автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.17, диссертация на тему:Совершенствование способов и орудий лова промысловых объектов эпипелагиали

г4

На правах рукописи УДК 639.2.081.117.213.

Шеховцев Леонид Николаевич

Совершенствование способов и орудий лоза промысловых объектов эпипелагиали

Специальность 05. 18. 17. - "Промышленное рыболовство"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1998

Работа выполнена во Всероссийском научно - исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) и ОАО Морское научно - производственное объединение по промышленному рыболовству.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук Карпенко Э.А.

доктор технических наук Шевцов С.Е. кандидат технических наук Лапшин О.М.

Ведущая организация ОАО «АТЛАНТРЫБФЛОТ» г. Калининград

Защита состоится "/ _1998 г. в_часов на заседании

диссертационного Совета Д 117.01.01. при Всероссийском научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, 17а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИРО

Автореферат разослан"_"_1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета, /]

доктор технических наук Г^-'/р-^^у Р-Г. Бородин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Разработка нетрадиционных орудий лова в сочетании с физическими раздражителями и с учетом поведенческих особенностей рыб способствует решению актуальной проблемы вовлечения в промысел новых нетрадиционных объектов. Перспективными объектами промысла являются такие массовые и ценные в пищевом отношении виды рыб эпипелагиалн Атлантического океана как макрелещука и летучие рыбы. Исследования этой проблемы представляют не только теоретический интерес, но и имеют большое практическое значение для промышленного рыболовства. Полученные результаты могут быть использованы для организации лова и других малоиспользуемых объектов промысла, имеющих положительную реакцию на надводные источники искусственного света.

Цель работы - разработать и обосновать способы и орудия ловз промысловых объектов эпипелагиалн с использованием надводных источников искусственного света.

Задачи исследований. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

исследовать биологию, поведение и распределение летучих рыб и макрелещуки, обитающих в открытой части Атлантического океана;

выполнить анализ существующих способов и орудий лова н пути их совершенствования;

разработать методику проведения исследований; выбрать и обосновать параметры орудий лова и надводных световых полей;

предложить техническое решение, реализация которого позволит облавливать скопления летучих рыб и макрелещуки тралирующим орудием лова в сочетании с надводными источниками искусственного света;

осуществить экспериментальную проверку разработанного трала, промысловой схемы и надводных источников искусственного света.

Общая методика исследований. Основной материал диссертации получен в результате обобщения научно—исследовательской информации, в научно—исследовательских рейсах путем сбора и анализа данных по биологии, поведению и распределению летучих рыб и макрелещуки, проведения наблюдений за реакцией этих объектов на различные источники надводного искусственного света и орудий лова.

На основе этих материалов выбраны и обоснованы параметры специального поверхностного трала, верхняя подбора которого в процессе траления располагается над поверхностью воды и не создает для рыб отпугивающего эффекта.

Научная новизна. В работе представлены результаты комплексных исследований взаимосвязи объектов эпипелагиали, надводных источников искусственного света и нового орудия лова:

разработаны теоретические основы тралового лова промысловых объектов эпипелагиали с использованием надводных источников искусственного света;

разработаны методические аспекты обоснования рациональных параметров специального поверхностного трала и надводных источников искусственного света;

создана оригинальная конструкция специального поверхностного трала и экспериментально подтверждена возможность его практического использования;

получены новые закономерности зависимости горизонтального раскрытия трала и горизонта хода нижней подборы от особенностей поведения объектов лова и условий внешней среды в системе ' судно—свет—трал".

Практическая ценность. В результате исследований разработана методические основы обоснования параметров специального поверхностного тра-

ла и надводных источников искусственного света. Разработано и испытано новое тралируюпи е орудие лова в сочетании с надводными источниками искусственного свега, позволяющее повысить эффективность промысла объектов эпипелагиали. По результатам морских экспериментальных работ оформлена заявка на патент за № 97113434/13 на устройство для близнецового лова промысловых объектов эпипелагиали. Получено положительное решение о выдаче патента Государственной Патентной Экспертизы от 08.01,98г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором:

на технических советах ОАО МариНПО промрыболовства (СЭКБ промрыболовства, НПО промрыболовства) (1977—1994 гг.);

на научно—техническом семинаре ОАО "Атлантрыбфлог' С'Запрыбпромразведка") (1978 г.);

на всесоюзных совещаниях и конференциях по изучению биологических ресурсов и развитию промысла в открытых водах Мирового океана (Калининград, 1979 г.; Керчь, 1979 г.);

на промсоветах ВРПО "Запрыба" (1984, 1988гг.);

Практический материал. Основой для решения поставленных в работе задач послужили результаты исследований, проведенных автором на судах ОАО Мари НПО промрыболовства (г.Калининград) СРТМ - "Искра", СРТМ - "Бонито", СРТР - "Олойчан", СРТР - "Образцово".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ. Объем работы. Диссертация изложена на 10" страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 9 таблиц, 13 формул, состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка использованной литературы из 74 наименований, приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована ак-.уальн эсть ироблемы, поставлены цели и определены основные задачи исследований, приведены общая методика исследований, теоретическая и практическая ценность, реализация результатов исследований, объем и содержание работы.

Первая глава посвящена обзору современного состояния промысла объектов эпипелагиали и возможности его дальнейшего совершенствования.

В настоящее время в результате интенсивного развития рыболовства на шельфовых и прншельфовых участках Мирового океана и повсеместного установления прибрежными государствами рыболовных экономических 200 -мильных зон отмечается ограничение запасов традиционных объектов промысла. Вместе с тем в открытой части Атлантического океана не освоен или освоен не в полной мере промысел таких ценных пищевых объектов, как макрелещука, летучие рыбы и др.

Макрелещука является типичным представителем обитателей эпипелагиали Атлантического океана. Ее запасы значительны и в настоящее время не используются. Только в Северо - Западной Атлантике (СЗА) запасы макрелещуки оцениваются в 0,8 - 1,0 млн. тонн.

Другим, на наш взгляд, заслуживающим внимания перспективным объектом лова, являются летучие рыбы, которые обладают значительной численностью, высокими продуктивными характеристиками и пищевой ценностью.

Ориентировочная биомасса летучих рыб в тропической части Атлантического океана составляет 157-341 тыс. тонн.

Исследования показали, что значительная численность, высокая пищевая ценность, наличие положительной реакции на надводные источники искусственного света, относительно близкое расположение предполагаемых районов лова к портам северо- западного региона Российской Федерации по-

зволяют считать макрелещуку и летучих рыб перспективными объектами с точки зрения их промыслового освоения.

Макрелещука, или как ее еще называют, склмбрецука, атлантическая сайра, относится к семейству скумбрещуковых, которое нключает в себя два рода: скумбрещуки и сайры. Она принадлежит к группе рыб, у которых зрение является основным рецептором; обитает в верхнем, хорошо освещенном слое эиипелагиали. В позднелетний и осенне - зимний периоды макрелещука образует в ночное время суток плотные скопления и стаи, которые обнаруживаются методом визуальных наблюдений с помощью надводных источников искусственного света. Взрослые особи, обитающие в слое 0 - 45 м, предпочитают, в зависимости от биологического состояния, освещенность от 20 до 450 люкс.

Анализ отечественных и зарубежных источников литературы, изучение поведенческих особенностей летучих рыб, проводившееся в научно—исследовательских рейсах, позволило сделать вывод о наличии у исследуемого объекта положительной реакции как на неподвижные, так и перемещающиеся надводные источники искусственного света.

Эта особенность поведения исследуемых объектов может быть использована для создания их искусственной концентрации в зоне действия орудий лова, что служит предпосылкой для создания новых средств добычи этих специфичных обитателей эпипелагиали.

Основным орудием лова, применявшимся при промысле макрелещуки, являлась бортовая ловушка. Этот орудие лова в сочетании с надводными источниками искусственного света успешно применяется при промысле тихоокеанской сайры, но его использование носит путинный характер.

Лов летучих рыб в странах, занимающихся их специализированным промыслом, ведется дрифтерными сетями, сетное полотно которых изготовлено из капроновой мононити. Для этого промысла используются небольшие суда с экипажем 1 - 3 человека, ведущие лов рыбы в светлое время суток, и

он имеет ряд недостатков, не позволяющих увеличить эффективность работы в целом.

Анализ применяющихся в нашей стране и за рубежом тактики, техники и орудий лова исследуемых объектов, а также собственные исследования позволили сделать вывод о возможности использовать для этих целей как традиционно применяющиеся пассивные, так и активные орудия лова в сочетании с надводными источниками искусственного света.

Во второй главе рассмотрены вопросы методики проведения поисковых работ, облова и выбора параметров орудий лова.

Разработка методики проведения поисковых работ осуществлялась на основе изучения поведения исследуемых объектов в зависимости от изменения освещенности поверхности моря, типов надводных источников искусственного света.

Постановка световых станций осуществлялась в зонах с резким перепадом температуры воды и районах с высокой биологической продуктивностью. С целью объективной оценки полученных данных и их сравнения по соответствующим методикам проводились фотометрические работы и биологические исследования.

Обнаруженные при проведении поисковых работ скопления облавливались различными орудиями лова на судах типа СРТР и СРТМ. В зависимости от ситуации при экспериментальном лове использовались пелагические и близнецовые тралы, дрифтерные сети, бортовые ловушки и бортовые поверхностные тралы. Наблюдения за поведением исследу емых объектов в процессе буксировки близнецовых и пелагических тралов в приповерхностном слое воды позволили выбрать параметры орудия лова, учитывающие специфику их поведения.

Анализ результатов наблюдений показал, что наиболее полно отвечает требованиям лова этих специфичных объектов бортовой поверхностный трал (далее по тексту БПТ), который в процессе траления создает минимальный

вспугивающий эффект. Его верхняя подбора при тралении находится над поверхностью воды и не создает гидродинамических возмущений, которые являются основным отпугивающим фактором и причиной м.алой эффективности работы тралирующих орудий лова. Однако, конструктивные особенности судов не обеспечивают достаточного горизонтального БПТ.

В связи с этим была поставлена задача разработать такое тралирующее орудие лова, которое сочетало бы достоинство БПТ - расположение верхней подборы в процессе траления над поверхностью воды, и близнецового -большое горизонтальное раскрытие, позволяющее использовать для привлечения и удержания рыбы в зоне облова надводные источники искусственного света.

Для решения этой задачи был проведен комплекс исследований, направленный на совершенствование конструкции БПТ с учетом поведенческих особенностей исследуемых объектов, и использованием полученных результатов для разработки и реализации вышеупомянутого технического предложения.

Исследовались особенности поведения объектов лова в зоне действия БПТ как в дневное, так и в ночное время суток. В процессе наблюдений было установлено, что немаловажное значение имеет сочетание величины зоны облова бортового поверхностного трала и совершенство светотехнического оборудования. Анализ литературных источников и результаты собственных наблюдений за поведением рыбы в зоне действия орудия лова позволили применить два варианта определения основных параметров трала.

В первом варианте применялся расчетный способ определения размеров устья трала (по Мельникову В.Н.) для лова "линейных" скоплений рыбы небольших размеров, расположенных в поверхностном слое воды. В этом случае пренебрегаем высотой скопления. Способ позволяет с достаточной точностью определить оптимальную площадь входного отверстия устья, соотношение между горизонтальным и вертикальным раскрытием трала с уче-

том формы и размеров облавливаемых скоплений, а также особенности реакции рыбы на приближающийся трал, точность определения положения облавливаемого косяка и точность наведения трала на косяк. .

Решение этой задачи имеет смысл, когда приведенная зона облова близка к окружности радиуса Я. Для упрощения этой задачи такую зону следует привести к квадрату со сторонами 1_<х = ]иу, м;

Ьх = Ьу Я (1)

Оценивая эффективность лова средним значением Му относительно облавливаемой площади косяка, рассмотрим основные случаи расчета параметров устья трала. Величину Му находим по формуле

Ми= М№*Ф(Ьу/2Еу), (2)

Мух - определяем по графику;

Ф - функция Лапласа;

Еу — результирующая ошибка наведения трала.

В нашем случае Ми составила 0,4.

Результаты исследований позволили сделать вывод, что использование бортового поверхностного трала, горизонтальное раскрытие которого ограничено параметрами поддерживающего выстрела, для облова скоплений эпи-пелагиали без средств искусственной концентрации не достаточно эффективно, так как зона действия этого орудия лова равна зоне его облова

Дальнейшая доработка конструкции БПТ осуществлялась статистическим методом. Основные параметры БПТ уточнялись с учетом конструктивных особенностей н технических возможностей судов типа СРТМ пр. 502 при

проведении морских экспериментальных работ. Результаты исследований позволили выбрать направление в разработ <е конструкции и промысловой схемы специального поверхностного грала ¡далее по тексту СПТ), совмещающего достоинство БПТ— расположение верхней подборы в процессе траления над поверхностью воды и близнецового-- большое горизонтальное раскрытие.

Полигонные и морские экспериментальные работы позволили определить основные параметры трала, соотношения между его вертикальным и горизонтальным раскрытиями путем обработки статистических данных, полученных в научно - исследовательских рейсах на судах ОАО МариНПО пром-рыболовства.

Горизонтальное раскрытие трала определялось исходя из располагаемой тяги судов, необходимой для достижения нужной скорости траления, и безопасности мореплавания при работе по близнецовой схеме. На основании анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований было установлено следующее. Для достижения скорости траления порядка 4 узлов, при которой выход объектов из зоны облова был минимальным, и заглубления (горизонта хода) нижней подборы до 3 метров горизонтальное раскрытие трала для судов типа СРТМ пр. 502 должно быть в пределах 40- 50 метров, а безопасная дистанция между судами - 60 - 80 метров.

Морские исследования позволили выбрать и обосновать параметры СПТ и промысловую схему, позволяющие вести облов исследуемых объектов судами типа СРТМ пр. 502 (рис. 1).

В третьей главе рассмотрены вопросы обоснования параметров световых полей.

Для увеличения эффективности использования БПТ использовались надводные источники искусственного света. Для создания освещенной зоны в предустьевой части трала применялись светильники типа ГТКН- 1500, оснащенные лампами КГ- 1500 (мощность 1500 Вт и продолжительность горе-

Рис. I. Схема работы специальным поверхностным тралом I -флагман ; 2 - близнец ; 3 - трал ; 4 - гужики ; 5 - несущий трос ;

6 - нижний кабель ; 7 - ваер левого борта ; 8 - ваер правого борта ; 9 - груз-углубитель ; 10 - гидродинамический щиток ; II - нижняя подбора ;

12 - управляющий троо ; 13 - подвесной ролик ; 14 - верхняя подбора 15 - проводник деленного стропа

ния 700 часов). Светильники располагались вдоль борта судна, и в центральной части несущего выстрела. При такой схеме расположения светильников граница зоны минимальной освещенности поверхности воды находилась за пределами зоны действия бортового поверхностного трала; освещенность увеличивалась при приближении к источникам света и создавала эффект привлечения и удержания объектов в зоне облова БПТ.

Исследования показали, что надводное светотехническое оборудование нуждалось в дальнейшей доработке. Главным направлением в его совершенствовании являлось улучшение светотехнических характеристик, уменьшение потребляемой мощности и увеличение срока службы. В результате лабораторных и морских исследований был выбран источник света, разработанный на основе металлогалогенной лампы ДРИЗ-700.

Расчеты освещенности, создаваемой на поверхности воды светильниками с лампами КГ — 1500 и ДРИЗ - 700, проводились по формуле:

Е = I хсова/ Я ; (3)

где:

Е — освещенность водной поверхности в люксах в зависимости от угла падения луча а;

I-

сила света в канделах;

К2-

квадрат расстояния от источника света до измеряемой точки

освещенности на поверхности воды, м.

Так как конструктивное исполнение светильника на основе ДРИЗ -700 предполагало использование 2х ламп, сравнительные расчеты освещенности осуществлялись от 2х ПКН - 1500 (таблицы 1, 2).

Расчет освещенности от 2х светильников ПКН - 1500.

Таблица 1

Ь, м 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Е, лк 2620 600 290 164 105 73 47 40 32 26

Расчет освещенности от двух ламп ДРИЗ - 700

Таблица 2

Ь, м 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Е, лк 3580 898 398 224 143 99 73 56 44 36

Результаты морских исследований показали, что предложенный светильник на основе лампы ДРИЗ — 700 является более экономичным (700 Вт), долговечным (7500 часов непрерывного горения) и надежным в эксплуатации, а спектр испускания лампы (530 нм.) наиболее приближен к чувствительности глаза исследуемых объектов.

Для использования этого источника при работе со СПТ была проделана теоретическая проработка, позволившая обосновать размещение светильников на борту судна с учетом расположения орудия лова в процессе траления между корпусами судов.

Такое расположение орудия лова повлекло за собой использование дополнительного светотехнического оборудования, необходимого для привлечения объектов лова с большей акватории водной поверхности.

Лабораторные и морские исследования позволили сделать вывод о том, что по своим спектральным и техническим характеристикам для этой цели могут быть применимы металлогалогенные лампы ДРИ - 2000 и их модификации, имеющие мощность 2000 Вт, продолжительность горения 2000 часов и спектр излучения 535 нм, а также дали возможность подтвердить применимость предлагаемых ламп для привлечения объектов эпипелагиали в зону действия СПТ.

Расчет освещенности на поверхности воды от лампы ДРИ - 2000 представлен в таблице 3.

. Таблица 3

Ь, м 0 5 10 15 20 25 30

Е, лк 65 35 12 3,0 2,5 1,5 1,0

Далее был рассмотрен вопрос о совместном применении источников искусственного света на основе ламп ДРИЗ—700 и ДРИ - 2000 в световой гирлянде.

В таблице 4 показан расчет освещенности на поверхности воды от ламп ДРИЗ и ДРИ.

Таблица 4

Ь, м 0 5 10 15 20 25 30

Е, лк 351 135 38 14 7 4 2

На основании результатов измерений освещенности, представленных в таблицах 3 и 4, был построен график (рис. 2), анализируя который можно сделать вывод, что для облова объектов эпипелагиали СПТ можно использовать источники искусственного света на основе металлогалогенных ламп ДРИ—2000 и ДРИЗ - 700 в световой гирлянде.

Определение характеристик светового поля, создаваемого предложенными источниками искусственного света, осуществлялось методом суммарного наложения светового потока от различных источников света, находящихся в гирлянде. На рис. 3 приведена схема расположения ламп на флагмане и близнеце, на которой расстояние между судами равно 60 м, а плоскость расположения ламп 2, 3, 4, 5, 6 для простоты восприятия повернута на 90

При дистанции между судами в 60 м граница освещенности в 30 люкс находится в середине облавливаемого пространства, а создаваемое световое

Елк

воды от разданных источников сзета

Í. ДРК -2000

2. ДРИЗ-700

3. ДРИ-2000 и ДРИЗ-7С0

If

®б

7®

Близнец Поверхность вода

А

60м

£ I

£ I

Флагман

и 30 25 20

1.Суммарная освещенность от ламп I и 2,лк 2,5 3,5 7

2.Суммарная освещенность от ламп 1,2,3,ж 7,5 5,5 42

3.Суммарная освещенность от ламп 1,2,3,4,лк 30,2 50,5 54

Рис.З. . ;Схема расположения ламп ДРИ-2000 (2,3,4,5,6)

15 10 5 О

14 33 135 351 79 73 147 356 75,5 84: 148,5 357 и ДРИЗ-700 (1,7) на

флагмане и близнеце при работе со специальным поверхностным тралом

поле учитывает поведенческие особенности исследуемых объектов и обеспечивает их привлечение и удержание в зоне действия орудия лова.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальной проверки бортового и специального поверхностных тралов на лове объектов эпипела-гиали. Исследования проводились в открытой части Атлантического океана на скоплениях летучих рыб и макрелещуки. Участие в работе двух однотипных судов типа СРТМ пр. 502 позволило в полной мере провести испытания как бортового, так и специального поверхностных тралов.

Результаты испытаний показали, что средние уловы СПТ в 5,7 раза превышают уловы БПТ. Средний улов СПТ составлял 220,4 кг, а БПТ — 38,5 кг за 2х часовое траление.

Некоторые результаты испытаний бортового поверхностного трала проекта 117. Э.000—04. приведены в таблице 5.

Таблица 5

№ п/п Время Продол- Скорость Горизонт Нагрузка Нагрузка на Масса

начала житель- траления. хода ниж- на ниж- верхнем улова,

траления, ность м/с ней подбо нем кабе- кабеле, кг

чао, траления, ры, м ле, кН кН

мин. час мин.

1 2 . 3 4 5 6 7 8

I 18-45 2-03 1,9 2.0 3,3 2,7 32

2 01-25 2-10 1,8 1.8 3,2 2,8 37

3 04-30 2-05 1,7 1.9 3,1 2,6 29

4 20-20 2-08 1,9 1.8 3,4 2,5 39

5 23-10 2-07 1,8 1.9 3,3 2,8 48

6 18-40 2-00 1,6 1.7 3,4 2,7 52

7 21-20 2-08 1,8 1.8 3,3 2,8 45

8 01-30 2-06 1,7 1.9 J 3,6 2,5 39

9 04-40 1-58 2,0 1.7 3,2 2,7 48

10 19-30 2-06 1,8 1,8 3,4 2,9 32

Некоторые результаты испытаний специального поверхностного трала пр. 167 Э.000-01. представлены в таблице 6.

Таблица 6

№ ш'п Продолжительность траления час. мин Скорость траления, м/с Горизонт хода нижней подборы, м Горизонтальное раскрытие трала, м Дистанция межд> судами, м Нагрузка з несущеу гросе, кН Нагрузка на ниж нем кабе ле, кН Масса улова,кг

I 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2-10 1,9 3,2 49 62 80 12 290

ч 2-00 2,2 3,1 48 63 83 14 250

3 2-05 23 3,5 51 61 81 13 330

4 2-00 2,4 3,4 47 62 84 12 400

5 2-03 2,5 3,2 49 60 82 1! 150

6 2-00 2,4 3,1 51 61 81 14 240

7 2-07 2.7 3 3 47 59 82 13 180

Б 2-00 2,3 3,2 49 62 83 12 250

9 2-06 2,2 3,4 48 61 82 11 160

10 2-00 2,5 3.1 49 63 79 10 200

Для оценки влияния факторов, определяющих результативность работы СПТ и БПТ, был проведен статистический анализ уловов, полученных обоими тралами.

Произведем расчет средних и дисперсий по формулам:

а2=ГОср2-(ЭД)2]/П-1; (4)

где С}; - улов за траление, П - количество тралений.

(2бпт= 38,5кг; спт =220,4 кг;02Бпт=1429,92; О^спт^ 45177,0

Оценим, различаются ли дисперсии уловов БПТ и СПТ существенно, используя v2 распределения Фишера. Фактическое отношение большей дисперсии к меньшей должно быть больше табличного значения:

V2*акт= а2спт/ <32бпт= 31,59 >У2:

где —квантиль распределения Фишера.

Для числа степеней свободы П = П'= 24 - табличное значение квантиля

распределения Фишера при Ру = 0,99 составляет 2,66, что намного меньше

фактического отношения, следовательно, дисперсии неоднородны и для сравнения средних уловов следует использовать не нормальный закон Лапласа, а I—распределение Стьюдента. Условие неслучайности различия средних

уловов по этому критерию имеет вид С^спг~С)бпт—СЬпт):

где 1р — квантиль распределения Стьюдента для доверительной вероятности Рр = 0,95 или 0,99.

СУ((5с[1Т~0б[Тг) _ среднеквадратичное отклонение разности средних уловов. Оно определяется по формуле:_

о^спт ~с>бпт) = (5)

где 0(()спт- Обгп ) = 0'2спт+ а2ьш (5а)

После подстановки получаем

РСПТ-Рбггг =181,9, 0"(Рспт-Рбпт) = 44,06.

Для числа наблюдений П =25 при Рр] = 0,95, 1р)= 2,066; при Рр2 = 0,99, 1р2= 3,745.

Таким образом, условие принимает вид, например, для большей вероятности 0,99 181,' > 3,745 х 44,06 = 165,00. Это означает, что уловы в генеральных совокупностях различаются неслучайно с вероятностью, большей 99%.

Далее определим, является ли использование надводных источников искусственного света с двух судов и увеличенное горизонтальное раскрытие СПТ основными факторами различия в уловах, вновь используя критерий Фишера.

По схеме однофакторного дисперсионного анализа определяем:

!. объединенную среднюю для двух выборок:

О = (Оспт+ Обпт)/2 = 129,44;

2. суммарную дисперсию, оценивающую все факторы, кроме исследуемого: Осум = 1429,92 + 45177 = 46606,92,

межгрупповую дисперсию, определяющую долю влияния исследуемого фактора:

омежгр = п((2спт - <3)2+ п(<зблт— с>)2 = 397138,64, (6)

отношение большей (межгрупповой) дисперсии к меньшей

V2Факг = 397138,64 / 46606,92 = 8,52

Табличные значения, меньшие фактического отношения, составляют;

1. для Ра, = 0,95, v2«, = 1,98; 2. для Ра:= 0,99, у2^ 2,66.

Проверка различия в дисперсиях показала, что основной причиной увеличения уловов СПТ относительно уловов БПТ с вероятностью, большей 99% является наличие следующих факторов: большего горизонтального раскрытия СПТ и использование привлекающего воздействия надводных источников света с двух судов.

Количественная оценка улове в, полученных при работе со СПТ и БПТ определялась по протраленной плолади: 8 = Ь X V X I; (7)

где: Ь - горизонтальное раскрытие трала, м;

V - скорость буксировки трала, м/с;

I - время буксировки трала, с.

За 2х часовое траление СПТ протраливал площадь 829440 м2, а БПТ -103680 м2. При этом средние уловы составляли: у СПТ - 220,4 кг. за траление, а у БПТ - 38,5 кг на скоплениях плотностью 400 кг/км2. Следует полагать, что экспериментально подтверждена гипотеза о реальном влиянии на эффективность лова увеличенного по сравнению с БПТ горизонтального раскрытия СПТ.

Анализ литературы и собственные наблюдения автора показали, что плотность скоплений летучих рыб в обследованных районах может колебаться от 200 до 4000 кг/км2. Принимая во внимание, что улов СПТ пропорционален протраленной площади и плотности скоплений, можно определить предполагаемую производительность лова СПТ на скоплениях плотностью 3000 кг/км2. Улов за 2х часовое траление может составить порядка 2700 кг. За темное время суток можно провести 5 тралений и улов на 2 судна может достигать 14000 "кг, что вполне сопоставимо с промысловыми нагрузками, планируемые на суда типа СРТМ пр.502 при лове сельди, сардины, скумбрии и т.д.

В связи с тем, что плотность скоплений макрелещуки в наиболее исследованных районах СЗА достигает 15000 кг/км", можно сделать вывод, что даже при наличии меньших значений плотности скоплений СПТ могут быть обеспечены суточные уловы, позволяющие осуществлять эффективный промысел этого ценного объекта эпипелагиали.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ состояния запасов макрелещуки и летучих рыб, рассмотрены особенности биологи, поведения и распределения этих объектов з различных районах Атлантического океана, рассмотрены современные способы и орудия лова и определены пути их дальнейшего совершенствования.

2. В процессе исследований уточнена методика поиска и облова макрелещуки и летучих рыб, выбрано направление для разработки тралирующего орудия лова, учитывающего поведенческие особенности исследуемых объектов эпипелагиали.

3. Определены основные параметры тралирующих орудий лова и надводных источников искусственного света, поставлены задачи, направленные на разработку конструкции специального поверхностного трала и промысловой схемы, позволяющей реализовать предлагаемое техническое решение.

4. Впервые в практике промышленного рыболовства разработана конструкция специального поверхностного трала, позволяющая располагать его в процессе траления между судами и использовать для привлечения и удержания объектов лова светотехническое оборудование обоих судов. Заявка на патент № 97133434 (01. 3650). Положительное решение о выдаче патента Государственной Патентной Экспертизы от 08.01.1998 г. имеется.

5. Статистический анализ уловов, полученных в процессе сравнительных испытаний СПТ и БПТ, показал преимущество специального поверхностного трала перед бортовым, а дисперсионный анатиз подтвердил, что уловы в генеральных совокупностях различаются не случайно с вероятностью 99%. Это можно объяснить большим горизонтальным раскрытием СПТ и привлекающим воздействием надводных источников искусственного света.

6. Прогностический анализ, основанный на имеющейся информации о запасах макрелещуки и летучих рыб в Атлантическом океане, позволил еде-

лать вывод о возможности эффективной организации их промысла с применением ОПТ в сочетании с надводными источниками искусственного света.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Пути развития техники лова поверхностных объектов в открытом океане. В сб. "Материалы совещания по дальнейшему развитию промысла в открытом океане" (Калининград, 27 февраля — 1 марта 1979 г.), М., (в соавторстве).

2. Пути развития тактики и техники лова поверхностных объектов в открытом океане. В сб. "111 Всесоюзное совещание по изучению биологических ресурсов больших глубин и эпипелагиали открытого океана" (Керчь, май 1979 г.). Тезисы докладов," М., 1979 (в соавторстве).

3 Разработка современных способов лова поверхностных объектов промысла: Обзорная информация /ЦНИИТЭИРХ. - М., 1980. - Вып.1 ~ 20 с. Сер. Промышленное рыболовство (в соавторстве).

4. Определение дальности видимости в воде сетей из мононити— М.: Изд. ВНИРО, 1988. - С. 96 - 101(в соавторстве).

5. Главный резерв рыболовства — интенсификация путем повышения уловистости. /Рыбное хозяйство. — 1991. — №10. — С. 43 — 48 (в соавторстве).

6. О тактике и технике лова ракообразных на подводных возвышенностях Атлантического океана. //Совершенствование орудий промышленного рыболовства в связи с поведением гидробионтов: Сборник научных трудоЕ ВНИРО.» М.: ВНИРО. 1990. - С. 134- 141.

7. Устройство для близнецового лова промысловых объектов эпипелагиали. Заявка на патент за № 97113434/13. Имеется положительное решение с выдаче патента Государственной Патентной Экспертизы от 08.01.98. (в соав торстве).



Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно—исследовательский институт ^рыбного

хозяйства и океанографии (ВНИРО)

На правах рукописи УДК 639. 2. 081. 117.213.

Шеховцев Леонид Николаевич

Совершенствование способов и орудий лова промысловых объектов эпипелагиали

Специальность 05. 18. 17.— "Промышленное рыболовство" Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -кандидат технических наук Э. А. Карпенко

Москва - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение................................................... 4

Глава 1. Обзор современного состояния промысла объектов эпипелагиали и возможности его дальнейшего совершенствования................................... 9

1.1. Анализ и перспективы развития промысла объектов эпипелагиали............................................ 9

1.2. Особенности биологии, поведения и распределения

объектов лова........................................... 13

1.3. Современные способы и орудия лова.........................22

1.4. Выводы................................................. 31

Глава 2. Методика проведения исследований......................................32

2.1. Методика проведения поисковых работ............................................32

2.2. Методика облова объектов эпипелагиали..........................................37

2.3. Выбор параметров орудий лова.........................................42

2.4. Выводы.................................... .............60

Глава 3. Обоснование параметров световых полей.................. 63

3.1. Обоснование способов лова объектов эпипелагиали

с использованием световых полей............................63

3.2. Обоснование параметров световых полей бортового поверхностного трала...............................................65

3.3. Обоснование параметров световых полей специального поверхностного трала............................................ 70

3.4. Выводы..................................................80

Глава 4. Экспериментальная проверка предлагаемых способов

и орудий лова.........................................81

4.1 Экспериментальная проверка бортового поверхностного трала

с использованием надводных источников искусственного света ... 81 4.2. Экспериментальная проверка специального поверхностного

трала с использованием надводных источников искусственного света....................................................... 84

4.3 Анализ эффективности работы поверхностными тралами........ 87

4.4 Выводы................................................. 93

Заключение................................................. 95

Библиографический список использованной литературы............ 98

Приложение Акт о внедрении................................. 105

(

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, в связи со значительным снижением уровня добычи рыбы и морепродуктов, научно-промышленным комплексом России предпринимаются значительные усилия по стабилизации этого негативного процесса. Наряду с промышленностью, которая пытается стабилизировать нынешнюю кризисную ситуацию, значительные усилия предпринимает и научный потенциал рыбной отрасли. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские организации отрасли прилагают максимальные усилия для определения путей выхода из кризисной ситуации при условии сохранения имеющегося потенциала, замедления темпов падения его в целом, постепенного выравнивания ситуации и, по мере возможности, создают предпосылки для ее постепенного роста. Это возможно только на базе технического прогресса в рыбном хозяйстве, более полного и рационального освоениёя богатств Мирового океана и использования современных способов лова рыбы и морепродуктов. Внимание ученых многих стран мира, занимающихся решением проблем, связанных с добычей рыбы, давно привлекла возможность использовать для этой цели как традиционные, так и нетрадиционные орудия лова в сочетании с различными физическими раздражителями.

Первые сведения об изучении возможности использования света для привлечения рыбы в зону действия орудий лова с целью ее изъятия из водной среды относятся к началу XIX века (Абрамович, 1887).

На эффективность применения надводных источников электрического света для лова рыбы и морепродуктов указал выдающийся русский ученый Н.М. Книпович еще в конце прошлого века. Составляя проект судна для научно-промысловых исследований, Н.М. Книпович писал: "Судно должно заниматься ловом рыбы пелагическими сетями на разных глубинах и они должны быть снабжены приманками в виде электрического света" (Цитируется по Борисову П.Г.,1952).

В России опыты с применением света для лова рыбы были проведены

1

С. Абрамовичем в 1888 г., однако из-за отсутствия достаточных средств ему не удалось добиться значительных результатов, которые могли бы быть использованы в промысловых целях.

В Норвегии первые опыты по применению надводного искусственного света для лова сельди проводились еще в 1885 году (Огадевшк! 1958). В 1910-1913 годах проводились экспериментальные работы по изучению реакций различных рыб в аквариумах.

Наибольшего развития исследовательские работы по изучению возможности применения искусственного света для лова рыбы получили в послевоенный период. Широкие исследования по практическому применению надводного и подводного искусственного света для лова рыбы и нерыбных объектов были проведены проф. П.Г. Борисовым (1945-1947). Советскими учеными разработаны основные положения теории лова рыбы на свет. Исследованию особенностей поведения рыб, наряду с изучением физиологии и морфологии органов чувств и нервной системы, а также высшей нервной деятельности и сигнализации у рыб в тесной связи с экологическими взаимоотношениями и особенностями условий их жизни, посвящены многие труды советских ученых (Алтухов Ю.Н., Андриянов В.П., Аронов И.П., Асланова И.Е., Бабурина Е.А., Зуссер С.К., Мантейфель Б.П., Протасов В.Р., Радаков

A.В., Фролов Ю.П. и др.).

Практической направленностью характеризуются теоретические работы И.В. Никонорова, которые завершились разработкой и внедрением впервые в мировой практике бессетевого лова каспийской кильки на свет.

Вопросами восприятия рыбой источников света, методики определения световых зон и исследованием процессов лова на свет различных видов рыб посвящены исследования Баранова Ю.Б., Багаутдинова И..И., Мельникова

B.Н., Сидельникова И.И., Шабанова А.П., Шарапова Е.П. и др.

В настоящее время во многих частях Мирового океана с помощью источников искусственного света добывают различные виды рыбы и морепродуктов.

В Каспийском море успешно осуществляется бессетевой лов кильки.

На тихоокеанском бассейне отечественными и зарубежными рыбаками освоен и успешно ведется лов сайры и кальмара с использованием надводных источников искусственного света.

В немалой степени освоен лов кальмара на свет в Юго—Западной части Атлантического океана.

Но вне поля зрения осталось довольно значительное количество промысловых объектов, которые по своим потребительским характеристикам и пищевой ценности могли бы успешно конкурировать с традиционно добываемыми морепродуктами. При этом, в случае наличия информации о биологии, поведении, распределении этих объектов в водной среде в различные периоды их жизненного цикла, появляется возможность выбора направления в создании новых, нетрадиционных, ресурсо и энергосберегающих способов и орудий лова.

С выходом отечественного рыбопромыслового флота в Атлантический океан Атлантическим научно—исследовательским институтом рыбного хозяйства и океанографии (АтлантНИРО) были начаты научно—исследовательские и экспериментальные работы по изучению возможности применения искусственного света для лова отдельных промысловых рыб. Эти работы позволили установить, что некоторые обитатели эпипелагиали привлекаются надводными источниками искусственного света, создавая при этом устойчивые световые скопления, которые могут облавливаться с помощью различных орудий лова. Опытно—промысловые работы подтвердили широкие возможности промышленного освоения лова макрелещуки и летучих рыб на свет.

Однако, несмотря на достигнутые успехи в освоении нового способа лова, следует отметить, что вопросы добычи рыбы на свет в Атлантике еще

нуждаются в дополнительных теоретических разработках оптимальных параметров световых полей, орудий лова и промысловых схем. Исходя из этого были поставлены задачи, решение которых направлено на повышение эффективности лова упомянутых объектов эпипелагиали. Предстояло исследовать применение светового поля надводных источников искусственного света для привлечения рыбы со значительной водной акватории. Собранная таким образом рыба, должна быть сконцентрирована и обловлена орудием лова.

Предстояло также, на основании результатов исследований биологии поведения и распределения объектов лова, изучить возможность создания нетрадиционных орудий лова и промысловых схем.

Первая глава настоящей работы посвящена обзору современного состояния промысла объектов эпипелагиали и определению возможности его дальнейшего совершенствования. Рассмотрены вопросы биологии, поведения и распределения объектов лова и способы их изъятия из водной среды.

Во второй главе рассмотрены методика поиска и облова макрелещуки и летучих рыб, определено направление исследований, осуществлен выбор параметров орудий лова, поставлены конкретные задачи в разработке специального орудия лова и промысловой схемы.

Материалы, изложенные в третьей главе, посвящены обоснованию параметров надводных источников искусственного света. Определено направление в практической реализации идеи создания специального поверхностного трала, учитывающего специфику лова исследуемых объектов эпипелагиали.

В четвертой главе представлены данные экспериментальной проверки работы бортового и специального поверхностного тралов с сочетании с надводными источниками искусственного света. По результатам исследований проведен статистический анализ, определены решающие факторы, влияющие на величину уловов обоих тралов. Прогностический анализ, основанный на имеющейся информации о плотности скоплений исследуемых объектов в

различных районах Атлантического океана, дает нам основание сделать вывод о возможности ведения промысла исследуемых объектов предлагаемым орудием лова в сочетании с надводными источниками искусственного света.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке орудий лова и промысловых схем для лова других объектов эпипелагиали, имеющих положительную реакцию на надводные источники искусственного света.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОМЫСЛА ОБЪЕКТОВ ЭПИПЕЛАГИАЛИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ДАЛЬНЕЙШЕГО

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

1.1. Анализ и перспективы развития промысла объектов эпипелагиали

В настоящее время в результате интенсивного развития рыболовства на шельфовых и пришельфовых участках Мирового океана и повсеместного установления прибрежными государствами рыболовных экономических 200-мильных зон, отмечается ограничение запасов традиционных объектов промысла. Вместе с тем в открытой части Атлантического океана не освоен или освоен не в полной мере промысел таких ценных пищевых объектов, как макрелещука, летучие рыбы, кальмары, некоторые виды тунцов и т.д.

В этой связи одной из важнейших задач, стоящей перед научно—исследовательскими и опытно—конструкторскими организациями рыбной отрасли России, является освоение лова перспективных объектов эпипелагиали в открытой части Мирового океана, используемых недостаточно полно или не используемых вообще.

Не вызывает сомнения и пищевая ценность упомянутых объектов лова. Из них можно готовить консервы, пресервы, продукцию горячего и холодного копчения, различные виды кулинарных изделий, пользующихся большим спросом как на внутреннем, так и на внешнем рынках.

Имеется большой объем научно—исследовательских, опытно—конструкторских и морских экспериментальных работ по выявлению способов изъятия биологических ресурсов в различиях частях Мирового океана. Однако, обитающие в массовых количествах такие возможные объекты лова, как макрелещука и летучие рыбы, запасы которых по оценке отечественных и зарубежных ученых достаточно велики, оказались вне сферы деятельности промыслового флота или вылавливались в незначительных количествах. В

одних случаях из—за несовершенства техники и орудий лова, в других—из— за отсутствия технологий переработки уловов. Для успешного освоения их лова требуется отход от традиционно применяющейся технологии изъятия этих объектов из водной среды и разработать принципиально новые способы и орудия лова.

Одним из направлений достижения этой цели является разработка орудий, способов лова и управления поведением объектов лова, применение физических раздражителей с целью либо затормаживания реакций на орудия лова, либо создания условий, способствующих привлечению или удержанию в зоне облова, либо увеличение концентраций их в зоне действия орудий лова [58, 59, 66, 67].

Анализируя имеющуюся информацию о состоянии запасов макрелещуки и летучих рыб, можно сказать следующее.

Макрелещука является типичным представителем обитателей эпипела-гиали Атлантического океана. Ее запасы значительны, но в настоящее время практически не используются. Только в Северо—Западной Атлантике (СЗА) запасы макрелещуки оцениваются в 0,8—1,0 млн. т. Профессор П.А. Моисеев считает, что если удастся найти эффективные способы создания искусственных концентраций в открытых районах Мирового океана, где она распределяется весьма разреженно, то вероятный улов только в Атлантическом океане может составить 7 млн. ц. в год [35]. По мнению экспертов ФАО биомасса этого вида в Мировом океане гораздо больше, чем биомасса тихоокеанской сайры, добыча которой в отдельные годы превышала 500 тыс. тонн [35].

Таким образом, работы по оценке ресурсов показали, что только в районе Северной Атлантики допустимое изъятие макрелещуки может быть на уровне 340—360 тыс. тонн [19].

В нашей стране промысел макрелещуки организовывался в период с 1968 по 74 гг. в районе СЗА. Промысел базировался на скоплениях, ежегодно отмечавшихся в районе банки Джорджес, Новошотландском шельфе, о. Нан-

такет и др. Среднесуточный вылов на одно судно за сезон промысла колебался от 1,3 до 4,8 тонн [19, 24].

Однако, в связи с введением 200—мильных экономических зон основные скопления макрелещуки СЗА оказались недоступными для отечественного рыбопромыслового флота.

Для отечественного промысла больший интерес представляет макрелещука, обитающая в Северо—Восточной Атлантике (СБА), поскольку здесь она доступна для промысла на протяжении всего жизненного цикла. В открытых районах СВА концентрации макрелещуки обнаружены в летне— осенний периоды. Уловы промысловых судов здесь, как правило, не превышали 3 т. за ночь. Среднесуточный вылов за все годы исследований не превышал 1 т. Но, по нашему мнению, низкие результаты не являются следствием не только неудовлетворительной сырьевой базы, а целиком зависят от отсутствия надежных способов привлечения (физических раздражителей) и орудий лова [37,66, 67].

За рубежом макрелещука не является объектом специализированного промысла. Она в незначительных количествах облавливается Испанией. Промысел ведется в осенне—зимний период, базируется на косяках, мигрирующих к югу вдоль прибрежной зоны Пиренейского полуострова. Ловят ее дрифтерными сетями, применяемыми при промысле сардины, выставляя их в поверхностном слое воды, а также небольшими ставными неводами, расставляя их в прибрежной зоне. Эпизодические подходы макрелещуки, иногда в больших количествах, отмечались на юге и западе Великобритании, где ее облавливали дрифтерными сетями и закидными неводами [35].

Аналогичное положение с промыслом макрелещуки в прибрежных районах Канады. Самые большие уловы—до 4х—5 тонн за один подъем невода там наблюдались в конце лета [19].

Другим, на наш взгляд, заслуживающим внимания перспективным объектом лова, обитающем в эпипелагиали, являются летучие рыбы, которые

обладают значительной численностью, высокими продуктивными характеристиками и пищевой ценностью, что делает их перспективными для промышленного освоения.

Добыча летучих рыб ведется во многих тропических странах, имеющих выход к морю. Эти рыбы являются объектом местного промысла. Их лов ведется, в основном, на островах Полинезии, Филиппинах, Японией, Китаем, Вьетнамом, Индией, Индонезией, Бразилией, на островах Карибского бассейна, в странах Экваториальной Африки.

Мировой вылов летучих рыб сравнительно невелик и составлял в 1971—1979 гг. от 29 до 53 тыс. тонн, из них в Тихом и Индийском океанах от 21 до 31 тыс. тонн [38].

Около 90% добычи летучих рыб в Тихом и Индийском океанах приходится на Японию, Индонезию и Индию.

Ориентировочная биомасса в тропической части Атлантического океана составила 157—341 тыс. тонн. Вылов летучих рыб в Атлантике незначителен, наибольшая его величина составляла 1,4 тыс. тонн [35].

Таким образом, довольно значительная численность, высокая пищевая ценность и, как показали исс