Введение к работе
Актуальность темы. Экспедиционные исследования акватории Охотского моря, проведенные ГУП «Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйст-венный центр» (ТИНРО - центр) ГК РФ по рыболовству в 2007 г, показали, что происходит уменьшение количественного и качественного состояния биоресурсов Дальневосточных морей, изменение маршрутов миграции промысловых видов рыб и исчезновение некоторых из них Поэтому качественный мониторинг состояния биоресурсов Дальневосточных морей, среды их обитания и производственной деятельности предприятий Роскомрыболовства РФ в настоящее время приобретает наиважнейшее значение
Проведенный анализ проблемности решения данной задачи показал, что для получения информации о состоянии биоресурсов путем комплексирования технологий дистанционного зондирования океана с данными судовых измерений наиболее экономичны и доступны гидроакустические средства Их условно можно разбить на три группы высокочастотные эхолоты, эхолоты^с достаточно низкими частотами излучения и гидролокаторы кругового и секторного обзора Все они обнаруживают рыбные скопления"(PC) методом интенсивной^ эхолокации и имеют один общий недостаток PC и другие объекты, находящиеся в толще воды, видят на дальности равной «нескольким сотням» м, что не позволяет решать задачу качественного мониторинга состояния водных биоресурсов на дистанциях в «несколько сот» км Данную задачу не решают и современные технологии широкомасштабного мониторинга, по причине отсутствия технических разработок для их практического применения Исходя из этого, приведенный выше анализ состояния рыбопоисковой гидроакустики свидетельствует о научной и практической значимости разрабатываемой темы диссертационной работы для качественного и широкомасштабного мониторинга состояния биоресурсов Дальневосточных морей РФ
Целью работы является решение проблемы качественного мониторинга состояния биоресурсов, среды их обитания и производственной деятельности предприятий Роскомрыболовства на акваториях Дальневосточных морей РФ
Научная задача диссертационной работы: поиск новых технологий широкомасштабного мониторинга акваторий Дальневосточных морей и разработка метода дальнего гидроакустического обнаружения волн плотности, основанного на современной интерпретации физических основ формирования PC
Задачи исследования
-
Анализ существующих технических и технологических решений гидроакустического обнаружения PC, используемых в рыбохозяйственной отрасли РФ, для решения задачи оперативного мониторинга среды их обитания
-
Разработка физических основ.
-формирования и поведения PC, как странных аттракторов Лоренца, -представления PC в форме фрактальных моделей,
-воздействия PC на водную среду с образованием волн плотности и квазидвумерных возмущений
-
Проведение численного моделирования и экспериментальных исследований обнаружения возмущений от PC и волн плотности при реализации бистатической локации
-
Организационно - технические рекомендации по созданию и эксплуатации широкомасштабных бистатических гидроакустических систем дальнего обнаружения PC
Объектом исследования диссертационной работы являются технические и технологические решения гидроакустического обнаружения PC, используемые в рыбохозяйственной отрасли РФ
Предметом исследования диссертационной работы является метод дальнего гидроакустического обнаружения волн плотности, основанный на современной интерпретации физических основ формирования PC
Методы исследований, достоверность и обоснование полученных результатов.
В работе использованы эмпирические и теоретические методы исследования Решение научной задачи базируется на экспериментальных данных и известных
положениях классических методов эхолокации Достоверность полученных результатов подтверждается корректностью разработанных физических моделей, использованием известных положений теоретической гидроакустики, сходностью полученных теоретических результатов с результатами эксплуатации предложенного технического решения на гидроакустической барьерной линии (ГАБЛ) «о Итуруп - о Сахалин», а также с результатами исследований других авторов
Научная новизна работы. На основании предложенных теоретических разработок, анализа результатов численного моделирования и имеемых данных натурных экспериментов, проведенных в 2003 г профессором Николсом Макрисом из Северо-Восточного Университета США на континентальном шельфе Лонг-Айленда и 1989 г СКВ САМИ на ГАБЛ «о Итуруп - о Сахалин», в работе обосновано и подтверждено, что
детерминированный хаос для PC это несинхронное движение всего PC в турбулентном потоке жидкости, , „
конкретные состояния PC, являются наследственно непредсказуемыми, а способ его выражения оказывается веерным не в точных равенствах, а в представлениях поведения системы (в графиках странных аттракторов или во фракталах),
волны плотности, возникающие внутри PC, в процессе своей эволюции могут быть внутренними, кноидальными или солитоном и распространяются на сотни км,
-в диапазоне малых амплитуд колебания возмущенной области от PC действительно наблюдается обыкновенная внутренняя волна или солитон -технология построения приемоизлучающей системы для обнаружения волн плотности полностью соответствует характеристикам бистэтической локации, а на приемнике анализируются суммарные сигналы, состоящие из прямых, переизлученных пассивной моделью PC, волн плотности и квазидвумерных возмущений
Рассмотренные положения являются принципиально новыми, составляют функционально связанную последовательность операций, которая обеспечивает
решение сложной научно-технической проблемы качественного мониторинга биоресурсов Дальневосточных морей РФ
Практическая значимость работы.
Разработанные в диссертации новые технологии, основанные на современной интерпретации физических основ формирования PC, позволяют изменить качественный и количественный состав существующих гидроакустических систем их дальнего обнаружения в Дальневосточных морях
Положения, выносимые на защиту^ 1. Метод дальнего гидроакустического обнаружения волн плотности, основанный на современной интерпретации физических основ формирования PC -2 Организационно- технические рекомендаций по созданию и эксплуатации широкомасштабных бистатических гидроакустических систем дальнего обнаружения PC
Публикации по теме диссертации. Основное содержание диссертации отражено в 15 научных трудах, 1-ной монографии, 6-х научных статьях, опубликованных в ведущих научных журналах и изданиях РФ, рекомендованных для опубликования основных результатов диссертационной работы. Общин объем публикаций и изданий более 240 страниц (15 печ л , из них лично - 9,81 печ л )
Апробация результатов научных исследований. Результаты работы-
получены в ходе выполнения второго этапа инициативного НИР «Дальнее обнаружение акустически слабозаметных сформированных рыбных косяков (РК) по волнам плотаости»~при разработке метода дальнего обнаружения сформированных РК и естественных возмущений морской среды;
экспериментально подтверждены анализом материалов натурных иссчедованчй в рамках проекта «Oceari Acoustic Waveguide Remote Sensing (OAWRS)», проведенных в 2003 г. профессором Нйколсом Макрисом на континентальном шельфе Лонг-Айленда США и в 1989 г. СКБ САМИ на ГАБЛ «а Итуруп - о. Сахалин»
Материалы исследование обсуждались и получили положительную оценку: в радиотехнической службе ТФ - 1999 г , на открытом заседании кафедры
акустики ТОВМИ имени С О Макарова - 2003 г , на 45-ой и 46-ой Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях -2002 г и 2003 г , на 5-ой международная научно-практической конференции - 2003 г , в Дальневосточном государственном рыбохозяйственном техническом университете при подготовке диссертационной работы, в Камчатском государственном техническом университете в 2006 и 2007 г г
Реализация результатов исследований. Результаты использованы в технической документации к программе реконструкции и переформирования существующих и создания новых гидроакустических систем качественного мониторинга биоресурсов Дальневосточных морей РФ, проводимого ТИНРО - центром
Личный вклад автора. Представленные в диссертационной работе результаты, полученные в процессе теоретических исследований, численного моделирования, натурных экспериментов, разработаны автором самостоятельно, в том числе
1 Метод дальнего гидроакустического обнаружения волн плотности, основанный
на современной интерпретации физических основ формирования PC
2 Организационно- технические рекомендации по созданию и эксплуатации ши
рокомасштабных бистатических гидроакустических систем дальнего обнаружения
PC
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы В работе содержится 157 листов машинописного текста, включая 69 рисунков и 4 таблицы Список литературы состоит из 95 наименований
