НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    КАРТА САЙТА    О САЙТЕ







предыдущая главасодержаниеследующая глава

4.3. Особенности технологии добычи донных организмов

Добычу малоподвижных и неподвижных донных объектов правильнее именовать не ловом, а сбором (как это принято, например, в сельском хозяйстве). В то же время в рыбохозяйственной практике широко используется в этих случаях именно термин "лов" и его производные (например, "ловец-оператор").

Добычу донных организмов (беспозвоночных, водорослей, трав) ведут с помощью орудий лова, чрезвычайно разнообразных по принципу действия и конструкции, хотя число промысловых видов этих организмов относительно невелико. Такое разнообразие орудий объясняется спецификой методов добычи, связанных с особенностями донных организмов. Напомним некоторые из них. Образ жизни промысловых донных организмов довольно разнообразен: среди них имеются формы, свободно лежащие на грунте или передвигающиеся по нему; прочно прикрепляющиеся к грунту, а также закапывающиеся. Сами же грунты также различаются по топографии и механическим характеристикам, что затрудняет использование орудий добычи. Донные организмы редко образуют естественные однородные скопления из особей одного вида, подобные косякам рыб.

Технология сбора донных организмов, прежде всего, зависит не от видовой принадлежности, а от характера субстрата. Поэтому близкие виды приходится собирать различными по конструкции орудиями, и, напротив, для сбора биологически отдаленных объектов (даже животных и растений) можно использовать однотипные технологические приемы и конструкции орудий лова, заменяя только отдельные узлы или вовсе ничего не меняя.

Классифицировать орудия сбора донных организмов, основываясь на принципах классификации орудий лова рыб, довольно затруднительно. Существующие классификации орудий рыболовства основаны (в явной или неявной форме) на различных способах захвата и удерживания, так как при лове таких подвижных животных, как рыбы, захват в сущности и соответствует лову. Добычу же донных организмов можно рассматривать как чисто техническую операцию транспортировки объектов с разными физическими свойствами на поверхность. В этом случае собственно "лов" заключается в отделении объектов от субстрата или в подаче их на судно. Поэтому и орудия лова именуют, исходя из способов отделения объектов от субстрата (например, подводная косилка), их подачи (эскалаторный снаряд), подготовки грунта (гидродрага периодического действия). Характерным для этих орудий является комплексное использование разных технологических приемов и типов привода в одном орудии.

В связи с изложенным иерархическая классификация орудий сбора донных организмов настолько громоздка, что теряет какую-либо практическую ценность. Поэтому мы считаем целесообразным при систематизации данных, относящихся к таким орудиям, вместо иерархической классификации раздельно рассматривать способы осуществления основных технологических операций - подготовку к захвату, захват и подачу улова.

Подготовка к захвату. Объекты приводятся в положение, способствующее захвату. Наиболее широко эта операция применяется при сборе водорослей с длинными слоевищами. При добыче закапывающихся моллюсков производится рыхление субстрата с помощью струй воды, размывающих грунт. Насосы можно устанавливать под водой на залавливающем устройстве, а электроэнергию подавать по кабелю.

Захват. Фиксирование объекта рабочим органом. Фиксирование объекта может быть выполнено несколькими способами: сжиманием (клещами, манипуляторами подводных аппаратов), защемлением (например, моллюсков и иглокожих - с помощью шестов, снабженных упругими стержнями); нанизыванием (на остроги, копья и специальные элементы орудий ручного и механического лова, например на шипы двигающегося по дну барабана); накручиванием (при добыче ламинариевых водорослей) с помощью ручных и механических канз; запутыванием (при сборе животных, имеющих шипы и другие выросты) с помощью буксируемых по дну швабр, расплетенных концов и др.

Отделение от субстрата. Так же производится несколькими способами: срезанием (при сборе морских растений и прикрепленных донных животных) орудиями с противорежущими частями (косилки, стригущие машинки и др.) и без них (ножевые драги, орудия с режущими устройствами на гибких элементах); подъемом - перемещением объекта под углом к субстрату после предварительной фиксации одним из рассмотренных выше способов (подъем прикрепленных организмов называется отрывом); сгребанием - перемещением объекта параллельно поверхности субстрата с помощью драг и эскалаторных снарядов; всасыванием центробежными насосами, эжекторами и эрлифтными устройствами; подхватыванием - отделением неприкрепленных или слабоприкрепленных объектов с помощью подводимых под него штырей, пластин и других устройств, действующих под углом к субстрату; черпанием (при добыче закапывающихся организмов на рыхлых грунтах) с помощью дночерпателей и грейферных ковшей.

Подача улова. Подача может быть индивидуальной (при ручном сборе с поверхности), контейнерной, с помощью транспортеров и гидротранспорта. Контейнерная подача распространена очень широко. В качестве контейнера может быть использовано само орудие лова (тралы и драги периодического действия). При таком способе возможен лов и по непрерывным схемам, показанным на рис. 4.7, в (кольцевой трал системы Китрана). В последнем случае используются специальные контейнеры, служащие только для транспортирования улова (сменные питомзы, заменяемые мешки драг и др.). Транспортеры обеспечивают непрерывную подачу большого объема улова. Наиболее известны эскалаторные снаряды для сбора морских растений, мидий, устриц и других объектов. Все более широкое применение в различных орудиях находит гидротранспортирование. Прежде всего, насосами оборудуются драги и тралы, что обеспечивает непрерывность работы агрегата по схеме рис. 4.7, б.

Устройство и основные особенности работы орудий сбора донных беспозвоночных рассматриваются в ряде работ [14, 58 и др.], и здесь мы на них не останавливаемся. Необходимо лишь отметить, что эффективность работы орудий сбора и в первую очередь их залавливающих устройств не всегда удовлетворительна. Одна из основных причин этого - недостаточные масштабы подводных наблюдений за работой орудий, а, следовательно, недостаточная изученность их взаимодействия с промысловыми объектами.

Обратимся к технологии добычи морских растений. Основными объектами подводного сбора водорослей являются несколько видов ламинарий, анфельция, филлофора, фурцелярия, макроцистис, нереоцистис, а морских трав - зостера и филлоспадикс.

Наиболее полно отработана технология промысла неприкрепленных пластообразующих водорослей - анфельции и филлофоры, поскольку она не представляет специфических трудностей. Для добычи таких водорослей можно использовать средства, мало отличающиеся от орудий сбора донных беспозвоночных или однотипные с ними. Широко применяются простейшие драги различных конструкций. Успешно решаются вопросы, связанные с организацией технологии непрерывной добычи. Примером такой организации может служить добыча филлофоры на Черном море с помощью кольцевого трала системы Китрана (см. рис. 4.7, в). В настоящее время для добычи неприкрепленных водорослей все более широко используются гидродраги, обеспечивающие непрерывную подачу водорослей на судно с помощью насосов или эрлифта (см. рис. 4.7, б) [61].

Что касается технологии добычи прикрепленных водорослей (особенно с длинными слоевищами*) и морских трав, то это один из наиболее сложных аспектов промысла донных объектов вообще. При сборе некоторых видов водорослей очень перспективно применение высокопроизводительных эскалаторных устройств, устанавливаемых на специальных судах [14], однако для успешного функционирования таких орудий необходимы обширная акватория с мощным запасом водорослей и относительно ровный грунт. Технология добычи водорослей на прибрежном мелководье, скальных глыбовых и других "неудобных" грунтах до сих пор не отработана, хотя в таких районах сосредоточены основные запасы водорослей.

* (В литературе, особенно промысловой, слоевище (таллом) водорослей иногда называют "стеблем" и "листьями", что является грубой ошибкой и совершенно недопустимо.)

Одним из основных препятствий развитию подводных средств сбора водорослей является, как это ни парадоксально, наличие орудий и технологических приемов уборки наземных растений. Дело в том, что, несмотря на внешнее сходство, сбор водорослей кардинально отличается от сбора наземных растений. Слоевища водорослей очень пластичны и либо стелются над грунтом под действием течений, либо лежат на нем. Поэтому перед срезанием необходимо слоевища ориентировать, а также учитывать направление течения, которое на глубине может отличаться от поверхностного. Поскольку водоросли имеют нейтральную или общую положительную плавучесть, требуются специальные меры для предотвращения потери всплывающих после срезания слоевищ. Наконец, сложной проблемой является поддержание постоянного расстояния рабочего органа от грунта.

Особенностями строения и произрастания водорослей объясняются неудачи многочисленных попыток использования режущего аппарата возвратно-поступательного типа, широко используемого в косилках, комбайнах и других сухопутных агрегатах. Из описанных в литературе устройств "классического" принципа действия наиболее интересна подводная косилка, обеспечивающая активное поднятие водорослей перед срезанием путем подсоса струей воды, создаваемой ножом (в форме винта) режущего аппарата.

Несмотря на отдельные удачные конструкции задачу сбора прикрепленных морских водорослей ни в коем случае нельзя считать решенной. По-видимому, технологам необходимо преодолеть психологический барьер и найти принципиально новый подход. Такие пути уже намечаются. Разрабатываются устройства, обеспечивающие срезание без применения противорежущих частей, так как на перерезание слоевищ требуется относительно небольшое усилие (на порядок меньше, чем на перерезание стебля хлебных злаков равной площади сечения). Одно из устройств представляет собой буксируемое крыло-бим. К нему шарнирно прикрепляются вертикальный стабилизатор и пластинчатая цепь, на которой расположены несущие конструкции режущих систем, выполненные в виде пластин-крыльев. По периметру крыльев движутся бесконечные цепи с ножевыми сегментами, приводимые в движение автономными двигателями. При буксировании устройства режущие системы за счет сопротивления воды устанавливаются горизонтально. Элементы режущих систем устройства имеют четыре степени свободы, что обеспечивает их установку в рабочее положение и сохранность при взаимодействии с препятствием [64].

Особый интерес представляет устройство, рабочий орган которого выполнен в виде провисающей на двух барабанах бесконечной конвейерной ленты. Барабаны укреплены на несущей раме с понтонами. На ленте закреплены зубчатые ножи, наклоненные под углом 45° к ленте, и иглы. Лента, двигаясь, создает поток воды, поднимающий слоевища ламинарии, которые затем захватываются иглами и срезаются наклонно (что требует значительно меньшего усилия резания). Конструкция рабочего органа обеспечивает ориентирование слоевищ, срезание их в нижней части и транспортирование на поверхность. При контакте с препятствием рабочие органы удовлетворительно реагируют на рельеф дна. Принципы, положенные в основу конструкции этого орудия, могут быть использованы и при проектировании орудий сбора некоторых видов беспозвоночных [66].

Конструкция орудий лова и технологические схемы промысла непрерывно совершенствуются. По мнению А. И. Трещева, будущее принадлежит селективно-стимулированному рыболовству. На основе современных технических средств и объединения ряда источников стимуляции в единую энергосистему, можно будет концентрировать рыб с больших акваторий и вылавливать только нужные особи.

К сожалению, крупномасштабный стимулированный лов возможен только при промысле подвижных объектов со сложными формами поведения (рыбы, кальмары). Прогресс в технологии добычи большинства видов беспозвоночных и водорослей вряд ли будет столь значителен: он будет достигаться улучшением технических характеристик существующих и созданием новых подводных технических средств лова, работающих в рамках схемы вероятностного промысла.

Особое место занимают водолазные методы добычи биологического сырья. Правда, объем продукции, добываемой водолазами, невелик, а операторы подводных аппаратов в настоящее время добывают только единичные биологические объекты. Однако несмотря на выраженную общую тенденцию к интенсификации и увеличению масштабности промысла "архаичный" водолазный промысел существует и, несомненно, будет существовать благодаря его уникальным возможностям.

Представим водолаза как орудие лова, зона действия которого в процессе промысла (промысловая мощность) определяется пройденным под водой расстоянием и шириной захвата. Понимая условность такого допущения, мы, тем не менее, воспользуемся им при исследовании основных промысловых характеристик водолаза и в первую очередь - его селективной способности (в дальнейшем будем называть ее селективностью).

В отличие от всех других орудий лова, селективность которых жестко определена конструкцией и либо постоянна, либо изменяется в незначительных пределах, диапазон селективности водолаза может меняться в самых широких пределах: от полного отсутствия захвата до почти 100%-ного захвата всех объектов, попавших в зону облова.

Селективность водолаза в отличие от селективности сетных орудий проявляется не в процессе взаимодействия орудия лова с объектом, а предшествует этому процессу. Она коренным образом отличается и от "предзахватной" селективности безсетевых орудий, которая обеспечивается привлечением в зону непосредственного облова дифференцированных особей, но сам лов практически остается неселективным. Водолаз же отбирает объекты по индивидуальному принципу в зависимости от результатов предварительной визуальной оценки, обусловленной особенностями визуального восприятия под водой. Что касается отбора объектов по размерам, то и здесь селективность водолаза по многим параметрам значительно отличается от селективности любых орудий лова: ее можно описать кривой П-образной формы, что совершенно недостижимо при использовании других орудий лова. Наконец, известно, что обеспечить селективность орудий лова в отношении вида объекта - чрезвычайно сложная, а часто и неразрешимая задача, в то время как возможности водолаза в этой области практически неограниченны.

Помимо высокой селективности необходимо отметить еще одну замечательную возможность водолаза - приспосабливаться к особенностям грунта и работать на грунтах, рельеф которых не позволяет использовать другие орудия лова, при практически полном отсутствии нежелательного неконтролируемого влияния на окружающий субстрат и живые организмы.

Сравнительно низкая производительность труда и значительные затраты на производство водолазных работ делают водолазный промысел рентабельным только в тех случаях, когда собранные объекты имеют высокую рыночную стоимость. Это, прежде всего, - деликатесные морские организмы, организмы-источники получения ценных химических и медицинских веществ, объекты сувенирного значения.

Однако уникальные особенности водолаза как "орудия лова" делают его незаменимым и при выполнении ряда специальных работ. К ним в первую очередь относятся очистка от хищников (например, морских звезд) акваторий подводных плантаций и ферм, обеспечение биологическим сырьем научных исследований, которое, как известно, должно отвечать ряду специальных требований (большое число видов живых организмов, возможность работы в течение всего года и т. п.).

Какие же основные факторы определяют эффективность работы водолаза?

Для исследования некоторых характеристик водолазного промысла может быть использована теоретическая модель хищник - жертва, которая в интерпретации для процесса лова выражается уравнением

(4.23)
(4.23)

где N - величина наиболее часто встречающегося улова для данного орудия лова; Nmax - максимальный улов; δ - плотность распределения объектов; k - коэффициент пропорциональности. В теории рекогносцировочного лова от использования этой модели пришлось отказаться из-за невозможности практического определения коэффициента k [57], однако при водолазном промысле, когда используются объекты с относительно стабильным распределением, применение этой теории весьма перспективно.

Аналогичное уравнение было получено при исследовании закономерностей питания рыб В. С. Ивлевым, исходившим из предположения, что реальный рацион хищника за некоторый отрезок времени будет приближаться к некоторой предельной величине, выше которой он не поднимается ни при каких обстоятельствах [21]. Уравнение Ивлева легло в основу нескольких моделей, описывающих отношение пары хищник - жертва, которые могут быть использованы и при анализе характеристик водолазного лова.

Интервал времени τ между захватами промысловых объектов удобно представить как

(4.24)
(4.24)

где τ0 - "чистое" время, затрачиваемое на собственно сбор (захват и перенесение объекта); τ1 - время, затрачиваемое на передвижение между объектами.

Динамика выборки водолазом скоплений организмов неодинакова, прежде всего, из-за различной мощности скоплений. Если концентрация промысловых организмов в процессе сбора уменьшается (ограниченные размеры скопления), то для теоретического описания такого промысла могут быть использованы результаты исследования скорости выедания рыбами небольшого кормового пятна*. Количество кормовых объектов в пятне подбирается таким образом, чтобы можно было пренебречь эффектом насыщения хищников. Эта зависимость в интерпретации для водолазного лова выражается уравнением

(4.25)
(4.25)

где Т - продолжительность промысла; N - число собранных объектов; N0 - общая начальная численность объектов в скоплении; k1 - некоторая постоянная для данных условий величина, пропорциональная скорости движения водолаза υ и площади S, на которой водолаз может различать объект: .

* (Teн В.С. О трофическом взаимодействии примитивных пар хищник-жертва у водных организмов. - В кн.: Структура и динамика водных сообществ и популяций, Киев, Наукова думка, 1967, с. 16-43.)

Кривую зависимости N(T) в общем случае можно подразделить на три участка: линейный, когда , экспоненциальный при и промежуточный, когда значения N и сравнимы между собой.

Если концентрацию организмов принять постоянной (этот случай наиболее характерен для водолазного промысла, и может реализоваться при значительной протяженности промыслового скопления, позволяющей водолазу с помощью соответствующей организации маршрута проводить сбор на еще не обловленных участках), для теоретического описания можно использовать модель взаимоотношений примитивных пар хищник - жертва Н. Рашевского, построенную на основании данных В. С. Ивлева по питанию рыб [21]. Уравнение Рашевского (в интерпретации для промысла) имеет вид

(4.26)
(4.26)

Как видно из этого уравнения, скорость сбора организмов пропорциональна плотности их распределения только при малых δ, а не при любых, как это принято в классических работах Вольтерра, Лотка и Гаузе [31], на что впервые обратил серьезное внимание В. С. Ивлев.

Зависимость между числом собранных водолазом организмов и плотностью их распределения при δ = const можно получить и иным способом, без привлечения идей трофического взаимодействия. Выразим количество собранных за время Т объектов формулой

(4.27)
(4.27)

где lср - среднее расстояние между объектами; υ - скорость движения водолаза.

Площадь, приходящаяся на один объект при их равномерном распределении, выражается соотношением

(4.28)
(4.28)

С другой стороны, очевидно, что S'=l/δ, откуда

(4.29)
(4.29)

Величина τ0 зависит от вида собираемых организмов, характера грунта, температуры воды (определяющей тип используемого гидрокостюма) и др. При τ0 τ1 число добытых объектов почти не зависит от плотности их распределения, а определяется в основном "чистым" временем сбора. Такая ситуация может наблюдаться при промысле закапывающихся и прочно прикрепленных объектов, когда τ0 достигает значительной величины (одна минута и более), а также при сборе свободно лежащих на дне объектов с высокой плотностью поселения, почти не требующих перемещения водолаза. В то же время максимальное число таких объектов (даже некрупных), которые могут быть собраны под водой, не превышает 40 в минуту, поэтому τ0=0,025 мин.

При промысле свободно лежащих объектов с низкой плотностью поселения (менее 3 экз./м2) меняется структура периода между захватами τ. В этом случае, часто встречающемся на практике, водолаз может использовать "чистое" время сбора на передвижение между объектами, поэтому величину τ0 в последней формуле можно отбросить. Тогда, принимая среднюю скорость водолаза υ = 20 м/мин, можно записать .

Определим промысловую эффективность водолазного лова Э как отношение улова N за время промысла к промысловому усилию U за тот же период [57]: Э = N/U. Промысловое усилие U можно выразить зависимостью U=WT, где W - промысловая мощность. Тогда, определив промысловую мощность водолаза как облавливаемую им в единицу времени площадь W=S/T, получим Э = N/S=N/Ld, где L - длина пути водолаза за время промысла, d - ширина захвата.

При невозможности прямого определения пути (например, с помощью лага) для определения промысловой эффективности можно воспользоваться соотношением . Величина то для конкретных условий определяется экспериментальным путем.

Как уже указывалось, важнейшим преимуществом водолаза как "орудия лова" является очень высокая и легко регулируемая селективность. Поэтому механизация и интенсификация труда водолаза целесообразны только при сохранении этой важнейшей характеристики. Наиболее желательно механизировать такие трудоемкие операции, как отделение от субстрата прикрепленных животных и растений, раскапывание грунта, транспортировку собранного материала. При непродуманной механизации основных операционных процессов, способствующей чрезмерному увеличению скорости передвижения водолаза под водой и ширины захвата, он может частично или полностью потерять преимущества, определяемые его селективной способностью. В то же время в отдельных случаях применение специальных механических устройств способствует повышению производительности труда водолаза или просто делает возможным выполнение некоторых видов работ. К ним относятся, например, ручные всасывающие устройства для лова укрывающихся ракообразных и рыб, пневматические стригущие машинки для сбора водорослей и др.*

* (Сюда не следует относить работу водолаза совместно с орудиями лова, приводимыми в действие с поверхности. Эти орудия способны работать и самостоятельно, водолаз же обеспечивает повышение их производительности, ориентируя и контролируя деятельность залавливающих устройств. В этом случае селективность лова обычно очень низка или вообще отсутствует.)

предыдущая главасодержаниеследующая глава







© UNDERWATER.SU, 2001-2019
При использовании материалов проекта активная ссылка обязательна:
http://underwater.su/ 'Человек и подводный мир'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь