СПОСОБ ВЫПУСКА РЫБ ИЗ РЫБОПРОПУСКНОГО СООРУЖЕНИЯ И ВЕРХОВОЙ ЛОТОК ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ
METHOD OF FISH OUTLET FROM FISH BYPASS AGGREGATE AND UPPER CHUTE FOR METHOD IMPLEMENTATION

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 способ отведения рыб от источника опасности, предложенный Ивановым А.В. и Филипповым Г.Г. (патент РФ №2305728, кл. Е02В 8/08), заключающийся в транспортировании рыб в водном рыбоотводящем течении из зоны непосредственного действия водозабора в безопасную зону рыбообитаемого водоема, причем на участке рыбоотводящего течения, на котором скорость последнего снижается до значений, менее сносящих для отводимых рыб, создают условия для восстановления ориентации скатывающихся рыб, удерживают их от повторного ската к водозабору и организуют самостоятельный уход рыб в безопасное место рыбообитаемого водоема.
Основным недостатком данного способа являются значительные энергозатраты на создание рыбоотводящего течения.
Известен рыбоход, предложенный Чистяковым А.А. и Шкурой В.Н. (патент РФ №2262567, кл. Е 02 В 8/08), включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, выполненный в виде лотка, при этом концевая часть рыбоходного тракта сообщена посредством тоннеля с верхним бьефом и выполнена в тоннеле тела плотины, поперечные перегородки с вплывными отверстиями, расположенные по всей длине рыбоходного тракта с образованием камер, входной и выходной оголовки, сообщающиеся с рыбоходным трактом, размещенные соответственно в нижнем и верхнем бьефах, при этом выходной оголовок расположен в цилиндрическом коллекторе, концевая часть которого снабжена балластом и расположена у поверхности воды, а начальная часть соединена с полым шарниром, встроенным в шаровое соединение тоннеля, причем привод соединен с концевой частью цилиндрического коллектора и выполнен в виде кран-балки, установленной на гребне плотины.
Основным недостатком данной конструкции рыбохода является невозможность обеспечения благоприятных условий выхода рыб в верхний бьеф, исключающих их скат через водосбросные отверстия гидроузла, а отсюда низкая эффективность работы рыбопропускного сооружения.
Целью изобретения является создание для рыб, прошедших рыбопропускное сооружение, благоприятных условий выпуска в верхний бьеф гидроузла, не зависящих от гидравлических условий приплотинной зоны верхнего бьефа, для скорейшего восстановления ориентации и адаптации к условиям верхнего бьефа, исключающих их скат через водосбросную плотину обратно в нижний бьеф гидроузла.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Благодаря формированию не зависящей от режимов работы водосбросной плотины и колебаний уровня верхнего бьефа гидроузла трассы на участке верхнего бьефа от выходного оголовка рыбопропускного сооружения до безопасного места рыбообитаемого водоема для выпуска рыб, прошедших рыбопропускное сооружение, предотвращают скат рыб через водосбросную плотину обратно в нижний бьеф гидроузла. Создание в трассе гидравлических условий, отличающихся от гидравлической обстановки приплотинной зоны верхнего бьефа, за счет того, что величину скорости течения воды в трассе обуславливает только величина скорости привлекающего потока на выходе из рыбопропускного сооружения, способствует рыбе скорее восстановить ориентацию и адаптироваться к условиям верхнего бьефа. Все это в совокупности позволяет организовать самостоятельный отход рыб от выходного оголовка рыбопропускного сооружения до безопасного для выпуска рыб места рыбообитаемого водоема, где глубина, скорости течения и температура воды будут способствовать окончательной адаптации рыб к условиям верхнего бьефа. После чего рыбы смогут продолжить свое самостоятельное движение к местам нерестилищ.
По п.2 формулы изобретения. Исполнение тракта рыбоходного в верхнем бьефе гидроузла из отдельных секций, выполненных в виде открытых сверху лотков, закрепленных на понтонах при помощи винтовых механизмов, используя при этом для крепления лотка к понтону один винтовой механизм, позволяет получить вне зависимости от глубины верхнего бьефа рыбоходный тракт любой протяженности. Крепление лотка к понтону с помощью одного винтового механизма дает возможность регулировать высоту расположения лотка относительно понтона в условиях колебания уровня верхнего бьефа гидроузла, без каких-либо затруднений. Действительно, крепление понтона к лотку с помощью одного винтового механизма позволит избежать необходимости одновременного вращения всех винтов механизмов секции рыбоходного тракта по причине отсутствия угрозы перекашивания и заклинивания винта. Соединение понтонов первой секции с противолежащими понтонами второй секции, понтонов второй секции с противолежащими понтонами третьей секции и так далее по порядку при помощи жестко закрепленных на концах понтонов скоб с отверстиями, регулировочных тяг, состоящих из шпилек и полых труб с внутренней резьбой, а также болтовых соединений, позволяет сформировать рыбоходный тракт любой необходимой конфигурации. Болтовые соединения дают возможность вращения регулировочных тяг относительно мест крепления к понтонам при формировании рыбоходного тракта необходимой конфигурации. Выполнение соединений концов лотков соседних секций по всему периметру между собой с помощью водонепроницаемого, армированного и гофрированного материала дает возможность получить рыбоходный тракт без разрывов и практически непроницаемым для частиц воды, движущейся как вне, так и внутри рыбоходного тракта, что позволит исключить влияние гидравлической обстановки приплотинной зоны верхнего бьефа на гидравлические условия внутри рыбоходного тракта. Действительно, в этом случае скорость движения воды в рыбоходном тракте будет отличаться и не зависеть от скорости течения в приплотинной зоне верхнего бьефа. Благодаря тому, что используемый материал гофрированный, обеспечивается высокая изгибаемая способность соединения лотков между собой при достаточной прочности за счет армирования, позволяя формировать рыбоходный тракт любой конфигурации.
По п.3-6 формулы изобретения. Выполнение резьбы на концах шпилек и внутренней резьбы по концам внутренней части полой трубы правого или левого направления дает возможность изменять длину регулировочной тяги путем вращения трубы. Выполнение на других концах шпилек отверстий позволяет прочно крепить регулировочные тяги к скобам.
По п.7-11 формулы изобретения. Выполнение лотка секции рыбоходного тракта с различным поперечным сечением является вариантами исполнения этого элемента.
По п.12 формулы изобретения. Выполнение по длине лотков секций рыбоходного тракта элементов шероховатости позволяет погасить избыточную кинетическую энергию водного потока как в самом верховом лотке, так и в выходном оголовке рыбохода, повышая тем самым эффективность продвижения рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф. Помимо того, создаваемая элементами шероховатости структура потока позволяет использовать вторичные течения для кратковременного отдыха рыб и их постепенной адаптации к условиям верхнего бьефа.
Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа выпуска рыб из рыбопропускного сооружения и создания новой конструкции верхового лотка. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - схема верхового лотка рыбопропускного сооружения на виде в плане;
фиг.2 - разрез лотка секции рыбоходного тракта верхового лотка, закрепленного на понтонах при помощи винтовых механизмов, лоток выполнен прямоугольного поперечного сечения;
фиг.3 - то же, вариант квадратного поперечного сечения;
фиг.4 - то же, вариант трапецеидального поперечного сечения;
фиг.5 - то же, вариант полукруглого поперечного сечения;
фиг.6 - то же, вариант полуовального поперечного сечения;
фиг.7 - фрагмент рыбоходного тракта верхового лотка на виде сбоку, соединение противолежащих понтонов соседних секций между собой;
фиг.8 - фрагмент рыбоходного тракта верхового лотка на виде сверху, соединение противолежащих понтонов соседних секций между собой;
фиг.9 - продольный разрез соединения концевой части выходного оголовка и начала рыбоходного тракта верхового лотка, положение при максимальном уровне воды в верхнем бьефе;
фиг.10 - то же, положение при минимальном уровне воды в верхнем бьефе.
Верховой лоток (фиг.1) размещают в верхнем бьефе гидроузла и исполняют из отдельных секций 1, выполненных в виде открытых сверху лотков 2, закрепленных на понтонах 3 при помощи винтовых механизмов 4. Винтовой механизм (фиг.2-6) используют для преобразования с большой плавностью вращательного движения винта 5, жестко закрепленного с лотком 2, в поступательное движение гайки 6, жестко закрепленной с понтоном 3. Данный механизм используют для регулирования глубины погружения лотка 2 относительно понтона 3 (относительно уровня воды). Понтоны первой секции верхового лотка соединены с противолежащими понтонами второй секции, понтоны второй секции с противолежащими понтонами третьей секции и так далее по порядку при помощи жестко закрепленных к концам понтонов 3 скоб 7 с отверстиями, регулировочных тяг, состоящих из шпилек 8 и полых труб 9 с внутренней резьбой, а так же болтовых соединений 10 (фиг.7-8). Концы лотков соседних секций соединены по всему периметру между собой с помощью водонепроницаемого, армированного и гофрированного материала 11 (фиг.1, 7-8).
Кроме того, на одном конце шпилек 8 выполняют отверстие, а на другом конце шпилек выполняют резьбу (фиг.7).
Помимо того, резьба на шпильках 8 может быть выполнена правого направления.
Кроме того, резьба на шпильках 8 может быть выполнена левого направления.
Помимо того, внутренняя резьба полой трубы 9 выполнена по концам внутренней части, причем на одном конце трубы выполнена правая резьба, а на другом конце выполнена левая резьба (фиг.7).
Кроме того, лоток 2 секции 1 рыбоходного тракта может быть выполнен прямоугольного поперечного сечения (фиг.2).
Помимо того, лоток 2 секции 1 рыбоходного тракта может быть выполнен квадратного поперечного сечения (фиг.3).
Кроме того, лоток 2 секции 1 рыбоходного тракта может быть выполнен трапецеидального поперечного сечения (фиг.4).
Помимо того, лоток 2 секции 1 рыбоходного тракта может быть выполнен полукруглого поперечного сечения (фиг.5).
Кроме того, лоток 2 секции 1 рыбоходного тракта может быть выполнен квадратного полуовального сечения (фиг.6).
Помимо того, по длине лотков 2 секций 1 рыбоходного тракта могут быть выполнены элементы усиленной шероховатости 12 (фиг.2 - 6, 8 - 10).
Способ выпуска рыб из рыбопропускного сооружения осуществляется следующим образом.
На участке верхнего бьефа (фиг.1) от выходного оголовка 13 рыбопропускного сооружения 14 до безопасного места рыбообитаемого водоема 15 для выпуска рыб, прошедших рыбопропускное сооружение, формируют трассу необходимой длины и конфигурации, состоящую из секций 1 с лотками 2, удерживающихся на плаву за счет понтонов 3. Благодаря тому, что секции 1 соединяются между собой с помощью водонепроницаемого, армированного и гофрированного материала 11 (фиг.1, 7-10) и оборудуются винтовыми механизмами 4 (фиг.1, 9, 10), работа трассы не зависит от режимов работы водосбросной плотины 16 и колебаний уровня верхнего бьефа гидроузла. Полученная трасса удерживает рыб от ската через водосбросную плотину 16 обратно в нижний бьеф гидроузла. При этом гидравлические условия в трассе отличаются от гидравлической обстановки приплотинной зоны верхнего бьефа за счет того, что величину скорости течения воды в трассе обуславливает только величина скорости привлекающего потока на выходе из рыбопропускного сооружения 14 (в выходном оголовке 13). Это возможно благодаря практической непроницаемости трассы для частиц воды, движущейся как вне трассы, так и внутри ее. Помимо того, по длине лотков 2 секций 1 рыбоходного тракта могут быть выполнены элементы усиленной шероховатости 12 (фиг.2-6, 8-10), которые позволяют осуществить кратковременный отдых рыб, создавая вторичные течения. Все это способствует скорейшему восстановлению ориентации и адаптации рыб к условиям верхнего бьефа, тем самым организуя самостоятельный отход рыб от выходного оголовка 13 рыбопропускного сооружения 14 до безопасного места рыбообитаемого водоема 15, где глубина, скорости течения и температура воды будут способствовать окончательной адаптации рыб к условиям верхнего бьефа. Затем рыбы смогут самостоятельно двигаться к местам нерестилищ.
Верховой лоток для выпуска рыб из рыбопропускного сооружения работает следующим образом.
В зависимости от гидрологической обстановки, уровня воды в верхнем бьефе, а так же с учетом рельефа дна и берега водохранилища служба эксплуатации рыбопропускного сооружения формирует трассу необходимой длины и конфигурации, состоящую из секций 1 (фиг.1), образующих рыбоходный тракт. Начало верхового лотка (первую секцию рыбоходного тракта) подводят вплотную к выходному оголовку 13 рыбопропускного сооружения 14, а выходную часть верхового лотка выводят в ту часть 15 рыбообитаемого водоема, где условия выпуска рыб будут в максимальной степени способствовать рыбам, прошедшим через рыбопропускное сооружение, для отдыха и адаптации к условиям верхнего бьефа. Формирование необходимой длины и конфигурации верхового лотка (рыбоходного тракта) возможно благодаря секционному строению и соединению секций при помощи регулировочных тяг. Первую секцию рыбоходного тракта (верхового лотка) удерживают по отношению выходного оголовка 13 рыбопропускного сооружения 14 при помощи тросов 17 (фиг.9-10). Выходную часть и средние части верхового лотка (рыбоходного тракта) удерживают относительно берегов и плотины 16 с помощью тросов 18, закрепленных за берег, или якорных буев 19. В случае изменения гидрологической обстановки в верхнем бьефе гидроузла служба эксплуатации рыбопропускного сооружения имеет варианты изменения длины верхового лотка (рыбоходного тракта) путем добавления или уменьшения количества секций рыбоходного тракта, а так же варианты изменения конфигурации верхового лотка (рыбоходного тракта) за счет увеличения или уменьшения длины регулировочных тяг. При изменении уровня воды в верхнем бьефе гидроузла служба эксплуатации ослабляет или подтягивает тросы 17, 18 и выравнивает глубину погружения лотков 2 верхового лотка (рыбоходного тракта) относительно выходного оголовка 13 путем вращения головок винтов 20 винтовых механизмов 4 в том или ином направлении (фиг.2-8), опуская или поднимая лотки 2 относительно понтонов 3 (фиг.9-10).
Несомненным достоинством технического решения верхового лотка является использование лотков, закрепленных на понтонах при помощи винтовых механизмов, что позволяет формировать в верхнем бьефе гидроузла рыбоходный тракт с условиями, отличающимися от условий приплотинной зоны верхнего бьефа. Винтовые механизмы, используемые для регулировки глубины погружения лотков, позволяют просто получить большие силы (500-1000 кН) при малых перемещениях.
Предлагаемый способ выпуска рыб из рыбопропускного сооружения и верховой лоток его осуществляющий позволяет формировать не зависящую от режимов работы водосбросной плотины и колебаний уровня верхнего бьефа гидроузла трассу на участке верхнего бьефа от выходного оголовка рыбопропускного сооружения до безопасного места рыбообитаемого водоема для выпуска рыб, прошедших рыбопропускное сооружение, предотвращая скат рыб через водосбросную плотину обратно в нижний бьеф гидроузла, что в максимальной степени способствует самостоятельному и свободному отходу рыб от рыбопропускного сооружения.