DB41∕T 1594-2018 黄河河南段鱼类资源声学调查技术规范.pdf
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1、ICS 65.150B 52DB41河南省地方标准DB 41/T 15942018黄河河南段鱼类资源声学调查技术规范2018 - 04 - 17 发布2018 - 07 - 17 实施河南省质量技术监督局发 布河南省地方标准公共服务平台DB41/T 15942018I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14总则.35调查设计.35.1技术要求.35.2调查项目.35.3调查时间.35.4调查范围.35.5调查航线.35.6鱼类网具采样.45.7调查航速.45.8鱼类的目标强度.46数据采集.56.1调查船.56.2主要仪器设备.56.3声学数据采集.56.4生物学数据采集
2、.86.5卫星导航定位数据采集.86.6环境数据采集.86.7观测记录.87数据处理.87.1声学数据预处理.87.2生物学数据预处理.97.3生物组成分析.107.4回波映像生物组成分析.107.5积分值分配.108资源量评估.109调查报告编写.11附录 A(规范性附录)声学调查记录表格式. 12河南省地方标准公共服务平台DB41/T 15942018II前言本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由河南省农业厅水产局提出并归口。本标准起草单位:河南省水产科学研究院、大连海洋大学。本标准主要起草人
3、:汤勇、胡亚东、杨兴丽、孙建富、李治勋、李久奇、张剑波。本标准参加起草人:胡碧洋、吕小双、孙艳辉。河南省地方标准公共服务平台DB41/T 159420181黄河河南段鱼类资源声学调查技术规范1范围本标准规定了黄河河南段渔业资源声学调查的开展程序、技术要求和质量控制等。包括调查设计、调查仪器、数据采集处理、资源评估、报告编写、资料归档和成果鉴定与验收的基本要求。本标准适用于黄河河南段流域河流、水库区域的渔业资源声学调查和评估。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文
4、件。GB/T 12763.6海洋调查规范SC/T 9403海洋渔业资源调查规范SL 167水库渔业资源调查规范3术语和定义GB/T 12763和SC/T 9403界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1科学探鱼仪指具备声波的发射和接收、单体目标检测、目标强度测定、反向体积散射强度测量、回波积分及数据保存回放等功能,能够根据鱼类的回波能量大小进行鱼类资源密度评估的水声测量仪器。3.2标准球指用于对科学探鱼仪系统的收发增益和波束参数进行校正的专用金属圆球, 一般采用固定尺寸的纯铜或碳化钨合金制成。3.3科学探鱼仪的校正指使用标准球对科学探鱼仪的系统收发增益和波束参数等进行修正的过程。3.4分裂
5、波束指科学探鱼仪换能器的波束类型。在接收回波时,换能器阵列被分为四个对称区域,形成4个相同的轴对称波束。 利用目标回波信号在不同接收波束的相位差可计算其在换能器发射波束中的位置, 进而通过波束指向性函数补偿测定的目标强度。3.5散射截面符号:描述物体散射声波能力的物理量。 对应于全方向散射声功率, 表示散射物体接收入射平面波的面积,单位为平方米(m2),计算公式为河南省地方标准公共服务平台DB41/T 159420182s=4pr2IsIi.(1)式中:r 到目标中心的距离,单位为米(m);Ii入射波声强度;Is反向散射波声强。3.6反向散射截面符号:bs描述物体在与入射相反方向上散射声波能力
6、的物理量, 也被称为后向散射截面, 单位为平方米 (m2) 。在散射截面为时,计算公式为pss4=bs.(2)3.7目标强度符号:TS描述物体反射或者反向散射声波能力的物理量,单位为分贝(dB),公式为1lg10=ribsIITS.(3)式中:Ii入射波强度;Ibs距离目标声中心1米处的回波强度;r 距离,单位为米(m)。当目标的散射波是等方时,Ibs与Is相等,则目标强度可用反向散射截面表示为,bsTSslog10=.(4)3.8体积反向散射系数符号:sv也被称为后向体积散射系数。 指单位体积水体中散射物体的平均反向声散射截面, 用以描述单位水体中散射物体对声波的反向散射能力,单位为m2/m
7、3。大写Sv为分贝值,Sv= 10log sv3.9面积散射系数符号:sa指单位水面下对应的某个水层内散射物体反向体积散射系数均值与层高的乘积, 层高也可以为水面至水底。单位为m2/m2。3.10基本积分航程指调查船航行中,用于计算和输出平均面积散射系数的距离间隔。3.11鱼类资源密度在某一时间内,单位(水)面积或单位体积水体中鱼类资源的数量(或重量)。3.12表层盲区指在水面附近,除了换能器吃水深度以浅无法探测以外,垂直换能器表面的 2倍近场距离内,回波强度无法用于回波积分和目标强度分析。近场距离由换能器半径 a和波长?决定,? ?。河南省地方标准公共服务平台DB41/T 159420183
8、3.13底层死区指发射脉冲声波的球形波振面与近似平面的水底面垂直接触时, 距水底面以上的二分之一脉冲宽度距离内的鱼类等回波受较强水底回波的相干叠加而无法识别及量化使用,该区域被称为底层死区。4总则黄河河南段渔业资源声学调查评估的基本程序、 调查质量的控制、 调查计划的编制、 作业一般规定、调查船、导航定位、调查仪器设备、调查人员、调查原始资料和样品的验收、调查报告的编写、调查资料和成果归档按本标准相关规定执行。5调查设计5.1技术要求5.1.1在调查开始前,应按照本标准要求和仪器操作手册中的校正说明对科学探鱼仪进行一次校正;5.1.2确定调查范围、调查对象、了解调查对象的生态习性;5.1.3使
9、用选择性较小网具获取渔获物的种类及其数量组成,测量渔获各鱼种(包括非调查对象)的体长和体重;5.1.4调查应按设计航线进行,如躲避定置网具等障碍物更改航线,应在调查报告进行记录说明,并在资源评估时进行航线更改和校正;5.1.5查明或现场测定调查对象和各主要渔获种类的目标强度;对于无法查明及无法现场测定其目标强度的鱼种,可参考具有相似体态结构鱼种的目标强度,并在调查报告中进行说明;5.1.6数据采集和后处理应严格按照本标准的相关规定执行。5.2调查项目渔业资源声学调查的内容包括位于表层盲区与底层死区之间全水层内的主要渔业种类的资源量、 资源密度分布及其种群结构。5.3调查时间调查时间应根据调查的
10、主要目的确定。 以资源量评估为主要目的的调查, 一般选择调查对象分布比较集中、分布格局较为稳定、调查区域流入流出较少的时期进行。另外,调查时间的选择还应考虑调查对象的生态分布特点、与环境参数的关系以及天气、风浪等安全因素。5.4调查范围根据调查目的尽可能涵盖调查对象的分布区域。5.5调查航线5.5.1航线类型黄河河南段流域受河道宽度限制,调查航线采用“z”字型航线,即沿河道进行三角形往复折线航行。5.5.2断面间距“z”字形调查的断面间距为1条折线起止点间距的一半。 间距的选择取决于调查期限和调查精度的要求,同时考虑调查对象资源分布的时间变化性。为确保调查精度,一般根据式(5)和式(6)初步估
11、算河南省地方标准公共服务平台DB41/T 159420184调查要求可接受的资源评估结果的变异系数, 以此确定调查的断面数和间距,一般推荐CV小于0.25, 即大于4 即可,CV5 . 0=. (5)式中:CV调查要求可接受的资源评估结果的变异系数(标准差与平均值的比值); 调查覆盖度。AD =.(6)式中:D 调查航线长度,单位为米(m);A 调查区域面积值,单位为平方米(m2)。根据大于4的要求,在以河面宽度为基准的长度内,需要设置3条调查航线。5.6鱼类网具采样在调查过程中按照实时观测的鱼类声学映像进行生物学网具取样。5.7调查航速考虑到淡水鱼类听觉较为灵敏, 以及一般以舷侧方式固定换能
12、器为主, 为避免鱼类的逃避行为以及确保船侧换能器的安全,建议航速应低于10 km/h。5.8鱼类的目标强度对多数鱼类而言,其目标强度与体长关系可以用下式表述:TS=alogLcm+b.(7)式中:TS 鱼的目标强度,单位为分贝(dB);Lcm鱼的体长,单位为厘米(cm);a、b回归系数。式(7)需通过对鱼类不同体长个体的目标强度进行测定后经回归分析确定。对多数纺锤型鱼类而言,a一般在20左右,式(7)可简化为:TS= 20logLcm+b20.(8)式中:b20式(7)中斜率a预设为20时的截距b值。黄河河南段主要鱼类目标强度(70 kHz120 kHz)与体长关系参考值见表1。河南省地方标准
13、公共服务平台DB41/T 159420185表 1鱼类目标强度与体长关系参考值种类关系式备注黄河鲤TS=20logLcm-64.2Lcm为体长黄颡鱼TS=20logLcm-66Lcm为体长鲢鱅类TS=20logLcm-72.5Lcm为体长其他喉鳔鱼类TS=20logLcm-72.5Lcm为体长6数据采集6.1调查船一般推荐能够船侧安装科学探鱼仪换能器、网具采样、且自噪声水平较低的专业调查船只。在无法使用专业调查船进行渔业资源声学调查时, 应按调查需求安装科学探鱼仪, 并准确测量船舶在设计调查航速的被动噪声。6.2主要仪器设备6.2.1基本配置渔业资源声学调查评估使用的分裂波束科学探鱼仪,系统校
14、正的相关装备,包括0.6 mm的单丝尼龙线及标准球等;数据收录用便携式计算机和带有NEMA输出功能的导航定位仪等。船载电源需要AC220V、或DC12V。如果只有DC12V,使用逆变器(500W以上)将DC12V转AC220V为便携式计算机供电,科学探鱼仪直接使用DC12V供电。科学探鱼仪的收发装置必须做接地处理(接金属制船壳、或接入水中)。6.2.2换能器的安装换能器的固定安装主要采用船底固定安装或舷侧固定安装。 其中, 船底固定安装换能器的稳定性最高, 适宜于低频体积较大的换能器在专用科学调查船安装使用; 舷侧固定安装较为便捷, 但稳定性略差,需配备固定支架,适宜于体积较小的换能器在小型调
15、查船上安装使用。测量并记录调查船吃水,或水面至船侧安装换能器间距离。6.2.3换能器的频率选择根据黄河河南段调查水域的水深和主要经济鱼类的鲢、鱅、鲤、鲫、黄颡鱼、等,推荐使用工作频率有70 kHz和120 kHz。考虑高频换能器体积较小,重量较轻,便于安装。如果调查区域水深小于50 m,也可以使用200 kHz。6.3声学数据采集6.3.1声学仪器干扰声学数据采集过程中应关闭可能产生干扰的其他声学仪器,如ADCP、水平声纳、测深仪、多普勒计程仪等。在无法关闭其它声学仪器的情况下,应进行同步设置以避免产生相互干扰。6.3.2声学仪器校正在调查开始前, 参照仪器操作手册采用标准球方法对科学探鱼仪系
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