Технология гидроакустических исследования для экологического мониторинга дна мелководных акваторий

Актуальность обусловлена тем, что на сегодняшний день происходит бурное развитие в областях создания элементов искусственного интеллекта, малогабаритных энергоемких источников электропитания, новых сверхпрочных материалов, что в свою очередь позволяет создавать все более широкий спектр автономных робототехнических комплексов. Одним из востребованных направлений является создание робототехнических комплексов морского базирования, среди которых можно выделить важную группу – автономные необитаемые подводные аппараты. Численность рыбы действительно увеличилась после демонтажа плотины и была четко связана с конкретными сезонами.

---

Студентам интересна цена курсовой работы по психологии. Для того чтобы рассчитать стоимость курсовой работы, заполняйте форму заказа.

---

Наличие плотины было важным показателем обилия рыбы в Реке Пенобскот, поскольку общее количество рыбных следов в пределах 15 м от датчиков увеличилось в годы после демонтажа плотины, а в годы после демонтажа плотины также наблюдалось большее сезонное обилие рыбы. Можно предположить, что обилие рыбы увеличится после демонтажа плотины, основываясь на других проектах по восстановлению рек. Например, после демонтажа небольшой плотины в системе реки Эйтмайл в Коннектикуте улучшение речной связности положительно сказалось на скоплениях рыб и вызвало значительные изменения в относительной численности рыбы с течением времени. Цель работы – выбор и обоснование гидроакустических средств для подводного аппарата экологического мониторинга. Задачи: - формирование актуальной информационной базы относительно объекта и предмета выпускной квалификационной работы; - обзор современных гидроакустических средств; - выбор и обоснование средств гидроакустики. Работа состоит из введения, основных пунктов, заключения и списка литературы

В ходе исследования был проведен обзор современных гидроакустических средств, рассматривались три отдельных вопроса о присутствии и численности рыбы в реке Пенобскот: 1) увеличилась ли численность рыбы в годы после демонтажа плотины по сравнению с годами до демонтажа плотины; 2) различалась ли численность рыбы в зависимости от сезона до и после демонтажа плотины; 3) как изменчивость численности рыбы была связана к различным условиям окружающей среды в реке Пенобскот. И продолжительность дня, берег реки, температура, сток и наличие плотины были наиболее объяснимыми. Увеличение численности рыбы после демонтажа плотины также было обнаружено в параллельных исследованиях, изучающих изменения в сообществе видов в реке Пенобскот после восстановления, а также путем визуального подсчета рыбы, проведенного на соответствующих самых нижних плотинах в реке Пенобскот. Kiraly et al. (2015) и Watson (2017) проводили исследования электроловли с 2010 по 2012 год (до демонтажа плотины) и с 2014 по 2015 год (после демонтажа плотины) для изучения скоплений рыб в главном потоке и притоках реки Пенобскот. Река достигает этого претерпевшие изменения в среде обитания и связях после демонтажа плотины показали увеличение индекса сходства видов Морисита-Хорн в среднем на 31% и были связаны с увеличением доступа к среде обитания для анадромных рыб. Увеличение общей численности алевайфа, американского шада, американского угря, морской миноги и полосатого окуня было выявлено после удаления плотины в результате визуальных подсчетов рыбы, проведенных на соответствующей самой нижней плотине на реке Пенобскот как до, так и после удаления плотины. В реке Пенобскот обитает много диадромных видов рыб с различным миграционным поведением. Показатель количества рыбы, примененный в этом исследовании, позволил получить общие показатели численности рыбы с течением времени, что в значительной степени отражало наиболее распространенный вид рыбы, присутствующий в реке, - алевайф. Данные о биомассе, которые в гидроакустике переводятся в целевой силе (TS), не включена в используемый показатель численности. В то время как спорадические пики численности рыбы, пришедшиеся на июнь, ниже и охватывают более короткий период времени, чем осенние пики численности, общая биомасса, перемещающаяся по реке в оба этих периода, может быть ближе, чем указывает показатель численности. Июньские пики численности рыбы, вероятно, включают взрослую анадромную рыбу, мигрирующую вверх по реке на нерест (например, алевайф, голубая сельдь, шад и атлантический лосось), в то время как осенние пики представляют нерестившуюся молодь речной сельди за этот год, которая эмигрирует из реки и движется вниз по течению осенью. Этот сценарий, безусловно, был бы правдоподобен для алевайф, поскольку взрослые алевайфы мигрируют вверх по реке на нерест в конце весны - начале лета, а молодь года начинает свою эмиграцию в море осенью того же года. Наибольшая численность рыбы наблюдалась, когда продолжительность дня составляла менее 0,47 (11,3 часа), температура воды составляла от 4,56 °C до 9,25 °C, а расход воды превышал 153 м3/ч. Эти условия указывают на то, что время этих периодов высокой численности рыбы приходится на осень, то есть с 8 октября до тех пор, пока датчики не были извлечены. Известно, что на виды рыб, мигрирующие осенью, влияют сезонные речные условия Ранее было описано, что расход, температура воды и дневной свет оказывают значительное влияние на миграционное поведение и сроки различных диадромные рыбы. Сброс влияет на время начала весенних миграций атлантического лосося вниз по течению, например, поскольку высокие периоды сброса позволяют снизить затраты энергии за счет увеличения скорости потока и обеспечивают укрытие от хищников в виде ухудшения видимости, вызванного мутностью.

. Гончар А.И., Худоконь В.В., Шлычек Л.И. Обработка данных в многоканальной системе сбора и обработки информации комплекса средств экологического мониторинга акваторий. – М.: Академия, 2009. – 128 с. 2. Гончар А.И., Худоконь В.В., Сафонов А.В. Алгоритм построения планшета обследованной акватории с использованием спутниковых фотографий местности и эхограмм панорамного гидроакустического . – М.: Академия, 20011. – 86 с. 3. Axenrot, T., Didrikas, T., Danielsson, C., Hansson, S. Diel patterns in pelagic fish behaviour and distribution observed frоm a stationary, bottom-mounted, and upward-facing transducer. of Marine Science, 2004. - 1100-1104 р. 4. Baldwin, C. M., and J. G. McLellan. Use of gill nets for target verification of a hydroacoustic fisheries survey and comparison with kokanee spawner escapement estimates frоm a tributary trap., 2008. – 1757 р. 5. Ballón, M., Bertranda, A., Lebourges-Dhaussyc, A., Gutiérrezd, M., Ayóna, P., Gerlottob, D.G.F. Progress in Oceanography, 2011. - 381 р. 6. Banneheka, S.G., Routledge, R.D., Guthrie, I.C., Woodey, J.C. 1995. Estimation of in- river fish passage using a combination of transect and stationary hydroacoustic sampling. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2012. – 343 р. 7. Bentley, N., Kendrick, T.H., Starr, P.J., Breen, P.A. Influence plots and metrics: tools for better understanding fisheries catch-per-unit-effort standardizations. of Marine Science, 2012. – 277 p. 8. Boswell, K.M., Kaller, M.D., Cowan, J.H., Wilson, C.A. 2008. Evaluation of target strength-fish length equation choices for estimating estuarine fish biomass. Hydrobiologia, 2008. – 217 p. 9. Breiman, L., Friedman, J.H., Olshen, R.A., Stone, C.J. Classification and Regression Trees. Chapman and Hall/CRC, New York, 1984. – 277 p. 10. Burwen, D.L., Fleischman, S.J., Miller, J.D., Jensen, M.E. Time-based signal characteristics as predictors of fish size and species for a side-looking hydroacoustic application in a river. ICES Journal of Marine Science, 2012. – 268 p. 11. Cairns, D. K., and D. G. Reddin. The potential impact of seal and seabird predation on North American Atlantic salmon. Department of Fisheries and Oceans, Canadian Stock Assessment Secretariat Research Document 2000/12, Ottawa, 2012. – 668 p. 12. Cederholm, C. J., D. B. Houston, D. L. Cole, and W. J. Scarlett. Fate of coho salmon (Oncorhynchus kisutch) carcasses in spawning streams. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2017. – 1355 p. 13. Cox, O. Wippelhauser, G., Dill, R., Bartlett, J., Lazzari. Restoration and monitoring of diadromous fish in Maine Annual Progress Report. , 2015. – 1638 p. 14. Daum, D.W., Osborne, B.M.. Use of fixed-location, split-beam sonar to describe temporal and spatial patterns of adult fall chum salmon migration in the Chandalar River, Alaska., 2017. – 486 p. 15. Davies, P. E. and R. D. Sloane. Characteristics of the spawning migrations of brown trout, Salmo trutta L., and rainbow trout, S. gairdneri Richardson, in Great Lake, Tasmania. Journal of Fish Biology, 2017. – 373 p. 16. De Robertis, A.D., Higginbottom, I. A post-processing technique to estimate the signal- to-noise ratio and remove echosounder background noise. of Marine Science, 2019. – 1291 p. 17. Durbin, A. G., S. W. Nixon, and C. A. Oviatt. Effects of the spawning migration of the alewife, Alosa psuedoharengus, on freshwater ecosystems, 2019. – 481 p. 18. David T. Sandwell. Biharmonic spline interpolation of geos-3 and seasat altimeter data // Geophysical research letters, 2014. – 142 p. 19. Echoview Manual Pty Ltd. Echoview software, version 6.1.44. Echoview Software Pty Ltd, Hobart, Australia, 2015. – 426 p. 20. Fraser, S., Nikora, V., Williamson, B.J., Scott, B.E. Automatic active acoustic target detection in turbulent aquatic environments. Limnology and Oceanography: Methods, 2017. – 186 p. 21. Frear, P.A. Hydroacoustic target strength validation using angling creel census data. Fisheries Management and Ecology, 2017. – 350 p. 22. Gephard, S. Restoring Atlantic salmon (Salmo salar) to New England. Pages 75– 84 in R. A. Askins, G. D. Dreyer, G. R. Visgilio, and D. M. Whitelaw, editors. Saving biological diversity: balancing protection of the endangered species and ecosystems. Springer Science, New York, 2017. – 126 p. 23. Gewant, D., Bollens. Fish assemblages of interior tidal marsh channels in relation to environmental variables in the upper San Francisco Estuary. Environmental Biology of Fishes, 2015. – 178 p. 24. Hansen, L. P. and B. Jonsson. Downstream migration of hatchery-reared smolts of Atlantic salmon (Salmo salar) in the River Imsa, Norway. Aquaculture, 2019. – 982 p. 25. Hartman, K.J., Nagy, B., Tipton, R.C., Morrison. Verification of hydroacoustic estimates of fish abundance in Ohio River lock chambers, 2013. – 569 p. 26. Hesthagen, T. and E. Garnås. Migration of Atlantic salmon in River Ørkla of central Norway in relation to management of a hydroelectric station, 2017. – 315 p. 27. Hughes, J.B., Hightower, J.E. Combining split- beam and dual- frequency identification sonars to estimate abundance of anadromous fish in the Roanoke River, North Carolina. North American Journal of Fisheries Management, 2017. – 586 p. 28. Hvidsten, N. A. and L. P. Hansen. Increased recapture rate of adult Atlantic salmon, Salmo salar L., stocked as smolts at high water discharge, 2019. – 416 p. 29. Iafrate, Joseph, and Kenneth Oliveira. Factors affecting migration patterns of juvenile river herring in a coastal Massachusetts stream. Environmental Biology of Fishes, 2016. – 46 p. 30.Johnston, C. E. and J. C. Cheverie. Observations on the diel and seasonal drift of eggs and larvae of anadromous Rainbow smelt, Osmerus mordax, and Blueback Herring, Alosa aestivalis, in a coastal stream on Prince Edward Island. Canadian Field Naturalist, 2018. – 514 p.