Обоснование параметров ячеи дрифтерных сетей с учетом экстерьера лососей Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 639.2.081.16

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЯЧЕИ ДРИФТЕРНЫХ СЕТЕЙ С УЧЕТОМ ЭКСТЕРЬЕРА ЛОСОСЕЙ В.И. Сеславинский; В.Н. Аверков, ТИНРО-Центр, Управление рыбного хозяйства Приморского края, Владивосток

На основании материалов, полученных в экспериментальных рейсах, представлены биометрические характеристики горбуши, кеты и нерки (длина по АС; высота и толщина тела лососей и их соотношения). Определены коэффициенты посадки и размер ячеи сетного полотна для промысла исследуемых объектов.

Эффективность промысла жаберными сетями зависит от соответствия параметров сетного полотна биометрическим показателям объекта лова. К техническим характеристикам сетей относятся форма ячеи, отношение d/a и натяжения ниток. Биометрия рыб характеризуется формой поперечного сечения, углом конусности от рыла до спинного плавника, обхватом в районе жаберных крышек и в максимальном сечении. Процесс прохождения рыбы через ячею, а затем и ее захват зависит от усилия, развиваемого рыбой при попытке освободиться из сетей.

При захвате сетным полотном рыба до некоторого сечения ОО1 свободно проходит в ячею (рис. 1). Дальнейшее ее прохождение сопровождается смятием внешних покровов рыбы. Величина смятия зависит от упругости тела рыбы, ее массы и скорости движения.

Так как

ОС = ОА/sin у,

i но чем меньше угол у, тем больше надвинется ячея на тело рыбы. Угол у определяется конусностью передней части рыбы и находится из выражения

у = агйд (С2 - С1) / Е,

где Ci и С2 - обхваты в сечениях ОО1 и ДД1.

Уловистость сетей зависит от натяжения нитей и соответствия коэффициента посадки ячеи экстерьеру рыбы (Баранов, 1969). Экспериментальными работами установлено, что большей уловистостью обладают сети с посадочным коэффициентом 0,4-0,5 (Толмачев, 1981). Натяжение ниток в сетном полотне определяется

Рис. 1. Взаимодействие сил при прохождении рыбы сквозь ячею (по Толмачеву, 1981)

разностью между плавучестью и загрузкой подбор, а также гидродинамическим сопротивлением сетного полотна, прикрепленного к грунту. В практике рыболовства принимают, что натяжение ниток до 40 г не влияет на характер объячейки рыбы (Баранов, 1914). При работе дрифтерными сетями, движущимися совместно с потоком воды, можно не учитывать натяжение нитей под действием гидродинамического сопротивления.

Форма тела по длине лососей изменяется и характеризуется углом конусности по высоте и толщине тела. Конусность тела нерки, кеты и горбуши рассчитывали, делая шесть сечений, характерных при захвате рыбы сетным полотном и измеряя высоту, и ширину тела в этих сечениях, и расстояние между ними (рис. 2):

- сечение I- на расстоянии от рыла рыбы Ц= -2/2;

- сечение М-М за жаберными крышками на расстоянии от рыла 1-2. Угол конусности по высоте тела определяем как гЬ = аг^д (Н2 - Н1) /

2 (-2 - -1), а угол конусности по толщине тела гЬ = агйд (В - В) / 2 (-2 - -1);

- сечение Ш-Ш посередине между сечением по жаберным крышкам и максимальным сечением в начале спинного плавника на расстоянии от рыла рыбы -з = (-4 - -2) 2. Углы конусности по высоте и толщине тела определяем по формулам:

гЬ = аг^д (Нз - Н2) / 2 (-з - -2); гЬ = аг^д (Вз - 62) / 2 (-з - -2);

- сечение М-М в начале спинного плавника на расстоянии от рыла -4, сечение V-V посередине спинного плавника на расстоянии от рыла -5 = (-6 - -4) / 2 и сечение VI-VI в конце спинного плавника на расстоянии от рыла -6.

Рис. 2. Схема сечений тела лососей

Разметку сечений делали после легкой заморозки тушек, затем разрезали тушки ножовкой на определенном расстоянии от рыла.

Сечения прикладывали к бумажному листу, на котором подписывали номер сечения и длину отрезанной тушки. Углы конусности в этих сечениях определяли по вышеприведенным формулам с учетом расстояния от рыла до соответствующего сечения.

Пример сечения кеты длиной -о = 490 мм с размерами сечений по длине -,, высотой тела Ь и толщиной Ь, приведен на рис. 3. Пятое и шестое сечения (см. рис. 2) на этом рисунке не представлены, так как в них наблюдается уменьшение размеров тела рыбы по высоте и ширине. В четвертом сечении в связи с отсутствием или малой конусностью туловища рыба удерживается в ячее за счет деформации внешних покровов и врезания нитей ячеи в тело лососей.

Рис. 3. Пример сечения туловища кеты длиной 490 мм

Проталкивание тела в ячею и дальнейшее перемещение ячеи в пятое сечение сопровождается уменьшением сил сжатия ячеи за счет уменьшения размеров сечения и появления отрицательной конусности

3 тела. В этом случае возможно выпадение рыбы из ячеи.

Подобие тел лососей, в частности отношения длины тела от рыла до первого сечения Li ко всей длине тела Lo (Li / Lo) и длины тела от рыла до второго сечения L2 / Lo, соответственно, и в последующих сечениях, позволяет это подобие распространять на близкие виды лососей. Наблюдается подобие размеров и, соответственно, отношений b,■/ hi в аналогичных сечениях по высоте и толщине рыбы: Li / Lo = L / Lo = а = const для кеты, соответственно, Li / Lo = в = const для нерки и Li / Lo = с для горбуши. При близких значениях и равенстве а = в = с можно говорить о подобии биометрических размеров для трех видов лососей (табл. 1).

Конусность передней части туловища исследуемых видов лососей максимальна в районе жаберных крышек или по приведенной

4

классификации в сечении 2. В сечениях 11-111 наблюдается уменьшение конусности туловища (рис. 4). В четвертом сечении углы конусности уменьшаются до минимума, а в пятом и шестом сечениях наблюдается отрицательная конусность тела. Для кеты, нерки и горбуши углы конусности по высоте тела г-\ и толщине г2 отличаются от средних значений незначительно. Для исследуемых видов лососей зависимости г = 1 (- / -о) можно представить в виде углов конусности по высоте тела г1 = 33,54 - 78,48 (- / -о)

с коэффициентом корреляции И = 0,993 и конусность по толщине тела в виде г2 = 12,7 - 33,76 (- / -о) с коэффициентом корреляции И = 0,971.

Таблица 1

Значения отношения Ц / Ц

Номера сечений Отношение - / -о в сечениях

Кета Нерка Горбуша Среднее значение

1 0,08 0,08 0,09 0,08

2 0,18 0,19 0,21 0,19

3 0,31 0,31 0,33 0,32

4 0,43 0,42 0,45 0,43

5 0,48 0,48 0,52 0,49

6 0,55 0,54 0,58 0,56

Рис. 4. Углы конусности передней части туловища лососей в зависимости от сечения

Эффективность промысла жаберными сетями зависит от соответствия посадочных коэффициентов ячеи сетного полотна экстерьеру отлавливаемой рыбы.

Экстерьер рыбы характеризуется высотой Л и толщиной тела Ь, и с учетом этих параметров определяем коэффициент посадки:

Ь

их ~ Г~2---2 '

^/Л +ь

Форма тела лосося изменяется в зависимости от длины рыбы. В удержании тела лосося в ячее участвует передняя часть тела (см. рис. 2). В связи с подобием формы тел лососей отношение нарастающей длины тела и от одного сечения к другому ко всей длине тела -о величина постоянная и / -о = соnst. Между посадочными

коэффициентами и расстоянием между сечениями рыбы имеется степенная зависимость (рис. 5). Для кеты зависимость имеет вид у = 0,24 + 0,17х - 0,32, для нерки

у = 0,35 + 0,054х - 0,7 с коэффициентом корреляции И = 0,921. При настройке сетей для промысла горбуши можно воспользоваться формулой для определения коэффициента посадки в виде у = 0,40 + 0,017х - 1,04 с коэффициентом корреляции И = 0,929.

Отношение I- / Ц

Рис. 5. Зависимость коэффициента посадки ячеи от длины кеты (И = 0,977, у = 0,24 + 0,17х - 0,32).

При специализированном лове, например, горбуши в Приморье, когда наблюдается небольшой прилов кеты, очевидно, посадочный коэффициент и размер ячеи следует выбирать из биометрических размеров доминирующего объекта лова. Посадочный коэффициент сетного полотна принимаем с учетом экстерьера рыбы в максимальном сечении, который для горбуши равен Ц = 0,44, для кеты 0,47, а для нерки 0,45 (табл. 2).

Таблица 2

Коэффициенты посадки в жаберных сетях

Относительная длина (и / и0) Коэффициент посадки ячеи их

Кета Нерка Горбуша Средняя величина

0,1 0,60 0,62 0,59 0,60

0,2 0,52 0,52 0,49 0,51

0,3 0,49 0,48 0,46 0,48

0,4 0,47 0,45 0,44 0,45

0,5 0,45 0,44 0,43 0,44

0,6 0,44 0,43 0,43 0,43

Удержание рыбы ячеей осуществляется в основном от жаберных крышек до максимальной площади сечения, которая находится перед спинным плавником. Размер ячеи определяем из обхвата лососей во втором Сж (обхват в районе жаберных крышек) и четвертом сечениях СМс (обхват в районе максимального сечения). Шаг ячеи в соответствующем сечении определяем из выражения а/ = С / 4. Для кеты шаг ячеи а от длины рыбы и в районе жаберных крышек имеет вид линейной зависимости аж = -34,08 + 0,198 и с коэффициентом корреляции И = 0,984. В максимальном сечении зависимость имеет вид аж = -36,08 +

0,223 и

с коэффициентом корреляции И = 0,996.

Эффективность лова зависит от количества или массы рыбы, вылавливаемой сетным порядком с конкретным размером ячеи за ^ определенное время застоя. На промысле для облова различных размеров применяются сети с одним размером ячеи. Для обоснования оптимального размера ячеи следует знать размерный ряд облавливаемого объекта. Из кривых размерного ряда видно, что в облавливаемом стаде наибольшее количество рыб приходится на размеры в районе модальных значений (рис. 6). Для нерки модальные значения приходятся на длину 52-55 см, которым соответствует шаг ячеи по обхвату за жаберными крышками аж= 68-78 мм, а по максимальному обхвату амс = 80-92 мм. Эти величины получены нами из условия свободного обхвата ячеей тела нерки.

На самом деле нерка движется при миграции или поиске пищи с определенной скоростью V, а при объячейке в сетном полотне и попытке освободиться делает рывки, натягивая ячею на себя, с усилием, пропорциональным массе рыбы. Ячея врезается в кожный

покров рыбы тем сильнее, чем больше масса, скорость движения и меньше упругость тела рыбы. Так как врезание ячеи в тело рыбы происходит всегда в большей или меньшей степени, следует оперировать размером ячеи, рассчитанным из стянутого обхвата.

Экспериментальными работами, проведенными Н.Н. Андреевым (1955), установлены соотношения между свободным и стянутым обхватами для некоторых видов рыб. Уменьшение свободного обхвата за счет деформации кожного покрова составляет для пикши 10 %, клювача - 4 %, воблы - 15 %. Результаты, полученные исследователями при протаскивании тушек рыбы сквозь петлю с усилием

от 2,5 до 10 Н, на наш взгляд, в большей степени характеризуют зависимость деформации от упругости тела. Аналитически величину деформации внешних покровов можно определить из зависимости N = N1 / убЧду, где N1 - усилие развиваемое рыбой

(пропорционально массе рыбы), /3 - угол обхвата тела рыбы петлей, равный 2 я,

у - угол конусности тела рыбы.

7

Рис. 6. Зависимость шага ячеи сетного полотна для лова кеты от ее длины

Нами предлагается вариант определения коэффициента деформации тела лососевых к = Сст/ Ссв в промысловых условиях, где Сст - стянутый обхват, равный периметру ячеи; Ссв - свободный обхват, равный обхвату рыбы по жабрам и в максимальном сечении. Затем стянутый обхват Сст = 4а делили на обхват рыбы в соответствующих сечениях и находили средний коэффициент обхвата в зависимости от размера ячеи. По нашим данным, при увеличении размера ячеи с 48 до 157 мм средний коэффициент деформации для

нерки изменяется от 0,7 до 0,95 (средняя величина к = 0,83), поэтому шаг ячеи следует уменьшать на величину коэффициента деформации.

Представленные в статье материалы по биометрическим характеристикам кеты, нерки и горбуши позволили рассчитать конусность тел, влияющих на величину деформации кожного покрова, найти закономерности изменения посадочных коэффициентов в зависимости от сечения тела, рассчитать размеры ячеи с учетом стянутого обхвата.

Библиографический список

1. Андреев Н.Н. Некоторые вопросы теории лова рыбы жаберными сетями // Тр. ВНИРО. 1955. Т. 30. С. 109-127.

2. Баранов Ф.И. Лов сельди ставными сетями (материалы к познанию русского рыболовства). Петроград, 1914. 49 с.

3. Баранов Ф.И. Техника промышленного рыболовства. М.: Пищ. пром-сть, 1969. 695 с.

4. Толмачев В.И. Рыболовные сетематериалы (исследования и расчет). М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. 184 с.