КОНСТРУКЦИЯ ВПЛЫВНОГО ОТВЕРСТИЯ ВХОДНОГО ОГОЛОВКА РЫБОХОДА (ВАРИАНТЫ)
DESIGN OF SWIM-IN HOLE OF INLET FISH PASS HEAD (VERSIONS)

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам и сооружениям, предназначенным для привлечения и перевода производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.
Известен входной оголовок рыбохода, включающий низовую часть рыбоходного тракта, расположенную в нижнем бьефе. Рыбоходный тракт выполнен в виде ступенчатого или наклонного лотка или канала с продольным уклоном в сторону нижнего бьефа. Он содержит вертикальные поперечные разделительные стенки и входную разделительную стенку, образующую входную камеру рыбохода, с размещенными в них по всей ширине камер рыбохода вплывными отверстиями, при этом по периметру отверстий расположены струеобразующие насадки под углом или параллельно оси отверстий, оснащенных заградительными козырьками таким образом, что насадки расположены параллельно плоскости экранирующей стенки прилегающего заградительного козырька. Входная разделительная стенка входного оголовка рыбохода с вплывным отверстием выполнена в плане по дуге окружности с образованием цилиндрической поверхности. Вплывное отверстие входного оголовка расположено по всей длине входной разделительной стенки рыбохода и имеет форму, представляющую собой в проекции на плоскость, ортогональную вектору, лежащему на пересечении диагоналей отверстия и ортогональному оси цилиндра, прямоугольник.
Основными недостатками конструкции входного оголовка рыбохода являются невозможность создания нескольких трасс перемещения рыб в зоне поиска нижнего бьефа гидроузла, а также неравномерность поля скоростей по площади вплывного отверстия.
Целью изобретения является создание результативных условий привлечения рыб в рыбоход с большей ширины водотока в нижнем бьефе гидроузла и обеспечение эффективности захода рыб во входной оголовок рыбохода.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения (1-й вариант конструкции вплывного отверстия). Выполнение вплывного отверстия во входной разделительной стенке входного оголовка рыбохода в форме, представляющей собой в проекции на плоскость, ортогональную вектору, проходящему через точку пересечения диагоналей вплывного отверстия и перпендикулярному к этим диагоналям, а также перпендикулярному к оси цилиндрической поверхности входной разделительной стенки рыбохода, фигуру в виде квадрата позволит получить во входном оголовке рыбохода несколько вплывных отверстий. Это дает возможность привлекать рыб с различной плавательной способностью в рыбоход с большей ширины водотока в нижнем бьефе гидроузла за счет расширения диапазона и количества трасс перемещения рыб в зоне поиска нижнего бьефа гидроузла. Кроме того, при своей компактности эта геометрическая форма вплывного отверстия позволит получить большее гидравлическое сопротивление основному потоку из верхнего бьефа по сравнению с прототипом.
По п.2 формулы изобретения (2-й вариант конструкции вплывного отверстия). Выполнение вплывного отверстия во входной разделительной стенке входного оголовка рыбохода в форме, представляющей собой в проекции на плоскость, ортогональную вектору, проходящему через точку пересечения диаметров вплывного отверстия и перпендикулярному к этим диаметрам, а также перпендикулярному к оси цилиндрической поверхности входной разделительной стенки рыбохода, фигуру в виде окружности позволит получить тот же эффект, что и в случае п.1. Однако в этом случае форма вплывного отверстия дает возможность обеспечить более равномерное поле скоростей по всей площади вплывного отверстия.
По п.3 формулы изобретения (3-й вариант конструкции вплывного отверстия). Выполнение вплывного отверстия во входной разделительной стенке входного оголовка рыбохода в форме, представляющей собой в проекции на плоскость, ортогональную вектору, проходящему через точку пересечения большой криволинейной оси и малой оси вплывного отверстия и перпендикулярному к малой оси этого вплывного отверстия, а также перпендикулярному к оси цилиндрической поверхности входной разделительной стенки рыбохода, фигуру в виде эллипса позволит получить более равномерное поле скоростей по всей площади вплывного отверстия, чем в случае прототипа. Однако при этом, как и в случае прототипа, сохраняется возможность выполнить вплывные отверстия различной длины, вплоть до длины входной разделительной стенки входного оголовка рыбохода.
Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции вплывного отверстия входного оголовка рыбохода и ее вариантов. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - общая схема рыбохода с входным оголовком и способ его размещения в створе плотины гидроузла (по варианту 1);
фиг.2 - то же, по варианту 2;
фиг.3 - то же, по варианту 3;
фиг.4 - схема рыбохода с входным оголовком на виде в плане с расширенным диапазоном и количеством трасс перемещения рыб в зоне поиска нижнего бьефа гидроузла (по вариантам 1-3);
фиг.5 - то же, с несколькими привлекающими потоками различной ширины (по варианту 3);
фиг.6 - то же, с одним привлекающим потоком по всей длине входной разделительной стенки входного оголовка рыбохода (по варианту 3);
фиг.7 - схема устройства вплывных отверстий во входной разделительной стенке рыбохода входного оголовка и в поперечных разделительных перегородках рыбохода на разрезе;
фиг.8 - вид на вплывное отверстие во входной разделительной стенке входного оголовка рыбохода (по варианту 1);
фиг.9 - то же, по варианту 2;
фиг.10 - то же, по варианту 3.
Рыбоход (фиг.1-3) размещают в створе плотины 1 гидроузла и выполняют в виде открытого ступенчатого, наклонного или наклонно-ступенчатого водосливного лотка рыбоходного тракта 2, соединяющего верхний и нижний бьефы гидроузла. Внутри водосливного лотка рыбоходного тракта 2 устанавливают вертикальные поперечные разделительные стенки 3 (фиг.1-6), делящие общий напор гидроузла на части (по 1…5 м) и образующие камеры рыбохода. В разделительных стенках 3 выполняют вплывные отверстия 4. Входной оголовок рыбохода состоит из самой нижней камеры рыбохода и входной разделительной стенки 5, которая выполнена в плане по дуге окружности и представляет собой цилиндрическую поверхность. Во входной разделительной стенке 5 входного оголовка так же выполняют вплывные отверстия 6, 7, 8 (фиг.1-6). Все вплывные отверстия 4, 6, 7 и 8 рыбохода оснащают заградительными козырьками 9 (фиг.7), образованные экранирующими заградительными стенками, установленными по всему периметру вплывных отверстий 4, 6, 7, 8 параллельно осям распространения струй. Внутри заградительных козырьков по периметрам вплывных отверстий 4, 6, 7, 8 (фиг.7) расположены струеобразующие насадки 10 параллельно или под углом к центральной оси вплывного отверстия 4, 6, 7 или 8. Струеобразующие насадки 10 питают от раздающих коллекторов 11, которые связывают посредством напорного трубопровода с насосом. Вплывное отверстие 6 во входной разделительной стенке 5 входного оголовка рыбохода (фиг.8) выполняют в форме, представляющей собой в проекции на плоскость 12, ортогональную вектору 13, проходящему через точку пересечения диагоналей 14 вплывного отверстия 6 и перпендикулярному к этим диагоналям 14, а также перпендикулярному к оси 15 цилиндрической поверхности входной разделительной стенки 5 рыбохода, фигуру 16 в виде квадрата.
Кроме того, как вариант, вплывное отверстие 7 во входной разделительной стенке 5 входного оголовка рыбохода (фиг.9) выполняют в форме, представляющей собой в проекции на плоскость 12, ортогональную вектору 13, проходящему через точку пересечения диаметров 17 вплывного отверстия 7 и перпендикулярному к этим диаметрам 17, а также перпендикулярному к оси 15 цилиндрической поверхности входной разделительной стенки 5 рыбохода, фигуру 18 в виде окружности.
Помимо того, как вариант вплывное отверстие 8 во входной разделительной стенке 5 входного оголовка рыбохода (фиг.10) выполняют в форме, представляющей собой в проекции на плоскость 12, ортогональную вектору 13, проходящему через точку пересечения большой криволинейной оси 19 и малой оси 20 вплывного отверстия 8 и перпендикулярному к малой оси 20 этого вплывного отверстия 8, а также перпендикулярному к оси 15 цилиндрической поверхности входной разделительной стенки 5 рыбохода, фигуру 21 в виде эллипса.
Рыбоход работает следующим образом.
Рабочая жидкость (вода) подается в струеобразующие насадки 10 из раздающих коллекторов 11, связанных посредством напорных трубопроводов с насосами (фиг.7). Струеобразующие насадки 10 размещают по периметрам вплывных отверстий 4, 6, 7 или 8. При истечении воды через эти струеобразующие насадки 10 образуются ряды параллельных гидравлических струй, которые, взаимодействуя между собой, способствуют образованию перед вплывными отверстиями 4, 6, 7 или 8 зон частично равных давлений (эпюр противодавления). Благодаря созданию зон частично равных давлений обеспечивают беспрепятственный пропуск производителей рыб через рыбоход из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф. Изготовление входной разделительной стенки 5 входного оголовка рыбохода в плане по дуге окружности с образованием цилиндрической поверхности позволит увеличить площадь охвата привлекающим потоком в нижнем бьефе гидроузла (фиг.1-6). А размещение вплывных отверстий 6, 7 или 8 по всей длине входной разделительной стенки 5 входного оголовка рыбохода даст возможность получить стабильные привлекающие потоки в нижнем бьефе гидроузла.
Конструкции вплывных отверстий входного оголовка рыбохода по первому и второму вариантам наиболее эффективны для гидроузлов с разнообразным видовым составом рыб, подлежащих пропуску через плотину.
Конструкции вплывных отверстий входного оголовка рыбохода по третьему варианту так же позволяют расширить диапазон и количество трасс перемещения рыб в зоне поиска нижнего бьефа гидроузла. Но в этом варианте в отличие от первых двух вариантов есть возможность выполнить вплывные отверстия различной длины, вплоть до длины входной разделительной стенки входного оголовка рыбохода, при этом, правда, несколько увеличивая энергетические затраты на образование зон частично равных давлений.
Выбор конкретного варианта конструкции вплывных отверстий входного оголовка рыбохода будет зависеть от множества факторов, основными из которых являются следующие факторы: видовой состав рыб, подлежащих пропуску через рыбоход; гидрологическая обстановка в нижнем бьефе гидроузла, компоновка самого гидроузла и др.
Предлагаемая конструкция вплывного отверстия входного оголовка рыбохода и ее варианты позволяет создавать управляемое противодавление перед вплывными отверстиями входной разделительной стенки входного оголовка рыбохода и равномерные, регулируемые и стабильные привлекающие рыбу потоки, что в максимальной степени способствует эффективному привлечению рыб различного видового состава к рыбопропускному сооружению, а также самостоятельному и свободному заходу рыб в рыбоход.