КОМПЛЕКСНОЕ РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО
COMPLEX FISH PROTECTING DEVICE

Заявляемое техническое решение относится к области рыбного хозяйства и может быть использовано для направленного перемещения рыб, преимущественно, для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор.
Известно рыбозащитное устройство в виде забральной стенки, представляющее собой щит, установленный в вертикальной плоскости на подходе к оголовку водозаборного сооружения под углом к потоку (см., например, П.А. Михеев. Рыбозащитные сооружения и устройства. Изд-во «Рома», М., 2000; И.И. Рипинский. Рыбозащитные устройства для водозаборных сооружений. «Совинтервод», М., 1991; А.В. Иванов. Справочник по рыбозащите для работы органов рыбоохраны. «Гидропроект», М., 2005 и др.).
Принцип действия любой забральной стенки заключается в том, что щит забральной стенки служит водонепроницаемым потоконаправляющим экраном. Набегающий на него водный поток, транспортирующий поверхностно скатывающуюся молодь рыб, формируется в поверхностное течение с поперечной циркуляцией, при которой насыщенные рыбой поверхностные токи направляются от водозабора в рыбоотводящий тракт, а бедные рыбой придонные - к водозабору.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является рыбозащитное устройство, которое включает рыбоотводящий лоток, сообщенный с рыбоотводом. Рыбоотводящий лоток выполнен в виде вертикальной стенки с горизонтальной полкой, входная кромка которой обращена навстречу потоку. Вдоль лотка на полке установлена перегородка с водоприемными окнами. Лоток расширяется в сторону рыбоотвода, а промежутки между окнами уменьшаются. На дне водотока перед водозаборным окном размещен перфорированный воздуховод. При работе устройства пузыри, выходящие из воздуховода, поднимают молодь рыб и мусор в верхние слои потока, набегающие на лоток. Перед перегородкой с водоприемными окнами образуется винтовое течение, транспортирующее рыб и мусор к окнам, а через них в пространство между стенкой и перегородкой и далее в рыбоотвод (см. авторское свидетельство СССР №1493733, МПК Е02В 8/08, Е02В 9/04, от 21.10.1987).
Недостаток известной конструкции заключается в недостаточной эффективности функционирования устройства, недостаточной скорости потока для транспортирования рыбы в рыбоотводящем лотке, возможности попадания мусора в лоток транспортирования рыбы.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности функционирования устройства, увеличение скорости транспортирования рыбы потоком в рыбоотводящем лотке и снижение вероятности попадания мусора в лоток транспортирования рыбы.
Поставленная задача достигается тем, что предложено комплексное рыбозащитное устройство, состоящее из плавающей или стационарной рыбоотводящей запани, представляющей собой рыбоотводящий лоток, имеющий горизонтальную полку, вертикальную глухую заднюю стенку и вертикальную переднюю водопроницаемую стенку, состоящую из отдельных элементов (пластин), между которыми образуются водозаборные щели, через которые поток проходит в рыбоотводящий лоток. При этом отдельные элементы (пластины) вертикальной передней водопроницаемой стенки рыбоотводящего лотка располагаются в ступенчатом порядке таким образом, что начальная точка последующего элемента (пластины) смещается на поперечный шаг h смещения пластин по ширине лотка m от конечной точки предыдущего элемента (пластины), при этом находится либо на одной с ней линии, либо смещается от конечной точки предыдущего элемента (пластины) на продольный шаг l смещения пластин по длине лотка в направлении предыдущего элемента (пластины). В состав комплексного рыбозащитного устройства может дополнительно входить вертикальный, либо горизонтальный, либо наклонный поведенческий, направляющий элемент (экран) в виде секций электрического рыбозаградителя, либо водовоздушной завесы, либо воздушно-пузырьковой завесы, либо жалюзийного рыбозащитного устройства для предотвращения попадания придонных рыб в водозабор, обеспечения самостоятельного отхода рыб в безопасную зону водоисточника и направления покатной молоди рыб из нижней части потока в верхнюю.
Наличие рыбоотвода в составе заявленного устройства не является обязательным условием в том случае, если отвод рыб из рыбоотводящего лотка обеспечивается в безопасную зону водоисточника. В ином случае в состав конструкции дополнительно может входить рыбоотвод, совмещенный с рыбоотводящим лотком при помощи рыбоприемной камеры для обеспечения отвода рыб из зоны действия водозабора. Рыбоотвод в составе устройства может быть открытого или закрытого типа. При этом конфигурация рыбоотвода может быть любой.
На различных участках рыбоотводящего лотка, рыбоотвода и рыбоприемной камеры рыбоотвода могут дополнительно устанавливаться потокообразователи для поддержания скорости потока, необходимой для обеспечения транспортирования рыбы по рыбоотводящему лотку и/или рыбоотводу.
Отличительные от прототипа признаки заявленного технического решения состоят в следующем: отдельные элементы (пластины) вертикальной передней водопроницаемой стенки рыбоотводящего лотка располагаются в ступенчатом порядке таким образом, что начальная точка последующего элемента (пластины) смещается на поперечный шаг h смещения пластин по ширине лотка m от конечной точки предыдущего элемента (пластины) и находится либо на одной с ней линии, либо смещается от конечной точки предыдущего элемента (пластины) на продольный шаг l смещения пластин по длине лотка в направлении предыдущего элемента (пластины); устройство может дополнительно содержать вертикальный, либо горизонтальный, либо наклонный поведенческий, направляющий элемент (экран) в виде секций электрического рыбозаградителя, либо водовоздушной завесы, либо воздушно-пузырьковой завесы, либо жалюзийного рыбозащитного устройства; в рыбоотводящем лотке и/или рыбоприемной камере и/или рыбоотводе на различных участках дополнительно могут устанавливаться потокообразователи для поддержания скорости потока, необходимой для транспортирования рыбы по рыбоотводу.
Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами:
на фиг. 1 схематически показан частный случай выполнения устройства (начальная точка последующего элемента (пластины) находится на одной линии с конечной точкой предыдущего элемента (пластины) и смещается от нее на поперечный шаг h смещения пластин по ширине лотка m);
на фиг. 2 схематически показан частный случай выполнения устройства (начальная точка последующего элемента (пластины) смещается от конечной точки предыдущего элемента (пластины) на поперечный шаг h смещения пластин по ширине лотка m и продольный шаг l смещения пластин по длине лотка в направлении предыдущего элемента (пластины);
на фиг. 3 схематически показан частный случай выполнения устройства по фиг. 1 при различном поперечном шаге h между каждыми двумя отдельными предыдущим и последующим элементами (пластинами) в составе устройства;
на фиг. 4 схематически показан частный случай выполнения устройства по фиг. 2 при различных поперечном шаге h и продольным шаге l между каждыми двумя отдельными предыдущим и последующим элементами (пластинами) в составе устройства;
на фиг. 5 схематически показаны возможные варианты установки стационарной запани;
на фиг. 6 схематически показаны возможные варианты установки плавающей запани;
на фиг. 7 схематически показаны возможные варианты выполнения устройства, оснащенного вертикальным поведенческим, направляющим элементом (экраном) в виде электрического рыбозаградителя;
на фиг. 8 схематически показаны возможные варианты выполнения устройства, оснащенного горизонтальным поведенческим, направляющим элементом (экраном) в виде электрического рыбозаградителя;
на фиг. 9 схематически показан частный случай выполнения устройства, оснащенного водовоздушной завесой;
на фиг. 10 схематически показан частный случай выполнения устройства, когда устройство дополнительно содержит рыбоприемную камеру с рыбоотводом;
на фиг. 11 схематически показан частный случай выполнения устройства, когда устройство дополнительно содержит рыбоприемную камеру с рыбоотводом и потокообразователи, установленные в рыбоотводящем лотке, рыбоприемной камере и рыбоотводе;
на фиг. 12 схематически показаны возможные варианты расположения устройства в плане водозабора насосной станции.
Комплексное рыбозащитное устройство состоит из плавающей или стационарной рыбоотводящей запани, представляющей собой рыбоотводящий лоток, имеющий горизонтальную полку 1, вертикальную глухую заднюю стенку 2 и вертикальную переднюю водопроницаемую стенку, состоящую из отдельных элементов (пластин) 3, между которыми образуются водозаборные щели 4, через которые поток проходит в рыбоотводящий лоток.
Элементы (пластины) 3 вертикальной передней водопроницаемой стенки рыбоотводящего лотка располагаются в ступенчатом порядке таким образом, что начальная точка последующего элемента (пластины) 3 смещается на поперечный шаг h смещения пластин по ширине лотка m от конечной точки предыдущего элемента (пластины) 3, при этом находится либо на одной с ней линии (фиг. 1), либо смещается от конечной точки предыдущего элемента (пластины) 3 на продольный шаг l смещения пластин по длине лотка в направлении предыдущего элемента (пластины) 3 (фиг. 2).
Поперечный шаг h смещения пластин по ширине лотка m может быть любым, при этом поперечный шаг h между каждыми двумя отдельными предыдущим и последующим элементами (пластинами) 3 в составе устройства может быть различным и отличаться друг от друга (фиг. 3, 4) и зависит от гидравлических условий в месте установки устройства и размерно-видового состава защищаемых рыб.
Продольный шаг l смещения пластин по длине лотка может быть любым, при этом продольный шаг l между каждыми двумя отдельными предыдущим и последующим элементами (пластинами) 3 в составе устройства может быть различным и отличаться друг от друга (фиг. 4) и зависит от гидравлических условий в месте установки устройства и размерно-видового состава защищаемых рыб.
Длина, высота р и толщина k элементов (пластин) 3 могут быть любыми. При этом длина, высота р и толщина k каждого отдельного элемента (пластины) 3 могут отличаться от длины, высоты и толщины другого элемента (пластины) 3 в составе одного устройства и зависят от гидравлических условий в месте установки устройства и размерно-видового состава защищаемых рыб.
Длина рыбоотводящего лотка может быть любой. Ширина m и высота n рыбоотводящего лотка могут быть любыми и изменяться по всей длине рыбоотводящего лотка в зависимости от гидравлических условий в месте установки устройства и размерно-видового состава защищаемых рыб.
Запань может быть выполнена стационарной конструкцией и стационарно крепиться к гидротехническому сооружению (фиг. 5а) или на опорах (фиг. 5б) или к отсекающему горизонтальному перекрытию, примыкающему к водозаборному сооружению (фиг. 5в), либо плавающей и устанавливаться на плавающих понтонах, при этом запань может быть установлена на любом участке понтона (фиг. 6а, б, в).
Угол α установки запани к водозаборному потоку может быть любым от 0° до 90°. Установка устройства под разным углом к подходному потоку в зависимости от гидравлических и гидродинамических условий в зоне функционирования водозабора позволяет изменять гидравлическую структуру потока, выбирая наиболее оптимальный вариант для обеспечения наиболее эффективного транспортирования рыбы в безопасную зону водоисточника.
В состав комплексного рыбозащитного устройства дополнительно может входить вертикальный, либо горизонтальный, либо наклонный поведенческий, направляющий элемент (экран) в виде секций электрического рыбозаградителя (фиг. 7, 8), либо водовоздушной завесы (фиг. 9), либо воздушно-пузырьковой завесы, либо жалюзийного рыбозащитного устройства, для предотвращения попадания придонных рыб в водозабор, обеспечения самостоятельного отхода рыб в безопасную зону водоисточника и направления покатной молоди рыб из нижней части потока в верхнюю.
Компоновка запани и секций электрического рыбозаградителя 5 может быть различной (фиг. 7, 8). Секции электрического рыбозаградителя 5 могут располагаться в одном створе с запанью в нижнем или среднем горизонте потока (фиг. 7а, б; 8б, в), либо непосредственно за запанью в одном с ней горизонте (фиг. 8а), либо ниже запани, но в последующем за запанью створе (7в) или в предыдущем створе от нее и т.д.
Устройство может дополнительно содержать рыбоприемную камеру 6 и рыбоотвод 7 (фиг. 10), совмещенный с рыбоотводящим лотком для обеспечения отвода рыб из зоны действия водозабора в безопасную зону водоисточника. Рыбоотвод 7 в составе устройства может быть открытого и закрытого типа. При этом конфигурация рыбоотвода может быть любой. Рыбоотвод закрытого типа может размещаться на любом горизонте в водоисточнике как в верхнем горизонте потока, так и в придонном горизонте, в толще потока и т.п.
На различных участках рыбоотводящего лотка и/или рыбоприемной камеры 6 и/или рыбоотвода 7 могут устанавливаться потокообразователи 8 (фиг. 11) для поддержания скорости потока, необходимой для обеспечения транспортирования рыбы по рыбоотводящему лотку и/или рыбоотводу 7 из зоны действия водозабора в безопасную зону водоисточника. При этом количество потокообразователей, устанавливаемых в рыбоотводящем лотке, и/или рыбоприемной камере 6, и/или рыбоотводе 7, может быть любым и определяется в зависимости от гидравлических условий в месте установки устройства и размерно-видового состава защищаемых рыб.
Расположение устройства в плане водозабора насосной станции (фиг. 12) может быть различным, как прямолинейным (I), перекрывая створ водозабора, так и по диагонали (II), V-образно (III), зигзагообразно (IV) и т.п.
Принцип действия заявленного устройства заключается в перехвате, сборе и отводе верхнего слоя потока, насыщенного молодью рыб, в безопасную зону водоисточника.
Отводящий поток с молодью рыб поступает на горизонтальную полку 1 и далее через водозаборные щели 4, образованные отдельными элементами (пластинами) 3 вертикальной водопроницаемой стенки, в рыбоотводящий лоток. В рыбоотводящем лотке создается поток, осуществляющий перемещение рыбы из зоны действия водозабора в безопасную зону водоисточника либо в рыбоприемную камеру 6, совмещенную с рыбоотводящим лотком, и далее по рыбоотводу 7 в безопасную зону водоисточника.
Для поддержания скорости потока, необходимой для обеспечения транспортирования рыбы на всем протяжении рыбоотводящего лотка и/или рыбоприемной камеры 6 и рыбоотвода 7 (при их наличии) в безопасную зону водоисточника, на различных участках рыбоотводящего лотка, рыбоприемной камеры 6 и рыбоотвода 7 дополнительно могут устанавливаться потокообразователи 8. Струи, истекающие из насадок потокообразователей 8, транспортируют молодь рыб по рыбоотводящему лотку в безопасную зону водоисточника, а при наличии рыбоотвода 7 - в рыбоприемную камеру 6 и далее по рыбоотводу 7 в безопасную зону водоисточника.
Устанавливаемый дополнительно вертикальный, либо горизонтальный, либо наклонный поведенческий, направляющий элемент (экран) 5 применяется как отпугивающий, поведенческий, направляющий элемент комплексного устройства для обеспечения самостоятельного отхода рыб из зоны действия водозабора и направляет молодь рыб из нижней части потока в верхнюю.
Заявленные варианты расположения отдельных элементов (пластин) 3 вертикальной водопроницаемой стенки рыбоотводящего лотка позволяют повысить скорость транспортирования рыб потоком в рыбоотводящем лотке, свести к минимуму вероятность попадания мусора в рыбоотводящий лоток, предотвратить засорение рыбоотводящего лотка и травмирование мусором транспортируемой по рыбоотводящему лотку рыбы.
Поставленная задача, заключающаяся в повышении эффективности функционирования устройства, увеличении скорости транспортирования рыбы потоком в рыбоотводящем лотке и сведении к минимуму попадания мусора в лоток транспортирования рыбы, выполнена.
Применение заявляемого технического решения позволяет использовать известные в промышленности элементы.
Технический результат заявленного технического решения заключается в повышении эффективности функционирования устройства, увеличении скорости транспортирования рыбы потоком в рыбоотводящем лотке и предотвращении засорения рыбоотводящего лотка мусором.
Настоящее техническое решение может быть использовано для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор.