловых размеров и вылова всех рыб в неводе без объячеивания.

7. Рассмотрены способы обоснования диаметра элементов кошельковых неводов с применением вероятностных методов прочностной надежности, посадочного коэффициента- из условия особенностей погружения нижней подборы неводов и расхода материалов, оптических свойств сетного полотна - с целью получения наименьшей видимости элементов невода.

1. Азволинский А.И., Андреев Н.Н., Яковлев И.А. Выбор посадочного коэффициента кошельковых неводов/ Рыбное хозяйство.-1975.- N 8.- С. 60- 62.

2. Андреев Н.Н. Проектирование кошельковых неводов.- М.: Пищевая промышленность, 1970.- 277 с.

3. Ахлынов И.Я. Моделирование погружения нижней подборы кошельковых неводов/ Рыбное хозяйство .- 1975.- N 6.- С. 46- 49.

4. Баранов Ф.И. Техника промышленного рыболовства.- М.: Пи-щепромиздат, I960.- 696 с.

5. Виноградов Н.Н. Кошельковый лов сельди.- Петрозаводск, 1958.- 82 с.

6. Войниканис- Мирский В.Н. Практикум по технике промышленного рыболовства.- М.: Агропромиздат, 1990.- 208 с.

7. Гиренко В.Н. Кошельковый лов сельди с океанских сейнеров. -Южно- Сахалинск. 1959.- 92 с.

8. Гиренко В.Н. Исследование тактики заметов кошелькового невода на примере опыта промыслового лова тихоокеанской скумбрии. Южно Сахалинск/ Известия ТИНРО, 1975.-т. 95.- С. 78-91.

9. Дегтярев А.А. Кошельковый лов сельди в Норвежском море/ Рыбное хозяйство.- 1966.- 3.- С. 26-29.

10. Зверьков В.П., Алифекренко А.Я. Кошельковый промысел тихоокеанской сардины. Владивосток, ОНТИ ЦПКТБ Дальрыбы, 1979. -26 с.

11. Кузнецов Ю. А., Китлицкий B.C., Попов А.С. Способ имитации звуков дельфинов-белобочек при кошельковом лове рыбы/ Трудыщ

12. ТИНРО.- 1973.- Вып. 3 " Промышленное рыболовство и механизация".- С. 72- 81.

13. Лисовой А.П. Анализ тактических приемов кошелькового лова рыбы/ Труды КТИРПХа. 1973.- Вып. 53.- С. 115-126.

14. Мельников А.В. О совершенствовании правил регулирования рыболовства/ Рыбное хозяйство.- 1982.- N 5.- С. 62 64.

15. Мельников А.В. Расчетно-экспериментальные методы исследований селективных свойств и обоснования размера ячеи концентрирующих частей отцеживающих орудий лова/ Сб. научных трудов ВНИРО, , 1983 а, С. 48 - 55.

16. Мельников А.В. Связь между приловом молоди и уходом через ячею рыб промысловых размеров и мерой на рыбу/ Рыбное хозяйство.- 19836.- N 2.- С. 65.

17. Мельников А.В. Определение параметров кривой селективности по полуэмпирическим формулам/ Сб. научных трудов ВНИРО, 1985.-С. 68 77.

18. Мельников А.В. Определение параметров кривой селективности сетных мешков по полуэмпирическим расчетным формулам. Методические рекомендации,- Астрахань, Астрыбвтуз, 19866. Рукопись депонирована в ЦНИИТЭИРХе, РХ-752. 20 с.

19. Мельников А.В. Обоснование размера ячеи сетных мешков и сливов отцеживающих орудий лова и ловушек. Методические рекомендации.- Астрахань, 1986в. Рукопись депонирована в ЦНИИТЭИР1. Хе. РХ-753. 44 с.

20. Мельников А.В. О причинах постоянных колебаний селективности сетных мешков/ Тезисы доклада на всесоюзном научно-техническом семинаре по гидромеханике и проектированию орудий лова. Калининград, НПО промрыболовства, 1987а. С. 139 141.

21. Мельников А.В. Селективные свойства сетных мешков с гексагональной ячеей и из мононитей/ Тезисы доклада на Всесоюзном научно-техническом семинаре по гидромеханике и проектированию орудий лова. Калининград, НПО промрыболовства, 19876.- С. 142 144.

22. Мельников А.В. Сбор и обработка данных о селективности орудий лова .- Астрыбвтуз, Астрахань, 1987в, депонирована в ЦНИИТЭИРХе РХ-863. 17 с.

23. Мельников А.В. Анализ влияния основных факторов на расчетный размер ячеи сетных мешков.- Астрыбвтуз, Астрахань, 1987, депонирована в ЦНИИТЭИРХе, РХ-864. 13 с.

24. Мельников А.В. Некоторые вопросы контроля и регулирования рыболовства/ Сборник научных трудов ВНИРО, 1988.- С. 157 -169.

25. Мельников А.В. Об управлении селективностью рыболовства/ Труды Астрыбвтуза. Юбилейный выпуск, 1990 а.- С. 41 45.

26. Мельников А.В. О некоторых задачах селективности рыболовства/ Сборник научных трудов ВНИРО, 1990.- С. 208 222.

27. Мельников А.В. Методика оптимизации размера ячеи траловых мешков.- Астрахань, Астрыбвтуз. Рукопись депонирована во ВНИ-ЭРХе, 1991а, РХ- 1129 .- 33 с.

28. Мельников В.Н. Определение оптимального спектрального состава излучения подводных источников для лова рыбы/ ОНТИ ВНИ

29. РО.- 1968 . N 3.- С. 80- 86.

30. Мельников В.Н. Биофизические основы промышленного рыболовства.- М.: Пищевая промышленность, 1973.- 392 с.

31. Мельников В.Н. Основы управления объектом лова.- М.: Пищевая промышленность, 1975.- 359 с.

32. Мельников В.Н. Биотехническое обоснование показателей орудий и способов промышленного рыболовства.- М.: Пищевая промышленность, 1979.- 375 с.

33. Мельников В.Н. Биотехнические основы промышленного рыболовства. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 216 с.

34. Мельников В.Н. Устройство орудий лова и технология добычи рыбы. М.: Агропромиздат, 1991.- 384 с.

35. Мельников В.Н., Мельников А.В. Способ предотвращения ухода гидробионтов между клячами кошелькового невода.- Патент РФ, N 1664223, 1993. Приоритет от 23 февраля 1993 г.

36. Ольховский В.Е., Яковлев В.И., Меньшиков В.И. Математическое обеспечение автоматизации тралового и кошелькового лова.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1980. 168 с.

37. Пуков В.Н. Поведение скумбрии при облове кошельковыми неводами/ Рыбное хозяйство.- 1973.- 4,- С. 50 51.

38. Степанов Г.Н. Основные параметры отцеживающих орудий лова/ Сб. научных трудов ВНИРО, 1990.- С. 70- 90.

39. Фридман А.Л. Теория и проектирование орудий промышленного рыболовства.- М.: Пищевая промышленность, 1969.- 568с.

40. Юдович Ю.Б. Определение размеров кошельковых неводов для лова малоподвижных косяков сельди. / Труды КТИРПХа, 1969, вып. 21.- С. 190- 202.