4 года назад
Нету коментариев

Промысловая разведка рыб имеет огромное значение (Марти, 1948; Мантейфель, 1955). Одной из важнейших ее задач являет­ся обнаружение промысловых скоплений рыб, установление их видовой принадлежности и наведение на них рыбопромысловых судов с соответствующими орудиями лова.

В настоящее время основной техникой разведки рыб является гидролокация. Получаемые в результате гидролокации эхограм­мы дают возможность точно определять глубину и размер обна­руженных косяков рыб, скорость их передвижения, а иногда и их плотность. Недостатком гидролокации является невозмож­ность точно определить видовую принадлежность рыб, составля­ющих данные скопления. Из-за сложного рельефа дна гидроло­кация не может быть применена для рыб, обитающих в при­брежных скалистых районах (например, горбылевые и терпуговые рыбы Дальнего Востока).

Все перечисленные недостатки гидролокации могут быть ком­пенсированы другим акустическим способом разведки рыб — шумопеленгованием. Под шумопеленгованием рыб понимается прослушивание издаваемых рыбами звуков и локализация рай­она нахождения звучащих рыб. Особенно перспективным следует считать сочетание гидролокации и шумопеленгации скоплений рыб.

В литературе неоднократно высказывались мысли о возмож­ности использования звуков рыб как ориентиров для обнаруже­ния и локализации рыб (Зубов и Тарасов, 1947; Gopinath, 1953; Westenberg, 1953; Шишкова, 1958; Токарев, 1958: Moulton, 1960; Протасов и Романенко, 1962; Подлипалин, 1963; Тимофеев, 1964).

Эти идеи основывались на фактическом материале, указывающем на видоспецифичность издаваемых рыбами звуков, и на опыте практического применения рыбаками Малайского ар­хипелага нахождения скоплений рыб по их шумам. Из литерату­ры давно известно (Зубов, 1948; Westenberg, 1953; Qopinath, 1953) об оригинальном народном акустическом способе развед­ки рыб, которым пользуются многие рыбаки, живущие на побе­режье Желтого и Китайского морей и Малайского архипелага. В бригаде таких рыбаков обычно имеется рыбак-слухач. Время от времени этот слухач с лодки погружается в воду так, чтобы уши его находились на глубине 30—40 см от поверхности. По звукам рыб такой слухач безошибочно определяет не только вид рыб, из которых состоит скопление, но и то, что делают рыбы — кормятся, движутся или готовятся к икрометанию. Особенно лег­ко обнаруживаются нерестящие рыбы, издающие в этот период наиболее громкие звуки. Так, китайские рыбаки, по данным Никольского (1963), обнаруживают нерестовые скопления боль­шого желтого окуня — Pseudosciena crocea (Rich.), прослушивая звуки скоплений этих рыб в море при помощи полой бамбуко­вой трубки, опускаемой в предполагаемых местах скоплений этих рыб.

Принимая во внимание сказанное и учитывая успехи совре­менной гидроакустики, позволяющей улавливать слабые звуки, в некоторых странах начали проводиться специальные работы, посвященные разработке шумопеленгационного способа развед­ки рыб (Шишкова, 1963, в печати — СССР; Maniva, 1960 — Япо­ния; Steinberg, Kronengold a. Cummings, 1962 — США и др.). Интересные наблюдения в связи с шумопеленгацией рыб были проведены Ажажа (1961) и Подлипалиным (1963). Для обоснования возможности шумопеленгирования рыб необходимо решить следующие вопросы: можно ли улавливать звуки про­мысловых рыб северных широт из окружающих шумовых помех; в какое время года и при каких условиях погоды возможна их регистрация; насколько эти звуки стабильны и отражают ли они промысловые концентрации рыб. В связи с этим необходимо подчеркнуть, что шумопеленгация рыб проводится рыбаками Малайского архипелага в определенных условиях: на интенсив­но звучащих рыбах и только во время штиля, в определенные периоды года.

Рассмотрим степень разработанности сформулированных выше вопросов, определяющих возможность шумопеленгозания рыб.

Отношение сигнал/шум. Звуковые сигналы рыб силь­но варьируют у одних и тех же рыб по интенсивности, а у разных видов рыб — еще и по частоте. Выше было показано, что и зву­ковой фон водоемов сильно изменяется как для разных его участ­ков (илистые, скалистые, песчаные грунты, зоны, удаленные от берегов), так и в одном и том же участке в зависимости от усло­вий погоды, деятельности человека и времени года. В связи с этим необходимы систематические тщательные исследования отношения сигнала рыб к шумам фона для определения видов рыб и участков водоема по сезонам года, для которых предпо­лагается организация шумопеленгационных способов разведки. Для выявления отношения сигнала рыб к шуму фона необходи­мым является проведение систематических замеров биоакустиче­ских полей. Наиболее тщательные работы в этом отношении про­ведены Шишковой (1963, в печати) на Черном и Азовском морях. Регистрируя в полосе звуковых частот биоакустическую актив­ность рыб в течение года, Шишкова пришла к выводу, что воз­можно использовать звуки рыб для ихшумопеленгации. Наибо­лее стабильными звуками рыб, проявляющимися в течение весны, лета и осени, являются звуковые сигналы шести типов, напоми­нающие барабанную дробь различной продолжительности. Эти звуки хорошо выделяются на фоне шумов моря по частоте и ин­тенсивности. На рис. 63 показаны сводные спектрограммы этих звуков в отличие от частотного состава шумов окружающего фона (шумов судна типа «СЧС» и биологических звуков рачков-альфеусов, представляющих собой основной биологический зву­ковой фон прибрежных районов).

Барабанные звуки некоторых рыб Черного и Азовского морей

Барабанные звуки некоторых рыб Черного и Азовского морей

Из сопоставления спектрограмм барабанных звуков рыб и различных фоновых шумов видно, что последние занимают более высокие области звуковых частот и не маскируют звуки рыб. Ба­рабанные звуковые сигналы рыб также хорошо выделяются от фона по интенсивности при удалении гидрофона от рыб на 5—8 м, превышая его на 10—20 дб. Это превышение сохраняется и в случае увеличения фоновых шумов во время шторма в 4 балла (рис. 64).

Барабанные звуки некоторых рыб на фоне шумов моря

Барабанные звуки некоторых рыб на фоне шумов моря

В настоящее время эти работы продолжаются. Предстоит выяснить видовую принадлежность обнаруженных звуковых сиг­налов и их отношение к скоплению рыб. Приводимые Шишковой эхограммы скоплений рыб, полученные ею при одновременной записи барабанных звуков, свидетельствуют о небольшой их плотности. Однако и этот вопрос окончательно не решен.

Аналогичные работы по выяснению возможности шумопелен­гации рыб были проведены в США Штейнбергом, Кроненгольдом и Куммингсом. Однако в отличие от подобных работ в СССР, где проводится выяснение возможности шумопеленгации рыб с судов (активная форма разведки), в США проводилось выяс­нение возможности организации пассивной формы разведки, при помощи системы устанавливаемых в море акустических буев. Акустические буи снабжены гидрофонами и через кабель соеди­нены с приемной станцией. Установка буев проводилась на ми­грационных путях рыб. Круглогодичные наблюдения показали для некоторых сигналов рыб значительное их превышение над фоновыми шумами S/N = 20 дб и возможность их использования как своеобразных акустических меток при наблюдении за мигра­циями рыб.

Серьезные работы в связи с шумопеленгацией рыб проведены в Японии на тунцах Манива (Maniva, 1960). Для обоснования возможности шумопеленгации движущихся групп тунцов по из­даваемым ими механическим звукам движения были проведены специальные эксперименты в море. Гидрофоны устанавливались в море на путях миграций тунцов с буев на расстоянии 1,5—2 км от берега, где находилась приемная аппаратура. Связь ее с гид­рофонами осуществлялась через кабель. Наблюдения показали, что звуки движения тунца-желтопералегко выделяются по часто­те и интенсивности от фоновых шумов моря. Процентное отно­шение полезного сигнала к окружающим помехам S/N оказалось в пределе 10—15 дб.

Манива сообщает, что в Японии, используя систему акустиче­ских буев, осуществляют контроль за миграцией некоторых рыб. Для этой же цели был разработан и испытан автономный аку­стический радиобуй, позволяющий судить о заходе тунцов в ставной невод. Установка состояла из двух автономных аку­стических радиобуев. Каждый буй состоял из приемно-передаю­щего устройства: гидрофона, усилителя, радиопередатчика и аккумуляторных батарей. Принятые гидрофоном звуки рыб уси­ливались, модулировались на радиочастоту внесколько десятков мегагерц и передавались в эфир. Прием радиосигналов осущест­влялся приемной аппаратурой, состоящей из радиоприемника, осциллографа с самописцем и магнитофона. Принятые звуки рыб прослушивались или записывались. Проведенные сопостав­ления изменения интенсивности и периодичности звучания совпа­дают с изменениями в интенсивности миграций тунцов и их уловами в течение суток ставным неводом (см. рис. 44).

Возможность использования звуков движения рыб для обна­ружения и шумопеленгации промысловых рыб была убедительно показана в СССР в одном из рейсов подводной лодки «Северян­ка» Ажажа (1961). Используя шумопеленгационную аппаратуру подводной лодки «Северянка», оказалось возможным по зву­кам, издаваемым атлантической сельдью, производить ее поиск и преследование. Звуки сельди, как сообщает автор, можно было хорошо отличить от шумов окружающего фона (шум мотора и прочие звуки).

Принимая во внимание все сказанное выше, можно сделать положительный вывод о возможности применения шумопеленга­ции рыб.

К такому же выводу на основании анализа фактических дан­ных пришли и другие исследователи: Подлипалин — относитель­но некоторых рыб Дальнего Востока и Тимофеев — относительно рыб Северной Атлантики.

Каковы же возможные способы шумопеленгования рыб?

Активная форма шумопеленгационной разведки рыб возмож­на с обычных рыбопромысловых судов лишь для некоторых ви­дов, звуки которых по спектру резко отличаются от шумов этих судов. Необходимо отметить в связи с этим, что шумы, создавае­мые двигателями судов, обычно в десятки, сотни раз превосхо­дят звуки рыб. В связи с этим возможность шумопеленгации рыб с судов резко ограничена. Интересным поэтому является пред­ложение Подлипалина (1963) о комбинировании шумопеленга­ции рыб с авиаразведкой. Автор считает возможным проведение прослушивания и шумопеленгации с вертолета, с которого на тросе опускаются в определенном участке моря гидрофон или шумопеленгатор. Вероятно, возможным также является прослу­шивание и шумопеленгация с судов для рыб, обитающих на больших глубинах, под слоем температурного скачка, из-за раз­ницы плотностей воды, расположенных ниже и выше слоя тем­пературного скачка, помехи, идущие от судна, должны значи­тельно уменьшиться под слоем скачка, куда необходимо опус­кать гидрофоны (рис. 65).

Возможные приемы шумопеленгации

Возможные приемы шумопеленгации

Если возможности активной формы шумопеленгации необхо­димо обосновать специальными исследованиями, то пассивную форму шумопеленгации можно считать вполне обоснованной. За­рубежный опыт убедительно показал возможность пассивной шу­мопеленгации рыб. Установка акустических буев в морях и ре­ках, на миграционных путях промысловых рыб, может дать мно­го ценных сведений, необходимых для рациональной организа­ции промысла, по охране и пропуску ценных рыб. Возможные способы шумопеленгации рыб показаны на рис. 65.

Для некоторых рыб, образующих в море перемещаю­щиеся косяки, возможным, очевидно, является разработка само­наводящегося по их звукам акустического буя, предназначен­ного для прослеживания за их перемещением. По нашему мнению (Протасов, Романенко, 1962), такой самодвижущийся буй должен состоять из четырех блоков: приемно-акустического, радиопередающего, кибернетического и механического.

Назначение акустической части буя состоит в принятии зву­ков рыб и в ориентации направления его движения в сторону косяка рыб. Радиопередаточный блок модулирует принятые зву­ки на определенную радиочастоту и передает их в эфир. Кибер­нетический блок управляет рулями поворота и двигателем ме­ханического блока. Такой буй может двигаться на звуки рыб направленно, в случае, если он снабжен шумопеленгатором; и не­направленно, рысканьем, если он снабжен одним гидрофоном и кибернетическим оптимизатором, который управляет рулями буя по способу «проб и ошибок». Двигаясь за перемещающимся косяком, такой буй может радиопеленговаться, помогая следить за мигрирующей рыбой.

Такова в общем виде схема различных вариантов возможно­го использования шумопеленгации рыб. В настоящей работе нет необходимости подробно останавливаться на каждом из этих вариантов, разработка которых является делом определенных разделов гидроакустики, автоматики и кибернетики.