CC BY
172
УДК 639.2
В.И. Семененко, С.В. Жигульская, Д.А. Пец
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,
690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б
ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ УЛОВИСТОСТИ ТРАЛОВ
Рассматривается возможность повышения производительности тралового промысла с помощью применения физических полей. В частности, используются импульсные источники света и оптомоторные реакции для дезориентации рыбы, с целью предотвращения ее выхода из трала.
Ключевые слова: физические поля, импульсный свет, оптомоторная реакция,
дезориентация, химические поля, акустические поля, электрические поля, светотрал, «кампфузор».
V.I. Semenenko, S.V. Zhigul’skaya, D.A. Pets POSSIBLE WAYS TO INCREASE PRODUCTIVITY TRAWLING
In article considered the possibility of increasing productivity trawling, through the use of physical fields. In particular, using pulsed light sources and optomotorn reaction to disorient the fish, to prevent its withdrawal from the trawl.
Key words: physical fields, pulsed light, optomotorn reaction, disorientation, chemical fields, acoustic fields, electric fields, lighttrawl, «kampfuzor».
При траловом промысле рыба взаимодействует с разнообразными физическими полями, влияющими на ее поведение.
Проанализируем известные методы воздействия на поведение рыб.
1. Возможность воздействия на органы обоняния, вкуса и осязания
Значение запахов в жизни рыб велико и многообразно. Химические раздражители не теряют эффективности в течение продолжительного времени после их выделения в водную среду. Высокая чувствительность обонятельных рецепторов морских животных, позволяющая воспринимать чрезвычайно малые концентрации химических веществ, обуславливает большой ареал действия запахов.
В промышленном рыболовстве химические поля, которые доктор технических наук, профессор В.Н. Мельников называет «полями плотности массы», применяются в целях концентрации и направления объекта лова в залавливающие устройства.
Предпринимались попытки применения химических полей при траловом промысле. В том числе опробовалось применение наркотизирующих средств и углекислого газа, которые выпускались в мотенной части в процессе траления с целью снижения двигательной активности рыбы. Положительных результатов не получено. Было отмечено, что «применение полей растворенных и взвешенных веществ малоэффективно из-за больших затрат энергии и массы, а также трудности образования поля нужных размеров, формы и структуры».
Вкусовая чувствительность не тождественна обонятельной чувствительности у рыб. По мнению ряда исследователей, вкусовые рецепторы рыб выполняют функции поиска пищи в ближней зоне. В целях промышленного рыболовства они могут использоваться для привлечения объекта лова к пищевой приманке, например, при промысле ловушками. Использование их в активных орудиях лова, и особенно в тралах, маловероятно.
Органы осязания расположены на коже и на боковой линии рыбы. Эти рецепторы воспринимают непосредственный контакт с посторонним предметом, а также вибрации и турбулентные потоки воды. Возможность создания искусственных физических полей для воздействия на эти органы чувств отмечается многими исследователями [1].
Однако, как показали подводные наблюдения за поведением рыбы в трале [2, 3], она слабо реагирует на турбулентные потоки, находясь в мотенной части трала. Рыба может вплотную подходить к сетному полотну, выходить сквозь крупноячейную дель и возвращаться обратно внутрь трала. Рыба быстро адаптируется к низкочастотным излучениям. Исходя из этого, создавать искусственные поля воздействия на органы осязания и боковой линии для повышения производительности тралов малоперспективно.
2. Способы воздействия на органы слуха
Звуковые волны, в отличие от других физических полей, распространяются в водной среде на очень большие расстояния. Такая особенность гидроакустических волн предопределяет их важную роль в жизни водных организмов.
Характер реакций различных рыб на искусственные акустические поля имеет много общего. Структура реакций строится по схеме: в начальный момент воздействия наблюдается изменение двигательной активности (рефлекс ориентации), после чего пищевая или оборонительная реакция. При дальнейшем воздействии данного звукового раздражителя рыбы адаптируются к нему, и реакция затормаживается, а затем прекращается.
Реакции рыб на акустические биосигналы более стабильны, направлены и избирательны, чем на звуки технического происхождения. Однако если акустическое поле практически не подтверждается сигнально-полезным значением, то рыба быстро адаптируется к нему.
При работе траловой системы рыба активно реагирует на акустические поля с дальних зон, в то время как вблизи излучателей звуков она быстро адаптируется. Ваера, траловые доски, кабели и крылья трала влияют на рыбу как концентраторы.
При заходе рыбы в мотенную часть трала и переориентации по ходу его движения реакция на звуковое излучение канатов и сетного полотна практически исчезает. Некоторые рыбы свободно выходят сквозь сетное полотно из трала и возвращаются обратно [2].
Применение акустических полей при траловом промысле наиболее эффективно для уплотнения косяка перед тралом и направления его в зону входного устья трала. Воздействовать звуком на рыбу, вошедшую в мотенную часть трала, малоперспективно.
3. Способы воздействия электрическими полями
Высокая электропроводность воды и особенно соленой морской воды предопределила способность рыб не только воспринимать и ориентироваться в электрическом поле, но и генерировать электрополя различных параметров в целях самообороны, нападения, ориентации и взаимного общения.
Электрические поля оказывают на рыбу безусловное действие и способны выполнять все управляющие функции.
Большинство работ, направленных на повышение производительности орудий лова, основано на применении высокоинтенсивных электрических полей постоянного, переменного и импульсного токов.
Отмечаются различные стадии реакции рыбы на электрические поля в зависимости от их свойств и параметров.
В полях постоянного тока это вначале ориентировочная двигательная реакция, при увеличении напряженности поля наступает оборонительная реакция (рыба сильно возбуждается и пытается выйти из зоны действия электрического поля), последующее усиление поля ведет к анодной реакции (безусловное движение к аноду), затем к наркотизации и к гибели рыбы.
При действии переменного и импульсного тока первые две стадии примерно те же, что и при действии постоянного тока. При увеличении напряженности электрического поля рыба стремится занять положение поперек линий тока (зоны меньшего воздействия на мускульную систему рыбы), а при дальнейшем увеличении напряженности наступает электрошок. В полях импульсного тока поведение рыбы более разнообразно и зависит от амплитуды, формы, частоты и продолжительности импульсов.
Следует признать, что наибольшие успехи в управлении рыбой с помощью электрического тока были достигнуты в пресных водоёмах, так как пресная вода, обладая сравнительно слабой электропроводностью, позволяет создавать электрополя с высокой напряженностью с меньшими энергетическими затратами.
Суммируя известные способы применения электротока для управления рыбой в трале, следует признать, что они экономически будут оправданы в пресных водоёмах. Для работы в морской воде электрооборудование тралов громоздко, требует больших энергетических затрат. Несмотря на возможность значительного повышения уловистости тралов, применение электрооборудования будет сдерживаться его высокой стоимостью, требованием специального обслуживания и повышенных мер безопасности труда.
4. Способы воздействия на органы зрения
Зрение у большинства рыб, как и у большинства других животных, является важнейшим чувством, при помощи которого они ориентируются в окружающей среде и общаются между собой.
Особую роль в рыболовстве занимает промысел с помощью искусственного света. При этом различают положительные и отрицательные реакции рыбы на свет. При положительной реакции рыба привлекается к источнику света или концентрируется в зоне определенной освещенности. При отрицательной - уходит от источника света или из зоны высокой освещенности. Оба вида реакций могут использоваться в промышленном рыболовстве.
Информация об опытах по определению реакции рыб на импульсные источники света различных характеристик в литературе встречается с 1950-х гг.
Результаты экспериментальных работ с воздействием на рыбу импульсным светом и использования его при траловом промысле показывают перспективность управления поведением рыбы в трале в целях повышения его производительности. В отличие от электротралов световое оборудование во много раз компактнее, менее энергоёмко и абсолютно безопасно в эксплуатации. Свет экологически безвреден.
Из анализа вышеприведенных способов воздействия на поведение рыбы физическими полями можно построить модель взаимодействия рыбы с тралом и предложить наиболее эффективные способы повышения производительности тралов с применением физических полей.
5. Модель взаимодействия рыбы с тралом и судном
Наиболее достоверно выявить характер поведения рыбы при её облове тралом позволили натурные наблюдения из подводных аппаратов различных типов и с помощью гидроакустической техники.
В совокупности результаты подводных [4, 5, 2, 3] и гидроакустических [6] наблюдений позволили довольно достоверно представить процесс лова рыбы тралами. Его можно разбить на несколько последовательных этапов.
Первый этап - обнаружение рыбопоисковой аппаратурой косяка или скопления косяков рыбы, определение курса траления, выход судна в точку постановки трала, постановка трала и вывод на предполагаемую глубину лова, выход судна на косяк рыбы и проход над ним (рис. 1). При этом косяк под воздействием шумового поля судна обычно немного заглубляется [7, 8].
Второй этап - попадание косяка рыбы в зону действия траловых досок и кабелей (рис.
Третий этап - встреча рыбы с входным устьем трала (рис. 3).
v£lJ
Рис. 1. Первый этап взаимодействия рыбы с тралом и судном Fig. 1. First stage of interaction fish with trawl and with vessel
Рис. 2. Второй этап взаимодействия рыбы с тралом и судном Fig. 2. Second stage of interaction fish with trawl and with vessel
Рис. 3. Третий этап взаимодействия рыбы с тралом и судном Fig. 3. Third stage of interaction fish with trawl and with vessel Четвертый этап - формирование улова (рис. 4). В зависимости от скорости траления и энергетических возможностей рыба сразу попадает в траловый мешок, если её скоростные возможности ниже скорости трала, или попадает в траловый мешок, не выдерживая
длительного движения со скоростью трала, т.е. в результате усталости. Из тралового мешка, по данным подводных наблюдений, рыба выходит крайне редко, так как там создаются вихревые потоки воды, а плотность скопления рыбы такова, что не позволяет ей развить необходимую скорость для выхода из тралового мешка. Перед выборкой трала, когда скорость буксировки значительно падает, рыба, находящаяся в мотенной части трала, обычно покидает его через крупную ячею или через устье трала.
Рис. 4. Четвертый этап взаимодействия рыбы с тралом и судном Fig. 4. Fourth stage of interaction fish with trawl and with vessel
Таким образом, в процессе траления на поведение рыбы влияют акустические поля судна, траловой оснастки и дели, турбулентные потоки, создаваемые траловой оснасткой и делью трала, зрительное восприятие рыбой элементов трала. Можно также с достаточной достоверностью утверждать, что во всем этом процессе присутствуют слабые электрические поля, излучаемые рыбой для внешней ориентации, и электрополя, излучаемые траловой системой.
Первоначальное зрительное восприятие рыбой траловой системы также играет роль направления рыбы внутрь трала. В дальнейшем, когда рыба вступает в оптомоторную реакцию с сетным полотном, зрительная реакция играет отрицательную роль, затрудняя прохождения рыбы в траловый мешок, что снижает производительность трала.
Определяется одна из задач повышения производительности трала - прервать оптомоторную реакцию рыбы или направить эту реакцию внутрь трала. Эта задача может решаться как методом силового воздействия на поведение рыбы, т.е. временная наркотизация, дезориентация и умерщвление рыбы, так и методами биофизического воздействия на её органы чувств.
Таким образом, воздействие на органы обоняния, вкуса и осязания не имеет перспектив при траловом промысле. Применение искусственных источников звука и низкочастотных колебаний может повысить эффективность тралового промысла при их использовании до захода рыбы в мотенную часть трала. Применение электротока будет высокоэффективно при работе в пресных водоемах.
Одним из путей повышения производительности промысла рыбы является дезориентация рыб искусственным светом и переориентация оптомоторной реакции рыб внутрь трала, так как наиболее важным органом ориентации многих рыб является зрение.
6. Методы повышения производительности трала
Для реализации этих методов предлагается использование светотрала (рис. 5) и оптомоторного трала (рис. 6). Первый из них на промысловых испытаниях подтвердил возможность повышения уловистости трала на 25-30 % при лове скумбрии, ставриды и иваси и на 80-100 % - при лове минтая. Второй требует технической доводки.
Рис. 5. Схема трала со световым оборудованием: 1 - траловый мешок; 2 - прибор контроля (устанавливается только при первичной настройке); 3 - импульсный светильник;
4 - траловый зонд; 5 - судно; 6 - параван тралового зонда; 7 - передатчик сигналов управления импульсным светильником; 8 - блок дистанционного управления Fig. 5. Sheme of trawl with light equipment: 1 - trawler bag; 2 - control device (installed only when the initial configuration); 3 - pulsed light; 4 - trawler probe; 5 - ship; 6 - otter trawl probe; 7 - the transmitter control signals pulsed light; 8 - the remote control unit
Рис. б. Схематичное изображение оптомоторного трала Fig.6. Shematic image of optomotorn trawl Как уже отмечалось, многие рыбы способны длительное время двигаться вместе с современными тралами, скорость буксировки которых не превышает 5 уз. Повышение этой скорости до б уз и более позволяет свободно облавливать косяки даже таких скоростных рыб, как скумбрия и ставрида. Это доказано работой супертраулеров в ЮЗТО и в ЮВТО.
Для судов, не имеющих возможности буксировать трал с такими скоростями, нами предлагается применить гидродинамическую вставку, получившую патент на изобретение - авторы В.И. Семененко и В.В. Чернецов.
Техническое решение этого предложения состоит в том, что с помощью гидродинамической вставки, сужающей поток воды, который называется «кампфузор», появляется возможность значительного увеличения скорости потока воды на определенном участке мотенной части трала. Если такой «кампфузор» установить перед зоной критического уплотнения рыбы, то объект лова будет как бы втягиваться в траловый мешок, имеющий отцеживающий размер ячеи, и препятствовать его выходу в переднюю часть трала.
«Кампфузор» (рис. 7, 8) выполняется в виде полого усеченного конуса,
изготовленного из водонепроницаемой мягкой ткани, например, из лавсанового полотна, применяемого для изготовления судовых парусов. Входная образующая часть «кампфузора» имеет отверстия по всему её периметру, через которые «кампфузор» крепится к внутренней стороне мотни, например, веревкой или капроновым шнуром.
Рис. 7. Схема установки «кампфузора» в трале: 1 - мотенная часть трала; 2 - предкутковая часть трала; З - «кампфузор»
Fig. 7. Installation of «kampfuzor» in trawl:
1 - moten of the trawl: 2 - predkutkovaya part of a trawl; 3 - «kampfuzor»
Рис. 8. Вид на «кампфузор» по А - А Fig. S. View of «kampfuzor» on A - A
Таким образом, на этом участке мотеннной части трала при определенном соотношении входной и выходной площадей «кампфузора» можно создать скорость потока воды, которая может превышать естественную критическую (бросковую) скорость движения гидробионтов (крупных рыб, кальмаров и др.), позволит направить их в сторону тралового мешка.
Высокая скорость будет препятствовать выходу ловимого объекта из трала и тем самым снизит потери улова.
Организовать изготовление «кампфузоров» можно практически на любой фабрике орудий лова.
Итак, мы можем сделать вывод, что наиболее перспективным является метод влияния на поведение рыбы с использованием импульсных источников света, а для повышения производительности тралов - использование гидродинамической вставки «кампфузор».
Список литературы
1. Протасов В.Р. Поведение рыб // Механизмы ориентации рыб и их использование в рыболовстве [Текст] / В.Р. Протасов. - М.: Пищ. пром-сть, 1978. -265 с.
2. Коротков В.К. Реакция рыб на трал, технология их лова [Текст] / В.К. Коротков. - Калининград, 1998. - 397 с.
3. Максимов Ю.М. Характерные особенности защитного поведения пелагических рыб Мексиканского залива в зоне облова донного трала [Текст] / Ю.М. Максимов // Вопр. ихтиологии. - 1976. - Т. 1б. - Вып. 3 (98). - С. 532-540.
4. Выскребенцев Б.В. Подводные наблюдения в зоне работы орудий лова [Текст] / Б.В. Выскребенцев, М.П.Аронов // Рыб. хоз-во. - 1970. - № 2. - С. 21-22.
5. Коротков В.К. О поведении рыбы в трале [Текст] / В.К. Коротков // Рыб. хоз-во. - 1969. - № 7. - С. 23-24.
6. Семененко В.И. Применение импульсного света на траловом промысле [Текст] / В.И. Семененко // Поведение рыб в связи с техникой рыболовства и организацией марикультур: Материалы Всесоюз. конф. - Клайпеда, 1980. - Т. 2. -С. 52-53.
7. Кузнецов Ю.А. К вопросу о влиянии шумов промыслового судна на поведение тунцов [Текст] / Ю.А. Кузнецов, В.С. Китлицкий // Промышленное рыболовство. - Владивосток, 1975. - Вып. 5. - С. 74-80.
8. Семененко В.И. Ярусный и дрифтерный лов кальмаров в открытом океане //
Промысловый флот и промышленное рыболовство [Текст] / В.И. Семененко, В.М. Полутов, Б.М. Колотовкин, С.А. Кульнев, Г.И. Лука / Тр. VI науч.-техн. конф. по развитию флота рыбной промышленности соц. стран. - Л.: Судостроение, 1987. -Т. 2. -
С. 214-227.
Сведения об авторах: Семененко Валентин Иванович, кандидат технических наук, доцент;
Жигульская Светлана Витальевна, студентка, e-mail: orbitalka@inbox.ru;
Пец Дарья Аркадьевна, студентка, e-mail: pez_dasha@mail.ru.
