清河水库鲢鳙鱼类资源声学评估——回波计数与回波积分法的比较

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清河水库浮游生物与鲢鳙鱼产力估算

浮游植物采水样 1L袁用鲁哥氏溶液固定后静置 1―2d袁浓缩至 30―50ml袁在计数框中用电子显微镜观察 200 个视野袁重复计数 2 次袁取平均值计算出浮游植物量遥浮游动物量采用浮游生物网采水 10 L 过滤后袁在显微镜下观察计数框中全片数量计数遥
124毅09忆N 40毅35忆E
40毅31忆E 10
124毅11忆N
124毅13忆N
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124毅21忆N
40毅30忆E 124毅23忆N
图 1 采样点分布图
采样时间 2018 年 5 月和 2018 年 9 月袁两次采样遥分别在水库上游袁中游和下游设置采样点袁每个采样点根据实际水深设定采样数量袁一般分
5月
9月
生物量平均生物量生物量平均生物量
渊mg/L冤
渊mg/L冤
渊mg/L冤
渊mg/L冤
2.3313
1.94
2.2570
3.30
0.8289
4.6100
2.6614
3.0455
1.8715
1.17
3.6180
4.51
0.6308
4.4260
1.0235
5.4720
1.3791
1.18
7.1800
4.66
1.9579
5.0130
1.2095
1.8000
0.2240
0.71
5.6140
4.39
0.6457
3.1600
1.2513
要
0.7742
0.91
3.9170
3.70
0.4420
3.4780

声速对河口区域回波测深的精度影响研究

声速对河口区域回波测深的精度影响研究陆伟【摘要】回波测深是目前水深测量采用的主要原理，声速是回波测深精度的重要影响因素之一。

文章分析了声速影响水深测量精度的基本理论，包括声速误差引起的垂直差、声线弯曲引起的测深差、回波位置偏移以及声速时空变化引起的测深差；同时以瓯江口水深测量项目为例进行了详细量化计算，归纳总结了河口区域水深测量期间声速对测深精度的影响，并就减少相应误差给出了参考建议。

%Echo sounding is the main principle of the current sounding,and sound velocity is one of the impor⁃tant factors impacting the accuracy of echo sounding.In this paper, the basic theory of sounding accuracy impacted by sound velocity was analyzed, which including the vertical error, errors caused by the bending of the sound, the er⁃ror caused by echo location deviationand the error caused by the temporal and spatial variation of sound velocity. The detailed computation based on the Oujiang Estuary sounding project was also carried out in this paper, and some suggestions were given to reduce the sounding error in the estuary projects.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P316-319)【关键词】水深测量;声速;测深精度;瓯江口【作者】陆伟【作者单位】交通运输部天津水运工程科学研究所，天津300456; 天津水运工程勘察设计院天津市水运工程测绘技术重点实验室，天津300456【正文语种】中文【中图分类】P715回波测深是目前水深测量采用的主要原理，典型作业方式有单波束测深、多波束扫测等。

用水声学评估水库鱼类资源增殖放流的效果

中图分类号：￥９３２．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００３—１１１１（２０１８）０２—０２０１—０７
各地因饮水、用电、防洪等方面的需求修建了大量水库，水库的运行显著影响了水体环境。一方面，改变了水域原有的径流特征，导致水体稀释降解污染物的能力降低；另一方面由于淹没区及周边营养物质的汇集，使得水体营养水平急剧升高，易导致水华爆发以及水环境恶化，进而威胁用水安全。滤食性和碎屑性鱼类通过滤食浮游生物和有机碎屑，能吸收水体中的营养物质，有效降低水体的营养水平］，因此，可通过一些鱼类的增殖放流，达到治理水环境的目的。为科学规划增殖放流与有效实现水环境治理，需对增殖放流后水库鱼类资源量的动态变化进行评估。
性差异（Ｐ＜Ｏ．００１）。老虎潭水库库区夏季鱼类的总尾数为１．２９７×１０。尾，资源量约１０２４６ｋｇ。冬季
鱼类的总尾数为４．８×１０尾，资源量约４３０８５ｋｇ。增殖放流后鱼类资源量增长明显，达３２８３９ｋｇ，共
（浙江省淡水水产研究所，农业部淡水渔业健康养殖重点实验室，浙江省淡水水产遗传育种重点实验室，中国水产科学研究院东海水产研究所浙江研究中心，浙江湖州３１３００１）

声学海洋鱼类资源调查方法

声学海洋鱼类资源调查方法
邓秀辉
【期刊名称】《渔业机械仪器》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】本文介绍水声技术在海洋鱼类资源调查方面的应用概况。

着重说明用回波积分式鱼量计进行资源调查的方法原理和仪器结构。

【总页数】4页(P29-32)
【作者】邓秀辉
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】S932
【相关文献】
1.海洋鱼类资源的可持续利用和海洋鱼类科学技术的研究方向 [J], 林浩然
2.东海区海洋鱼类资源调查交流会在上海举行 [J],
3.海洋声学信息感知实验室海洋声学实验与人才培养 [J], 李辉;杨坤德;段顺利;杨秋龙
4.用声学方法监测海洋——海洋声层析技术和大洋气候声学测温 [J], 关定华
5.中国声学学会水声学分会海洋技术、海洋声学交叉学术研讨会在青岛召开 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

渔业声学回波散射测量系统的宽频带换能器

† 通讯作者
E-mail: jftong@
522
2017 年 11 月
1 引言
近年来，在渔业水声学领域，宽频带回声探测计量系统 (宽频带科学鱼探仪) 已成为一个研究热点，特别是用于水生动物目标的判别，个体大小及生物量的估算中
[1−2]
相机自动聚焦用的积层式压电致动器代替常用的压电陶瓷片研制了朗之万型结构的声脉冲发射器，用来发射 M 序列声学信号，其使用的积层压电致动器自身的谐振频率为 261 kHz，而制成朗之万型的声脉冲发射器能够产生 30 kHz 的谐振频率且有效工作频率范围为 30 kHz∼50 kHz 的宽频带声超声信号。虽然这个带宽范围不能完全满足渔业声学调查的需要，但该研究表明了使用积层压电致动器结合朗之万型结构来快速开发宽带水声换能器的可行性。常见的渔业声学调查用的科学鱼探仪使用的频率有 18 kHz、 38 kHz、 70 kHz、 120 kHz 等，开发 20 kHz∼150 kHz 附近频率段的宽带水声换能器，可满足对大多数海洋鱼类和浮游动物的宽带回波散射特征的测量需求。因此，本研究选取适合谐振频率的积层压电致动器，利用单个积层压电元件的高频谐振特性以及多个压电元件和前后盖板组成的朗之万型换能器结构的低频谐振特性，研制了一个针对海洋鱼类和浮游动物宽带回波散射特征测量用的水声换能器，为进一步开发新一代高精度渔业资源计量探测系统奠定基础。
Abstract
Wideband acoustic backscattering measurement systems used in ﬁsheries acoustics usually combine
several transducers with diﬀerent frequency bands, which makes the systems complex and not portable. In this paper, a Langevin type wideband transducer which uses multilayer piezoelectric actuators with low mechanical quality factor and high resonance frequency as the transducer elements is proposed. Measurement of the transducer show that the operating frequencies of the transducer range from 20 kHz to 150 kHz, and the −3 dB beam angle at frequency 38 kHz, 70 kHz and 120 kHz, at which most existing scientiﬁc echo sounder uses, are 20.0◦ , 11.5◦ and 5.0◦ respectively. Thus, this transducer can meet the requirements for wideband backscattering characteristics measurement of common ﬁshery resources species. Key words Transducers, Wideband, Multilayer pizoelectric actuators, Langevin structure

水声学探测在江河鱼类资源评估中的技术分析

都适用的最佳调查方针。像河流等狭长的水域一
该标准使水声学探测有章可循。
声学评估方法自２０世纪８０年代引入我国以来，已成功应用于海洋资源调查，为我国海成洋渔业资源调查研究的重要手段，在淡水渔业其中的应用也越来越广泛。如谭细畅等。用Ｐ一。应Ｓ２Ｒ型便携式回声探测仪逐月对东湖鱼类的空间０分布进行探测。陶江平等 ¨ 利用ＳｍａＹ０ｉｒｄＥ６回声探测仪对三峡库区坝前到丰都干流以及９条主要支流进行了水声学探测。本文着重介绍水声学技术在江河渔业资源中的应用，结合２０并０９年
摘要：水声学探测已成为鱼类资源评估的重要手段之一。介绍了水声学调查的方案设计和鱼类资源量估算方法，并结合２００９年冬季三峡库区水声学调查，着重阐述Ｅ６Ｙ０回声探测系统的正确使用方法和Ｓｎｒｏａ５分
析软件的应用，讨水声学技术用于江河鱼类资源调查存在的不足以及应用展望，探旨在为水声学设备及分析
代表性和资源评估结果的准确性¨ 。调查一般
采用 “ 字形探测路线和平行断面探测，线的之” 定配置应当随机改变，而且不存在对பைடு நூலகம் 有调查目的
裂波束换能器的ＳｍａＹ０回声探测．ｉｒｄＥ５０积分器探测了维多利亚湖鱼类资源；美五大湖渔业委北员会于２００９年制定出了五大湖水声学使用标准，

基于水声学方法的东洞庭湖鱼类空间分布和资源量评估

基于水声学方法的东洞庭湖鱼类空间分布和资源量评估谢意军;王珂;郭杰;刘绍平;陈大庆;段辛斌【摘要】2015年7月11—17日期间,通过使用回声探测仪( Simrad 公司EY60型,200 kHz 换能器)对东洞庭湖的鱼类资源进行了探测评估。

结果表明,调查航段的鱼类平均目标强度(目标鱼类对声波的反射能力)为(-51．24±5．66)dB,平均体长约为12 cm,体长范围为2~125．8 cm,不同区域间的鱼类目标强度(即鱼类大小)差异性显著。

所有调查航段中鱼类密度1．223~1534．2 f/1000 m3之间,均密度为186．3 f/1000 m3,不同区域间鱼类密度差异性显著,中部湖区( CEC航段)鱼类密度较高。

应用资源密度体积法估算东洞庭湖鱼类资源量约为2．36×108 f,其中目标强度在-43 dB(体长约28 cm)以下的鱼类占95．5%。

%A SIMRAD EY60 echo-sounder with 200 kHz split-beam transducer was used to survey the fishery resources in East Dongting Lake during July 11—17, 2015. The results showed that the mean target strength ( acoustic reflectivity of target fish) in the surveying navigation section was ( -51. 24 ± 5. 26) dB and the mean length was about 12 cm, ranging from 2 to 125. 8 cm. The fish target strength in different areas was significantly different, which meant there was signifi-cant difference in fish size. The mean fish density was 186. 3 f/1 000m3 , ranging from 1. 223 f/1 000 m3 to 1 534. 2 f/1 000 m3 in all survey navigation sections, where a high fish density occurred in the middle area of East Dongting Lake( CEC navigation section) . The total amount of fish mantissa biomass were estimated at 2. 36 × 108 f, in which the fish with tar-get strength lower than-43 dB ( length about 28 cm) was 95. 5%.【期刊名称】《淡水渔业》【年(卷),期】2016(046)003【总页数】7页(P40-46)【关键词】水声学;东洞庭湖;鱼类;大小组成;空间分布;资源量【作者】谢意军;王珂;郭杰;刘绍平;陈大庆;段辛斌【作者单位】农业部长江中上游渔业资源环境科学观测实验站，中国水产科学研究院长江水产研究所，武汉 430223; 华中农业大学水产学院，武汉 430070;农业部长江中上游渔业资源环境科学观测实验站，中国水产科学研究院长江水产研究所，武汉 430223;农业部长江中上游渔业资源环境科学观测实验站，中国水产科学研究院长江水产研究所，武汉 430223;农业部长江中上游渔业资源环境科学观测实验站，中国水产科学研究院长江水产研究所，武汉 430223;农业部长江中上游渔业资源环境科学观测实验站，中国水产科学研究院长江水产研究所，武汉430223;农业部长江中上游渔业资源环境科学观测实验站，中国水产科学研究院长江水产研究所，武汉 430223【正文语种】中文【中图分类】S932.4洞庭湖是中国第二大淡水湖泊，地处长江中游荆江南岸，南纳湘、资、沅、澧四水，北通长江，是我国长江中下游平原与长江干流直接连通的吞吐型湖泊，蕴含丰富的水资源和渔业资源，同时还是多种鱼类的索饵场、越冬场和产卵场[1-2]。

基于声学测量方法的大伙房水库鱼类资源季节变动特征

1 材料与方法
1. 1 调查航线和站位的设定大伙房水库为 T 型交叉带状河谷型水库，综
合考虑水库形状、水深分布、采样点及网箱位置等因素，声学调查采用“之”字形航线对库区（上游有网箱的区域除外）进行断面声学回波采样。水文参数采样按上、中、下游设置共计 8 个采样站位，分
别为位于上游支流交汇处的 A1、A2，位于中游断面点 B1、B2、B3，以及位于两主流交汇处 C1、南侧 C2 及北侧大坝附近的 C3，图 1 为 7 月的调查航迹线和站位分布图，其余 2 次调查航线与 7 月航线基本相同。
图 1 大伙房水库 7 月声学调查航线及水文调查站位分布图
A、B、C 分别为库区上、中、下游
Fig. 1 Acoustic survey trace and hydrographic investigation stations in Dahuofang Ｒeservoir in July，2012
第6 期
张赞等：基于声学测量方法的大伙房水库鱼类资源季节变动特征
13
21. 87 × 109 m3 。水库渔获鱼类 11 种，主要经济鱼类 5 种，为鲢（ Hypophthalmichthys molitrix ）、鳙（ Aristichthys nobilis）、鲤（ Cyprinus carpio）、鲫（ Carassius auratus ）、草鱼（ Ctenopharyngodon idellus ）。鲢、鳙为该水库主要增殖品种，约占总量的 85% 。每年 10 月投放鱼苗 40 t 左右，其中鳙 58% 、鲢 27% ，规格为 35 ～ 100 g·尾－ 1 。作为中国 9 大重点饮用水源保护地，合理的鱼类放养捕捞既可以优化水质、维持水库生态稳定，又能创造较高的经济价值。对库区鱼类资源不同季节现存量以及分布状况的把握，可为制定增殖放养和捕捞计划提供科学依据。

基于声学摄像仪的溯河洄游幼香鱼计数

基于声学摄像仪的溯河洄游幼香鱼计数童剑锋;韩军;浅田昭;溝口雅彦【期刊名称】《渔业现代化》【年(卷),期】2009(036)002【摘要】至今主要靠目视计数来掌握香鱼(Plecoglossus altivelis)的资源量,这种方法很耗劳动力且精度低.由华盛顿大学研发的声学摄像仪DIDSON(Dual-frequency IDentification SONar)可在浑浊不清的水中摄取接近光学视频画质的图像.其附带软件虽可对体长为几十厘米的大个体鱼计数,但对于体长6 cm以下的小个体鱼,由于其回波信号弱,计数显得非常困难.本文提供了一种基于DIDSON的溯河洄游幼香鱼计数的新方法.首先从声学图像中消除静止的背景,提取出运动目标并除去噪音像素,然后用卡尔曼滤波器对剩下的目标进行跟踪,根据目标移动的特性把目标分为香鱼和垃圾2大类,在除去向下游移动的垃圾之后,可正确地计算向上游移动香鱼的数量.通过现场实测验证了上述声学计数方法的实用性和高效性.【总页数】5页(P29-33)【作者】童剑锋;韩军;浅田昭;溝口雅彦【作者单位】上海海洋大学海洋科学学院,上海,200090;上海海洋大学海洋科学学院,上海,200090;东京大学生产技术研究所,东京153-8505;东京大学生产技术研究所,东京153-8505;日本NUS,东京108-0022【正文语种】中文【中图分类】S973.1+4【相关文献】1.溯河幼香鱼的生物学资料 [J], 曹克驹;李明云2.基于碳、氮稳定同位素分析中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)幼蟹溯河洄游期食物来源变化 [J], 崔莹;吴旭干;赵峰;李嘉尧;连一霖;王福强3.洞庭湖中是否存在溯河洄游型刀鲚 [J], 轩中亚;姜涛;刘洪波;邱晨;陈修报;杨健4.赣江发现溯河洄游型刀鲚(Coilia nasus) [J], 杨一帆;姜涛;高小平;轩中亚;陈修报;李乐康;刘洪波;杨健5.长江禁渔对鄱阳湖溯河洄游型刀鲚资源恢复效果初报 [J], 姜涛;杨健;轩中亚;陈修报;刘洪波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于宽带回声信号esp的鱼数量评估方法

基金项目：国家自然科学基金（11774376);国家重点研发计划资助项目（2 0 丨7 TFC1403501)
收稿日期= 2 0 1 8-08-01修回日期:2018-09-19
平均目标强度变得十分困难 [7]。但研究发现,鱼群个体鱼回波的幅度往往满足一定的分
布规律，如 Rayleigh分布、Rician分布等，这使得利用统计特性反演鱼群数量的方法受到了越来越多的关注 [〜14]。与传统的回波积分法相比，统计反演方法具有无需回波信号的绝对声学量和鱼群中个体鱼的平均目标强度先验知识的
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
A B S T R A C T ：The existing method for fish number density estimation based on narrowband acoustic echo energy of fish school is of poor applicability. Aiming at solving this problem, a method based on statistical property of broad band acoustic echo energy of fish school was proposed in the paper. In this method, the backscattered sound of fish school is treated as the coherent superposition of the random distributed individual fish. And fish number is calculated using normalized second order statistical property of the plus-compression output signal energy of broadband backscat tered sound of fish school. The simulation result indicates that the new method is appropriate for denser fish density situation compared with the existing narrowband statistic approach. Furthermore, it is also more precise and less sta tistic sample needing. This method is expected to provide technical support for fish abundance estimation. K E Y W O R D S ：Fish Abundance density；Echo signal；Energy heave；Energy statistical property( ESP) ；Acoustic esti

用于渔业资源调查评估的两种声学手段的比较

广。 1 9 8 5 年， SIMRAD E K 5 0 0 回声探测仪被应用于 “ 北斗 ” 号调查船 [1-2]。王崇瑞等 [3]于 2 0 1 1 年 5 月使用 BioSonics DT - X (2 1 0 kH z) 型回声探测仪对青海湖的裸鲤资源量及其空间分布进行了探测评估，获得了青海湖裸鲤在青海湖全湖区的平均密度、总尾数和可捕捞资源量以及水平密度分布。孙明波等 [4]利用 BioSonics DT - X (2 0 8 kH z) 型回声
S H E N W e i， C H E N M in g， TONG Jian-feng， ZHANG Jin， ZHANG Hua-chen (College o f Marine Science， Shanghai Ocean University，Shanghai，201306， China )
目前，水声学的方法已经大量运用于渔业资源调查与评估之中，主要仪器有数字回声探测仪与双频识别声呐。与其它的渔业资源调查方法相比，渔业水声学方法具有探测范围广、调查效率高、对调查区域的生态环境无损害、数据连续、鱼群位置定位精准、鱼类密度和资源量评估精度高等优点。我国的渔业水声学是从20世纪 80年代开始发展推
为 9 3 6 万尾，总的资源量约为 7 0 5 万 k g，鱼类主要分布于水库的东部、中部地区。 Bi〇S〇n i . D T - X 的调查

水声学原理：第3章水下目标的回波特性

cosn , rdS,
n 1, 2, ,3, N
当目标比波长大很多时，相邻两波带的 cosn , r r 变化不大，面积相差也不大。第个波n 带产生的散射波的绝对值等于相邻两个波带散射声压绝对值的平均：
哈尔滨工程大学硕士学位课程
n 12水声学n原1 理 n1
28
3.2 目标反射问题
3.2 目标反射问题
• 弹性体散射的一般情况
– 蠕波 • 当源信号是很窄的脉冲、正入射到柱形或球形目标上时，可以收到很多个振幅递减的周期结构的回波，这种现象是由蠕波引起。 • 这类表面波被激励后，能部分地或整圈整圈地绕散射体转，传播时又以一临界角不断向周围介质辐射能量而指数衰减。 • 回波周期间隔正好等于蠕波绕柱或球一周所需时间。
• 惠更斯积分与菲涅尔带方法
散射场：
散
1
1 2
1
3 3
1 2
3
5
1 2
1
1N1N
结论：总的散射声场等于第一个和最后一个菲涅尔带所产
生的散射场之和的一半。
当目标尺寸很大时，最后一个菲涅尔带的 cosn , r 0，第一
个菲涅尔带的 cosn , r 1 ，总散射场的积分化为：
散
iA
2
S1
– 一般金属的声阻抗与水的声阻抗相差并不悬殊，不能像在空气中那样看成刚性体
– 对于刚性体，当物体的尺寸远大于水中声波的波长时，散射强度在远场几乎不随频率变化
– 对于水中的金属反射体，长脉冲的波形畸变很大，散
射强度随频率急剧变化，达到30dB；短脉冲由一系列
分开的脉冲所组成，波形畸变不大，随频率变化也不
哈尔滨工程大学
水声学原理
12

声学回波统计的鱼群密度评估方法

声学回波统计的鱼群密度评估方法梁镜; 许枫; 张纯; 马龙双【期刊名称】《《应用声学》》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】8页(P279-286)【关键词】鱼群密度; 回波统计; 声学评估; 回波积分【作者】梁镜; 许枫; 张纯; 马龙双【作者单位】中国科学院声学研究所北京 100190; 中国科学院大学北京 100049【正文语种】中文【中图分类】TB5660 引言渔业资源声学评估由于具有快捷方便、可持续观测且不危害生物资源等优点，受到了广泛关注[1−5]。

近几十年，除传统的回波积分、回波计数[6−7]评估方法外，学者们提出了诸如多频评估法[8]、基于回波峰值分布反演的方法[9−12]及回波统计评估法[13−17]等。

其中，回波积分法是目前应用最为广泛的方法，该方法原理简单，但应用中需要准确计算鱼群回波的声能量，且需要鱼群中个体鱼的平均目标强度先验知识或拖网渔获数据辅助[6,18−19]。

由于鱼类活动的随机性，同一尾鱼，在不同测量时刻，其目标强度测量值波动范围可达20 dB以上。

而根据经典的回波积分方程，当鱼群回波目标强度测量误差为3 dB时，回波积分法鱼群密度评估结果相对误差就可达到100%[6]。

因此，受声呐系统参数误差和鱼群中个体鱼的平均目标强度先验知识误差的影响，回波积分法的鱼群密度评估结果误差往往较大。

与回波积分法相比，回波统计评估方法具有无需声呐回波信号绝对量(因而可避免声呐系统参数误差的干扰)与鱼群中个体鱼的平均目标强度先验知识的优点[15−16]，因而具有很好的发展前景。

在回波统计方法进行鱼群密度评估应用的有效性问题上，Weintroub[15]将该方法获得的5 组鱼群密度评估结果与传统的回波积分法评估结果进行了对比分析，发现两种方法下评估结果的线性相关系数高达0.98，但受鱼群密度分布不均匀导致的回波统计方法评估误差和回波积分法评估误差影响，回波统计方法的评估结果整体偏小。