秋刀魚舷提網(wǎng)漁業(yè)中的照度分布模型.pdf

1、在秋刀魚舷提網(wǎng)漁業(yè)中，集魚燈和集魚燈箱具有十分重要的作用。燈箱集魚效果的好壞對(duì)漁船的漁業(yè)生產(chǎn)有著直接影響，為了合理有效地利用集魚燈燈光，優(yōu)化秋刀魚集魚燈的配置，對(duì)秋刀魚漁船集魚燈海面照度分布進(jìn)行研究和建模是十分必要的，并將有益于促進(jìn)我國(guó)遠(yuǎn)洋秋刀魚漁業(yè)的的可持續(xù)發(fā)展。 本文在對(duì)秋刀魚的趨光機(jī)制、光度學(xué)的一般理論、海水光學(xué)特性、秋刀魚漁具漁法以及“滬漁910”號(hào)調(diào)查船集魚燈裝配進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，通過燈箱照度實(shí)驗(yàn)對(duì)集魚燈裝配在不同燈位

2、時(shí)的地面照度分布情況和燈箱在不同傾角時(shí)的地面照度情況進(jìn)行了陸上模擬，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上根據(jù)“滬漁910”號(hào)秋刀魚漁船的燈光裝配特點(diǎn)，利用Matlab(Matrix Laboratory)數(shù)字仿真軟件對(duì)漁船周圍海平面的照度分布情況進(jìn)行研究建模，并通過與海上調(diào)查中的實(shí)際測(cè)量值比較，對(duì)照度模型進(jìn)行了修正。最終實(shí)現(xiàn)了船右舷海面三維燈光照度分布的數(shù)字仿真建模，并對(duì)燈光優(yōu)化配置提出了建議。 文章的主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)本文較為系統(tǒng)的

3、對(duì)秋刀魚的生物學(xué)趨光特性及其趨光機(jī)制進(jìn)行了研究和分析。在對(duì)大量國(guó)內(nèi)外資料進(jìn)行總結(jié)和核實(shí)的基礎(chǔ)上，得出秋刀魚具有較強(qiáng)的趨光性，其最佳光誘圍捕季節(jié)大致為每年秋季九至十一月，最適宜水溫為攝氏14℃至18℃。在以上條件下，秋刀魚易在水下約兩米的150 1x-600 1x光照區(qū)域形成穩(wěn)定集群。 同時(shí)，本文還基于2005年海上調(diào)查時(shí)夜晚采集的秋刀魚生物學(xué)數(shù)據(jù)，分別利用灰色關(guān)聯(lián)分析法和胃含物法對(duì)西北太平洋公海秋刀魚夏季索餌場(chǎng)的分布與具有晝夜垂

4、直遷移習(xí)性的浮游動(dòng)物，主要是橈足類、箭蟲類的分布的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)秋刀魚的平均日產(chǎn)量和日均網(wǎng)次產(chǎn)量都與橈足類、端足類、箭蟲類的分布關(guān)系非常顯著；橈足類、箭蟲類在秋刀魚胃含物樣本中的頻數(shù)也最高。 基于以上研究，基本可以認(rèn)為秋刀魚的趨光反應(yīng)是多種因子在特定條件下相互作用產(chǎn)生的綜合性結(jié)果。 (2)本研究仿照“滬漁910”上燈箱裝配特點(diǎn)，對(duì)一組燈箱進(jìn)行了陸上照度實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其光學(xué)特性進(jìn)行了研究和模擬。本實(shí)驗(yàn)包括兩個(gè)子實(shí)驗(yàn)：

5、 一是集魚燈位于燈箱內(nèi)不同燈位時(shí)的照明效果比較實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中，利用照度計(jì)測(cè)得的地面照度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了集魚燈裝配在燈箱中不同燈位(上、中、下)時(shí)地面照度公式的推導(dǎo)和討論，確定了Ev(L)=104/aL3+bL2+cl+d的照度公式模型，并利用Matlab7.0軟件分別對(duì)燈箱中三個(gè)特定燈位的照度公式進(jìn)行了擬合和討論。并在此基礎(chǔ)上，利用光度學(xué)有關(guān)知識(shí)，對(duì)不同燈位狀況下的光強(qiáng)變化情況進(jìn)行了討論。通過相對(duì)光強(qiáng)系數(shù)的研究，討論其與燈箱整體照

6、明特點(diǎn)的關(guān)系。 二是集魚燈箱不同傾角時(shí)的海平面照度分布實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中，利用測(cè)到的地面照度數(shù)據(jù)，對(duì)集魚燈箱選擇不同的照明傾角(30°，45°，60°)時(shí)的地面照度分布公式進(jìn)行了推導(dǎo)和討論，確定其照度公式模型為：Ev(x,y)=104/bx2+dy3+ey2+fy+g最后通過Matlab7.0軟件，采用線性規(guī)劃算法求多元回歸，確定了三個(gè)特定傾角時(shí)的地面照度公式，并對(duì)其分布情況進(jìn)行了較為詳細(xì)的對(duì)比和討論。 (3)在燈箱照度研

7、究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Matlab7.0對(duì)秋刀魚漁船周圍海平面的理論照度分布進(jìn)行研究并建模。同時(shí)，計(jì)算傾角為60°時(shí)的理論照度數(shù)據(jù)，與海上調(diào)查中的實(shí)際測(cè)量值做比較，實(shí)現(xiàn)了照度模型進(jìn)行修正。 在此基礎(chǔ)上，按照Fresnel法則計(jì)算海面下-0m處的照度分布，并通過對(duì)光線在海水中衰減的研究，對(duì)水面下任意點(diǎn)的照度模型進(jìn)行了研究。 (4)根據(jù)秋刀魚的趨光集群特點(diǎn)，秋刀魚喜歡在水下2米的150 1x～600 1x區(qū)域形成穩(wěn)定魚群。因此本文

8、對(duì)海面下-2m處的照度分布進(jìn)行了研究。通過計(jì)算，其在傾角為60°時(shí)的有效誘集面積為1708.63m2。 將燈箱間距設(shè)為未知數(shù)，求得在燈箱傾角為60°時(shí)，獲得最大海面有效誘集面積的燈箱間距為2.4133m，比實(shí)際生產(chǎn)中燈箱的間距大。因此，從優(yōu)化海面集魚效果和節(jié)能方面考慮，可適當(dāng)將間距拉大。 (5)集魚燈配置的有關(guān)研究： ①上部燈位集魚燈能夠幫助形成穩(wěn)定的光場(chǎng)，有利于魚群的穩(wěn)定；而下部燈位集魚燈對(duì)燈箱的遠(yuǎn)距離誘集魚群