Проект ставного невода для промысла горбуши в глубоководных районах о. Итуруп

ВВЕДЕНИЕ

Ставной неводной лов имеет большое промысловое значение в экономике Дальнего Востока. С его помощью добывается 90% лосося. По объему вылова он занимает второе место после добычи минтая. В 2007 г. было поймано 364 тыс. т из них 350 (96%) пришлось на береговой вылов. В 2009 г. был освоен рекордный вылов за всю историю отечественного промысла — 542 тыс. т, из них горбуша составила — 421,6 тыс. т или 77,8% от общего вылова. На южных Курилах вылов горбуши в 2010 г. должен был составить 49,1тыс. т, т. е. 14,4% от общего вылова горбуши или 60,7% от общего вылова лосося в этой зоне.

Лососевая путина Дальнего Востока имеет ряд специфических особенностей:

горбуша составляет основную часть — около 75% - уловов тихоокеанских лососей;

азиатскую горбушу по срокам анадромных миграций принято подразделять на три группировки:

1) японскую, состоящую из западно-сахалинской, приморской и амурской популяций;

2) западно-беринговоморскую, включая восточно-камчатскую популяцию;

3) охотоморскую, включая курильскую и хоккайдскую популяции;

в количественном составе летних миграций горбуши к берегам наблюдаются значительные межгодовые колебания (четный год — много, нечетный год — мало);

различия в сроках подхода горбуши к берегам: ранние подходы (в основном в июле) отмечаются в Карагинском и Северо-Охотоморском районах, более поздние — в Западно-Камчатском, затем — в Сахалинском. Самый поздний ход — до середины сентября — приходится на Южные Курилы;

основные районы промысла находятся на северо-восточном и юго-западном побережьях Камчатки, юго-востоке Сахалина и о-ва Итуруп;

сроки хода горбуши на севере (Камчатке) более сжаты, чем на юге (Сахалине, Курилах);

Целью дипломной работы является разработка конструкции ставного невода для промысла горбуши в глубоководных районах о. Итуруп.

1. ОПИСАНИЕ РАЙОНА ПРОМЫСЛА

1.1 Географическая характеристика промыслового района Курильские острова, вытянувшиеся гигантской цепь длиной около 1200 км от полуострова Камчатка до острова Хоккайдо, определяют Охотское море от Тихого океана. Курильские острова состоят из большой Курильской гряды, насчитывающей около 30 островов и Малой Курильской гряды состоящей из 6островов.

Остров Итуруп (рис. 1.1) расположен в южной оконечности Большой Курильской гряды и является самым крупным из Курильских островов. Его протяженность с юго-запада на северо-восток составляет около 200 км. Площадь составляет 6725. Охотское побережье острова Итуруп имеет несколько заливов, крупнейшими из которых являются — залив Простор, залив Курильский, залив Куйбышевский и множество других бухт.

Рисунок 1.1 Остров Итуруп С юго-запада о. Итуруп ограничивается проливом Екатерины, отделяющим его о. Кунашир; с севера-востока проливом Фриза, который отделяет от его от о. Уруп.

На острове Итуруп развита густая сеть различных по величине рек и ручьев, впадающих в Охотское море и Тихий океан. Густота речной сети составляет 1−1,5 км на 1 площади острова. Все реки берут начало со склонов потухших и действующих вулканов. Всего на о. Итуруп 200 рек и ручьев, из них 46 имеют важное рыбохозяйственное значение как нерестовые водоемы для размножения лососей. Площадь нерестилищ о. Итуруп оценивается в 600 тысяч, что составляет всего 4,5% общей нерестовой площади водоемов Сахалинской области. Тем не менее о. Итуруп дает почти 30% общего вылова горбуши в Сахалино-Курильском бассейне.

1.2 Промысловый обзор района промысла Проанализируем вылов горбуши на Южных Курилах за последние 10 лет.

Таблица 1.1 — Вылов горбуши на Курилах, тыс. т

Примечание:^* вылов на южных Курилах (1), на Сахалине (2), все районы (3).

Средний вылов горбуши за последние 10 лет составил на Курилах 34,0 тыс. т в год, что составляет 42,7% от среднего вылова на Сахалине или 17,3% от общего вылова горбуши на Дальнем Востоке.

На Итурупе выставляется около 100 неводов, примерно половина из которых принадлежит ЗАО «Курильский рыбак» и выставляется поровну в Курильском и заливе Простор.

1.3 Гидрометеорологическая характеристика района промысла Сахалинская область, расположенная у восточных берегов Азиатского материка, находится в сфере действия муссона умеренных широт. Курильские острова менее подвержены влиянию муссона; климат их в значительной степени морской. Начало подхода горбуши к побережью о. Итуруп приходится на середину июня, конец хода — на середину сентября. Гидрометеорологическая обстановка в этот период характеризуется следующими факторами:

1.3.1 Метеорологические характеристика Температура воздуха находится в прямой зависимости от преобладающего направления ветра и гидрологических особенностей района. Значительная протяженность моря в меридиональном направлении создает большие температурные различия между N и S зонами Охотского моря.

Наиболее средняя месячная температура воздуха отмечается в августе и составляет 13 °C. В отдельные дни летом возможно повышение температуры до 29 °C и понижение до плюс 3 — минус 1 °C.В сентябре еще тепло, температура воздуха понижается медленно и составляет 13 °C.

Суточная амплитуда температуры воздуха в среднем в течение года на берегах составляет 4 °C, а в море 1 °C.

Средняя годовая относительная влажность воздуха изменяется от 66 до 91%. Наибольшая среднемесячная относительная влажность наблюдается летом, наименьшая в сентябре по май. В отдельные дни относительная влажность может понижаться до 30%, вовремя тумана и дождя она составляет 100%. Относительная влажность воздуха в море выше, чем у берегов.

В период с мая-июня по август-сентябрь у острова Итуруп господствуют ветры южных направлений со средней скоростью 3−6м/с. Повторяемость ветров северных направлений со скоростью до 5м/с составляет в этот период 3−4% за месяц, а ветров со скоростью 14−20 м/с; 0,5 -1% за месяц. В конце лета и в начале осени наблюдается выходы на акваторию Охотского моря тропических циклонов. Прохождение тайфунов сопровождается штормовыми ветрами со скоростью до 40м/с и сильными дождями.

В период промысла горбуши наблюдается наибольшее количество дней с туманами, достигающее 25−29 дней в месяц. Туманны как правило возникают внезапно, чаще всего в утренние часы и держатся до10−12 часов дня. Туманы обычно жидкие и держатся плотной стеной в полосе 1,5−2 мили у берега, а дальше либо он слабый, либо его нет вовсе.

Облачность равна 7−8 балов. Число пасмурных дней колеблется от 17 до 21 в месяц.

Количество осадков за месяц составляет 70−115мм. Осадки чаще всего выпадают в виде моросящих дождей (за лето в среднем — 250 мм).

1.3.2 Гидрологическая характеристика Колебания уровня воды зависит от приливных и сгонно-нагонных явлений, общей циркуляцией вод и цунами. Сезонные изменения уровня воды составляют около 0,2 м. Наибольшее значение уровня отмечается в ноябре — январе, наименьшее в марте — апреле.

Колебания уровня и приливы. У о. Итуруп действуют неправильные суточные приливы. Величина прилива не превышает 1,5 м.

Течения. Постоянные течения связаны с общей циркуляцией вод в Северной части Тихого океана. Скорость постоянного течения у Охотского побережья о. Итуруп составляет 0,1- 0,2. Большое значение здесь имеют приливо-отливные течения. Суммарные течения в прибрежной зоне о. Итуруп, ввиду сложности донного рельефа и изрезанности берегов, очень нестабильны, как по направлению так и по скорости средняя скорость суммарного течения достигает 3−4 узла. Воды омывающие южные Курильские острова как с тихоокеанской, так и с охотской стороны, характеризуются необычной сложностью и своеобразием гидрологического режима. Формирование этого режима происходит под влиянием взаимодействия ряда генетических отличий водных масс, приносимых течениями самых различных направлений. С севера-востока в этом районе проникает холодное Курильское течение (Ойя-Сио), с северо-запада через Курильские проливы отмечается сток холодных вод Охотского моря в Тихий океан. С юга, через проливы, проходит постоянное проникновение вод теплого течения Куро-Сио, а с запада — ветви теплого Цусимского течения течения Соя. Именно такие районы являются наиболее благоприятными для существования фито и зоопланктона, а следовательно и полей питания рыб. Здесь образуются так называемые фронтальные зоны, которые образуются при встрече холодных и теплых течений, являющиеся наиболее продуктивными зонами Мирового океана.

Штормы северных направлений в период июля-сентября бывают продолжительностью не более двух суток. Высота волны достигает 3−4м.

Температура воды. Прогревания воды у побережья о. Итуруп происходит последовательно с юга на север. Что связано с действием теплого течения Соя. В районе пролива Екатерины уже в начале-середине июня вода прогревается до 12−14°С. В северной части острова у пролива Фриза такая температура воды достигается только в конце июля — начале августа.

Соленость воды на поверхности моря у о. Итуруп в период июля-августа составляет 32,5‰.

2. ПРОМЫСЛОВАЯ БИОЛОГИЯ ГОРБУШИ И ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ РЫБЫ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ СТАВНОГО НЕВОДА

2.1 Промысловая биология горбуши Горбуша, самый многочисленный представитель рода тихоокеанских лососей. Обитает в Северной части Тихого океана, встречается в Ледовитом океане на запад до Лены и по азиатскому побережью на юг до Корейского полуострова и берегов Хоккайдо и Хондо. По американскому побережью горбуша распространена также широко — от реки Колвилль в Ледовитом океане и до реки Сан-Лоренцо в Калифорнии. Наиболее многочисленна в Северной части Японского моря, Охотском море, на южных Курилах, у Восточной Камчатки, в юго-восточной части залива Аляска и в Британской Колумбии.

Горбуша достигает максимальной длины 76 см, массы 5, 5 кг. Обычно в реки на нерест идет горбуша длиной от 32 до 64 см с преобладанием особей длиной 38 — 59 см, массой 1,4−2,3 кг. Как правило в годы высокой численности размеры рыб меньше, чем у малочисленных поколений на 2,5−5,7 см. Исключение составляет горбуша Северного Приморья и Британской Колумбии, у которой наблюдается обратная тенденция. Самцы, как и у других дальневосточных лососей крупнее самок. Живет горбуша 1,5 года, на втором году почти вся горбуша становится половозрелой. Поэтому поколения четных и нечетных лет генетически изолированы почти полностью. Ход в реки на нерест происходит летом и осенью. В Приморье в июне-июле, на Камчатке в июле-августе, на южных Курилах в июле-сентябре, на Западной Сахалине в июнеиюле, на восточном в июне-августе, в Британской Колумбии в августе-октябре. Считается, что горбуша азиатских стад — летняя, американских — осеняя. В начале хода преобладают по численности самцы, в конце хода — самки. В целом соотношение полов близко 1:1. Массовый нерест происходит на 1−1,5 месяца позже начала хода в реки. Нерестилища располагается по рекам обычно значительно ближе к морю, чем у кеты и других Дальневосточных лососей. В результате миграционный путь к нерестилищам значительно короче. Нерестится на перекатах с галечно-песчаным грунтом, с быстрым течением, порядка 0,2−1,0 м/с, на глубине от 0,2 до 1,0 м. Температура воды во время нереста колеблется в камчатских реках от 4 до 14 °C.(оптимальная 6−14°С). Насыщенности кислородом не ниже 40% от полной. Каждая самка откладывает икру в 2−3 гнезда, которые образуют один нерестовый бугор площадью 0,45−3,1 м², в зависимости от численности производителей. При высокой численности площадь бугров составляет 0,4—0,7 м², при низкой — 1,4−3,1 м². Плодовитость в целом колеблется от 800 до 2400 икринок. В годы мощных подходов она ниже чем у малочисленных поколений, что связано с соответствующей разницей размеров рыб.

К нерестилищам горбуша подходит уже со зрелыми половыми продуктами и в брачном народе. Тело рыбы темнеет, на спине у самцов образуется горб, тело уплощается, увеличиваются и искривляются челюсти, на них вырастают большие зубы. Чешуя погружается в кожу и срастается с ней. У самцов также происходит перестройка формы тела, но не так ярко выражено (Рис. 2.1).

Рисунок 2.1 Горбуша. А — самка, Б — самец в брачном наряде После нереста все производители погибают. Развитие оплодотворенной икры (40−60% от количества выметанной) продолжается до 130 дней, выживает около 60% икринок. Выход личинок из икры начинается в конце сентября и заканчивается в январе, в зависимости от района и сроков нереста. Через 80−120 дней личинки покидают нерестовые бугры и начинается скат покатников. Скат мальков с апреля и продолжается в зависимости от района обитания до начала июля. После ската в море мальки некоторое время держатся предустьевых участках, затем расселяются в прибрежных водах-бухтах, заливах. В октябре-ноябре полностью покидают прибрежные воды, и начинается морской период жизни горбуши.

В настоящее время общепризнано, что горбуша образует ряд стад, связанных определенным комплексом рек (а не отдельными нерестовыми районами, так как инстинкт возврата в «родную» реку у горбуши развит из-за непродолжительного периода пребывания в реках мальков). Выделяют приморское, хоккайдское, амурское, североохотское, южно-курильское, западно-сахалинское (Японское море), южно-сахалинское, западно-берингоморское, а так же американские стада.

Распределение горбуши в морской период жизни, как и лососей других видов, рассматривают разделив область распространения ее в океане на три основные района: западный Курило-Камчатский к западу от 170 В.д.; центральный (Алеутский) между 170 В.д. и 165 В.д.; восточный — к востоку от 165 В.д. Первые два района служат местом концентрации стад преимущественно азиатского происхождения, третий — американского. В Японском море нагуливается обособленное стада горбуши.

Кормовая база. Состав пищи на разных участках нагула несколько различен. В Японском море это гиперииды, а в водах Тихого океанаэвфаузиды. Вообще в зимне-весенний период лососи в местах нагула питаются более чем 25-ю видами животных, но гиперииды и эвфаузиевые являются основными видами пищи.

Сроки миграции горбуши у побережья о. Итуруп на южных Курильских островах имеют два ясно выраженных хода горбуши: ранний, который продолжается обычно со второй декады июня до начала-августа; поздний с начала-середины августа до середины-конца октября. Размеры, темпы роста и плодовитость поздней горбуши выше чем у ранней. Горбуша, приходящая на нерест к западной стороне острова Итуруп, мигрируют двумя путями. В начале миграции (в июне) она проникает в этот район из Тихого океана через пролив Екатерины и у нее отмечается миграция с юга острова на север.

В начале-середине августа миграция на север ослабевает и на смену ей намечается миграция горбуши из Тихого океана через пролив Фриза. Горбуша проникающая через этот пролив, продвигается с севера на юг острова, но значительных количествах южнее Курильского залива не проникает.

Таким образом, в реках южной части острова нереститься горбуша, подходящая со стороны пролива Екатерины, а в северной — как со стороны пролива Екатерины, так и со стороны пролива Фриза.

2.2 Особенности поведения рыбы в зоне действия ставного невода С точки зрения физиологии под «поведением» животных понимаются поведенческие двигательные реакции, вызванные действием внешних или внутренних раздражителей. Однако такое представление о поведении животных односторонне, поскольку оно не отражает истинной роли и назначения поведения в природе, где оно протекает как взаимодействие животных, связанных между собой в сообществах: образование и распад сообществ, миграции, поведение при питании, обороне и размножении, взаимодействие животных внутри вида и между видами.

Основной причиной не удовлетворительной эффективностью работы ставных неводов является игнорирование сложности поведения объектов лова, которое определяется, с одной стороны, особенностями реакций рыб на отдельные элементы ставного невода, а с другой, естественными периодическими и непериодическими факторами, мотивирующими поведение рыб в районе постановки орудия лова.

Характерной особенностью поведения лососей является мотивационное движение на нерест. Установлено, что отдельные виды рыб идут на различном удалении от берега: кижуч — 100−350 м, горбуша — 250−500 м, кета — 350−800 м, нерка 800−1500 и более.

Проведённые нами наблюдения за поведением лососей показывают, что в зависимости от определённых условий (рельеф дна возле берега, присутствие хищников, наличие физических раздражителей и др.) движение лососей относительно береговой черты может проходить на разном удалении. Неоднократно было замечено, что горбуша может проходить либо вблизи берега, либо на значительном удалении от него. Так, например, у западного побережья Камчатки, основная масса горбуши в середине хода мигрирует вблизи берега (0−360 м), в начале и конце хода горбуша более равномерно распределяется в километровой прибрежной полосе.

В ходе многочисленных японских исследований в море с помощью гидролокатора кругового обзора выявлены: зависимость поведения косяков рыб от рельефа дна, эффективность действия крыла с различной ячеёй, доля рыб, идущих вдоль крыла к заходу, скопление рыб у различных наружных элементов невода, изменение формы рыбных косяков, разделение и слияние их в процессе движения, выход рыб из ставного невода, глубина движения рыб при подходе к неводу, во дворе, на подъёмной дороге, эффективность «горла» садка для удержания в нём рыбы. Сделан вывод о характере участков моря, где предпочтительнее устанавливать невода (резкий перепад глубин, наличие глубоководного участка в форме залива и др.).

Вышеперечисленные исследование привели к созданию донных неводов, которые адаптированы к промыслу кеты. У кеты характерно-выражено донное поведение. Замечено, что в ставном неводе кета придерживается дна, в отличие от горбуши, которая находится на поверхности. Нами был проведён эксперимент, связанный с таким поведением горбуши. В 1998 г. на северо-охотоморском побережье о-ва Итуруп, в миле северней мыса Громкий, на глубине 20 м и расстоянии от берега 300 м, был установлен подвесной невод высотой 10 м. Другой подвесной невод с такими же параметрами (глубина 21 м, расстояние от берега 400 м) был установлен в 2004 г. в районе подножья горы Буревестник (южно-охотоморское побережье о-ва Итуруп). И в первом, и во втором случае в ставные невода отмечался заход горбуши. Кеты в уловах не было.

На основе современных подводных и гидроакустических съёмок описана схема (рис. 2.2) поведения лососей в зоне действия ставного невода. Лососи подходят к берегу по направлению 1 и начинают движение по направлениям 2−4 вдоль берега, доходят до крыла по направлению 5 заходят в ловушку. Невод создаёт сопротивление потоку мигрирующей рыбы, так как при массовом подходе и при накоплении определенного количества рыбы в ловушке, она начинает «толпиться» перед крылом, мешая вновь подходящей, часть рыбы выходит из двора, вся эта рыба образует поток 6, который обтекает ловушку невода снаружи (дополнительно тюлени ещё больше увеличивают сопротивление невода, перекрывая направление 5 и способствуя выходу рыбы из зоны облова также по направлению 6). Этот поток отклоняет рыбу, движущуюся по направлению 7 мористее, а рыба, идущая по направлению 8, вообще не попадает в зону действия невода. Направление 9 возможно и существует, но оно не было зафиксировано.

Рисунок 2.2 — Схема направлений движений лососей В. С. Калиновский считает, что у лососёвых рыб сильно развито стайное чувство. Встречая крупноячейное крыло, косяк рыбы «просачивается» через него не полностью. Он разбивается на две части, которые, находясь по обе стороны крыла, движутся в сторону ловушки.

О.М. Лапшин считает, что чем выше степень организации в скоплении рыб (выше синхронность и одновременность движения), тем выше и вероятность быстрого полного облова составляющих его особей. Поэтому для изучения выбран такой критерий поведения как степень организации в скоплении рыб (определяется показателем энтропии).

Одно из основных направлений исследований зоопсихологов — изучение поведения рыб в зоне действия орудий лова, в ситуациях «новизны».

Так как рыбы нерестятся один раз в жизни, и оказываются в ставном неводе впервые, то поведение возле ставного невода и в ловушке можно рассматривать как нахождение рыб в ситуации новизны. В зоопсихологии этот термин обозначает неожиданные изменения в окружающей обстановке.

Наблюдения за поведением лососей согласуются с гипотезой о двухуровневой психологической организации поведенческого реагирования. Первому уровню соответствует первичный ответ рыбы на неожиданные для нее изменения ситуации, который выражается в прекращении предшествовавшей деятельности, ориентирование в сторону, где произошло изменение, и некоторых других поведенческих проявлениях. Дальнейшее развитие событий предполагает два варианта. В первом ситуация узнается рыбой. В этом случае следует ожидать в зависимости от характера произошедшего изменения и его оценки рыбой либо возврата к первичной деятельности, либо быструю перестройку деятельности в соответствии с конкретными особенностями изменившейся ситуации.

Во втором варианте развития событий (на втором уровне) ситуация воспринимается рыбой как по — настоящему новая, неопределенная. В образе этой новой ситуации в силу ее неопределенности отсутствует опережающее отражение событий, когда неожиданно изменившаяся ситуация узнается рыбой. Характер дальнейшего поведения рыбы в новой ситуации зависит от того, как эта ситуация в целом оценена ей. Обычно такая радикально новая обстановка воспринимается как опасная, и рыба стремится покинуть ее. Если же изменение ситуации незначительно, то обычно это стимулирует у рыб ориентировочно — исследовательскую деятельность.

В зоологическом плане лососи считаются наиболее развитыми рыбами, поэтому им свойственны и высшие формы поведения инсайт, которые проявляются во внезапном появлении целенаправленных действий.

На основании вышеизложенного можно объяснить поведение лососей в зоне орудий лова, проявляющееся в быстрых, безостановочных действиях как при движении вдоль крыла невода, так и в ловушке.

Поведение рыб зависит также и от размеров косяков. Более крупные (десятки тонн) характерны для горбуши, малые (несколько тонн) для кеты, нерки, кижуча. Замечено, что основные косяки горбуши на Камчатке имеют массу 50 т, на Сахалине и Курилах — около 10 т. Чем крупнее косяк, тем более энергичны и целенаправленны его действия. Крупный косяк, подойдя к крылу, сразу начинает движение в сторону ловушки; малочисленный может надолго задерживаться у берега.

На основе проведенных наблюдений за поведением кеты в зоне действия ставного невода (рис. 2.3) в путину 2000 г. в районе реки Облуковина (западное побережье Камчатки). Выявили, что кета двигалась по направлению 1, выстраиваясь вдоль береговой полосы в линию.

Рисунок 2.3 — Схема направления движения кеты Такое поведение было очевидно обусловлено нахождением стаи белухи 3, которая двигалась мористее ставного невода в том же направлении, что и рыба. Кета могла свободно проходить между берегом и концом крылом, которое образовывало свободный проход около 20 м. Дальнейшее продвижение кеты в сторону устья реки перекрывала стая ларги 2, поэтому рыба изменяла направление движение в сторону ловушки вдоль крыла. Возле ловушки за кетой устремлялась белуха 4, которая подходила на близкое расстояние к входу невода.

Подобное поведение горбуши наблюдались в районе Поронайска (зал. Терпения, Сахалин) в 2009 г. Стая горбуши держалась возле берега, так как в ставном неводе, установленном на расстоянии от берега 300 м, находилась ларга в количестве около 30 особей.

Мотивационное возбуждение лососей, как уже отмечалось выше, происходит по вполне понятным причинам как результат внутренних потребностей — движение на нерест. Но мотивация может возникать не только в связи с внутренними потребностями, но и под действием определённых раздражителей.

На ставных неводах для изучения поведения и привлечения лососей в качестве различных раздражителей применялись воздушно-пузырьковые завесы, пневмо-излучатели «Сардина-2» и «Лосось».

Свет на ставных неводах первыми применили в Японии. Подводные светильники подвешивались на крыло и представляли собой светотрассу, с помощью которой концентрировали рыбу возле крыла и последовательным отключением ламп с берега переводили косяк в ловушку. Другой тип светотрассы был разработан И. И. Сидельниковым в 1984 г. На рис. 2.4 показана принципиальная схема такой светотрассы. Она состояла из 9 светильников с лампами накаливания мощностью от 15 до 100 Вт. Уловы корюшки с использованием светотрассы возрастали в 2,5−3 раза.

В тёмное время суток обычно ход лососей и их заход в ставные невода прекращается. Лососёвые отходят ночью из прибрежной зоны мористее, ночные уловы малы. В целях интенсификации промысла лосося ночью была апробирована светотрасса конструкции И. И. Сидельникова.

Рисунок 2.4 — Принципиальная схема светотрассы

3. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СТАВНЫХ НЕВОДОВ В ряду множества орудий лова, появившихся у рыбаков в XIX в., признанное первое место занимают ставные невода. По данным Т. М. Борисова, ставные лососевые невода берут свое начало в Японии. В 1805 г. японец Токатея Кахей сконструировал ставной невод «тате-ами» («ставная сеть») и применил его для лова кеты и горбуши в реках о. Хоккайдо. С 1871 г. этот невод был запрещен в виду его слишком большой уловистости. С 1881 г. промысел «тате — ами» был снова разрешен, но не в реках, а в море. Со временем это орудие было вытеснено более совершенным по своей конструкции неводами (рис. 3.1):

— «како-ами» — «сетной ящик», самый простой по устройству, применяется для лова сельди;

— «накануки-ами» — «сеть, которую перебирают изнутри», невод с внутренними открылками, применяется для лова лососей;

— «кайрио-ами» — «современный невод» или «последнее слово техники», представляющий собой сложный лабиринт из двора, подъемных дорог и садков.

Невод «како — ами» состоит из следующих частей: крыло, невод, садок. Крыло шили из сетематериалов. В реках роль крыла выполняла загородка из кольев и прутьев (в Америке использовали проволочные сети). Крыло имело длину 150−2500 м, невод — 40−250 м, при ширине 16−40 м.

Отличительной чертой этого невода являлась занавеска из фигурного полотна. После захода косяка в невод занавеска вручную устанавливалась на входе, после чего выполнялась переборка невода. Такие невода до сих пор находят применение в отечественном рыболовстве в основном на промысле сельди.

Рисунок 3.1 — Различные конструкции японских неводов: А — «татэ-ами», В — «како-ами», С — «накануке-ами», D — «кайрио-ами»: 1 — крыло, 2 — открылок, 3 — двор, 4 — дорога, 5 — садок, 6 — занавеска Различают несколько видов невода «накануки — ами»: обыкновенный — с ровной береговой стенкой и изогнутой морской, с вырезом в днище и открылками; удлиненный — обе стенки выгнуты наружу, также с вырезом и открылками; смешанный — с открылками и занавесью как у «како — ами»; с накладной сетью — то есть подъемной дорогой; комбинированный — схож по конструкции c неводом «кайрио — ами»; несимметричный — имеет укороченный двор с одной стороны и обычную конструкцию с другой; односторонний — когда крыло устанавливается не по центру входа, а возле левого или правого открылка.

В процессе эксплуатации шло усовершенствование конструкции лососевого невода. Первоначально было замечено, что кета, попав в невод типа «накануки-ами», пытается найти выход. Долгое время, блуждая по неводу, она его находит и стоит даже одной рыбе выйти из ловушки, как следом устремляются остальные. Постоянное пребывание на неводе рыбаков затруднительно, поэтому желание удерживать рыбу в неводе более длительное время заставило внести в конструкцию дополнительные открылки, в начале, по одной, затем по две пары, которые трансформировались в подъёмные дороги (рис. 3.1 D).

Следует заметить, что невода типа «накануки-ами» и «кайрио-ами» применяются достаточно широко в отечественном рыболовстве, об этом свидетельствуют альбомы орудий лова последних лет. Особенно удачна конструкция «кайрио-ами», являющаяся основной для всех последующих модификаций.

В 1987 г. автор находился на промысле лосося на западной Камчатке (р. Облуковина), где применялся невод типа «накануки-ами» с занавеской. Использование этого невода потребовало большого числа рабочих (в выборке участвовало 14 человек) и много времени, так как весь невод требовал переборки.

Для лова лососей, главным образом кеты и горбуши, в последние годы японские рыбаки применяют донные ставные невода (рис 3.2), разработанные фирмой «Хакодате Саймосэнгу Кайсиа». Они пришли на смену хорошо известных крупных ставных неводов «како-ами», «накануки-ами» и «кайрио-ами» (см. рис. 3.1). В отличие от них донные устанавливаются на глубинах 30−45 м. Из 664 неводов, установленных в 1977 г. у о. Хоккайдо, большинство было новой конструкции. В 1986 г. общее количество донных неводов применяемых в Японии составило 909 ед. или 55% от общего количества больших неводов (всего — 1666), ими было поймано 68% рыбы от общего вылова ставными неводами

.

Рисунок 3.2 — Донный ставной невод: А — вид сверху; Б — вид сбоку:

1 — двор, 2 — дорога, 3 — садок, 4 — усынок горбуша невод ставной прочность Донные невода имеют важное преимущество перед традиционными — выдерживают скорость течения более 1,5 м/с и сохраняют рабочее положение при скорости течения 0,6 м/с, что в целом повышает штормоустойчивость невода.

Кроме того, донный невод отличается тем, что двор и садки ловушки сверху закрыты делью, а сетная ловушка к раме прикрепляется растяжками, пропущенными через блоки на углах рамы и по бокам. Такая конструкция необходима при выливке улова из садков. Во время переборки невода судно становится над садком, на борт подымают буи переборочных тросов и выбирают переборочные тросы шпилями. После выборки переборочного троса с одного борта выбирают вертикальные якорные оттяжки, с другого — оттяжки подъема нижних подбор садка и двора. Вслед за подъемом сетной части невода к поверхности воды выбирают стяжной трос, сгоняя улов в сливную часть. Затем открывают сливную стенку ловушки с помощью распускающего шва и выливают улов на борт судна. После чего невод устанавливают в рабочее положение.

В отечественном рыболовстве донные невода не применяются в виду сложности конструкции и большой стоимости.

Конструкции «русских» неводов описаны В. С. Калиновским, который представил типы ставных неводов, получивших распространение на дальневосточном бассейне в начале 50-х гг. XX века (рис. 3.3): сельдяной, лососевый обычного типа, шормоустойчивый, с внешней подъемной дорогой, комбинированный, конструкции ТИНРО.

В 1951 году конструкция сельдяного невода была изменена и теперь от невода «како-ами» она отличается наличием внешних открылков (рис. 3.3, А). Подобные изменения с 1949 г. претерпел лососевый невод — аналог невода «накануки-ми» (рис. 3.3, В) — и комбинированный невод — аналог невода «кайрио-ми» (рис. 3.3, D).

Рисунок 3.3 — Конструкции русских неводов: А — сельдяной, В — лососевый штормоустойчивый, С — с внешней подъемной дорогой, D — комбинированный, Е — конструкции ТИНРО Конструкция ставного невода с внешней подъемной дорогой впервые была предложена азово-черноморским рыбаком Буряком в 1931 г. и в том же году опробована на промысле дальневосточной сардины (иваси) на юге Приморья. С 1932 г. этот невод распространился по всему Приморью, а после усовершенствования с 1949 г. — по всему Дальнему Востоку (рис. 3.3, C).

С 1951 г. невод конструкции ТИНРО (рис. 3.3, Е) был опробован на юго-западе Сахалина, а с 1952 г. принят сахалинскими рыбаками как типовой, взамен гигантских комбинированных неводов. Так же, как у невода (на рис. 3.3, C), внешняя подъемная дорога позволяла уменьшить высоту ловушки и устанавливать невод на глубинах 30−45 м. За счет компактности конструкции достигалась более высокая штормоустойчивость, которая позволяла уменьшить потери на промысле.

Многолетний опыт эксплуатации ставных неводов показал, что внешние открылки и больше всего внешние подъемные дороги значительно увеличивают расходы на изготовление и усложняют постановку неводов, а также при сильном течении перекрывают вход в ловушку невода и препятствуют заходу в нее рыб, идущих непосредственно вдоль невода.

Немаловажным доводом в пользу поверхностных конструкций является следующий факт. Лососи, в первую очередь горбуша, которая составляет три четверти общего вылова России, придерживаются самого верхнего слоя воды, толщина которого в летнее время не превышает нескольких десятков метров. Поэтому Ф. И. Баранов считает, что высоту ловушки и крыла нет необходимости делать более 14 м, а исследования В. А. Маркина показывают, что для промысла горбуши можно ограничиться поверхностным слоем воды глубиной до 6 м. Следовательно, на глубоководных участках предпочтительнее устанавливать подвесные невода имеющие высоту невода и крыла не более 8−10 м.

Исходя из описания конструкций ставных неводов, представленного В. Н. Мельниковым, для большей наглядности можно построить граф (дерево) ставных неводов (рис. 3.4). Проанализируем его.

Рисунок 3.4 — Дерево ставных неводов. Выделенные элементы характерны в подавляющем большинстве для отечественных неводов Наибольшее применение при промысле лосося нашли симметричные ловушки. Несимметричные чаще используются в тех районах, где превалирует движение рыбы одного направления или действует постоянное течение. Так, в Приморье горбуша идет с юга и действует северное течение, следовательно, садок располагают с севера или слева со стороны крыла. Несимметричные невода имеют меньшую стоимость (на 30−50%), что определяет выбор такой конструкции при небольших уловах.

Невода с одним входом имеют простейшую конструкцию, в которой совмещены двор и садок, имеют более низкую стоимость, небольшие размеры, проще в эксплуатации и в установке, но в 2 раза менее уловисты, чем комбинированные, поэтому последние нашли наибольшее распространение. Комбинированные невода имеют, как правило, три входа, японские донные — пять. Исследования японских учёных показали, что по мере усложнения конструкции возрастает удерживающая способность неводов.

В различных районах существуют, помимо гидрометеорологических, и другие условия (глубина, рельеф дна, объем вылова, традиции и т. д.), которые влияют на конструктивные особенности ставных неводов. На Камчатке, например, применяют невода трех типов: простые ловушки без садков, ловушки с щелевыми входами в садки и комбинированные. Характерной особенностью этих неводов является соответствие высоты ловушки глубине установки. Такая конструкция обусловлена ровным дном и песчаным грунтом в этом районе.

На Сахалине в районах с мелководным шельфом ставят неводные установки лавой с 3−5 неводами на одном центральном тросе.

На Курилах эксплуатируют невода, у которых двор изготавливают без днища, а в Курильском заливе большинство неводов из-за неровного дна устанавливают с нижним центральным тросом.

4. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАВНОГО НЕВОДА Объект промысла — горбуша Район промысла — в глубоководных районах о. Итуруп Время эксплуатации невода — 15 июля по 15 сентября Координаты неводного участка — 45227N; 148 276 ost

Требования, предъявляемые к конструкции невода:

а) тип невода — симметричный с двумя садками;

б) длина крыла — 350 м;

в) вариант установки — подвесной на мягком корпусе.

Профиль грунта в месте установки центрального троса, качество грунта показаны на рис. 4.1.

Рисунок 4.1 — Профиль и качество грунта Скорость течения:

а) рабочая — 0.3м/с;

б) критическая — 1.3 м/с.

Особые требования, предъявляемые к проекту невода:

а) объект лова не должен объячеиваться ни в одной из сетных частей невода;

б) невод должен сохранять штормоустойчивость при скорости течения 1,3 узла;

в) штормоустойчивость выше 5−6 баллов обеспечивается удалением ставного элемента — садка-прорези в место убежища.

5. ПРОЕКТ СТАВНОГО НЕВОДА

5.1 Определение основных габаритных размеров невода

5.1.1 Определение габаритных размеров крыла Определение габаритных размеров крыла. Проанализировав схему течений на промысловом участке, длину крыла примем равной 350 метров. Высоту сетного полотна в посадке, согласно рекомендации В. С. Калиновского, примем равной 1,1h (h — глубина установки).

5.1.2 Определение ширины входного отверстия Угловой порог зрения пелагических рыб при дневном режиме освещении согласно исследованиям В. Н Мельникова колеблется в пределах 1−1,5. Угол бинокулярного зрения рыб, в пределах которого обеспечивается такая острота зрения и способность оценке дистанции, составляет 20−30. На основе этих данных произведем расчет входного отверстии. Расчетная схема показана на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 — Расчетная схема входного отверстия

1 — стая рыбы; 2 — стенка направляющего крыла; 3 — открылок; 4 — линии движения внешнего контура стаи рыбы; - расстояние от стенки крыла до внутренней линии движения контура стаи; - ширина входного отверстия; - угол наклона открылка; - ширина выходного отверстия; - угол бинокулярного зрения рыбы; - ширина стаи рыбы.

Определим расстояние на котором горбуша сможет различить сетное полотно по формуле

=, м (5.1)

где d — диаметр сетного полотна (d = 1,2 * 10 м);

— угловой порог зрения рыбы (= 0,017 град).

= = 4,0 м Стая, обнаружив преграду на пути своего движения, поворачивает и движется вдоль нее в поисках прохода. Основываясь на данные наблюдений В. П. Шунтова, стаи горбуши передвигаются вдоль крыла на расстоянии 1 — 1,5 м от его стенки. Это, видимо, оптимальное расстояние на котором рыба способна оценивать и контролировать дистанцию до преграды, при движении вдоль нее. Ширина косяков обычно находится в пределах 3 — 5 метров.

Определим расчетную дистанцию реагирования косяка от стенки крыла

= * Sin (0,5), м (5.2)

где — угол бинокулярного зрения рыбы 25 град

= 4,0 *Sin (0,5 * 25) = 0,9 м Для определения ширины входного отверстия конструктивно примем расстояние, на котором рыба не сможет различить сетное полотно открылка, равным 2

= 2* Sin (0,5) ++, м (5.3)

где — ширина стаи рыбы (= 5м).

= 2 *4,0 * Sin (0,5* 25) + 4,0 + 0,9 =6,6 м Угол наклона открылка по рекомендациям Ф. И. Баранова и В. С. Калиновского устанавливается в пределах 25−30. Длину открылка примем конструктивно =7м.

Ширина входного отверстия

= - * Sin, м (5.4)

где — длина открылка (= 7,0 м);

— угол наклона открылка (= 25 град).

= 7,0 — 7,0 Sin25 = 4,0 м

5.1.3 Определение габаритных размеров подъемной дороги Расчетная схема показана на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 — Расчетная схема подъемной дороги: — высота подъемной дороги, равная 1,1 (- глубина места установки невода); - длина подъемной дороги; - высота входного отверстия (лейки);

— угол подъема дороги; - ширина днища подъемной дороги; - ширина входного отверстия; - угол схождения подъемной дороги.

Определим длину подъемной дороги

= (-) * tg (90 —), м (5.5)

где — высота подъемной дороги, м

— высота входного отверстия (= 2,0 м);

— угол подъема дороги расчетный (= 18,5 град).

= 1,1 *, м (5.6)

где — глубина места установки невода 20 м, но принимаем 10 м связи с нашей конструкцией невода.

= 1,1 * 10 = 11,0 м

= (11,0 -2,0) * tg (90 — 18,5) = 26,9 м Принимаем длину подъемной дороги (вместе с лейкой) равной 27,0 м.

Определим ширину днища подъемной дороги

= * Sin+, м (5.7)

где — угол схождения подъемной дороги (= 35 град);

— ширина входного отверстия (= 2,0 м).

= 27,0 * Sin35+ 2,0 = 17,5 м Принимаем ширину днища подъемной дороги равной 18,0 м.

5.1.4 Определение габаритных размеров ловушки Выбор габаритных размеров ловушки зависит от многих факторов, таких как: поведение облавливаемого объекта; размер и плотность скопления объекта; скоростной режим обслуживания невода; численность бригады и т. д. Исходя из этого принимаем значения габаритных размеров ловушки из уже существующих конструкций ставных неводов.

габаритные размеры ловушки:

1) длина, = 25 м

2) ширина, = 16 м

3) высота, = 8 м

5.2 Расчет размера ячеи сетных деталей невода

5.2.1 Расчет размера ячеи в открылках, подъемной дороге

= (0,60,8), мм где — шаг ячеи, при котором будет объячеиваться рыба, определяется по формуле Ф. И. Баранова.

= *, мм где — коэффициент длины, зависящий от вида рыбы (= 0,12);

— зоологическая (минимальная) длина ловимой рыбы (= 320 мм).

А_об = 0,12 320 = 38,4 мм А₁ = (0,6 ч 0,8) 38,4 = 23,04 ч 30,72 мм При изготовлении указанных деталей принимаем дель с шагом ячеи А₁ равным 30 мм.

5.2.2 Расчет размера ячеи А₂ в ловушке и козырьке подъемной дороги

A₂ = (0.4 ч 0.6) А_об, мм (5.10)

А₂ = (0,4 ч 0,6) 38,4 = 15,36 ч 23,04 мм Принимаем дель с шагом ячеи А₂ равным 20 мм.

5.2.3 Расчет размера ячеи крыла А₃

А₃ = (1,5 ч 5), мм (5.11)

А₃ = (1,5 ч 5) 38,4 = 57,6 ч 192 мм При изготовлении крыла всего крыла невода принимаем следующие размеры ячей А₃ = 150 мм.

5.3 Расчет прочности сетного полотна

5.3.1 Расчет прочности сетного полотна крыла Значение искомого сопротивления сетного полотна при естественном выдувании R₁ вычисляется по следующей формуле

Н (5.12)

где — синус угла, зависящий от запаса высоты и коэффициента горизонтальной посадки .

Найдем значение сопротивления хорошо расправленного сетного полотна при положении его перпендикулярно к течению R₉₀

Н (5.13)

где U_x — горизонтальный коэффициент посадки;

U_y — вертикальный коэффициент посадки;

d — диаметр нитки сетного полотна, м;

a — шаг ячеи сетного полотна, м;

L — длина сетного полотна в помадке, м;

S — высота сетного полотна в посадке, м;

v — скорость течения, м/сек;

g — ускорение свободного падения, м/с².

Определим значение полного натяжения сетного полотна Т₁ по формуле

Н (5.14)

где Т_0.1 — вертикальная составляющая натяжения сетного полотна под давлением воды, Н.

(5.15)

где Н — глубина места установки сетного полотна, м.

Расчет разрывной нагрузки сетного полотна производится следующим образом:

Н (5.16)

где k — коэффициент прочности;

W — минимально допустимая остаточная прочность, %.

Прочность сетного полотна определяется по критической скорости течения v_кр = 1,3 м/с.

Для расчета возьмем элементарную полосу сетного полотна длиной L равной L_0.1 по подборе в одну ячею в посадке и высотой S равной S₁ и аналогичной высоте сетного полотна в посадке на наиболее нагруженном участке (на глубине H₁ = 18,2 м). Рассмотрим ее как гибкую нить, нагруженную силами, распределенными пропорционально проекции длины нити. Расчетная схема показана на рисунке 5.3.

Расчет будем вести методом последовательных приближений, приняв

U_y = U_y.1 = 0,4;

A = 150 10-³ м; d = d₁ = 2,5 10-³ м; U_x = U_x.1 = 0,917;

L = L_0.1 = 2 100 10−3 0,917 = 0,18 м; k = k₁ = 1,5; W = W₁ = 30%;

g = 9,8 м/с²; sin = sin₁ = 0,959; Дh = 1,1.

Н,

.

Все крыло состоит из дели капроновой ТУ 15−08−334−89; - 93,5 текс х 12−150 с разрывной нагрузкой ячеи R_раз равной 900 Н.