CC BY
59
УДК 656.052
Е. П. Новожилов, В. Н. Чурунов
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ РЕЧНЫМ ЗАКИДНЫМ НЕВОДНЫМ ЛОВОМ РЫБЫ
Е. Р. Novozhilov, V. N. Churunov
IMPROVEMENT OF MANAGEMENT OF RIVER BEACH SEINE FISHING
Приводится краткий анализ закидного неводного лова, уровня его механизации и управления. С целью повышения эффективности управления ловом предлагаются: математическая модель лова, новые схемы управления процессами лова, средства механизации и автоматизации лова. Описаны возможности использования для этих целей управляющего рыбозаграждающего электрического поля, приборов контроля, поиска рыбы и связи.
Ключевые слова: речной закидной невод, механизация лова, управление процессами лова, невод, механизмы и объекты лова, математическая модель лова, электрорыбозаградитель.
The paper gives a brief analysis of the river beach seine fishing, the level of its mechanization and management. It is offered to use the following: a mathematical model of the gear, new control schemes of gear processes, means of mechanization and automation of the gear in order to improve the efficiency of fishing management. Opportunities of the application of a control fish screen with an electric field; control, fish searching and communication devices, are described for those purposes.
Key words: river beach seine, mechanization of fishing, management of fishing processes, seine, mechanisms and objects of fishing, mathematical model of the gear, fish screen with an electric field.
Речной закидной неводной лов (РЗНЛ) рыбы для внутреннего рыболовства России имеет большое значение. В бассейнах рек Волга, Дон, Кубань, Ока, Кама, Обь, Иртыш, Лена, Енисей, Амур, Хатанга и многих других применяют сотни закидных неводов. Ими вылавливают тысячи тонн ценной рыбы (лососевые, осетровые, сельдевые, карповые, сиговые и др.). Лов ведется как на стационарных, так и на временных участках (тонях). Эти орудия рыболовства могут иметь длину более километра и высоту до 30 м. По сравнению с другими речными орудиями рыболовства они обеспечивают высокие промысловые усилия, и поэтому их уловы за замет доходили до 100 т. Характерной особенностью этого вида лова является высокая степень механизации. Из 13 основных операций лова лишь три не механизированы (табл.). Полностью механизировано 5 операций и частично - тоже 5. Например, бежной урез и крыло невода выбираются лебедкой, а раскладываются на палубу неводника вручную.
Продолжительность операций речного закидного неводного лова и степень его механизации
Операция лова Длительность Занято людей на этой операции Степень Совмещение
операции, мин механизации операций
Переход к месту замета 5-8 2-5 Полностью -
Замет невода 3-10 2-3 - 2; 3
Сплывание невода 0-30 2-3 - 3; 4; 5
Торможение пятного крыла 5-15 1-2 Не механизирована 4; 3; 2
Спуск пятного крыла по тросу 5-10 1 Частично 5; 4
Замет бежного уреза 1-3 2 Полностью 6; 5
Выборка бежного уреза 8-14 2 Частично 7; 5
Выборка бежного крыла 12-20 4 Частично 8; 9
Подтягивание пятного крыла 12-20 2 Полностью 9; 8
Наборка бежного уреза и крыла 20-34 3-5 Частично 10; 7; 8
Тяга (невода) за оба крыла 4-10 10-14 Не механизирована -
Выливка и сортировка улова 2-20 10-14 Не механизирована -
Донаборка невода в неводник 4-6 5-7 Частично -
Итого цикл 39-121 10-14 10 из 13 9 из 13
Невод в процессе движения на акватории рыболовного участка под действием приложенных к нему сил постоянно меняет свою форму как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, и добиться ее оптимальности очень непросто [1].
Как известно, управляет процессами лова на тоне звеньевой (или бригадир). Но в некоторые моменты лова он не в силах осуществлять управление ввиду отсутствия информации и больших расстояний до рыбаков. Так, например, расстояние до пятчика или капитана катера, осуществляющего буксировку самометного неводника, может составлять 500-800 и более метров.
Из-за отсутствия радиосвязи между рыбаками звеньевой не может управлять половиной операций. На отдельных операциях его подменяют другие рыбаки (пятчик, капитан судна, фонарщик, укладчик невода). Управление РЗНЛ складывается в основном из управления объектами лова (рыбами), орудиями лова (неводами), рыболовным флотом тони (катер-метчик, неводники, прорези, лодки), промысловыми механизмами (неводовыборочные лебедки, неводонабо-рочная машина, бесконечная канатная дорога) и рыбаками. В общем случае процесс управления представляет собой упорядочение какой-либо системы в результате передачи и преобразования информации [2]. В рыбохозяйственных системах взаимодействуют гидробионты, водная среда, а также технические средства воздействия на гидробионтов и окружающую среду (орудие лова, механизмы, судно), которые являются подсистемами общей системы лова гидробионтов [3].
Известно несколько систем управления. Наиболее простыми являются разомкнутые системы управления. В них управляющие воздействия задают без учета характеристик и поведения скоплений рыб в зоне действия рыболовных орудий, используя лишь многолетний опыт и интуицию. Этим иногда объясняется низкая эффективность лова. По такому же принципу действует система управления на РЗНЛ. Однако практика показывает, что некоторые параметры гидробионтов и окружающей среды постоянно изменяются, поэтому вместе с ними должны изменяться и параметры невода, промысловых механизмов и процессов лова. С учетом этого система управления должна быть замкнутой. Ввиду того, что в рыболовстве имеют дело с живыми объектами, быстро реагирующими на изменения ситуации, к вопросам эффективного управления процессами лова нужен кибернетический подход [3].
В этой связи целесообразно разработать математическую модель процесса РЗНЛ, учитывающую его особенности и основные параметры. Существует несколько моделей РЗНЛ [4, 5]. Рассмотрим математическую модель В. Н. Мельникова [5]. В ней, в соответствии с методом материального баланса, улов невода за цикл равен:
Qц = (1 -Фі -Фз -Ф4 -Ф5-Фб)(1 -Ф2Х& -62), (1)
где ф1-ф6 - коэффициенты, учитывающие уход рыб под нижнюю подбору до и после замыкания невода, над верхней подборой, в обход пятного и бежного клячей и путем скатывания по течению; Ql - количество рыбы в облавливаемом неводом объеме (при условии, что рыба в реке не перемещается и не уходит из невода), кг; Q2 - количество рыбы, поступающее в облавливаемый неводом объем за цикл лова, кг.
В развернутом виде формула (1) содержит 41 параметр, что, по нашему мнению, не может не отразиться на точности результатов.
В [6] показано, что время лова должно быть оптимальным и невод нужно замыкать в момент равенства количества рыб, заходящих и выходящих с обловленной площади [6]. С учетом времени открытия невода (времени лова) предлагается другая математическая модель РЗНЛ [7]:
Qц = Р Ар • Вт V + V )5[1 - ехр(-а\2)]/ а, (2)
где рн - плотность скопления рыб перед неводом, кг/м3; 5 - коэффициент удерживающей способности замкнутого невода; Иср - средняя глубина на акватории тони, м; Вт - ширина акватории тони, м; Ур - средняя скорость передвижения косяка рыб по акватории тони, м/с; Ус - средняя скорость судна, буксирующего невод за бежной кляч, м/с; ґл - продолжительность облова тоневого участка, с; а - коэффициент, характеризующий скорость ухода рыб из невода, 1/с.
Кроме этого, для эффективного лова следует соблюдать определенные условия. Например, угол подхода к берегу бежного уреза должен быть не более 70 °, а бежного крыла - 90 °.
Тяговые усилия при выборке бежного уреза и крыла невода не должны превышать 7,0-8,0 кН (в зависимости от износа канатов), а пятного уреза - 12,0 кН. Непременным условием является одновременный подход бежного уреза к притонку и пятного кляча к закрепу, т. е.
ґзам. н + ґспл + ґзам. ур ґторм. п + ґспуска.п.
При достаточных уловах на тоне работают одновременно двумя неводами. При этом стараются, чтобы время совмещенных операций было как можно больше, тогда количество заметов и уловов будут больше [8].
П1 = Т /(гц + <0), (3)
п2 = Т - % (ґц - £) = 2«і(ґц - £), (4)
где п1 и п2 - число заметов одним и двумя неводами; Т - длительность смены; ґц - длительность цикла при работе одним неводом; ґц - длительность цикла при работе двумя неводами; ґ” -
длительность совмещенных операций; Р^ и - время простоев (аварии, ожидания) при работе
одним и двумя неводами.
При этом совмещение операций ограничивается тем обстоятельством, что неводник с вторым неводом не должен подойти к неводонаборочной машине раньше, чем она закончит укладку первого невода, а бежной урез второго невода не может быть подан на лебедку, пока она не закончит выбирать рабочую подбору первого невода. Чтобы придать неводу нужную
форму в процессе замета, сплывания и выборки и не дать рыбе выйти под нижнюю подбору или
над верхней, необходимо грамотно управлять судном, промысловыми механизмами и устройствами. С этой целью на лебедках ЛНР установлены: шкала скоростей тяги и механизм плавного изменения скоростей от 8 до 80 м/мин, фиксатор скорости выборки, а также автомат отключения лебедки при превышении допустимой нагрузки [7].
Предлагаемая схема управления РЗНЛ показана на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема системы управления речным закидным неводным ловом:
1 - процесс задержания рыб; 2 - процесс увеличения концентрации рыб; 3 - процесс выгрузки улова; 4 - устройство для замёта невода и бежного уреза; 5 - устройство для спуска пятного крыла;
6 - устройство для выборки бежного уреза; 7 - устройство для выборки бежного крыла;
8 - устройство для укладки невода и уреза; 9 - устройство для подтягивания пятного крыла;
10 - устройство для тяги невода за оба привода; 11 - емкость для улова; 12 - устройство для выгрузки улова; 13 - устройство для донаборки невода в неводник; 14 - устройство для перевоза невода к месту замета; 15 - оператор неводного лова; 16 - устройство контроля и индикации;
17 - устройство ввода и вывода информации; 18 - управляемая вычислительная машина;
19 - датчик концентрации рыбы; 20 - датчик скорости рыбы; 21 - датчик скорости течения;
22 - датчик информации о судах, проходящих по реке; 23 - датчик температуры воды;
24 - датчик уровня воды; 25 - датчик регистрации улова;
26 и 27 - датчики нагрузок на лебедку и пятной урез
Существующие неводовыборочные лебедки и машины не лишены недостатков и морально устарели, а неводонаборочная машина обслуживается большим количеством людей [9]. Анализ неводовыборочных машин, способов и методов выборки закидных неводов [10], а также промысловых механизмов, применяемых при других видах лова, показал, что наиболее перспективным способом выборки речных закидных неводов является их выборка жгутом, а при соответствующей подготовке невода - его выборка и укладка жгутом на сетном барабане.
Исследования в этом направлении были проведены в Каспийском научноисследовательском институте рыбного хозяйства и Касптехрыбцентре, где после постройки и испытаний был создан неводовыборочный комплекс на мотоботе мощностью 90 л. с. Схема выборки невода с такого судна показана на рис. 2. Такая схема лова позволяет механизировать и автоматизировать все операции РЗНЛ (кроме выливки улова). Кроме того, при одинаковых уловах количество людей в звене сокращается вдвое [10]. На таком комплексе всеми операциями управляет звеньевой. Этот комплекс долгое время эксплуатируется в колхозе «Рассвет» Наримановского района Астраханской области. К сожалению, массовому внедрению таких судов помешали финансовые трудности.
Повышению эффективности РЗНЛ может способствовать применение с целью управления поведением рыб различных физических полей или их комбинаций. В настоящее время наиболее освоено применение в воде слабых электрических полей, которые создают эффект концентрирования рыб у электрорыбозаградительного устройства (ЭРЗУ).
Зная поведение рыб во время нерестовой миграции, характер их реакций в электрических полях, электропроводность воды, рассчитывают технические параметры ЭРЗУ, которые позволяют пропускать молодь рыб и задерживать половозрелых особей, сконцентрированных перед ЭРЗУ. Этот способ в настоящее время широко применяется на реках России (рис. 3).
Рис. 3. Способ неводного лова рыбы в реке с применением электрорыбозаградителя:
1 - лодка; 2 - прорезь; 3 - буксирное судно-метчик; 4 - самометный неводник;
5 - закидной невод; 6 - электроды; 7 - электрический кабель; 8 - плавучая электростанция;
9 - канат; 10 - лебедка
С его помощью добиваются удержания в реке больших скоплений рыб разных видов, что дает увеличение уловов в 2-3 раза, повышение производительности труда, упрощение процесса лова [11, 12].
Итак, для повышения эффективности управления на существующих рыболовных участках необходимо прежде всего обеспечить радиосвязь звеньевого с капитаном судна-метчика, пятчи-ком и фонарщиком. Установить на тоне эхолот с горизонтальным трактом поиска рыбы, установить динамометры на пятном урезе и на лебедке, оптимизировать время лова, скорости спуска и выборки невода и время совмещенных операций [13].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Карпенко В. Г., Торбан С. С. Механизация и автоматизация процессов промышленного рыболовства. - М.: АГРОПРОМИЗДАТ, 1990. - 464 с.
2. Основы управления технологическими процессами / С. А. Анисимов, В. И. Дынькин, А. Д. Касавин и др. - М.: Наука, 1978. - 440 с.
3. Мельников В. Н., Мельников А. В. Рыбохозяйственная кибернетика // Основы управления рыбохозяйственными процессами. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 1998. - 309 с.
4. Асланов Г. А., Чурунов В. Н. Некоторые тенденции в разработках неводовыборочных машин закидного лова // сб. ВНИЭРХ, сер. Рыбное хозяйство. Новости зарубежной и отечественной техники промышленного рыболовства. Пакет 2, вып. Н. - М., 1995. - С. 1-29.
5. Мельников В. Н. Качество, надежность и работоспособность орудий промышленного рыболовства. -М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1982. - 246 с.
6. Новожилов Е. П. Соотношение захода и выхода рыбы при сплывании речного закидного невода. -Рыбное хозяйство. - 1980. - № 10. - С. 57-60.
7. Асланов Г. А. Техника промышленного электролова рыбы. - М.: Пищ. пром-сть, 1980. - 216 с.
8. Вереин Е. Л., Чурунов В. Н. Речной закидной неводной лов в дельте Волги. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 1999. - 163 с.
9. Новожилов Е. П., Чурунов В. Н. Определение параметров неводовыборочного барабана // Рыбное хозяйство. - 1984. - № 10. - С. 53.
10. Чурунов В. Н., Овсянкин Ю. Н. Электрорыбогон в качестве рыбозаградителя // Рыбное хозяйство. -1969. - № 2. - С. 30-31.
11. Чурунов В. Н. Возможности совершенствования управления речными закидными неводами комплексами // Рыбное хозяйство. - 2008. - № 2. - С. 94-98.
12. Новожилов Е. П. Изменение формы стены речного закидного невода и поведение рыбы в его зонах // Вопросы теории и практики промышленного рыболовства. Поведение гидробионтов в зоне действия орудий лова. - М.: ВНИРО, 1998. - С. 110-114.
13. Баранов Ф. И. Техника промышленного рыболовства. - М.: Пищепромиздат, 1960. - 696 с.
Статья поступила в редакцию 28.03.2011
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Новожилов Евгений Павлович - Астраханский государственный технический университет; канд. техн. наук, доцент; доцент кафедры «Промышленное рыболовство»; pr@astu.ru.
Novozhilov Evgeny Pavlovich - Astrakhan State Technical University; Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor of the Department "Industrial Fishery"; pr@astu.ru.
Чурунов Владимир Николаевич - техническое предприятие «Эллинг», Астрахань; канд. техн. наук; зам. директора по научной работе; pr@astu.ru.
Churunov Vladimir Nickolaevich - Technical Enterprise "Elling", Astrakhan; Candidate of Technical Science; Deputy on Scientific Work; pr@astu.ru.
