Геометрические параметры донного трала 27,1/24,4 и возможные погрешности в оценке численности гидробионтов

Известия ТИНРО

2013

Том 174

ПРОМРЫБОЛОВСТВО

УДК 639.2.081.117:574.5 Е.А. Захаров, О.Н. Кручинин, М.А. Мизюркин, В.А. Сафронов*

Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, 690091, г. Владивосток, пер. Шевченко, 4

геометрические параметры донного трала 27,1/24,4 и возможные погрешности в оценке численности гидробионтов

На НИС «Профессор Кагановский» в Беринговом море с использованием норвежской аппаратуры «Scanmar» проведены исследования геометрических параметров учетного донного трала 27,1/24,4. В результате анализа массива данных показан неоднозначный характер изменения геометрии трала в зависимости от скорости траления и длины ваеров. Вместе с тем выявлена однозначная обратная зависимость горизонтального раскрытия трала и расстояния между досками от отношения длины ваеров к глубине лова. На условном примере показана величина возможной погрешности в оценке численности гидробионтов за счет существенного варьирования горизонтального раскрытия донного трала 27,1/24,4. Полученные данные могут быть использованы в учетных съемках при оценке зоны облова донного трала, а также при анализе различных методов расчета геометрии и механики донной траловой системы.

Ключевые слова: геометрия донной траловой системы, горизонтальное раскрытие трала, длина ваеров, расстояние между распорными досками, зона облова донного трала, механика донной траловой системы, оценка численности гидробионтов.

Zakharov E.A., Kruchinin O.N., Mizurkin M.A., Safronov V.A. Geometric parameters of the bottom trawl 27.1/24.4, and its possible errors in assessment of number of marine organisms // Izv. TINRO. — 2013. — Vol. 174. — P. 284-292.

Geometric parameters of the bottom trawl 27.1/24.4 are investigated aboard RV Professor Kaganovsky in the Bering Sea with using Scanmar equipment (made in Norway). The trawl geometry changes ambiguously in dependence on the trawling speed and length of warps, but its horizontal disclosure and distance between the boards have unambiguous inverse dependence on ratio of the warps length to trawling depth. Possible error of marine organisms number assessment could be caused by prominent variation of the trawl horizontal disclosure, as shown. The obtained data allows to analyze different approaches to calculation of trawl geometry and mechanics and can be used in trawl survey for evaluation of the bottom trawl catching zone.

Key words: geometry of bottom trawling system, horizontal disclosure of trawl, length of warp, distance between boards, catching zone of bottom trawl, mechanics of bottom trawling system, assessment of marine organisms.

* Захаров Егор Андреевич, младший научный сотрудник, e-mail: promryb@tinro.ru; Кручинин Олег Николаевич, доктор технических наук, заведующий лабораторией, e-mail: promryb@ tinro.ru; Мизюркин Михаил Алексеевич, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, e-mail: promryb@tinro.ru; Сафронов Владимир Анатольевич, аспирант, e-mail: promryb@tinro.ru.

Zakharov Egor A., junior researcher, e-mail: promryb@tinro.ru; Kruchinin OlegN., D.Sc., head of laboratory, e-mail: promryb@tinro.ru; Mizurkin Michael A., D.Sc., professor, head of laboratory, e-mail: promryb@tinro.ru; Safronov Vladimir A., post-graduate student, e-mail: promryb@tinro.ru.

Введение

При эксплуатации тралов, особенно при использовании их в учетных съемках, актуальной является задача определения геометрических параметров траловой системы при заданных характеристиках ваеров, кабелей, досок, подбор и режимов траления (глубины и скорости). В последние годы в ТИНРО-центре с использованием норвежской аппаратуры «Зсаптаг» проведен ряд исследований по влиянию различных факторов на геометрию донной траловой системы. В результате этих исследований показано влияние длины кабелей, угла атаки траловых досок и скорости траления на вертикальное и горизонтальное раскрытие и расстояние между досками для некоторых донных тралов (Мизюркин и др., 2010, 2011, 2012; Кручинин и др., 2011, 2012).

В 2012 г. на НИС «Профессор Кагановский» впервые проведены исследования геометрии учетного донного трала 27,1/24,4 при существенном изменении глубины траления и соответственно — длины ваеров. Целью настоящей статьи является определение влияния различных факторов на геометрические параметры донного трала 27,1/24,4, а также оценка возможной погрешности в определении численности гидробионтов, возникающей за счет варьирования величины зоны облова этого трала.

Материалы и методы

Донная съемка на НИС «Профессор Кагановский» выполнена донным тралом 27,1/24,4 м с мягким грунтропом (рис. 1). Трал оснащен 50-метровыми кабелями и 16-метровым 2-пластным мешком с мелкоячейной вставкой 10 мм. В качестве грузов-углубителей на концах крыльев использовались направленные бобинцы массой 40 кг. Заглубление нижней подборы обеспечивала цепь калибром 19 мм на поводцах длиной 15 см. Плавучесть верхней подборы обеспечивали 42 кухтыля АМГ-200. В качестве распорных средств использовались сферические доски площадью 4,3 м2 и массой 1500 кг.

Было произведено 234 траления с различной скоростью, глубиной и длиной ваеров, при этом скорость траления изменялась в пределах 2,0-4,3 уз, глубина траления — от 30 до 770 м, а длина ваеров — от 100 до 1100 м.

Рис. 1. Трал донный 27,1/24,4 м Fig. 1. Bottom trawl 27.1/24.4 m

Для контроля хода трала и исследования его геометрических параметров использовали бескабельный траловый комплекс Scancheck компании <^салтаг». В комплект Scancheck входили датчики расстояния между досками, датчик горизонта хода, датчики расстояния между крыльями и траловый зонд. Датчик горизонта хода и траловый зонд были установлены на верхней подборе трала. Датчики расстояния между крыльями крепились за топенант в начале крыла. Датчики расстояния между досками были установлены в специально приваренных стаканах.

Сигнал от датчиков принимался гидрофоном, закрепленным на параване, имеющем форму дельтаплана, снабженным антикрылом, необходимым для его заглубления (рис. 2). Параван во время постановки трала опускался в воду при помощи грузовой стрелы, установленной на корме судна.

Рис. 2. Параван Fig. 2. Paravane

Принятый гидрофоном сигнал обрабатывался переносным комплексом Scancheck. Возможности комплекса позволяют следить за изменением геометрических параметров трала с точностью до 10 см.

Результаты и их обсуждение

Анализ влияния различных факторов на геометрию донного трала 27,1/24,4м

В процессе тралений с помощью датчиков аппаратуры «Scanmar» зарегистрировано около 680 одномоментных значений вертикального раскрытия трала (h ); горизонтального раскрытия, или расстояния между крыльями (Вкр), и расстояния между досками (Вдос) при различных скоростях траления (V ), длине ваеров (L ) и глубине лова (Н ).

лова

Встречаемость значений скорости, глубины тралений и длины ваеров приведена на рис. 3. Видно, что наибольшее число тралений произведено при скорости траления от 2,5 до 3,0 уз, глубине лова от 50 до 250 м и длине ваеров от 150 до 350 м.

Изменение геометрических параметров траловой системы (горизонтального раскрытия по доскам и крыльям трала, вертикального раскрытия устья трала) в зависимости от скорости траления и длины ваеров показано на графиках (рис. 4 и 5).

По распределению точек на этих графиках и характеру линий тренда можно сделать вывод об увеличении расстояния между досками и крыльями трала до какого-то предела скорости траления (около 3,0 уз) и длины ваеров (около 700 м), после чего значения этих параметров постепенно уменьшаются. Вертикальное раскрытие трала не претерпевает значительных изменений, хотя наблюдается слабая тенденция увеличения этого параметра с увеличением скорости траления и уменьшения — с увеличением длины ваеров.

Отмеченная выше неоднозначность изменения геометрических параметров не противоречит теоретическим представлениям о механике траловой системы. Действительно, при увеличении скорости траления одновременно возрастают распорная сила досок и сопротивление трала. До некоторого значения скорости траления доминирующим в формировании геометрии траловой системы является распорная сила досок, которая пр иводит к увеличению расстояния между досками и крыльями трала.

Рис. 3. Распределение параметров тралений при работе с тралом 27,1/24,4: а — скорость траления; б — глубина тралений; в — длина ваеров

Fig. 3. Trawling parameters of the trawl 27.1/24.4: a — speed of trawling; б — depth of trawling; в — length of warps

Скорость траления, уз

Глубина лова, м

С дальнейшим увеличением скорости траления доминирующим становится сопротивление трала, которое приводит к уменьшению расстояния между досками и крыльями.

Немаловажное значение в формировании геометрии траловой системы имеют также гидродинамическое и грунтодинамическое сопротивление и масса ваеров, которые начиная с определенной длины ваеров работают на уменьшение расстояния между досками и крыльями трала. Чем больше длина ваеров при определенной глубине траления, тем большее их прижатие к дну и тем больше должны быть сжимающие траловую систему силы. Для подтверждения этого предположения проанализировали изменение геометрических параметров в зависимости от такого совокупного фактора, как отношение длины ваеров к глубине траления ^ /Н ). Результат анализа показан на рис. 6:

ґ ./ ґ \ ваер лова7 ^ ґ

прослеживается однозначная зависимость геометрических параметров от отношения длины ваеров к глубине траления. При увеличении отношения L /Н горизонталь-

ваер лова

ные раскрытия уменьшаются, а вертикальное — увеличивается. Особенно значимо этот совокупный фактор влияет на расстояние между досками, что и подтверждает существенное влияние сопротивления и массы ваеров на геометрию траловой системы.

Рис. 4. Геометрические параметры трала 27,1/24,4 в зависимости от скорости траления

Fig. 4. Geometric parameters of the trawl 27.1/24.4 depending on trawling speed

В этой связи интерес представляет вопрос о том, какая длина ваеров или какое отношение L /Н использовалось при тралениях на различных глубинах. Результат

ваер лова

анализа этих данных представлен на рис. 7: на глубинах до 100 м длина ваеров, отнесенная к глубине лова, составляет от 3,8 до 2,5. При дальнейшем увеличении глубины лова это отношение уменьшается до 2,0—1,8.

Такой результат можно отнести к тактике тралений, выбранной субъектом, руководящим ловом. Однако этот субъективный фактор, как видно из сопоставления данных рис. 6 и рис. 7, влияет на горизонтальное раскрытие трала, и получается, что на малых глубинах зона облова трала меньше, чем на больших.

Анализ возможных погрешностей в определении плотности распределения гидробионтов при учетных съемках донным тралом 27,1/24,4

Вышеприведенный анализ показал, что в условиях весьма существенного изменения скорости, глубины траления и длины вытравленных ваеров геометрические параметры трала имеют большой разброс значений, что отражается на величине зоны облова, которая в донной съемке определяется горизонтальным раскрытием трала. Горизонтальное раскрытие по крыльям для трала 27,1/24,4 во всех тралениях фиксировалось в траловой карточке неизменным и равным 16 м. Однако выборка встречаемости различных зна-

Рис. 5. Геометрические параметры трала 27,1/24,4 в зависимости от длины ваеров Fig. 5. Geometric parameters of the trawl 27.1/24.4 depending on length of warps

Длина ваеров, м

Длина ваеров, м

чений горизонтального раскрытия этого трала, приведенная на рис. 8, показывает, что горизонтальное раскрытие изменялось от 10 до 22 м, а близкое к принятому в карточке значение горизонтального раскрытия трала встречается всего в 32 % тралений.

В остальных случаях встречаются горизонтальные раскрытия больше или меньше принятого для расчета зоны облова. Поэтому, принимая во всех случаях для расчета зоны облова стандартное значение горизонтального раскрытия, мы предполагаем, что по результатам около 68 % тралений расчет плотности распределения и численности гидробионтов был сделан с погрешностью.

Определение этой погрешности показано на условном примере, приведенном в таблице. Было взято 13 галсов, на каждом из которых произведены траления с различным горизонтальным раскрытием (Вкр), но с одинаковыми длиной галса ^г) и уловом ^г). Зная параметры траления, нашли площадь зоны облова: Sг = Вкр • Lг и плотность распределения гидробионтов на обловленной площади: Рг = Qг/Sг. Такой же расчет сделали для горизонтального раскрытия (Вр), зафиксированного в траловых карточках для расчета зоны облова и равного 16 м. Сравнивая полученные данные, определили погрешность вычисления плотности распределения гидробионтов при использовании фиксированного горизонтального раскрытия трала.

Рис. 6. Раскрытие по доскам и крыльям трала 27,1/24,4 в зависимости от отношения длины ваеров к глубине лова

Fig. 6. Disclosure of the trawl 27.1/24.4 boards and wings depending on the ratio of warps length to trawling depth

ОТНОШеНИе Uaep/Нлова

Глубина лова, м

Рис. 7. Изменение отношения L /Н с увеличе-

ваер лова J

нием глубины лова

Fig. 7. Change of the ratio of warps length to trawling depth with increase of the trawling depth

Из данных таблицы видно, что для принятых в условном примере исходных данных погрешность в отдельно взятых зонах (галсах) может достигать 60 % в сторону недоучета и 27 % в сторону переучета численности исследуемого объекта. Понятно, что в условном примере невозможно предвидеть все разнообразие промысловых ситуа-

Рис. 8. Распределение значений горизонтального раскрытия трала 27,i/24,4 Fig. 8. Horizontal disclosure of the trawl 27. i/24.4

Погрешность определения плотности распределения гидробионтов при использовании фиксированной величины зоны облова Error of assessment in distribution density of marine organisms in the case of fixed value

of the trawl catching zone

В кр L г S г Qг P г В ср S ср Qcр P ф Погреш.

lO lOO lOOO 5G G,G5G 16 16OO 5G G,G3i -6G,G

ll lOO l lOO 5G G,G45 16 16OO 5G G,G3i -45,5

i2 lOO i2GG 5G G,G42 1б 16OO 5G G,G3i -33,3

i3 lOO i3GG 5G G,G38 1б 16OO 5G G,G3i -23,i

i4 lOO i4GG 5G G,G36 1б 16OO 5G G,G3i -i4,3

i5 lOO i5GG 5G G,G33 1б 16OO 5G G,G3i -6,7

lOO ^OO 5G G,G3i 1б 16OO 5G G,G3i G,G

i7 lOO i7GG 5G G,G29 1б ^OO 5G G,G3i 5,9

i8 lOO i8GG 5G G,G28 1б 16OO 5G G,G3i ii,i

l9 lOO l9OO 5G G,G26 1б 16OO 5G G,G3i i5,8

2G lOO 2GGG 5G G,G25 1б 16OO 5G G,G3i 2G,G

2i lOO 2iGG 5G G,G24 1б 16OO 5G G,G3i 23,8

22 lOO 22GG 5G G,G23 1б 16OO 5G G,G3i 27,3

ций, однако этот пример должен насторожить специалистов, определяющих плотность распределения и численность гидробионтов по данным учетных траловых съемок.

Выводы

При изменении скорости траления от 2 до 3 уз и длины ваеров от 100 до 700 м происходит увеличение расстояния между досками и крыльями трала. С дальнейшим увеличением скорости траления и длины ваеров горизонтальное раскрытие по доскам и крыльям трала уменьшается.

При увеличении отношения длины ваеров к глубине траления горизонтальное раскрытие по доскам и крыльям трала уменьшается, а вертикальное раскрытие устья трала увеличивается.

При проведении учетных работ в тралениях на глубине до 100 м соблюдалось отношение длины ваеров к глубине лова от 3,8 до 2,5, а при дальнейшем увеличении глубины лова это отношение снижалось до 2,0—1,8, вследствие чего на разных глубинах величины горизонтального и вертикального раскрытия трала были непостоянны.

Величина горизонтального раскрытия, используемая для оценки зоны облова трала 27,1/24,4, равна 16 м и встречается всего в 32 % тралений. Поэтому расчет плотности распределения и численности гидробионтов по фиксируемому горизонтальному раскрытию в 68 % тралений был сделан с погрешностью.

Горизонтальное раскрытие трала, м

Список литературы

Кручинин О.Н., Мизюркин М.А., Захаров Е.А., Сафронов В.А. Геометрия и уловистость двух донных тралов // Изв. ТИНРО. — 2012. — Т. 171. — С. 285-291.

Кручинин О.Н., Мизюркин М.А., Сафронов В.А., Захаров Е.А. Геометрические параметры, натяжение ваеров и уловы донного трала в зависимости от угла атаки траловых досок // Тр. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 125-летию Ф.И. Баранова. — Калининград : КГТУ 2011. — С. 267-275.

Мизюркин М.А., Кручинин О.Н., Сафронов В.А. и др. Геометрические параметры, натяжение ваеров и уловы донного трала при различной длине кабелей // Изв. ТИНРО. — 2011. — Т. 164. — С. 360-373.

Мизюркин М.А., Кручинин О.Н., Сафронов В.А., Захаров Е.А. Влияние угла атаки траловых досок на сопротивление и геометрические параметры донной траловой системы // Изв. КГТУ. — 2012. — № 24. — С. 32-37.

Мизюркин М.А., Кручинин О.Н., Сеславинский В.И. и др. Геометрия и уловистость донного трала в зависимости от длины кабелей // Мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. — Калининград : КГТУ, 2010. — С. 54-63.

Поступила в редакцию 28.02.13 г.