Способ определения запасов донных гидробионтов Советский патент 1988 года по МПК A01K61/00 

00

о: со со

Изобретение относится к разведке и направлено на определение в полях запасов донных гидробионтов, таких как моллюски или водоросли.

Целью изобретения является ускорение процесса, его удешевление и повышение достоверности получаемых данных.

Предлагаемый способ позволяет определять запасы донных гидробионтов на больших плошадях сохраняя при этом необходимое для исследования удаление плавучей лаборатории от дна обследуемой акватории и проводить исследования в течение нескольких суток непрерывно при экономии электроэнергии.

На фир. 1, 2 графически изображены подъемные силы, действуюшие на нос плавучей лаборатории для разных режимов буксировки; на фиг. 3, 4 и 5 - схема управления движением плавучей лаборатории в зависимости от рельефа дна; на фиг. 6 - схема галсов с отметками; на фиг. 7 - распределение биомассы гидробионтов водоросли филлофоры на промысловом участке; на сЬиг. 8 - схема проведения изолиний на исследуемом участке.

Способ определения запасов донных гид- бионтов осуществляют следующим образом.

Предварительно на площади дна с гидро- биоводорослями и моллюсками обследуемых видов собирают водолазные пробы биомассы (с помощью участной рамки и линейки) взвещивают пробь и находят зависимость между толщиной пласта и весом биомассы на 1 м площади дна. Затем на планще- те вычерчивают схему галсов на обследуемой акватории и вдоль каждого галса наносят метки. После этого подводную лабораторию «Бентос-300 перемещают днем со скоростью 3 узла на расстоянии 3 м от дна, а ночью - со скоростью 1,5 узла на расстоянии

2м от дна. Для ее перемещения используют надводное судно. Перемещение подводной лаборатории ведут непрерывно до полного израсходования энергоресурса подводной лаборатории «Бентос-300, при этом в процессе ее перемещения изменяют в зависимости от рельефа дна дифферент и плавучесть, для чего перемещают водный балласт по продольной оси подводной лаборатории «Бентос-300, а также изменяют его объем, принимая и отливая его, и тем самым поддерживают заданное расстояние от дна. Кроме того, в ночное время освещают дно, используя источники электроэнергии, размещенные на подводной лаборатории. Разрядной емкости аккумуляторных батарей, размещенных на подводной лаборатории «Бентос-300 (ПЛБ), хватает на 6-8 сут непрерывного управления ею и освещения дна в ночное время.

При дневном освещении дна возможно использовать скорость перемещения ПЛБ

3узла. Однако такая скорость перемещения

ПЛБ требует увеличения расстояния до дна (до трех метров), что необходимо для быстрого изменения глубины погружения ПЛБ при внезапном появлении препятствия (скалы, затонувшего судна) по курсу движения ПЛБ. Дневное освещение позволяет наблюдателю из ПЛБ на расстоянии 3 м от дна четко различать гидробионты с характерным размером 10 см (водорослей и моллю„ сков) при скорости перемещения ПЛБ 3 м. Однако дальнейшее увеличение скорости перемещения ПЛБ невозможно, так как оно приведет к уменьщению достоверности полученных результатов.

При искусственном освещении дна воз5 можно использовать максимальную скорость перемещения ПЛБ, не более 1,5 узлам, лишь такая или меньщая скорость позволяет наблюдателю из ПЛБ четко различать гидробионты с характерным размером 10 см. Уменьшение скорости перемещения ПЛБ

0 позволяет приблизиться к дну на расстояние до двух метров, сохраняя при этом условия для безопасного управления ПЛБ по вертикали. Уменьшение расстояния до дна в ночное время улучшает условия наблюде5 ния и тем самым уменьшает утомляемость наблюдателя ПЛБ. Указанная зависимость между скоростью перемещения ПЛБ и ее расстоянием до дна при естественном и искусственном освещении дна установлена при экспериментальных работах.

0 Во время буксировки ПЛБ непрерывно производят из нее кинофотосъемку и визуальные наблюдения. Возле каждой минутной метки на галсе записывают толщину пласта биомассы и процент покрытия ею дна, а также расчетное значение веса био5 массы, которое уточняют с помощью данных кинофотосъемки. По полученному таким образом полю текущих весов биомассы проводят изолинии: усредняют значения веса биомассы, находящейся внутри - каждого контура, ограниченного соседними

изолиниями ( у), полученное среднее

значание веса биомассы умножают на площадь контура и получают величину запаса 5 биомассы на площади даного контура, после чего суммируют запасы биомассы на площади всех контуров и находят величину запаса биомассы Gj на всей обследованной площади акватории по формуле Gj; six

0 X(gi+ g2)

данной точке площади дна

И

Sy, где gi - вес биомассы в

(кг/м2); gi

К Ь,п,Тч, hi - толщина пласта биомассы в этой точке (м); т)/ - процент покрытия 55 дна биомассой; К - коэффициент пропорциональности между весом биомассы и толщиной пласта, полученный при обработке водолазных проб (кг/м); S/ - площадь j-ro

контура, ограниченного соседними изолиниями gi и g2; N - число участков (площадей контуров) на обследованной площади акватории.

Используемая при осуществлении способа подводная лаборатория «Бентос-300 не имеет горизонтальных рулей для управления по вертикали. Поэтому у нее при следовании под водой на буксире на заданном расстоянии от дна изменяют, дифферент и плавучесть в зависимости от рельефа дна и режима работы. Режим работы ПЛБ (скорость подводной буксировки и глубина погружения) определяет подъемную силу, возникающую от воздействия буксирного троса на нос ПЛБ.

На фиг. 1 и 2 показаны подъемные силы, действующие на нос ПЛБ, для разных режимов подводной буксировки ПЛБ на буксире постоянной длины. На фиг. 1 показаны подъемные силы Р и Р для двух скоростей буксировки ПЛБ - 1/1 и Vz- На фиг. 2 показаны подъемны силы Pi и Рч для двух глубин буксировки - Zi и Z2.

На фиг. 3 показан случай управления движением ПЛБ 1 над ровной горизонталь10

На фиг. 5 показан случай управления движением ПЛБ 1 при резком изменении рельефа дна 2 или внезапном появлении препятствии (скалы, затонувшего судна) по курсу движения ПЛБ 1. В этом случае для быстрого изменения глубины Н погружения ПЛБ 1 создают дополнительную подъемную силу Р, вытесняя водяной балласт воздухом высокого давления - вначале из носовой цистерны 8 главного балласта, а затем из средней группы цистерны 9 главного балласта до выравнивания дифферента II.

После прохождения препятствия 7 стравливают воздух из цистерн 8 и 9 главного балласта и возвращают ПЛБ 1 на заданное 5 расстояние I от дна 2. Буксировку ПЛБ I ведут судном 10.

Пример. По описывае.мому способу работал комплекс: надводное судно типа РСП и подводная лаборатория «Бентос-300. Предварительно на площади дна поля с водорослями филлофоры были собраны 430 водолазных проб филлофоры с по.мощью учетной рамки и линейки. Эти пробы взвешивали и нашли зависимость между толщиной плас20

ной поверхностью дна 2 или над дном 2 со 25 филлофоры и весом биомассы на 1 м- плослабо изменяющимся профилем. При движении ПЛБ 1 на буксире над ровной горизонтальной поверхностью дна 2 с постоянной скоростью и при постоянной длине буксирного троса 3 для удержания заданного расстояния I ПЛБ 1 от дна 2 компенсируют подъемную силу Р, перемещая часть водного балласта из кормовых дифферентных цистерн 4 в носовые дифферентные цистерны 5.

При движении ПЛБ I на буксирном тросе 3 над горизонтальной поверхностью дна 2 со слабо изменяющимся профилем для удержания заданного расстояния I более часто принимают водяной балласт в цистерну 6 стабилизации или отличают его с помощью насосов.

Изменение плавучести (например, из-за изменения солености воды) во время движения ПЛБ 1 компенсируют, принимая водный балласт в цистерну 6 стабилизации или отливая его с помощью насосов.

На фиг. 1 показан случай управления движением ПЛБ 1 над дном 2 с постоянным положительным уклоном (подъемом дна). В этом случае для удержания заданного расстояния I от дна 2 и дифферента II ПЛБ 1, соответствующего углу а уклона, компенсируют изменяющуюся с изменением глубины Н подъемную силу Я, перемещая водяной балласт вдоль ПЛБ 1 - из носовых дифферентных цистерн 5 в кормовые дифферентные цистерны 4.

При постоянном отрицательном уклоне дна 2 (опускании дна) поступают наоборот - перемещают водяной балласт из кормовых в носовые дифферентпые цистерны 4, 5.

40

щади дна (как указывалось Bbioje). Затем на планшете вычертили схему галсов и вдоль каждого галса нанесли метки времени (фиг. 1, где на схеме галсов указано время; расстояние между галсами 2 .мили). После

30 этого ПЛБ перемещали днем со скоростью 3 узла на расстоянии 3 м от дна, а ночью - со скоростью 1,5 узла на расстоянии 2 м от дна. Для ее перемещения использовали надводное судно. ПЛБ буксировали непрерывно в течение 8-ми сут и за время исследовали

35 все., поле.

В процессе буксировки изменяли в за- виси.мости от рельефа дна дифферент и плавучесть ПЛБ, для чего перемещали водный балласт по продольной оси ПЛБ, а также изменяли его объем, т.е. принимали и отливали его, и тем самым поддерж 1ва,ли заданное расстояние от дна. В ночное время освещали дно светильниками ПЛБ, используя источники электроэнергии ПЛБ. Во вред5 мя буксировки ПЛБ непрерывно производили из нее кинофотосъемку и визуальные наблюдения. Возле каждой минутной метки на галсе записывали толщину пласта биомассы и процент покрытия ею дна. а также расчетное значение веса биомассы, которое уточня50 ли с по.мощью данны.х кинофотосъемки (см. фиг. 2, где показано распределение бломас- сы филлофоры на одном из промысловы.х участков поля; на с.хеме галсов указана средняя биомасса в для интервалов времени 12 мин). По полученно.му таким образом полю текущих весов биомассы провели изолинии: 0,1; КО; 3,0; 8,0 (в кг/м) и получили 4 контура и 4 площади, ограниченные этими контурами: Si-- Sj (фиг. 3).

55

На фиг. 5 показан случай управления движением ПЛБ 1 при резком изменении рельефа дна 2 или внезапном появлении препятствии (скалы, затонувшего судна) по курсу движения ПЛБ 1. В этом случае для быстрого изменения глубины Н погружения ПЛБ 1 создают дополнительную подъемную силу Р, вытесняя водяной балласт воздухом высокого давления - вначале из носовой цистерны 8 главного балласта, а затем из средней группы цистерны 9 главного балласта до выравнивания дифферента II.

После прохождения препятствия 7 стравливают воздух из цистерн 8 и 9 главного балласта и возвращают ПЛБ 1 на заданное расстояние I от дна 2. Буксировку ПЛБ I ведут судном 10.

Пример. По описывае.мому способу работал комплекс: надводное судно типа РСП и подводная лаборатория «Бентос-300. Предварительно на площади дна поля с водорослями филлофоры были собраны 430 водолазных проб филлофоры с по.мощью учетной рамки и линейки. Эти пробы взвешивали и нашли зависимость между толщиной плас20

5 филлофоры и весом биомассы на 1 м- пло0

щади дна (как указывалось Bbioje). Затем на планшете вычертили схему галсов и вдоль каждого галса нанесли метки времени (фиг. 1, где на схеме галсов указано время; расстояние между галсами 2 .мили). После

0 этого ПЛБ перемещали днем со скоростью 3 узла на расстоянии 3 м от дна, а ночью - со скоростью 1,5 узла на расстоянии 2 м от дна. Для ее перемещения использовали надводное судно. ПЛБ буксировали непрерывно в течение 8-ми сут и за время исследовали

5 все., поле.

В процессе буксировки изменяли в за- виси.мости от рельефа дна дифферент и плавучесть ПЛБ, для чего перемещали водный балласт по продольной оси ПЛБ, а также изменяли его объем, т.е. принимали и отливали его, и тем самым поддерж 1ва,ли заданное расстояние от дна. В ночное время освещали дно светильниками ПЛБ, используя источники электроэнергии ПЛБ. Во вре5 мя буксировки ПЛБ непрерывно производили из нее кинофотосъемку и визуальные наблюдения. Возле каждой минутной метки на галсе записывали толщину пласта биомассы и процент покрытия ею дна. а также расчетное значение веса биомассы, которое уточня0 ли с по.мощью данны.х кинофотосъемки (см. фиг. 2, где показано распределение бломас- сы филлофоры на одном из промысловы.х участков поля; на с.хеме галсов указана средняя биомасса в для интервалов времени 12 мин). По полученно.му таким образом полю текущих весов биомассы провели изолинии: 0,1; КО; 3,0; 8,0 (в кг/м) и получили 4 контура и 4 площади, ограниченные этими контурами: Si-- Sj (фиг. 3).

5

Затем вычисляли запас биомассы филлофоры на данном промысловом участке поля по формуле:

N

проб гидробионтов исследуемых видов, установление зависимости между толщиной их пласта и массой на площади дна, равной составление схемы галсов с нанесе1ч.1ж 1Т1 , ,i-k,iTi i ctvi4,u iiciritV-t

GI.I.- (gi + g2) (0,1 +1,0) Si+нием на нее минутных меток, перемещение

о пппрппипы пя лп ятлпыи л Кацтг /- - ПП «1 п

подводной лаборатории «Бентос-300 в дневное время со скоростью 3 узла на расстоянии 3 м от дна с проведением наблюдений за толщиной пласта биомассы и процентом покрытия ею дна водоема и регистрацией 10 результатов наблюдения вдоль минутных меток с получением таким образом поля текущих масс биомассы, нанесение на поле изолиний, установление величины биомассы на площади контура, ограниченного соседними изолиниями, и последующее определение запасов донных гидробионтов на исследуемом участке путем суммирования запасов биомассы на площади всех контуров, отличающийся тем, что„ с целью ускорения обследования и удещевления, а также

+-f (1.0+ 3,0)82+ -f (3,0+ 8,0) 5з+ 8,2554.

С

где Si 189.573.500 м, 82 65.070.320 м 5з 24.401.370 м $4 8.133.790 м1 GJ: 104.3+ 130.1+ 134.2+67,1 435.7 тыс. т.

По сравнению со способом-прототипом время обследования поля было уменьшено в 5 раз (так как подводный аппарат в способе-прототипе в сутки работает 5 ч, а скорость его перемещения над дном равна средней скорости перемещения над грунтом подвижной лаборатории «Бентос-300). Использование комплекса - подводное судно и ПЛБ без подъема последней на

подводной лаборатории «Бентос-300 в дневное время со скоростью 3 узла на расстоянии 3 м от дна с проведением наблюдений за толщиной пласта биомассы и процентом покрытия ею дна водоема и регистрацией 10 результатов наблюдения вдоль минутных меток с получением таким образом поля текущих масс биомассы, нанесение на поле изолиний, установление величины биомассы на площади контура, ограниченного соседними изолиниями, и последующее определение запасов донных гидробионтов на исследуемом участке путем суммирования запасов биомассы на площади всех контуров, отличающийся тем, что„ с целью ускорения обследования и удещевления, а также

15

поверхность в течение 6-8 дней - позво- 20 увеличения достоверности получаемых дан- ляет вести работу круглосуточно, что сни-ных, перемещение подводной лаборатории

жает стоимость исследования, так как приосуществляют и в ночное время, исследоваэтом уменьшаются расходы на оплату зания проводят непрерывно в течение 6-

аренду подводного судна.8 сут, а в процессе перемещения регулиУдержание ПЛБ на заданном (одина-руют в зависимости от рельефа дна диффековом) расстоянии от грунта обеспечивает 25 рент и плавучесть путем изменения объема нормальные условия для наблюдателей ибалласта и его расположения относительно

продольной оси лаборатории, при этом в ночное время перемещение подводной лаборатории осуществляют со скоростью не более 1,5 узла на расстоянии 2 м от дна.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что.

повышает тем самым точность исследования и достоверность получаемых данных.

Формула изобретения

30

1. Способ определения запасов донных гидробионтов, предусматривающий предварительный сбор на площади дна водоема

с целью,снижения энергозатрат, перемещение подводной лаборатории осуществляют надводным судном.

проб гидробионтов исследуемых видов, установление зависимости между толщиной их пласта и массой на площади дна, равной составление схемы галсов с нанесеж 1Т1 , ,i-k,iTi i ctvi4,u iiciritV-t

нием на нее минутных меток, перемещение

нием на нее минутных меток, перемещение

пппрппипы пя лп ятлпыи л Кацтг /- - ПП «1 п

подводной лаборатории «Бентос-300 в дневное время со скоростью 3 узла на расстоянии 3 м от дна с проведением наблюдений за толщиной пласта биомассы и процентом покрытия ею дна водоема и регистрацией результатов наблюдения вдоль минутных меток с получением таким образом поля текущих масс биомассы, нанесение на поле изолиний, установление величины биомассы на площади контура, ограниченного соседними изолиниями, и последующее определение запасов донных гидробионтов на исследуемом участке путем суммирования запасов биомассы на площади всех контуров, отличающийся тем, что„ с целью ускорения обследования и удещевления, а также

увеличения достоверности получаемых дан- ных, перемещение подводной лаборатории

с целью,снижения энергозатрат, перемещение подводной лаборатории осуществляют надводным судном.

Изобретение относится к промысловой разведке и направлено на ускорение обследования, удешевление его и увеличение достоверности получаемых данных при определении запасов данных гидробионтов. Для достижения этого буксируют с помощью надводного судна подводную лабораторию «Бентос-300 (ПЛБ) над дном круглосуточно в течение 6-8 сут - днем на расстоянии 3 м от дна со скоростью 3 узла и ночью на расстоянии 2 м от дна со скоростью не более 1,5 узлов. В процессе буксировки регулируют дифферент ПАБ и плавучесть путем изменения объема балласта и его расположения относительно продольной оси ПЛБ, удерживая ее на заданном расстоянии от дна. ПЛБ перемещают по заранее вычерченной схеме галсов и проводят наблюдения, регистрируя около минутных отметок толщину пласта биомассы и процент покрытия ее дна водоема. На полученном таким образом поле текущих весов биомассы проводят изолинии, устанавливают величину биомассы на площади контура, ограниченного изолиниями, и затем суммируют запасы биомассы всех контуров. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. с сл

.,

Л

.}

15D 200 Фие.г

300

ТГ

Фиг. 3

CD сэ «3

CD CZ3

ста

ё

ссз

СП

е

S

сэ

;

сз

1

сэ

CVJ

сэ 1

0-J

с

г

сэ

и

э

СП

сэ

Q

сэ

1

э

CVJ

сэ

СЧ1

сэ

.а

CD

ё

1

и

сэ сэ t

сэ оэ

EQ

сэ

и

§

tcj

g

00

сэ с§ §

е ;а:

сэ оо

7«

у S

пУ

Со.Вионассаз. площадь 976l}5i/80 ff запас цзиллофорш 33 Г, тыс. т

Ср. 0,55кг// ; nлDщoдьf 7835735 10м запас roii,3 тыс.т