CC BY
98
Известия ТИНРО
2013 Том 172
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
УДК 639.2.081.117
И.В. Волвенко*
Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, 690091, г. Владивосток, пер. Шевченко, 4
технические проблемы адекватной интерпретации результатов траловых съемок и пути их решения
Рассмотрены проблемы, связанные с недостатком (отсутствием, неполнотой или наличием ошибочной) информации, необходимой для определения облавливаемого тралом пространства. Показано происхождение типичных недоразумений, ведущих к искаженной интерпретации результатов траловых съемок, выполняемых для количественного учета объектов промысла, мониторинга их запасов, составления прогнозов состояния сырьевой базы рыболовства. Проанализированы несколько подходов к решению этих проблем. Обоснованы предложения по оснастке судов необходимым оборудованием, сбору и обработке дополнительной технической информации, созданию базы данных проектных и рабочих характеристик траловых систем в Региональном центре данных ФГУП «ТИНрО-центр».
Ключевые слова: промышленное рыболовство, количественная оценка биоресурсов, траловые съемки, раскрытие трала, база данных.
Volvenko I.V. Technical problems of adequate interpretation the results of trawl surveys and ways to solve them // Izv. TlNRO. — 2013. — Vol. 172. — P. 282-293.
The problems are discussed caused by lack of information (its absence, incompleteness, or inaccuracy) necessary for evaluation of the area fished by trawl. Origin of typical misunderstandings is shown, which cause wrong interpretation of quantitative trawl surveys. Several approaches to solve these problems are analyzed. Some proposals are proved for fishing gear equipment, collection and processing of additional technical information, and development of database for trawl systems design and technics in the Regional Data Center of Pacific Fish. Res. Centre (TINRO).
Key words: fisheries, quantitative assessment of biological resources, trawl survey, trawl opening, database.
Для бонитировки морских биоресурсов, мониторинга их запасов и составления прогнозов состояния сырьевой базы рыболовства необходимы траловые съемки. В некоторых случаях (например, для крабов, креветок, букцинид и т.п.) с этой целью можно также использовать данные ловушечных съемок. Но их нужно предварительно сопоставлять с данными траловых съемок, чтобы знать, с какой площади собраны животные. Только тогда можно вычислить плотность населения (экз./км2, кг/км2) и абсолютное обилие (млн экз., тыс. т) животных. То же относится к тралово-акустическим съемкам
— само их название объясняется тем, что данные гидроакустической съемки калибруются с помощью контрольных тралений. Таким образом, траловые уловы являются эталоном для количественного учета многих, в том числе промысловых, представи-
* Волвенко Игорь Валентинович, доктор биологических наук, заведующий лабораторией, e-mail: volvenko@tinro.ru.
Volvenko Igor V., D.Sc., head of laboratory, e-mail: volvenko@tinro.ru.
телей макрофауны на обширных морских акваториях. Вместе с тем трал — далеко не идеальное орудие лова, и связанные с этим многочисленные проблемы оценки обилия гидробионтов, по данным траловых съемок, неоднократно обсуждались в литературе (Walsh, 1996; Волвенко, 1998; Cadigan, 1999; Низяев, Букин, 2001; Мельников, 2006; и мн. др.). В настоящей статье рассмотрены лишь те из них, что обусловлены недостатком (отсутствием, неполнотой или наличием ошибочной) информации о применяемой траловой системе (рис. 1) и технических параметрах тралений.
Одной из первых задач, возникающих при использовании трала для количественной оценки биоресурсов, является определение зоны облова — обловленной площади или процеженного через трал объема воды. Для этого, кроме времени и скорости траления, которые фиксируются судовыми приборами и позволяют точно рассчитать
Рис. 1. Элементы траловой системы, упоминающиеся в тексте: 1 — трал (А — разноглубинный, Б — донный); 2 — прибор, фиксирующий горизонт траления и вертикальное раскрытие устья, но не указывающий его горизонтальное раскрытие; 3 — верхняя подбора (нижняя показана пунктирной линией); 4 — распорные траловые доски; 5 — ваеры; 6—траулер. Стрелками показаны вертикальное и горизонтальное раскрытие трала. Для разноглубинного трала они измеряются в его устье. Для донного трала вертикальное раскрытие — расстояние от середины верхней подборы до дна, горизонтальное — расстояние между концами крыльев Fig. 1. Trawl system elements: 1 — trawl (А — midwater, Б — bottom); 2 — device that measures the trawling depth and vertical opening of the trawl mouth, but not indicating its horizontal opening; 3 — headline or float line (lead line or groundrope is shown by dotted line); 4 — otter boards or doors; 5 — warps, and 6 — trawler. The arrows show the vertical and horizontal openings of the trawl (measured at the mouth for midwater trawl and between float line and the sea bottom and between the ends of trawl wings doors for bottom trawl)
пройденное расстояние, нужно знать горизонтальное или горизонтальное и вертикальное раскрытие трала — переменные величины, которые зависят от формы, размеров, материала, веса, гидродинамического сопротивления и распорных сил составных частей траловой системы, а следовательно, и от режима траления (Баранов, 1947; Кондратьев, 1964; Фридман, 1969; Дверник, 1973; Габрюк, 1988, 1995; Розенштейн, 2000; Габрюк и др., 2008; Недоступ, 2009, 2011; и мн. др.). Эти переменные априори никогда не известны, для каждого траления их следует измерять инструментально или вычислять по другим техническим параметрам, иначе невозможно определить плотность гидроби-онтов на единицу пространства и оценить промысловые запасы. К сожалению, столь очевидный факт игнорируется непростительно часто: величины горизонтального и/или вертикального раскрытия трала не измеряются, не записываются в траловые карточки и рейсовые отчеты, заменяются фиктивными ничем не обоснованными числами. Как следствие, результаты трудоемких и дорогих морских экспедиций обесцениваются, поскольку не позволяют получить реальные количественные оценки сырьевой базы рыболовства.
Впервые я с этим столкнулся в середине 90-х гг. прошлого века при сопоставлении данных траловых съемок, накопленных к тому времени в ТИНРО. Тогда для работы в пелагиали применяли около 30 различных траловых систем. При этом в большинстве случаев суда были оснащены приборами, показывающими вертикальное раскрытие устья трала, но не пригодными для измерения его горизонтального раскрытия. Соответственно в траловые карточки иногда записывали фактическое вертикальное раскрытие, которое для расчетов использовали крайне редко. (Несмотря на то что в стандартном бланке траловой карточки для этого даже не была предусмотрена специальная графа. Нет ее и сейчас.) Для подготовки рейсовых отчетов в основном использовали пло-щадный метод оценки обилия гидробионтов (Аксютина, 1968), в расчетные формулы которого входит горизонтальное раскрытие трала — величина, не измеряемая в ходе траления. Эту переменную заменяли произвольной константой. Как правило, она была неизменна для всех траловых станций одного рейса, но для одной и той же траловой системы в разные годы (при разных начальниках рейсов) различалась иногда в 1,5-2,0 раза. Типичный пример для одного из самых распространенных тралов дан в табл. 1. На вопрос о величине и самом происхождении конкретных чисел участники рейсов, как правило, отвечали: “Так сказал траловый мастер”. Мало кто обращал внимание на правдоподобность такой информации, хотя она зачастую не имела ничего общего с реальностью. В частности, из приведенного выше примера (табл. 1) видно, что на протяжении 10 лет при использовании в съемках трала РТ 108/528 чаще всего полагали, что раскрытие его устья (вертикальное х горизонтальное) — 50 х 70 м. На самом же деле устье этого трала не может растянуться до такой величины (рис. 2): при вертикальном
Рис. 2. Связь между горизонтальным и вертикальным раскрытием устья трала РТ 108/528 при тралениях на глубинах от 0 до 1000 м со скоростью от 4 до 6 уз (Вол-венко, 1998)
Fig. 2. Relationship between horizontal (abscissa, m) and vertical (ordinate, m) openings of the trawl RT 108/528 in case of trawl-20 30 40 50 60 70 80 ing at depth 0-1000 m at speed 4-6 kt (from:
Вертикальное раскрытие, м Волвенко, 1998)
Таблица 1
Примеры параметров устья трала РТ 1G8/528, взятые из типовых рейсовых отчетов ^HPO и технической документации этого трала (Волвенко, 1998)
Table 1
Examples of parameters for the trawl RT 1G8/528 from standard cruise report of Pacific Fish. Res. Centre (TINRO) and technical documentation of the trawl (from: Волвенко, 1998)
Источник данных* Раскрытие трала, м
Вертикальное Горизонтальное
Отчет ..., 1986, 1987, 1992а; Рейсовый отчет ..., 1995 50,0 70,0
Отчет ..., 1990 60,0-66,0 85,0-90,0
Отчет ..., 1991а 50,0-55,0 70,0
Отчет ..., 1991б, 1992б, 1994 45,0 70,0
Рейсовый отчет ..., 1993 45,0-50,0 70,0
Проектные значения 50,0 46,7
* Oтчет о научно-исследовательских работах, выполненных на БАТМ «Бабаевск» в Беринговом море и тихоокеанских водах Камчатки и Курильских островов в сентябре-декабре 1986 г. / ТИHPO. N° 1998G. — Владивосток, 1986. — 274 с.; Oтчет о научно-исследовательских работах, выполненных на PТMC «Гневный» в Беринговом море и тихоокеанских водах Камчатки и Курильских островов в августе-декабре 1987 г. / ТИHPO. № 2G298. — Владивосток,
1987. — 393 с.; Oтчет о научно-исследовательских работах, выполненных на PТMC «Млечный Путь» в Oхотском и Беринговом морях в феврале-июле 199G г. / ТИHPO. № 2G961. — Владивосток, 199G. — 478 с.; Oтчет о научно-исследовательских работах, выполненных на PТMC «Новокотовск», PТMC «Млечный Путь» в Беринговом и Oхотском морях в сентябре-январе 1990-1991 г. / IHHPO. N° 21134. — Владивосток, 1991а. — 329 с.; Oтчет о результатах научноисследовательских работ в рейсе НЖ «Профессор Леванидов» в северо-западной части Японского моря с 24 января по 28 мая 1991 г. по теме 1.3.G4. тематического плана IHHPO / IHHPO. № 21131. — Владивосток, 1991б. — 151 с.; Oтчет о научно-исследовательских работах в тихоокеанских водах Камчатки и западной части Берингова моря на HHC «Профессор Кизе-веттер» в ноябре-январе 1991/92 г. / IHHPO. № 21223. — Владивосток, 1992а. — 297 с.; Oтчет о комплексных исследованиях эпипелагиали Берингова моря и тихоокеанских вод северных Курильских островов в июле-августе 1992 г. на HИC «Профессор Леванидов» / IHHPO. № 21276. — Владивосток, 1992б. — 215 с.; Oтчет о комплексных исследованиях эпипелагиали вод западного побережья Камчатки в июле-августе 1994 г. на HИC «Профессор Леванидов» / IHHPO. № 21642. — Владивосток, 1994. — 144 с.; Рейсовый отчет комплексной экспедиции HИC «ТИHPO», «Профессор Кизеветтер», «Профессор ^^атов» в Берингово, Oхотское моря и тихоокеанские воды Камчатки в июне-августе 1993 г. / IHHPO. № 21438. — Владивосток, 1993. — 3G7 с.; Рейсовый отчет комплексной экспедиции HHC «Профессор Леванидов» в при-курильские воды Oхотского моря и Тихого океана с ноября 1994 г. по январь 1995 г. / ТИHPO-центр. № 21727. — Владивосток, 1995. — 179 с.
раскрытии в 50 м горизонтальное не будет превышать 65 м, а при горизонтальном в 70 м — вертикальное раскрытие окажется не более 40 м.
Чтобы избежать серьезных просчетов из-за огромного множества подобных казусов, для создания ряда баз данных и геоинформационных систем (Волвенко, Кулик, 2011), обобщающих материалы многолетнего мониторинга биоресурсов пелагиали северной Пацифики, пришлось разработать новый алгоритм оценки горизонтального раскрытия трала (Волвенко, 1998) и пересчитать все прежние результаты по единой методике: горизонтальное раскрытие устья каждого трала для каждой траловой станции вычислялось на основе математической модели поведения траловых систем (Габрюк,
1988, 1995), созданной на кафедре промышленного рыболовства Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета (Дальрыбвтуза). C помощью Программы настройки траловых систем NTS (авторы В.И. Габрюк, Е.В. Oсипов. Copyright © 1993-2000, FECCT Дальрыбвтуз) была смоделирована работа разноглубинных тралов при различных условиях и режимах тралений. Огатистическая обработка полученных данных методом пошагового множественного регрессионного анализа (Дрейпер, Cмит, 1986, 1987) позволила вывести эмпирические уравнения,
описывающие статистическую зависимость горизонтального раскрытия устья трала от технических характеристик траловой системы и параметров траления — вертикального раскрытия трала, скорости его буксировки, горизонта траления и длины ваеров. Методика построения и исследования таких уравнений на примере одной из траловых систем опубликована (Волвенко, 1998), как и полученные с ее помощью формулы, которые использовались в расчетах для оценки обилия пелагической макрофауны (Волвенко, 2005) (для автоматизации вычислений написаны программы для ЭВМ*).
Когда очередь дошла до обобщения данных по бентосу и нектобентосу, выяснилось, что в тот же период в ходе только научных (непромысловых) донных траловых съемок (с 1977 по 2010 г. это 321 рейс и свыше 35 тыс. траловых станций) применялись более 100 различных типов тралов, чаще всего — 90 (ДТ — 20,0; 27,5; 32,0; 35,0/41,4; 43,0/38,5; 58,3/53,4; 21,3; 28,0; 32,1; 35,0/41,5; 45,0; 58,8/53,0; 21,7; 28,0/25,0; 32,5;35,0/69,2; 45,0/70,0; 63,4/76,0; 23,2; 28,0/25,8; 32,5/34,0; 35,4; 45,6; 64,8; 24,0; 28,0/58,4; 32,5/38,2; 36,0; 45,6/42,0; 69,0; 25,0; 28,4; 32,5/41,3; 36,0/18,0; 45,6/51,0; 69,0/39,0; 27,0; 28,5; 32,7; 37,5; 46,0; 69,0/46,0; 27,1; 28,8; 33,4; 40,0; 49,0; 69,0/48,0; 27,1/24,0; 29,0/44,0; 33,4/30,0; 40,2/37,0; 49,2/47,3; 70,0/73,0; 27,1/24,4; 30,0/25,0; 34,0; 41,3; 49,2/48,0; 77,0; 27,1/24,7; 31,0; 34,0/26,0; 42,0; 49,2/48,5; 77,0/46,0; 27,1/25,0; 31,0/25,0; 34,2; 43,0; 49,2/60,0; 77,0/59,0; 27,1/33,0; 31,2; 35,0; 43,0/33,0; 50,8; 77,4; 27,1/33,7; 31,4; 35,0/41,0; 43,0/33,4; 50,8/37,7; 91,0; 27,1/33,9; 31,5; 35,0/41,3; 43,0/37,0; 53,4/30,0; 93,0). Ни один из них не был оснащен приборами для измерения горизонтального раскрытия. Кто и откуда тогда брал данные для расчетов, приведенных в рейсовых отчетах, неизвестно. Вероятно, в большинстве случаев начальники рейсов вновь и вновь слепо полагались на «авторитет» многочисленных траловых мастеров. В результате от рейса к рейсу и из года в год значение горизонтального раскрытия даже одного трала варьировало в несколько раз: иногда — вдвое, а порой и в 8-10 раз (табл. 2).
Чтобы осознать всю значимость таких вариаций, вспомним общий принцип расчетов обилия придонных биоресурсов. Традиционно с применением площадного метода (Аксютина, 1968) относительное обилие объектов промысла рассчитывается как улов (n, экз. и m, кг), деленный на обловленную площадь N = n/s и M = m/s (соответственно в экз./км2 и кг/км2). При этом s = v • t • а, где v — скорость, км/ч; t — время траления, ч; а — горизонтальное раскрытие трала, км. Таким образом, оценка относительного обилия N или M изменяется во столько же раз, во сколько при прочих равных условиях меняется значение горизонтального раскрытия трала. При переходе к оценкам абсолютного обилия оно умножается на площадь района — N • S и M • S (соответственно экз./км2 • тыс. км2 = тыс. экз. и кг/км2 • тыс. км2 = т). Cледовательно, при оценке абсолютного обилия влияние принятого раскрытия увеличивается на порядки, и тем более, чем больше обследованная акватория.
Проиллюстрирую это простейшим примером. Допустим, в ходе стандартной донной траловой съемки, выполненной по стандартной методике на акватории площадью 20 тыс. км2, средний улов некоторого промыслового объекта составил 50 кг на трал при облавливаемой за і траление площади 0,20 км2. Тогда относительное обилие этого объекта будет оцениваться в 50/0,20 = 250 кг/км2, а абсолютный запас — в 250 • 20000 = 5 тыс. т. Теперь допустим, что в другой год аналогичная съемка тем же тралом дала в точности тот же результат, однако при его интерпретации почему-то было решено, что горизонтальное раскрытие трала в 4 раза (всего в 4, не в 5-10 раз) меньше. Тогда в среднем облавливаемая за траление площадь составит 0,05 км2, относительное обилие — 50/0,05 = 1000 кг/км2, абсолютное — 1000 • 20000 = 20 тыс. т. Таким образом, четырехкратная разница в горизонтальном раскрытии трала дала различие облавливаемой площади величиной в 0,15 км2, различие плотности гидробионтов в 750 кг/км2 и дополнительные 15 тыс. т (300 %) биоресурса, «возникшие из ниоткуда».
* Cвидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012618050 <Юценка горизонтального раскрытия разноглубинного трала по его вертикальному раскрытию, длине ваеров, скорости и глубине траления для 25 типов траловых систем». (Правообладатель ФГУП «ТИHPO-центр», автор И.В. Волвенко.) Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 7 сентября 2012 г.
Tаблица 2
Примеры варьирования значений горизонтального раскрытия тралов, взятые из рейсовых отчетов и базы данных «Морская биология» © ФГУП «'ГИНРО-центр»
Table 2
Examples of trawls horizontal opening variations from cruise reports of Pacific Fish. Res. Centre (TINRO) and the database “Marine biology” © FSUE TINRO Centre
Название Раскрытие, м
трала Минимум Максимум Разница
ДT 20,0 12 20 8
ДT 2З,2 1З З0 17
ДT 27,1 14 50 З6
ДT 27,1/24,0 11 20 9
ДT 27,1/24,4 4 20 16
ДT 27,1/25,0 6 16 10
ДT 28,0/25,0 17 20 З
ДT 28,0/58,4 17 З0 1З
ДT З1,0 16 29 1З
ДT З2,0 6 16 10
ДT З5,0 17 22 5
ДT З5,0/41,0 12 20 8
ДT З5,0/41,З 16 40 24
ДT З5,0/69,2 17 20 З
ДT 4З,0 З 29 26
ДT 4З,0/ЗЗ,4 21 46 25
ДT 4З,0/З7,0 21 50 29
ДT 45,6 25 28 З
ДT 50,8/З7,7 18 70 52
ДT 64,8 20 З4 14
ДT 69,0/48,0 18 75 57
ДT 77,0/46,0 26 46 20
ДT 77,0/59,0 8 70 62
Примечание. Здесь и в следующих таблицах подчеркнуты наибольшие различия. В данном случае — значения, различающиеся в 4-10 раз и/или более чем на 35 м по абсолютной величине.
Это мощнейший «фактор» варьирования результатов исследований. Казалось бы, съемки, сделанные стандартным методом (в одном месте и одним тралом), показали многократный рост или убыль биомассы нектобентоса: можно делать выводы о влиянии глобального потепления или антропогенного пресса, менять прогнозы, увеличивать квоты либо наоборот закрывать промысел. Но дело зачастую заключается всего лишь в одной цифре, на которую делится улов для расчета запасов. А как сравнивать результаты, полученные разными тралами?
Это вопросы первостепенной важности. Для их решения необходимо оборудовать все суда приборами измерения горизонтального раскрытия трала (2 датчика, показывающие расстояние между ними). Только тогда мы будем знать фактически обловленную площадь, фактические плотности концентраций и запасы биоресурсов. Иначе продолжим оперировать произвольными фиктивными величинами. Названная проблема сейчас решается: ТИНРО-центр начал оснащать свои траулеры нужной аппаратурой, некоторые другие институты, например СахНИРО (по сообщению бывшего директора этого института к.б.н. В.И. Радченко), уже давно сделали это.
Другая проблема — как пересчитать результаты съемок, проведенных в прошлые годы, чтобы сделать их сравнимыми между собой и с новыми данными? Ее актуальность определяется тем, что в архивах и базах данных ТИНРО-центра сейчас хранятся сведения об уловах, полученных на десятках тысяч донных траловых станций (КиПк,
Уоіуепко, 2011). Наверное, подобной информации много и в других институтах. Только дополнив эти ретроспективные материалы правдоподобными оценками обловленных в каждом случае зон, мы получим возможность корректного анализа многолетних рядов наблюдений за динамикой биоресурсов, а следовательно, и основания для аргументированного прогнозирования будущего состояния сырьевой базы рыболовства.
Первый, самый простой, подход к решению этой проблемы — использовать вместо фактически измеренных величин раскрытия некие проектные значения из технической документации тралов — имеет очевидные недостатки. Во-первых, проектные величины часто не проверены экспериментально. Во-вторых, не всегда их можно найти в чертежах и справочниках. В-третьих, порой даже неизвестно, где и что нужно искать, поскольку ни в базе данных, ни в рейсовом отчете не указано, какой именно трал использовали в ходе конкретной съемки. Не оказалось информации об оснащении судов различными элементами траловых систем и у судовладельцев (в частности, в такой организации, как «База научно-исследовательского флота (БИФ) ТИНРО-центра»), обеспечивавших проведение траловых съемок, — они закупают траловое снаряжение, распределяют по кораблям, естественно, получают чертежи тралов, траловых досок и т.п., но не хранят нужную документацию ни о самом оборудовании, ни о комплектации им судна на время проведения того или иного рейса.
Второй подход состоит в том, чтобы воспользоваться обобщением наблюдений с подводных аппаратов за работой траловых систем (Коротков, Кузьмина, 1972; Коротков, 1998), которое показало, что горизонтальное раскрытие донных тралов составляет примерно 0,5-0,6 длины их верхней подборы. Отсюда мы получаем стандартный множитель для длины верхней подборы, которая известна из названия трала (в нашей стране принято стандартное обозначение тралов, которое включает указание типа трала (ДТ — донный, РТ — разноглубинный), длины верхней подборы без голых концов в метрах и периметр устьевого сечения трала (передней кромки мотни) в посадке 0,5 (Габрюк, 1995)), 0,55 и ошибку-разброс ± 5 %. При этом нужно учитывать то, что в рейсовых документах, технических описаниях и даже на чертежах тралы могут именоваться неправильно, не по ГОСТу, и первое число в их названии не будет соответствовать истинной длине верхней подборы, указанной в том же чертеже (табл.
3). Для расчетов, разумеется, следует брать фактическую длину из чертежа, а не из названия, если оно не соответствует ГОСТу. Однако даже с учетом последнего замечания полученные этим способом величины горизонтального раскрытия иногда существенно отличаются от технических характеристик, данных в документации и справочниках по тралам. В следующей таблице (табл. 4) приведены некоторые примеры — разность значений порой превышает 100 %. Какие из данных там чисел ближе к реальности — неизвестно, ясно лишь то, что два описанных подхода противоречат друг другу. Кроме того, оба они игнорируют тот факт, что раскрытие трала не константа, а переменная, зависящая от скорости траления (рис. 3), глубины и прочих факторов, определяющих распорную силу траловых досок, форму устья и т.п.
Третий подход учитывает этот факт. Те же подводные наблюдения (Коротков, 1998) показали, что независимо от периметра сечения сетной оболочки (размера) трала отношение его вертикального раскрытия к горизонтальному сохраняется в пределах 0,25-0,45. Точнее, при стандартных схемах вооружения и промысловых скоростях для донных двупластных тралов эта величина составляет 0,25-0,30, а донных четырехпласт-ных и разноглубинных в донном варианте (при прижатии их к грунту) — 0,40-0,45. Таким образом, необходимо расклассифицировать тралы на 2 группы: 1) донные двупластные; 2) все остальные (донные четырехпластные и разноглубинные). Для первой группы умножаем вертикальное раскрытие на 0,275, для второй — на 0,425. В обоих случаях ошибка уменьшается до ± 2,5 %. Так, знание одного дополнительного параметра траления (вертикального раскрытия) увеличивает точность оценки вдвое. Но это в теории, на практике она значительно меньше. Реально повысить точность оценки позволяет недавно опубликованная (Кручинин и др., 2012а) методика расчета геометрических параметров донного трала при известном вертикальном раскрытии
Таблица 3
Примеры ошибок в названиях тралов и влияние их незнания на оценку горизонтального раскрытия, вычисленного как 55 % длины верхней подборы
Table 3
Examples of errors in denomination of trawls and their consequences for assessments of the trawls horizontal opening calculated as 55 % of the headline length
Название трала Длина верхней подборы, м 55 % длины верхней подборы, м Разница оценок раскрытия
В чертеже По ГОСТу По назва- нию Факти- чески По назва- нию Факти- чески Абсолют-ная, м Относительная, % от значения 5-й колонки
ДT 23,2 (мод) AT 25,3/21,4 23,2 25,3 12,8 13,9 -1,2 -9,1
ДT 31,0 (2-пл) AT 28,0/25,0 31,0 28,0 17,1 15,4 17 9,7
ДT 31,0/25,0 AT 28,0/25,0 31,0 28,0 17,1 15,4 17 9,7
AT 43,0/37,3 AT 30,6/39,2 43,0 30,6 23,7 16,8 6,8 28,8
AT 45,0 (с клином) AT 44,5/44,2 45,0 44,5 24,8 24,5 0,3 1,1
AT 45,6/42,0 AT 45,4/43,8 45,6 45,4 25,1 25,0 0,1 0,4
AT 47,0 (4-пл) AT 35,0/38,4 47,0 51,6 25,9 28,4 -2,5 -9,8
AT 49,4/32,1 (4-пл) AT 47,4/40,5 49,4 47,4 27,2 26,1 1,1 4,0
AT 59,0/40,3 AT 61,6/43,0 59,0 61,6 32,5 33,9 -1,4 -4,4
AT 69,0/48,0 AT 67,0/49,6 69,0 67,0 38,0 36,9 1,1 2,9
AT 59,0/40,3 AT 61,6/43,0 59,0 61,6 32,5 33,9 -1,4 -4,4
AT 99,2 (4-пл) AT 97,2/63,0 99,2 97,2 54,6 53,5 1,1 2,0
Примечания. Числа в 4-й колонке взяты из работы О.Н. Кручинина с соавторами (2012а). Подчеркнуты различия, составляющие > 1,5 м (~ 10-30 %).
Рис. 3. Зависимость верти- s
кального (а) и горизонтального |
(б) раскрытия трала от скорости 12
траления для двух донных тралов g
(одному соответствуют темные, другому — светлые символы) (по: Кручинин и др., 20126; Рейсовый отчет ..., 2012*)
Fig. 3. Dependences of the vertical (а) and horizontal (б) opening of trawl (ordinate, m) on haul speed (abscissa, kt) for two bottom trawls (from: Кручинин и др., 20126; Рейсовый отчет ..., 2012*). The data for different trawls are indicated by close and open symbols
* Рейсовый отчет о проведении научно-исследовательских работ по изучению геометрии и уловистости донной траловой системы и совершенствованию технологии промысла зарывающихся моллюсков экспериментальной драгой в заливе Петра Великого в период с 17.04.2012 г. по 06.05.2012 г. на НИС МРТК «Янтарь» / ТИНРО-центр. №2 27194. — Владивосток, 2012. — 26 с.
Скорость, уз
Tаблица 4
Сравнение горизонтального раскрытия тралов (м), вычисленного как 55 % длины верхней подборы, с проектными значениями раскрытия, взятыми из справочников или документации
к тралам
Table 4
Comparison of the trawl horizontal opening evaluations (m), calculated as 55 % of the headline length, with its designed values from technical documentation of the trawls
Название трала Горизонтальное раскрытие, м Разность оценок
55 % длины верхней подборы По справочникам, статьям, чертежам Абсолютная, м Относительная, % от значения 2-й колонки
ДГ 20,0 11,0 17,0 6,0 55
ДГ 25,0 13,8 15,0-16,0 1,2-2,2 9-16
ДГ 27,1 14,9 14,0-18,5 -0,9-3,6 —6-24
ДГ27Д/24/7 14,9 14,0-16,0 —0,9-1,1 —6-7
да 27,1/25,0 14,9 16,0-20,0 1,1-51 7-34
ДД 27,1/33,0 14,9 16,0 1,1 7
ДД 28,0 15,4 15,0-20,0 -0,4-4,6 —3-30
,nT 28,0/25,8 15,4 20,0 4,6 30
,nT 28,0/58,4 15,4 30,0-35,0 14,6-19,6 95-127
да/TB 28,8 15,8 30,0-35,0 14,2-19,2 90-122
да 30,0 16,5 16,0-17,5 -0,5-1,0 —3-6
да 31,0* 15,4 16,0 0,6 4
да31,0/25,5* 15,4 20,0 4,6 30
да 31,2 17,2 13,5-17,8 -3,7-0,6 —22-3
да 32,0 17,6 14,0 -3,6 —20
да 32,5 17,9 16,0 -1,9 —11
да/TB 32,5 17,9 14,0-16,0 —3,9-—1,9 —22-—11
да 32,5 КЛ 17,9 16,0 —1,9 —11
да 32,5/34,0 17,9 14,0-16,0 —3,9-—1,9 —22-—11
да 32,5/38,0 17,9 17,0 —0,9 —5
да 32,5/43,0 17,9 17,5 —0,4 —2
да 33,4/30,0 18,4 18,0 —0,4 —2
да 34,0 18,7 17,0-30,0 —1,7-11,3 —9-60
да 35,0 19,3 16,0-18,0 —3,3-—1,3 —17-—7
да 36,0 19,8 17,5-24,0 —2,3-4,2 —12-21
да 42,0 23,1 20,0 —3,1 —13
да 43,0* 16,8 29,5 12,7 76
да 44,8 24,6 26,0 1,4 6
да 45,6* 25,0 29,0 4,0 16
да 46,0 25,3 23,0 —2,3 —9
да 50,8 27,9 26,5 —1,4 —5
да 50,8/37,0 27,9 20,0-27,0 —7,9-—0,9 —28-—3
да 91,0 50,1 45,5 —4,6 —9
да 110,0 60,5 47,0-75,0 —13,5-14,5 —22-24
Примечания. Для тралов, названия которых помечены звездочкой, истинная длина верхней подборы взята не из названия, а из чертежей (см. табл. 3). Подчеркнуты различия, превышающие 25 % и/или 5 м.
устья по проектным характеристикам его сетной оболочки, имеющимся в раскроечных чертежах. Сравнение расчетных параметров, полученных этим способом, с результатами фактических измерений, сделанных приборами Scanmar® при испытании трала ДТ 25,3/21,4, показали, что погрешность вычислений при стабильном режиме работы
траловой системы не превышает 10 %. Это вполне приемлемо для определения облавливаемых площадей дна при количественной оценке биоресурсов. Казалось бы, выход из положения найден — можно оценивать горизонтальное раскрытие по вертикальному. Однако не тут-то было, вертикальное раскрытие трала записывается стандартным прибором во время пелагического траления, при донных же тралениях это делается чрезвычайно редко. В подавляющем большинстве случаев в карточке и базе данных, там, где должно быть указано вертикальное раскрытие, стоит пробел либо произвольная величина, одинаковая на протяжении всего рейса, но различающаяся во много раз для разных рейсов. Объясняется это просто: прибор не ставят на трал, боясь его потерять при зацепе за грунт. Пусть лучше полежит в кладовке, полагают тралмастер и акустик. А что делать биологу при написании рейсового отчета, его “личное” дело. Поэтому третий подход, хоть он и лучше двух предыдущих, в большинстве случаев оказывается бесполезным.
Четвертый подход — найти способ вычисления горизонтального раскрытия без учета вертикального раскрытия трала: по скорости, глубине траления и длине ваеров
— переменным, значения которых записаны почти во всех траловых карточках. В частности, связь между вертикальным и горизонтальным раскрытиями отрицательна, и при возрастании скорости траления (распорной силы траловых досок) горизонтальная составляющая закономерно увеличивается, а затем выходит на асимптоту (рис. 3). Такие зависимости хорошо описываются простыми эмпирическими регрессионными уравнениями. Для их построения требуется лишь набрать достаточное число исходных данных, замеряя раскрытие каждого трала при разных режимах тралений.
В этом я надеюсь на взаимопомощь коллег из всех институтов и прочих рыбохозяйственных организаций, имеющих возможности для сбора необходимых данных. Предлагаю всем безвозмездно поделиться друг с другом технической информацией, собранной в ходе тралений. В отличие от информации об уловах, она не представляет собой коммерческой тайны, а научный и экономический эффект от ее обобщения будет велик. Создав общую базу данных технических характеристик траловых систем, мы быстро решим общие вышеописанные проблемы совместными усилиями. Предлагаю сделать это на базе Регионального центра данных (РЦД) ТИНРО-центра. Во-первых, потому что РЦД давно специализируется на создании и администрировании множества больших баз данных регионального и всероссийского значения; во-вторых, потому что на месте его расположения (г. Владивосток) работает большинство специалистов по орудиям лова — здесь есть лаборатория промышленного рыболовства ТИНРО-центра и кафедра промышленного рыболовства Дальрыбвтуза.
Проанализировав собранные данные, можно создать достаточно точные алгоритмы вычисления как горизонтального, так и вертикального раскрытия тралов. Заметим, что точность аппроксимации, естественно, повысится при учете не только скорости траления, но и еще двух обычно измеряемых переменных — глубины хода трала и длины ваеров. Известно (Волвенко, 1998, 2005), что подобные эмпирические зависимости позволяют вычислять горизонтальное раскрытие с погрешностью около 10-20 %. Большую точность (до 10 %) обеспечивают модели, связывающие силовые и геометрические характеристики траловых систем (Розенштейн, 2000; Недоступ, 2009, 2011). Однако для них необходимы дополнительные сведения о материале, весе, гидродинамическом сопротивлении и распорной силе составных частей траловой системы. Поэтому предлагается (Кручинин и др., 2012а) включать в рейсовые задания регистрацию информации об основных частях траловой системы (с указанием того, что без этой информации рейсовый отчет не принимается, задание считается невыполненным). В нее входят:
1) чертежи трала и мешка, используемых в съемке, с обязательным указанием оснастки по нижней и верхней подборам (если есть изменения в конструкции трала, то нужно подробно указать какие);
2) тип, размеры, вес траловой доски и по возможности ее чертеж или фотография;
3) схема крепления ваера и лапок к траловой доске;
4) диаметр и длина ваеров, их ГОСТ;
5) количество, диаметр и длина кабелей, их ГОСТ.
Перечисленные сведения должны приводиться в рейсовых отчетах в разделе «Материал и методика». В каждую траловую карточку следует вписывать:
1) название трала по принятой в России классификации;
2) глубину хода верхней подборы трала в метрах;
3) скорость хода с тралом в узлах;
4) длину ваеров в метрах;
5) вертикальное, а если есть прибор для измерения горизонтального, то и горизонтальное раскрытие трала в метрах.
Эти же данные планируется сохранять в общей базе данных. Всех, заинтересованных в ее создании и совместной эксплуатации, прошу обращаться с вопросами, предложениями, замечаниями и имеющимися в наличии материалами по адресу: volvenko@tinro.ru.
Резюмируем конкретные предложения, обоснованные в настоящей статье.
Оснастить все научные суда приборами измерения горизонтального раскрытия трала. Это позволит:
а) пользоваться для расчетов величинами, фактически инструментально измеренными в ходе траловых съемок, что многократно увеличит точность и достоверность оценок современных запасов биоресурсов;
6) собрать данные наблюдений для создания методик расчетов раскрытия трала по косвенным показателям — данным о типе трала и режиме траления. Тогда можно будет пересчитать результаты ранее проведенных траловых съемок, чтобы сделать их сравнимыми между собой и с новыми данными. Это необходимо для эксплуатации многолетних рядов наблюдений с целью мониторинга и прогноза состояния придонных биоресурсов;
в) проверить адекватность математических моделей, которыми сейчас пользуются для оценки горизонтального раскрытия разноглубинных тралов при пелагических съемках. Это увеличит точность и достоверность оценок обилия биоресурсов пелагиали.
Поставить перед специалистами по орудиям лова в качестве первоочередной задачи создание методик оценки горизонтального раскрытия трала по данным о типе трала, длине ваеров, скорости траления, горизонте хода трала. Обеспечить их всеми средствами для теоретического обоснования и экспериментальной проверки решения этой задачи.
Начальников рейсов обязать указывать в рейсовых отчетах (в разделе «Материал и методика») все сведения о применявшейся траловой системе согласно вышеприведенному списку характеристик. При использовании различных траловых систем в ходе рейса обязательно указывать в отчете интервалы дат и номеров тралений для каждой системы.
Судовладельцам рекомендовать: а) предоставлять эту информацию начальникам рейсов; б) хранить в своих архивах чертежи и прочую документацию по тралам, доскам и т.д., а также о том, на каком судне, когда и какое оборудование имелось; в) при отсутствии прибора контроля горизонтального раскрытия трала не оснащать суда новыми, ранее не применявшимися траловыми системами.
Организовать общую для всех заинтересованных организаций базу данных технических (проектных и рабочих) характеристик траловых систем на базе РЦД ТИНРО-центра.
В сентябре 2012 г. эти положения были озвучены на Всероссийской научной конференции, посвященной 80-летнему юбилею ФГУП «КамчатНИРО» (Волвенко, 2012), а в феврале 2013 г. — на отчетной сессии НТО ТИНРО в присутствии представителей всех институтов и отделений НТО, а также ВНИРО. Они вызвали оживленный интерес участников этих мероприятий, но до сих пор не дали ожидаемого эффекта: по вышеуказанному адресу пока не пришло ни одного делового предложения о сотрудничестве от ученых, инженеров или менеджеров.
За обсуждение основных положений настоящей статьи автор признателен д. б.н. проф. В.П. Шунтову, д.т.н. проф. М.А. Мизюркину, д.т.н. О.Н. Кручинину (ТИНРО-центр) и д.т.н. проф. В.И. Габрюку (Дальрыбвтуз).
список литературы
Аксютина з.м. Элементы математической оценки результатов наблюдений в биологических и рыбохозяйственных исследованиях : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1968. — 288 с. Баранов Ф.И. Вертикальное раскрытие трала // Рыб. хоз-во. — 1947. — № 2. — С. 25-28. Волвенко И.В. Материал и методика // Атлас количественного распределения нектона в северо-западной части Тихого океана. — М. : Нац. рыб. ресурсы, 2005. — С. 9-20.
Волвенко И.В. Проблемы количественной оценки обилия рыб по данным траловых съемок // Изв. ТИНРО. — 1998. — Т. 124. — С. 473-500.
Волвенко И.В. Технические проблемы интерпретации результатов траловых съемок и пути их решения // Мат-лы Всерос. науч. конф., посвящ. 80-летнему юбилею ФГУП «КамчатНИРО». — Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2012. — C. 289-296.
Волвенко И.В., кулик В.В. Обновленная и дополненная база данных пелагических траловых станций северо-западной Пацифики // Изв. ТИНРО. — 2011. — Т. 164. — С. 3-26.
Габрюк В.И. Компьютерные технологии в промышленном рыболовстве : монография.
— М. : Колос, 1995. — 544 с.
Габрюк В.И. Параметры разноглубинных тралов : монография. — М. : Агропромиздат,
1988. — 214 с.
Габрюк В.И., чернецов В.В., бойцов А.Н. Основы моделирования рыболовных систем : монография. — Владивосток : Дальрыбвтуз, 2008. — 560 с.
дверник А.В. Влияние материала траловой сети на ее гидродинамическое сопротивление // Рыб. хоз-во. — 1973. — № 1. — С. 55-57.
дрейпер Н., смит Г. Прикладной регрессионный анализ : монография. — М. : Финансы и статистика, 1986. — Т. 1. — 366 с.; 1987. — Т. 2. — 351 с.
кондратьев В.п. О факторах, влияющих на горизонтальное раскрытие тралов // Тр. КТИРПХ. — 1964. — Вып. 17. — С. 106-113.
коротков В.к. Реакция рыб на трал, технология их лова : монография. — Калининград : СКЭБ АО «МАРИНПО», 1998. — 398 с.
коротков В.к., кузьмина А.с. Трал, поведение объекта лова и подводные наблюдения за ними : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1972. — 268 с.
кручинин О.Н., Волвенко И.В., сафронов В.А. Расчет геометрии донных тралов по их проектным характеристикам // Изв. ТИНрО. — 2012а. — Т. 170. — С. 241-255.
кручинин О.Н., мизюркин м.А., захаров Е.А., сафронов В.А. Геометрия и уловистость двух донных тралов // Изв. ТИнРО. — 2012б. — Т. 171. — С. 285-291.
мельников И.В. К методике выполнения крупномасштабных пелагических траловых съемок // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. — 2006. — Вып. 8. — С. 98-108.
Недоступ А.А. Метод расчета силовых и геометрических характеристик разноглубинных тралов // Изв. ТИНРО. — 2009. — Т. 157. — С. 229-246.
Недоступ А.А. Метод расчета силовых и геометрических характеристик донных тралов // Изв. ТИНРО. — 2011. — Т. 164. — С. 348-359.
Низяев с.А., букин с.д. Методические аспекты использования траловых и ловушечных данных для научных целей // Изв. ТИНРО. — 2001. — Т. 128. — С. 644-658.
Розенштейн м.м. Механика орудий рыболовства : монография. — Калининград : УОП КГТУ, 2000. — 363 с.
Фридман А.л. Теория и проектирование орудий промышленного рыболовства : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1969. — 568 с.
Cadigan N. Statistical inference about fish abundance: An approach based on research survey data : D.Ph. thesis. — Waterloo : University of Waterloo, 1999. — 283 p.
Kulik V.V., Volvenko I.V. North Pacific database of pelagic and bottom trawl surveys from Russian EEZ applicable to Ecosystem Based Management // Mechanisms of Marine Ecosystem Reorganization in the North Pacific Ocean : PICES annual meeting abstracts. — Khabarovsk, Russia, 2011. — P. 118.
Walsh S.I. Efficiency of bottom sampling trawls in-deriving survey abundance indices // NAFO Sci. Coun. Studies. — 1996. — Vol. 28. — P. 9-24.
Поступила в редакцию 23.10.12 г.
