Контрольная работа: Методы поиска и оценки численности гидробионтов

В тех случаях, когда промысловые объекты держатся на значительных глубинах, важно знать предельную дальность обнаружения гидроакустическими приборами скоплений разной плотности при различных условиях работы. Обычно ее определяют экспериментальным путем. Для этого регистрируют скопления при максимальной мощности и усилении приемного тракта в наиболее благоприятных условиях поиска (в спокойную погоду; в дрейфе или на малом ходу судна).

Оценивать дальность обнаружения скоплений целесообразно применительно к разным промысловым районам и различным типам гидроакустических приборов, которые могут быть использованы в эхосъемках. Зная глубину обитания, толщину и плотность скоплений в традиционном промысловом районе, можно определить, какой тип прибора наиболее подходит для проведения съемки и предложить режим его работы для обеспечения обнаружения концентраций.

Возможности гидроакустической техники существенно ограничиваются наличием шумовых помех, звукорассеивающих слоев (ЗРС) и затуханием звука.

Шумовые помехи имеют различную природу и делятся на электрические и акустические. К электрическим относят собственные шумы усилителя и наводки от воздействия электромагнитных полей различных устройств; к акустическим шумы двигателя, механизмов и гребного винта, а также шумы обтекания судна потоком воды и ударов волн по корпусу. Основной помехой являются акустические шумы, они возрастают при увеличении скорости движения судна, ухудшении погодных условий, понижении рабочей частоты, расширении ультразвукового луча и полосы пропускания приемного тракта.

Для того чтобы шумовые помехи не мешали регистрации полезных эхо-сигналов приходится учитывать и уменьшать влияние этих факторов, соответственно выбирая режимы работы судна и гидроакустической аппаратуры.

В некоторых случаях объекты эхосъемки регистрируются на фоне ЗРС, образуемых молодью рыб, мелкими ракообразными, личинками, икрой, планктоном, воздушными пузырьками, неоднородностями водной среды, включая температурные скачки и т.д. Аналогичная проблема возникает при регистрации смешанных скоплений рыб, содержащих виды, не являющиеся объектами данной эхосъемки. Учесть степень влияния ЗРС на показания интегратора можно путем интегрирования эхосигналов от ЗРС в отсутствие обследуемых объектов.

Затухание звука зависит от рабочей частоты излучения (километрическое затухание) и от степени аэрации приповерхностного слоя воды (избыточное затухание). Для обеспечения обнаружения объектов в широком диапазоне глубин в большинстве случаев используют низкочастотные приборы. При этом эффект избыточного затухания в аэрированном слое может быть значителен и его следует учитывать в процессе эхосъемок.

Существенные особенности имеет регистрация гидроакустическими приборами приповерхностных и придонных объектов.

В определенные периоды года и время суток некоторые пелагические рыбы и другие промысловые объекты держатся вблизи поверхности моря. Приповерхностные промысловые скопления обычно наблюдаются при относительно спокойном море и имеют высокую плотность.

Несмотря на то, что с точки зрения энергетических возможностей гидроакустической аппаратуры условия обнаружения приповерхностных скоплений вполне благоприятны, фактические возможности их регистрации вблизи поверхности моря ограничены.

Наличие этой ограниченности объясняется осадкой судна и его отпугивающим действием на рыбу, а также так называемой мертвой зоной от зондирующих импульсов прибора. В силу этих причин регистрация и количественная оценка рыбных скоплений эхолотом бывают возможны, начиная с глубины 10-15 м, а иногда и больше. Регистрировать такие скопления гидролокатором можно только при очень хорошей погоде, когда поверхностная реверберация невелика. В некоторых случаях для обнаружения приповерхностных скоплений прибегают к помощи буксируемых антенн, работающих снизу вверх. Однако существующие конструкции таких антенн пока еще имеют существенные недостатки (в основном нестабильность хода и сложность спуско-подъемньгх операций в свежую погоду).

Для того чтобы регистрировать придонные объекты, гидроакустическая аппаратура должна удовлетворять более высоким требованиям, чем в случае пелагических скоплений: необходимо обнаружить объекты, во-первых, на заданной глубине и, во-вторых, на фоне эхосигналов от грунта.

Подводные наблюдения показывают, что придонная рыба держится неравномерно по глубине; наиболее плотные концентрации часто бывают у самого дна. В этом случае рыба обнаруживается особенно плохо из-за неровностей грунта: расстояния от антенны до неровностей могут быть меньше, чем до скопления рыбы, и тогда полезные эхосигналы регистрируются под линией дна. Как правило, каменный грунт более неровный; в этом случае следует ожидать особенно сильной маскировки донной рыбы.

Степень маскировки рыбы неровностями дна зависит от глубины места: на малых глубинах этот эффект практически отсутствует, с ростом глубины площадь облучения дна увеличивается, поэтому маскирующее действие грунта возрастает. Поскольку учесть степень маскировки рыбы на различных участках обследуемого района практически невозможно, результативность эхо-метрических съемок придонных скоплений существенно снижается.

Возможности регистрации придонных и донных объектов самописцем и интегратором повышаются при использовании расширителя записи и специальных устройств, позволяющих отсекать эхосигналы грунта. Эффективность работы на скоплениях этих объектов существенно возрастает с повышением разрешающей способности гидроакустического прибора, что достигается применением узконаправленных антенн и коротких зондирующих импульсов.

Для того чтобы полностью избавиться от маскировки рыбы неровностями грунта, диаграмма направленности акустической антенны должна быть очень узкой. При таком угле направленности необходима стабилизация ультразвукового луча эхолота. Наиболее удачные устройства в этом отношении буксируемые антенны, особенно эффективные при работе на больших глубинах. Такие системы не требуют специальной стабилизации. Кроме того, заглубление буксируемой антенны ниже аэрированного приповерхностного слоя воды значительно повышает эффективность работы гидроакустического прибора при волнении моря.

Перед началом съемки задают режим работы гидроакустического прибора и интегратора, выбирая его на основе оценки возможностей аппаратуры применительно к решению поставленной задачи.

Режим работы гидроакустического прибора задают, устанавливая следующие параметры: рабочую частоту, мощность, направленность антенны, длительность зондирующих импульсов, полосу пропускания усилителя, коэффициент усиления, закон ВАРУ, диапазон регистрации, скорость протяжки бумаги.

Режим работы интегратора задают, устанавливая глубину и толщину слоя интегрирования, усиление, порог регистрации полезных эхосигналов, порог срабатывания донной блокировки.

гидроакустический эхометрический рыба

Список литературы

Норинов Е.Г. Методы управления рыболовством в открытых районах Мирового океана на примере Антарктики. — Владивосток: Дальрыбвтуз, 2001. — 109 с.