Способ защиты рыб
FISH PROTECTION METHOD

Область техники
Изобретение относится к области экологии, защиты рыб и может быть использовано для предотвращения попадания молоди рыб в водозаборы.
Уровень техники
В настоящее время для этого применяют рыбозащитные сооружения, которые предназначены для предотвращения попадания в водозабор, обеспечения жизнеспособности и отведения рыб в безопасное место водоема (СП 101.13330.2012 Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.06.07-87. Изменение 1. М.: Минрегион России, 2012), то есть должны обеспечивать комфортное кормное и безопасное обитание рыб на удалении от водозабора.
Для оказания на рыб репеллентного воздействия с целью их отпугивания от водозабора рыбозащитные сооружения создают защитные поля различной природы.
Известен Способ защиты молоди и промысловых рыб от попадания в технические и целевые водозаборы (патент RU 2095980, приоритет с 26.11.1996, МПК A01K 79/00, A01K 79/02, Е02В 8/08), в котором в водной среде с помощью токопроводящих электродов создают защитное электрическое поле, подавая на них одиночный электрический импульс, при этом синхронно с ним в зону действия электродов подают световой или ориентирующий звуковой сигнал.
Известен Способ гидродинамической микро пузырьковой рыбозащиты водозаборов и устройство для его осуществления (патент RU 2144107, приоритет с 15.10.1998, МПК Е02В 8/08), который заключается в создании завесы в виде воздушно-водяной микро пузырьковой смеси, струи которой испускают в придонной области водоема перед водозабором. Получение воздушно-водяной микропузырьковой завесы можно осуществлять путем совместной гидродинамической обработки воды и воздуха. Устройство содержит перфорированный коллектор и снабжено последовательно соединенными водонапорной магистралью и гидродинамическим гравитационным смесителем (ГКС), выполненным с воздухозаборным патрубком.
Известно Устройство защиты молоди рыб от попадания в водозаборы (патент RU 2254413, приоритет с 19.12.2002, МПК Е02В 8/08, Е02В 9/04), которое содержит объемную фильтрующую кассету, установленную в направляющей пазовой конструкции входного окна затопленного водоприемного оголовка водозабора, состоящую из металлической прямоугольной контурной рамы, в пазах на внутренней стороне которой плотно установлены фильтрующие пластмассовые трубы, выполненные усеченными вдоль их образующих по секущей основания соответствующей фильтрующей пластмассовой трубы, при этом хорда секущей основания фильтрующих пластмассовых труб равна или не равна их внешнему диаметру, а размеры металлической прямоугольной контурной рамы кратны названной хорде. Усеченные фильтрующие пластмассовые трубы могут быть установлены в металлической прямоугольной контурной раме в пазах на внутренней стороне вертикально или горизонтально и скреплены между собой гидроизоляционным материалом.
Перечисленные технические решения обладают отпугивающими рыб признаками, которые основаны на реализации поведенческих реакций на физиологическое воздействие на рыб полями различной природы. Однако они могут травмировать молодь рыб при контакте с защитным экраном/полем и не обеспечивают условия, гарантирующие безопасное обитание отведенных от водозабора рыб и повторное возвращение их к источнику опасности.
Известен Способ акустического вытеснения рыб от подводных технических объектов (патент RU 2760194, приоритет с 20.08.2019, МПК Е02В 8/08, A01K 61/00), который включает формирование, усиление и излучение под воду в сторону скопления рыб следующих акустических сигналов: гармонический сигнал с резким - в течение единиц микросекунд изменением частоты, гармонический сигнал с резким - в течение единиц микросекунд изменением уровня, сигнал типа «белый шум» с резким - в течение единиц микросекунд изменением спектра. Излучение всех сигналов осуществляют по закону случайных чисел. Диапазон всех излучаемых сигналов соответствует диапазону максимальной акустической чувствительности рыб, вытесняемых от подводных технических объектов. При этом рыбы получают болевое воздействие на уровне живой клетки, а также раздражающее и пугающее воздействие, к которым физически невозможно привыкнуть (адаптироваться).
Изобретение обеспечивает вытеснение рыб от подводных технических объектов.
Недостатком данного технического решения является значительное снижение эффективности при его работе в слабопроточном водоеме или в водоеме, весь сток которого проходит через водозабор, даже неоднократно вытесненная от водозабора рыба, не имея ориентиров и возможности укрыться в специально оборудованном безопасном месте, постоянно испытывая болевые ощущения, устает и все равно, особенно в темное время суток, попадает в водозабор.
Известен Способ управления движением рыб (патент RU 2549714, приоритет с 09.01.2014, МПК A01K 61/00), заключающийся в том, что в водоеме создают зону с градиентным изменением содержания растворенного в воде кислорода путем внесения в указанную зону веществ, снижающих его содержание в воде, при этом в качестве веществ, снижающих содержание кислорода в воде, используют вещества, выбранные из ряда: бисульфит натрия, пиросульфит натрия, сульфиты щелочных металлов, гидролизная бражка.
Техническое решение, решая задачу управления движением рыб, может нанести непоправимый экологический вред флоре и фауне водоема.
Известен Способ отвода рыб от водозаборных сооружений (патент RU 2354776, приоритет с 09.08.2007, МПК Е02В 8/08), который включает подачу водяных струй в зону накопления рыб перед водозаборным фронтом. Для оптимизации процесса защиты рыб и отведения их из зоны непосредственного действия ГЭС и иных крупных источников опасности водяные струи подают из мобильного струегенератора, который перемещают вдоль водозаборного фронта в местах скопления рыб, причем с помощью водяных струй перед мобильным струегенератором организуют локальное сносящее течение, в котором рыб захватывают, удерживают и перемещают от источника опасности в безопасное место водоема. Мобильный струегенератор в местах скопления рыб перемещают преимущественно в сумеречное и ночное время суток.
Техническое решение применимо только как временное средство для целенаправленного отведения рыб и может использоваться на водозаборах, не оборудованных постоянными системами рыбозащиты.
Известен Способ селективного управления миграциями рыб (патент RU 2633877, приоритет с 15.08.2016, МПК Е02В 8/08), который осуществляется путем транспортирования их в водном течении. При этом на путях миграции рыб к источнику опасности из протяженной упорядоченной совокупности щитовых рифовых модулей устраивают рыбообитаемый рифовый биотоп, в котором формируют систему течений, селективно транспортирующих различные виды рыб в благоприятных для них направлениях. Технический результат изобретения заключается в использовании щитовых рифовых модулей для обеспечения возможности селективного управления миграциями проходных и обитанием жилых видов рыб в водохранилище путем одновременного создания мест их благоприятного обитания и корректировки направлений трасс миграции в стоковых течениях.
Известен Способ защиты молоди рыбы от попадания в водозаборные сооружения (заявка RU 95111280, приоритет с 29.06.1995, МПК A01K 61/00, Е02В 8/08), в котором предварительно изготавливают мелководный водоем-накопитель, отводной канал выполняют в виде желоба, который располагают на дне водоема-накопителя вдоль отражателя у кромки береговой линии, отвод молоди осуществляют путем забора верхнего слоя воды из основного потока с помощью отражателя, устанавливаемого под углом к основному потоку, затем молодь накапливают на мелководных участках с последующим управляемым нагулом и концентрированием с помощью гидроакустической стимуляции.
Известно Рыбообитаемое убежище (патент RU 68530, приоритет с 19.07.2007, МПК Е02В 8/08, A01K 61/00), в котором созданы условия, отличающие его от окружающей обстановки и благоприятные для ориентации и обитания в нем рыб, при этом убежище выполнено многорядным, состоящим из отдельных объемных многолучевых элементов, причем количество их рядов на различных участках водоема прямо пропорционально интенсивности миграций рыб через эти участки.
Общим недостатком рассмотренных искусственных биотопов и убежищ является возможность самостоятельного выхода из них рыб, совершающих в сторону водозабора поисково-кормовые перемещения.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является Рыбозащитный комплекс (патенту RU 63371, приоритет с 13.12.2006, МПК Е02В 8/08), включающий водоструйное рыбозащитное устройство, формирующее локальное рыбоотводящее течение и рыбообитаемое убежище, выполненное из рыбоводных садков, расположенных симметрично оси локального рыбоотводящего течения с образованием между ними протока, обеспечивающего свободное прохождение и растекание рыбоотводящего течения обратно в водоисточник.
Недостатком Рыбозащитного комплекса является то, что водозаборы оборудуются только водоструйными рыбозащитными устройствами, и не перед каждым из них возможна установка рыбоводных садков, причем рыбоводные садки нуждается в зарыблении и техническом обслуживании. При этом защищенные водоструйным рыбозащитным устройством рыбы по протоку между садками могут рыбоотводящим течением выноситься в водоем и в водозаборном течении снова и неоднократно возвращаться в опасную водозаборную зону. В результате вероятность ее попадания в водозабор возрастает.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является предупреждение возможности подхода рыб из водоема к водозабору и предоставление им комфортных кормных и безопасных условий для продолжительного обитания.
Технический результат достигается тем, что применяют способ защиты рыб, предотвращая самостоятельный заход в водозабор рыб, формируя защитное поле источником электромагнитной природы малой напряженности, с экранирующим устройством, состоящим из заземленных электродов, при этом, по внешнему контуру безопасного участка водозаборной зоны устанавливают объемное проточное рыбообитаемое убежище.
Рыбообитаемое убежище оборудовано источниками освещения и привлекающего сигнала. При этом используют привлекающий сигнал акустической, химической или трофической природы.
Рыбообитаемое убежище и источники, формирующие защитное поле, источники света и привлекающий сигнал выполняют мобильными, с возможностью перемещения на безопасные участки водоема. Обеспечивают работу источников, формирующих защитное поле, освещение и привлекающий сигнал в режиме «бегущей волны». Из теории волнового движения (www.evkova.org) бегущая волна - это волна, переносящая в пространстве энергию, например, отпугивающие, ориентирующие или привлекающие рыб сигналы. Формируют дополнительное защитное поле. Дополнительное защитное поле сформировано источником механической природы, при этом включает экран, который выполняют отгораживающим, сетчатым, жалюзийным, крупноперфорированным, мелкоперфорированным или фильтрующим.
Дополнительное защитное поле сформировано источником гидравлической, пневматической, акустической, световой, вибрационной, термической природы.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показан продольный разрез рыбозащитного комплекса с защитным полем и проточным рыбообитаемым убежищем.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1. Водозабор;
2. Защитное поле;
3. Водозаборная зона;
4. Рыбообитаемое убежище;
5. Экранирующее устройство;
6. Источник света;
7. Источник привлекающего сигнала.
На фиг. 2 приведена натурная иллюстрация фрагмента рыбообитаемого убежища.
Осуществление изобретения
Способ защиты рыб включает водозабор 1 (фиг. 1), оборудованный источником, формирующим защитное поле 2 (фиг. 1). По внешнему контуру безопасного участка водозаборной зоны (течения) 3 (фиг. 1), где влияние водозабора 1 (фиг. 1) и действие защитного поля 2 (фиг. 1) не превышают опасных для рыб значений, устанавливают объемное проточное рыбообитаемое убежище (ориентир-укрытие) 4 (фиг. 1), которое оборудуют совокупностью крупногабаритных элементов, обеспечивающих развитие донного рельефа в водную толщу, и малогабаритных имитаторов водной растительности и малых форм подводного ландшафта, соразмерных обитающим в нем рыбам.
Создаваемое защитное поле 2 (фиг. 1) и его действие на рыб может иметь механическую, гидравлическую, пневматическую, электромагнитную, акустическую, термическую, вибрационную, биологическую, световую или любую иную природу. При этом действие электромагнитного поля на рыбообитаемое убежище 4 (фиг. 1) с водозаборной стороны нейтрализуют экранирующим устройством 5 (фиг. 1), которое выполняют, например, из заземленных электродов.
Защитное поле 2 (фиг. 1) оказывает отпугивающее воздействие на рыб и его могут формировать как стационарным, так и мобильным источником. При этом защитное поле 2 (фиг. 1) могут формировать из нескольких защитных полей 2 (фиг. 1) с источниками различной природы.
Защитное поле 2 (фиг. 1), например, гидравлическое, могут распространять вдоль механического защитного поля 2 (фиг. 1), включающего экран, который может быть глухим отгораживающем, крупно- или мелкоперфорированным, жалюзийным, сетчатым, фильтрующим и т.д. (на фиг. 1 условно не показано).
Рыбообитаемое убежище 4 (фиг. 1) или его отдельные фрагменты могут выполнять с возможностью перемещения на безопасные участки водоема.
Рыбообитаемое убежище 4 (фиг. 1) могут оснащать источниками света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1), причем последний может иметь акустическую, химическую, трофическую или иную природу. Источники света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1) также могут выполнять мобильными. Кроме того, источники создания защитного поля 2 (фиг. 1), света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1) могут работать в режиме «бегущей волны».
Заявленное изобретение работает следующим образом.
В светлое время суток рыбы обитают в водоеме, ограниченном от опасной зоны влияния водозабора 1 (фиг. 1) проточным объемным рыбообитаемым убежищем 4 (фиг. 1).
В темное время суток рыбы, теряя зрительную ориентацию, могут попасть в водозаборную зону 3 (фиг. 1) и начать скатываться к водозабору 1 (фиг. 1). Проходя через освещенное рыбообитаемое убежище 4 (фиг. 1), рыбы восстанавливают способность ориентироваться в потоке, прекращают скат в водозабор 1 (фиг. 1) и остаются в рыбообитаемом убежище 4 (фиг. 1), ориентируясь на совокупность разнообразных крупно- и мелкоразмерных ориентиров. Выбирая из них ориентиры, наиболее подходящие для обитания в данный момент, рыбы используют их в качестве убежищ для удержания от ската. На фиг. 2 показано продолжительное обитание рыб в убежище как у крупных плоских поверхностей, обеспечивающих развитие в водную толщу донного рельефа, так и у мелких стержневых имитаторов водной растительности, соразмерных обитающим в нем рыбам. Удержанию рыб в убежище 4 (фиг. 1) способствуют также подача привлекающего сигнала 7 (фиг. 1), например, акустического, а также привлечение к источнику света 6 (фиг. 1) летающих насекомых, служащих для рыб кормом.
Если рыбы все же проходят через убежище 4 (фиг. 1) в сторону водозабора 1 (фиг. 1), например, совершая кормовые миграции, то начинают испытывать на себе действие защитного поля 2 (фиг. 1), оказывающего отпугивающее воздействие, и самостоятельно возвращаются обратно в комфортные условия обитания в убежище 4 (фиг. 1).
При этом размещение рыбообитаемого убежища 4 (фиг. 1) именно на пересечении зон, где влияние водозабора 1 (фиг. 1) и действие защитного поля 2 (фиг. 1) не превышают опасных для рыб значений, объясняется следующим:
- если данное условие не будет соблюдено, например, убежище 4 (фиг. 1) будет удалено от защитного поля 2 (фиг. 1) на значительно большее расстояние, т.е. в зону, где влияние защитного поля 2 (фиг. 1) практически отсутствует, то напуганная им рыба в отсутствии освещенного рыбообитаемого убежища 4 (фиг. 1) не сможет восстановить ориентацию и укрыться в нем. Не ориентируясь в пространстве, рыба будет вынуждена продолжительно обитать в опасной водозаборной зоне 3 (фиг. 1), что неизбежно приведет к ее скату и возвращению к защитному полю 2 (фиг. 1). После серии контактов с защитным полем 2 (фиг. 1) рыба устанет, потеряет способность уходить от защитного поля 2 (фиг. 1) и скатится в водозабор 1 (фиг. 1). Своевременное же предоставление рыбе возможности сориентироваться и укрыться в убежище 4 (фиг. 1) позволяет ей оперативно уйти от опасности.
В случае использования защитного поля 2 (фиг. 1) с электромагнитным источником, безопасные условия обитания рыбы в убежище 4 (фиг. 1) не нарушаются, так как вредное воздействие на нее электромагнитного поля нейтрализуют экранирующим устройством 5 (фиг. 1).
За исключением электромагнитного защитного поля 2 (фиг. 1), использование иных защитных полей 2 (фиг. 1) существенное негативное воздействие на рыбу в убежище 4 (фиг. 1) не оказывает.
Наоборот, при использовании защитного поля 2 (фиг. 1) с пневматическим или гидравлическим источниками в убежище 4 (фиг. 1) формируют оптимальный для обитания и нагула рыб гидравлический режим, обеспечивающий возвращение в убежище 4 (фиг. 1) не только рыб, но и кормовых организмов, дрейфующих в водозаборном, а затем и в обратном рыбоотводящем течениях. Кроме того, пневматическое защитное поле 2 (фиг. 1) является аэратором, улучшающем в убежище 4 (фиг. 1) кислородный режим. В результате благоприятные условия для комфортного и безопасного обитания и продуктивного нагула рыб в убежище 4 (фиг. 1) существенно улучшаются.
Помимо обеспечения возможности использования защитного поля 2 (фиг. 1) с одним источником, защитное поле может быть создано с использованием нескольких источников различной природы. Так, например, действие защитного поля с гидравлическим источником может усиливаться пневматическим источником с усилением отпугивающего воздействия на рыб акустическими или вибрационными сигналами и т.д. Кроме того, для повышения эффективности работы изобретения защитное поле 2 (фиг. 1), например, гидравлической или пневматической природы, может распространяться вдоль защитного поля механической природы 2 (фиг. 1), оборудованного экраном, который может быть отгораживающим, сетчатым, жалюзийным, крупноперфорированным, мелкоперфорированным или фильтрующим.
Защитное поле 2 (фиг. 1) с электромагнитным источником может быть использовано для предотвращения самостоятельного захода в водозабор 1 (фиг. 1) рыб крупного размера. При этом используют электромагнитное поле малой напряженности, менее опасное для рыб и нейтрализуемое экранирующим устройством 5 (фиг. 1).
Возможность создания защитного поля 2 (фиг. 1) с мобильным источником может быть использована для периодического выведения рыб из водозаборной зоны 3 (фиг. 1) на удаленные безопасные участки водоема.
Помимо применения мобильного источника защитного поля 2 (фиг. 1) для перемещения рыб в безопасное место водоема могут быть использованы также мобильные источники света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1), а также, непосредственно, мобильное рыбообитаемое убежище 4 (фиг. 1) или его отдельные фрагменты, также оборудованные источниками света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1).
Кроме того, для выведения рыб из водозаборной зоны 3 (фиг. 1) в безопасное место водоема может быть использована проложенная между ними протяженная совокупность источников защитного поля 2 (фиг. 1), света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1), работающих в режиме «бегущей волны».
Таким образом, комбинация различных защитных полей 2 (фиг. 1), рыбообитаемого убежища 4 (фиг. 1), источников света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1), работающих в различных режимах, оптимальных для управления поведением рыб в текущий момент, оказывает на рыб комплексное взаимодополняющее воздействие, направленное на предотвращение их попадания в водозабор 1 (фиг. 1) по следующим причинам:
Во-первых, устроенное перед водозабором 1 (фиг. 1) проточное рыбообитаемое убежище 4 (фиг. 1), перехватывая и удерживая рыб в комфортных условиях обитания, позволяет сгладить интенсивность их поступления к водозабору 1 (фиг. 1).
Во-вторых, защитные поля 2 (фиг. 1), каждое по отдельности или в совокупности препятствуют выходу рыб из убежища 4 (фиг. 1) к водозабору 1 (фиг. 1)
В-третьих, убежище 4 (фиг. 1) принимает и удерживает вернувшуюся обратно рыбу, которая, находясь в комфортных условиях обитания, не испытывает на себе вредного воздействия, например, электромагнитного поля, и, в то же время, интенсивно снабжается кислородом и дрейфующим по водоему кормом. Это позволяет рассматривать убежище 4 (фиг. 1) как безопасное самодостаточное высокопродуктивное место комфортного обитания и нагула рыб с благоприятными гидравлическим, кислородным и кормовым режимами.
В-четвертых, использование мобильного убежища 4 (фиг. 1) и мобильных или работающих в режиме «бегущей волны» защитного поля 2 (фиг. 1), а также источников света 6 (фиг. 1) и привлекающего сигнала 7 (фиг. 1) позволяет, при необходимости, отводить защищенных рыб на удаленные от водозабора 1 (фиг. 1) безопасные участки водоема.