English version
на Камчатке: 05.03.2024 
 
на главную



  ГОРЯЧАЯ ЛИНИЯ
  8 924-890-67-19 NEW!
  E-mail @
  8 984-165-44-27 для MMS
  (фото и видео)



  РЕЙТИНГ
  лидеров рыбной
  отрасли России



  ДИКИЕ ЛОСОСИ
  СЕВЕРНОЙ ПАЦИФИКИ



  и н т е р н е т - м у з е й
  WWW.FISHMUSEUM.RU



  информационный портал
  КАМЧАДАЛЫ.РУ



  ПРОБЛЕМЫ
  ОТРАСЛИ



  БИЗНЕС


  доска бесплатных
  ОБЪЯВЛЕНИЙ



  ЗАКОНОДАТЕЛЬНАЯ
  БАЗА



  ИСТОРИЯ
  СЕВЕРНОЙ ПАЦИФИКИ



  НАУКА ДЛЯ РЫБАКОВ


  СОХРАНИМ ЛОСОСЬ
  ВМЕСТЕ



  БИБЛИОТЕКА


  архив газеты
  "ТИХООКЕАНСКИЙ
  ВЕСТНИК"



  ФОРУМ


  ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ


  ПРОЕКТ ПРООН/ГЭФ

гл. редактор сайта - info@npacific.kamchatka.ru
администратор сайта - admin@fishkamchatka.ru



последние комментарии

(все комментарии)












при использовании
на сайтах
оригинальных материалов
Рыба Камчатского края
активная ссылка на
www.fishkamchatka.ru
ОБЯЗАТЕЛЬНА

администратор сайта - admin@fishkamchatka.ru,
тел. 8 (4152) 251927
(с 9:30-18:00 П-Кам).
Факс 8 (4152) 417-553






обмен банером




Камчатский Краевой фестиваль "Сохраним лососей ВМЕСТЕ"
.: в этот день... :.

Новости


Эксклюзив



01 июля 2013

Передвижной комплекс для гидроакустического управления поведением лососевых рыб и морских млекопитающих

График
Обсуждается возможность использования передвижного комплекса на базе морского катамарана для гидроакустического управления поведением лососевых рыб: прижатие к крылу невода, направление в устье реки на нерест и т.д. и морских млекопитающих (нерп и др.): отпугивание от ставного невода, вытеснение из устья реки и т.д.
Приведены результаты комплексного использования информационных сигналов (звуки естественных хищников), энергетических сигналов (болевое воздействие на плавательный пузырь), высокоградиентных (с резким изменением уровня и частоты) сигналов (болевое воздействие на внутренние органы) и биорезонансных сигналов (болевое воздействие на живые клетки) для избирательного управления поведением конкретных видов рыб и морских млекопитающих на большой дальности.
Уже несколько десятилетий рыбаки пытаются решить главную задачу рыболовства - приманить в зону облова как можно больше крупной рыбы и одновременно вытеснить из этой зоны морских млекопитающих (ММ) - от ластоногих до кита-кашалота [2-10]. При этом традиционный подход [8-10] в акустическом управлении поведением рыб и ММ базируется на применение в области максимальной акустической чувствительности рыб (диапазон частот от 20-50 Гц до 1-3 кГц) и ММ (диапазон частот от 20-50 Гц до 100-300 кГц) информационных (звуки хищников) и энергетических (вызывающих болевое воздействие на органы слуха) сигналов, а также комбинации этих сигналов.
Известно [8-10], что органами слуха у рыб являются: боковая линия (единицы Гц - десятки Гц); плавательный пузырь (десятки Гц - сотни Гц) и внутреннее ухо (сотни Гц - единицы кГц). При этом боковая линия, служит для восприятия колебаний, возникающих, например, в результате гидродинамических вихрей, течений и др. Плавательный пузырь участвует в работе органа слуха, выполняя роль резонатора. При этом он соединяется с внутренним ухом либо непосредственно, либо с помощью Веберова аппарата. Внутреннее ухо представлено перепончатым лабиринтом, расположенным в слуховых капсулах задней части черепа и отвечающим за восприятие более высокочастотных сигналов.
На рис. 1 иллюстрируется внутренние органы рыбы с плавательным пузырем.

Рис. 1. Основные внутренние органы рыбы с плавательным пузырем
Как видно из рис. 1, плавательный пузырь - объект нашего внимания (с точки зре-ния эффективного - на большой дальности и избирательного - по видовому составу и размерному ряду, управления поведением рыб) занимает существенный объем в теле рыбы и имеет (для данного вида рыб) цилиндрическую форму.
Однако рыбы не только реагируют на звуки, но и сами издают их с помощью плавательного пузыря, грудных плавников и челюстных зубов [8-10]. Отметим, что по происхождению сигналы рыб подразделены на две группы: излучаемые при помощи специальных органов и возникающие произвольно, в ходе поведенческих реакций. Для обнаружения объектов питания используют тонально-модулированные сигналы, которые излучаются в процессе их перемещения (за счёт преобразования части кинетической энергии относительного движения в акустическое излучение). При этом звуковые сигналы возникают при стравливании в толщу воды струек газа за счёт сжатия стенок плавательного пузыря при вертикальных миграциях этих видов рыб.
На рис. 2, в виде обобщенных гистограмм белого и черного цветов, иллюстрируется спектры сигналов, издаваемых горбуши (меньшая по размерам рыба) и кеты (большая по размерам рыба), соответственно [8].

Рис. 2. Гистограммы сигналов, издаваемых лососевыми рыбами
Как видно из рис. 2, наиболее характерные "энергонесущие" сигналы находятся в диапазонах частот: 250-500 Гц (длина волны от 6 м до 3 м) - для кеты; 600-850 Гц (длина волны от 2,5 м до 1,8 м) - для горбуши, что соответствует (исходя из измерений геометрических размеров и расчетов) резонансным частотам их плавательных пузырей.
На рис. 3, для примера, иллюстрируется аудиограммы акустической чувствительности некоторых дальневосточных рыб: камбаловых (палтус и др.) и сельдевых (минтай и др.), а также некоторых видов морских млекопитающих: дельфина и др., звуки которых используются нами в качестве сигналов информационного характера.
Как видно из рис. 3, камбаловые виды рыб (отличающиеся большими размерами и специфической формой тела - плоские) имеют максимальную акустическую чувствительность в относительно узкополосном и низкочастотном (~20-200 Гц) диапазоне частот, в то время как сельдевые (более меньшие по размеру) - в более широкополосном и высокочастотном (~30-1300 Гц) диапазоне частот.

Рис. 3. Аудиограммы акустической чувствительности некоторых видов рыб и морских млекопитающих
Ни для кого не секрет, что выживание в любой среде зависит от способности организма воспринимать и доводить полученную извне информацию до своих чувств. Рыбы и ММ имеют многие из тех же самых чувств, которые имеем и человек: они могут видеть, слышать, обонять, ощущать касание, чувствовать, а также имеют вкусовые чувства.
Однако, несмотря на длительную историю поиска и разработки акустических средств управления поведением рыб и ММ, положительные результаты пока получены только по крупноразмерным половозрелым рыбам. Эти результаты более или менее успешно используются в промышленном рыболовстве. Вместе с тем, для управления поведением ММ и молоди рыб эффективных акустических средств воздействия до сих пор не найдено. Основными причинами это являются:
- "привыкание" рыб и ММ к информационным и энергетическим сигналам;
- сложность создания даже направленного (десятки градусов), не говоря уже о высоконаправленном (единицы градусов), излучении информационных и энергетических сигналов, из-за существенных (единицы метров) их длинах волн;
- сложность в обеспечении заданной интенсивности излучении информационных и энергетических сигналов в условиях малогабаритного подвижного носителя (типа разборный катамаран и т.д.), из-за ограниченных объемов помещения для электронного оборудования, влияния акустической кавитации в приповерхностном (насыщенном пузырьками воздуха) слое воды и др.
На наш взгляд, наиболее перспективным направлением (с точки зрения критерия "эффективность-стоимость-экологический риск) в решении проблемы управления поведением ММ и рыб является [6,7]:
- использование резонансных свойств плавательных пузырей рыб, а также легких и желудка ММ, вызывающих сильные болевые ощущения даже при относительно слабой интенсивности зондирующих акустических сигналов, что позволяет в несколько раз увеличить дальность гидроакустического управления поведенческими характеристиками заданных видов рыб и ММ;
- использование разработанных нами "высокоградиентных" - с резким изменением частоты и/или интенсивности широкополосных (от 1 кГц до 20 кГц и выше) и "биорезонансных" - с высокочастотными (единицы-десятки кГц) несущими и инфразвуковыми (6-7 Гц) модулирующими частотами, лежащих выше верхней границы максимальной акус-тической чувствительности рыб, но позволяющих обеспечить опосредованное воздействие на рыб и ММ с высокой (единицы градусов) направленностью излучения при размещение гидроакустических излучателей на маломерном плавсредстве (катамаране);
- излучение "высокоградиентных" и "биорезонансных" сигналов осуществляют, как под водой, так и в приводном слое воздуха - для болевого воздействия на легкие ММ при их дыхании на поверхности воды;
- комбинированное использование разработанных нами акустических методов управления поведением ММ и рыб с другими методами: вибрационными, световыми и др.
Для начала рассмотрим возможность использования резонансных частот плавательного пузыря рыб или легких ММ для дальнего и избирательного акустического управления их поведением. При этом напомним, что уравнение для собственной частоты воздушного пузырька малого радиуса имеет вид [1]:
где: α и β - поправки, учитывающие неадиабатичность пульсаций газа и поверхностное натяжение пузыря.
При этом формула, наиболее часто применяемая на практике, имеет вид:
Поскольку форма плавательных пузырей рыб представляет собой вытянутый эллипсоид, то при расчетах их заменяют эквивалентной сферой того же объема с радиусом:
где: VЭ - эквивалентный объем плавательного пузыря, определяемый как:
где: а и в - полуоси эллипсоида плавательного пузыря.
Специалисты также предлагают более корректно учитывать поверхностное натяжение β, заменив его сомножителем, учитывающим сдвиговую упругость тканей, окружающих плавательный пузырь. В результате получают окончательное выражение:
где: t - толщина ткани (0,2 Rэ), μ - модуль сдвига оболочки, Pn - эффективное давление плавательного пузыря.
После получения статистического материала по размерам плавательных пузырей рыб различного видового и размерного состава, дальневосточными специалистами [8] рассчитаны резонансные частоты плавательных пузырей некоторых промысловых рыб. В частности, кета: fp=120-180 Гц, горбуша: fp= 50-320 Гц, сельдь: fp=350-420 Гц и сардина: fp=450-510 Гц. При этом границы вычисленных значений соответствуют максимальным и минимальным размерам плавательных пузырей.
На рис. 4 иллюстрируется ставной невод, установленный недалеко от устья реки.
Рис. 4. Ставной невод, установленный в устье реки
На рис. 5-7 иллюстрируются: функциональная схема передвижного комплекса на базе морского катамарана (рис. 5), предназначенного для гидроакустического управления поведением рыб и ММ вблизи ставного невода; внешний вид электронного оборудования (рис. 6); внешний вид ненаправленного (рис. 7А) и направленного (рис. 7Б) гидроакустических подводных) излучателей, а также направленных акустических (воздушных) излучателей (рис. 7В) различных диапазонов частот.
Как видно из рис. 5, на внешних бортам катамарана установлены направленные гидроакустические (подводные) и акустические (надводные) излучатели, а между его корпусами (отдельными лодками - при сборном варианте катамарана) - ненаправленный гидроакустический излучатель и механический вибратор. При этом: каждая часть морского катамарана оснащена своим подвесным мотором с топливным баком; на вспомогательной части катамарана (технической лодке) под брезентом размещен дизель-генератор и высокоемкостной аккумулятор; на основной части катамарана (аппаратной лодке) в специальном контейнере размещены электронные приборы.
Рис. 7. Внешний вид гидроакустических и акустических излучателей
Как видно из рис. 6 и рис. 7 электронное и акустическое оборудование, установленное на морском катамаране, имеет незначительные габариты, а его отельные модули могут перемещаться одним человеком, а электрическое питание электронного оборудования обеспечивается посредством малогабаритного (5 кВт) дизельгенератора, или аккумулятора на 24В. При этом стоимость комплекта оборудования в составе: двух направленных и одного ненаправленного гидроакустических излучателей, двух направленных акустических излучателей, двух двухканальных усилителей мощности - для гидроакустических и акустических излучателей, одного дизельгенератора (5 кВт) и двух автомобильных аккумуляторов (емкостью более 200 АЧ) составляет около 2 млн. руб.
Сформулируем некоторые рекомендации для использования передвижного комплекса на базе морского катамарана для управления поведением рыб (лосося) и ММ (нерпы) вблизи ставного невода.
На первом этапе морской катамаран отходит от крыла невода в сторону моря, разворачивается, на нем запускают дизель-генератор и включают электронное оборудование. Затем морской катамаран начинает медленное (позволяющее рыбам двигаться на своих типовых скоростях), зигзагообразное (для охвата большей части морской акватории) перемещение уменьшающимися по длине галсами (для концентрации рыбы в зоне облова данного ставного невода) в сторону берега с одновременным излучением по специальной программе (исключающей привыкание рыб к тем или иным сигналам) гидроакустических сигналов: информационных (сигналы нерпы, воздействующих на нервную систему рыб), энергетических (резонансно воздействующих на плавательный пузырь рыб), высокоградиентных (с резким изменением частоты или уровня, и воздействующих на внутренние органы рыб) и биорезонансных (воздействующих на живые клетки рыб). В результате рыба стараются быстрее покинуть "мористую" часть водной акватории и переместиться в акустически более комфортную область - "прибрежную" часть водной акватории. В дальнейшем рыба прижимается к крылу невода и облавливается стандартным образом.
На втором этапе морской катамаран находится на стопе в районе садка невода - месте наиболее вероятного появления ММ (нерп). При этом с помощью акустического оборудования, питающегося от высокоемкостного аккумулятора, по специальной про-грамме (исключающей привыкание ММ к тем или иным сигналам) осуществляют излучение гидроакустических сигналов: информационных (сигналы косатки, воздействующих на нервную систему нерп), энергетических (резонансно воздействующих на их легкие), высокоградиентных (с резким изменением частоты или уровня, и воздействующих на внутренние органы нерп) и биорезонансных (воздействующих на живые клетки нерп). В результате одиночные нерпы ("разведчики") стараются быстрее покинуть данную часть акватории и переместиться в акустически более комфортную область.
На третьем (в случае заблаговременного захода ММ в садок) этапе морской катамаран движется по внешней границе одной части садка невода, давая ММ возможность уйти через другую часть. При этом с помощью акустического оборудования, питающегося от дизельгенератора, осуществляют одновременное излучение на предельной акустической мощности информационных, энергетических, высокоградиентных и биорезонансных сигналов. В результате скопление нерп стараются быстрее покинуть данную часть акватории и переместиться в акустически более комфортную область. В случае необходимости возможно одновременное воздействие на ММ вибрационных, световых и электрических раздражителей.
Изделие "АИСТ" (Акустический Имитатор Сигналов Тревог) в различных его модификациях использовалось: в 1994-1997 гг. в бухте Витязь, Японское море - для решения прикладных задач ВМФ России; в 1999-2004 гг. на рыбопромысловых судах Дальнего востока - для гидроакустического вытеснения морских млекопитающих (косаток) от выбираемых судном орудий лова (сети, яруса) с рыбой; в 2002-2008 гг. на Камчатке - для гидроакустического вытеснения морских млекопитающих (нерп) от ставных неводов с рыбой; в 2002-2008 гг. - в Южной Корее и в 2008-2012 гг. во Вьетнаме - для принудительного перемещения рыб из одной части водоема в другую.

Литература:

1. Акустика океана / Под ред. Л.М. Бреховских.- М.: Наука, 1974, 692с.
2. Бахарев С.А., Карасев А.В., Поленюк В.В. Мобильная акустическая система для контроля местоположения объектов промысла на континентальном шельфе.- Научные труды Дальрыбвтуза, ГК по рыб-ву, Вл-к, Вып. 11, 1999, с. 11-19.
3. Бахарев С.А., Поленюк В.В., Пуленец М.Л. Об одном способе повышения эффективности промысла морских биологических объектов.- Научные труды Дальрыбвтуза, Вл-к, Вып. 11, 1999, с. 32-44.
4. Бахарев С.А., Карасев А.В., Карасев В.В. Основы промысловой гидроакустики.- Учебное пособие.- Вл-к: Дальрыбвтуз, 2000, 68с.
5. Бахарев С.А., Карасев В.В. Использование методов и средств нелинейной гидроакустики в рыбопоисковой технике.- Учебное пособие.- Вл-к: Дальрыбвтуз, 2001, 104 с.
6. Бахарев С.А., Рогожников А.В. Перспективы развития гидроакустических средств гражданского назначения, в том числе с использованием методов нелинейной акустики.- Труды Всероссийской конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики".- С-Петербург, 2012, с. 30-33.
7. Бахарев С.А. Акустика в промышленном рыболовстве.- Германия., Изд-во "LAP LAMBERT Academic Publishing", 2012, 305 с.
8. Кузнецов Ю.А. Обоснование и разработка методов и средств промысловой биоакустики.- Монография.- Вл-к: Изд-во ДВГУ, 2004, 464 с.
9. Протасов В.Р., Поддубный А.Г., Пятницкий и др. Способ отпугивания рыб.- А.С. СССР, № 454878, 1974.
10. Трусканов М.Д., Ионкин Н.Н., Кондратьев В.И. Применение звуковых полей в рыболовстве на внутренних водоемах // Рыбное хозяйство.- М., №11, 1977, с. 65-66.
Д.т.н., профессор Бахарев С.А.

Рыба Камчатского края


Понравилось? Поделись!
   



Эту новость просмотрели 526
 

Комментатор: (Мск)

Добавить комментарий
Автор (Ник)
Комментарий


* Для комментирования, пожалуйста, авторизуйтесь
Зарегистрироваться
предыдущаяследующая назад
 

ИА "Тихоокеанский вестник"
« 2013 г. »
« июль »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31        


.: Сегодня: 5.03.2024 :.
.: Регионы :.
+Эксклюзив
+Камчатский край
+Дальний Восток и Сибирь
+Россия
+Мировые новости
.: Реклама :.



     вверх