Zastosowanie metod akustycznych w badaniach środowiska wodnego

Zastosowanie metod akustycznych w badaniach środowiska wodnego

Kierownik zadania: dr Beata Schmidt

Zakład Oceanografii Rybackiej i Ekologii Morza

Celem badań prowadzonych w ramach tematu „Zastosowanie metod akustycznych w badaniach środowiska wodnego” było rozpoznanie możliwości wielowiązkowego sonaru ARIS w potencjalnych obszarach dalszych badań, tj.:

  • ilościowa i jakościowa ocena migracji ryb w nurcie rzeki Elbląg;
  • identyfikacja rodzaju dna i zasiedlających go organizmów ze szczególnym uwzględnieniem inwazyjnych gatunków małży oraz krabów – pomiary na Zalewie Wiślanym.

W ramach realizacji tematu, w dniach 20 i 24-25 maja 2016 roku przeprowadzono na rzece Elbląg oraz na Zalewie Wiślanym prace terenowe z wykorzystaniem sonaru wielowiązkowego ARIS. Obserwacje migracji ryb przeprowadzono na rzece Elbląg na wysokości stacji pomp w Nowym Batorowie. Pomiary trwały 1 dobę – rozpoczęto je 24 maja 2016 o godz. 12.30. W celu określenia liczby migrujących ryb, ich wielkości, kierunku i prędkości migracji, dane akustyczne były analizowane przy wykorzystaniu programu Sonar 5-Pro (Lindem Data Acquisition, Oslo, Norway, ver. 6.0.3).

Pomiary mające na celu identyfikację małży zasiedlających dno zalewu przeprowadzono w dniu 20 maja 2016 roku z pokładu łodzi MIR2, w miejscu posadowienia eksperymentalnych skrzynek z osobnikami Rangia cuneata. Po zakończonej rejestracji sonarem ARIS skrzynie były wyciągane na pokład, określano liczebność i wielkość znajdujących się w skrzyniach małży.

Akustyka1

Akustyka2

Stanowisko pomiarowe oraz sposób mocowania sonaru ARIS przy przepompowni w Nowym Batorowie

Trwająca dobę obserwacja migracji ryb w nurcie rzeki Elbląg, potwierdziła użyteczność sonaru ARIS do jej ilościowej oceny. Analiza zarejestrowanego sygnału pozwoliła na identyfikację różnych typów behawioru ryb, w zależności od ich wielkości oraz pory dnia. Ze względu na zasięg rejestracji (obserwacją objęto cały przekrój rzeki), możliwe było wydzielenie obszarów o różnej aktywności ryb. Szczegółowa analiza zarejestrowanego obrazu sonarowego pozwoliła wyznaczyć liczbę przepływających ryb, ich wielkość oraz kierunek i prędkość ruchu. Ciekawym zjawiskiem była nocna migracja ryb o długości 30-60 cm płynących ławicami ze średnią prędkością 0.6 m/s w kierunku Zalewu Wiślanego. Poza prędkością i kierunkiem ruchu ryb, na podstawie rejestracji sonarem ARIS, wyznaczono również czasową zmienność w prędkości i kierunku ruchu wód rzeki Elbląg – jest to istotny czynnik uwzględniany w opisie charakterystyki migracji. Ze względu na kamieniste dno w miejscu prowadzenia pomiarów, identyfikacja gatunkowa przepływających ryb nie była możliwa.

Pomiary przeprowadzone na Zalewie Wiślanym, mające na celu identyfikację małży zasiedlających dno zalewu, wykazały niedostateczną rozdzielczość obrazu generowanego przez sonar ARIS do tego celu. Spowodowane to było również faktem, że małże w dużym stopniu były zagrzebane i tylko niewielka części ich skorupy wystawała ponad powierzchnię dna.

Akustyka3

Pojedynczy kadr – „zdjęcie” – z rejestracji sonaru ARIS z widocznymi echami od ryb w odległości 22-24 m zasięgu sonaru

W ramach realizacji tematu zaprojektowano i wykonano w MIR-PIB stalową konstrukcję umożliwiającą mocowanie sonaru, zarówno do nabrzeża w miejscu prowadzenia badań, jak i do burty dowolnej łodzi.

Akustyka4

Obraz dna zarejestrowany sonarem ARIS z widoczną skrzynią i zawartość skrzyni po wyciągnięciu na pokład MIR2

Uzyskane doświadczenie w obsłudze sonaru ARIS oraz analizie zarejestrowanego obrazu umożliwiło realizację projektu ARIS/Nysa/2016 – „Ocena skuteczności bariery elektrycznej oraz systemu wypłaszania w obszarach przylegających do tamy na rzece Nysie, w oparciu o obserwację liczebności i zachowania ryb przy pomocy sonaru wielowiązkowego ARIS”, natomiast wyniki badań prowadzonych z wykorzystaniem sonaru zostaną zaprezentowane podczas konferencji ‘FITFISH Annual Conference’, która odbędzie się 21 kwietnia 2017, w Mostarze (Bośnia i Hercegowina).