СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ РЫБ
CONTROL METHOD OF FISH MOTION

Изобретение относится к рыбоводству и рыбозащите и направлено, в частности, на предотвращение попадания рыб в опасные для них гидротехнические сооружения, например водозаборы, на организацию направленного движения рыб к входам в рыбопропускные сооружения, на перемещение рыб из одного рыбоводного водоема или участка водоема в другой, например, при необходимости подготовки питомных площадей для последующего заселения их высокопродуктивными видами рыб.
Известны способы управления поведением рыб, в частности управление их движением с помощью электрического и/или акустического полей.
Известен способ защиты рыб, их личинок и молоди от попадания в водозаборные сооружения, который предусматривает пропускание в водной среде электрических импульсов с помощью токопроводящих электродов. Электрические импульсы подают от электронного импульсного излучателя с амплитудой 500-1239 В и частотой импульсов 10,5-20,0 Гц, создавая при этом защитное электрическое поле, в котором длительность импульсов, воздействующих на рыб, составляет 200,5-240 мкс при экспоненциальной форме этих импульсов (Патент RU №2182620).
Недостатком этого способа является то, что из-за применения высоковольтных импульсов (выше 1000 В) он представляет опасность для животных и людей, случайно оказавшихся в зоне действия заградителя.
Кроме того, вблизи электродов заградителя создается зона иммобилизации, в которой рыбы могут обездвиживаться и попадать в водозаборное сооружение.
Известен способ направленного перемещения рыб путем создания в воде электрического поля определенных параметров с помощью расположенных в воде вертикальных электродов в соответствии с патентом RU №2273991. Этот способ реализован при создании промышленных униполярных электрорыбозаградителей для защиты рыб от попадания в водозаборы Конаковской ГРЭС, Сормовской ТЭЦ и ТЭЦ-5 (г. Санкт-Петербург) (Патент на полезную модель RU №121994).
Недостатком этого способа является низкая эффективность защиты рыб на ранних стадиях их развития (личинки, ранняя молодь), что связано с неразвитостью рецепторов, воспринимающих электрическое поле.
В перечисленных способах действующим средством, влияющим на движение рыб, является электрическое поле.
3
Известен способ управления движением рыб, который использует создаваемые в водной среде акустические поля. Например, для создания акустического поля применяют расположенный у гидротехнического сооружения гидроакустический излучатель. Диапазон частот излучателя составляет от единиц Гц до 45 кГц с плотностью энергии 0,5-2 Вт/см (Патент РФ №2465770). Данный способ принят за прототип как наименее травматичный для рыб и позволяющий, по мнению авторов, управлять поведением рыб, вызывая их перемещение.
Однако акустические способы обладают рядом недостатков. Установлено, что рыбы реагируют активным движением (броски, быстрое погружение и т.п.) только при первых включениях акустических сигналов. При повторных включениях они быстро адаптируются к ним и на непрерывное излучение акустических полей не реагируют, что подтверждается многочисленными экспериментами и отсутствием промышленно применяемых акустических заградителей и направителей («Акустические и электрические поля рыб» Москва, Наука, 1973 г.).
Задачей предлагаемого изобретения является достижение технического результата, заключающегося в создании эффективного способа управления движением рыб, посредством применения более адекватных для рыб стимулов.
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что для управления движением рыб в водоеме создается зона с градиентным изменением содержания растворенного в воде кислорода, путем внесения в эту зону веществ, снижающих содержание кислорода в воде.
Метод основан на том, что живой организм рыб как система находится в непрерывном взаимодействии с окружающей водной средой, то есть активно реагирует на соответствующие изменения, тем самым способствуя уменьшению негативного воздействия на него среды - в данном случае на снижение содержания кислорода.
Создание кислородного градиента приводит к направленному движению рыб в сторону участков водоема с благоприятным для них кислородным режимом или останавливает их движение в направлении участка водоема с низким содержанием кислорода.
Таким образом, существенными признаками заявляемого технического решения, позволяющего решить поставленную техническую задачу, являются:
- создание неблагоприятной для жизни рыб зоны - зоны «избегания», путем воздействия на воду средствами, снижающими количество растворенного в ней кислорода;
- создание вне этой зоны кислородного градиента, при котором увеличивается содержание кислорода до естественного значения.
Кислородный градиент создается за счет внесения в различные участки водоема специального вещества, снижающего уровень растворенного кислорода.
Техническим результатом заявленного предложения являются:
- повышение эффективности управления рыб вследствие отсутствия адаптации рыб к действию фактора, управляющего их движением;
- направленное движение рыб происходит в естественных для них условиях, поскольку рыбы сами выбирают направление движения в сторону зоны с благоприятным содержанием кислорода в воде;
- возможность управления движением рыб независимо от их размерно-видового состава.
Таким образом, технический результат заявляемого изобретения достигается за счет совокупности существенных признаков.
Использование такого метода решения технической задачи управления движением рыб в данной области техники не известно.
Возможность создания зоны избегания и реализации направленного движения рыб путем изменения кислородного режима водной среды подтверждена экспериментальными исследованиями.
В опыте было показано, что внесение в водоем бисульфита натрия приводит к снижению содержания кислорода в воде и созданию неблагоприятной для рыб зоны, из которой они уходят.
В качестве веществ, снижающих содержание кислорода в воде, помимо бисульфита натрия могут применяться аналогичные по физико-химическому действию (связывание кислорода, растворенного в воде) вещества: пиросульфит натрия, сульфиты щелочных металлов, гидролизная бражка (Перевозников М.А., Голубева О.Г. 1987. Экологические реакции рыб на кислородный режим. ГосНИОРХ, в. 271. с.154-164).
Пример 1
3
Реакцию ухода из зоны «избегания» рыбами разных видов и размеров изучали, используя пластмассовый лоток длиной 4,5 м и объемом воды 0,9 м. За сутки до внесения вещества в лоток было выпущено 20 рыб, в том числе 11 окуней, по 3 ерша, плотвы и карпа. Бисульфат натрия в концентрации 0,1 г/л вносили с помощью гидропульта из передней торцевой стенки лотка. Первыми покидали зону окуни и ерши, затем плотва, карпы реагировали последними. Постепенно за 3-5 часов все рыбы передвинулись к задней торцевой стенке лотка и там оставались до конца опыта.
В результате эксперимента показана 100% эффективность направленного движения рыбами из зоны избегания независимо от их вида и размера.
Пример 2
На водоеме-полигоне (фиг.1) проведен следующий эксперимент.
2
Водоем-полигон площадью 121 м был разделен земляной дамбой 1 шириной 1,0 м и длиной 4,6 м на два участка: опытный 2 и контрольный 3 участки. В опытный участок за трое суток до начала эксперимента вселили 50 экземпляров разного вида рыб, из них: 30 разновозрастных окуней, 12 штук плотвы, четыре годовика карпа и четыре экземпляра мелкой щуки длиной до 25 см. В протоке, соединяющей опытный и контрольный участки водоема - полигона был установлен делевый садок - рыбоуловитель 4 длиной 1,2 м, высотой 0,5 м, шириной 0,8 м. Температура воды и содержание в воде растворенного кислорода составляли соответственно 15°C и 4,7 мг/л. Через трое суток после запуска рыб в опытный участок в рыбоуловителе оказалось всего 2 экземпляра окуня, то есть 4% от всех вселенных рыб. После чего в опытном участке было снижено содержание кислорода в воде путем внесения в него бисульфита натрия в концентрации 0,1 г/л, что привело к снижению содержания растворенного кислорода в воде до значения 0,45-0,55 мг/л. Через сутки после внесения препарата в садке-рыбоуловителе было обнаружено 47 особей, в том числе: 28 окуней, 12 экземпляров плотвы, 4 щуки и 3 карпа или 94% от общего числа выпущенных.
Описанный пример подтверждает возможность управления движением рыб путем снижения содержания растворенного в воде кислорода. Рыбы из зоны с низким содержанием кислорода в воде активно передвигались в район с благоприятным режимом растворенного в воде кислорода.
Пример 3
На фигуре 2 изображена схема использования предлагаемого способа для защиты рыб от попадания в водозабор.
В водозаборном ковше 1 расположена насосная станция 2, образующая зону всасывания 3, в которую могут попадать рыбы, в частности молодь рыб. Для предупреждения попадания рыб в водозабор в ковше была образована градиентная зона, в которой по мере приближения к опасной зоне 3 снижалось содержания растворенного в воде кислорода. По линии 4 по всей ширине ковша содержание кислорода составляло 0,5 мг/л, по линиям 5, 6, 7, 8 - соответственно 1,0; 2,0; 3,0; и 4,0 мг/л. Расстояния линий от насосной станции равнялись соответственно 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; и 25,0 м. Глубина ковша равнялась 2,0 м, а ширина по линии 4 - 20 м, а по остальным - 30 м. При этом градиент содержания кислорода по длине ковша составил 0,24 мг/л·м.
На входе в ковш (позиция 9) содержания кислорода оставалось естественным - больше 5,0 мг/л.
Градиентная зона была создана в ковше насосной станции, имеющим ширину 18-20 м, глубину 2 м и протяженность 25 м.
Для создания градиентной зоны содержания кислорода было использовано 210 кг бисульфита натрия. Препарат вносился в водоем с использованием бензонасоса через каждые 5 м длины вдоль ширины каждого выделенного участка.
Количество внесенного препарата по участкам и концентрация в воде растворенного бисульфита натрия приведены в таблице.
Таблица
Количество внесенного препарата и его концентрация в воде на различных участках ковша насосной станции
х, м
2,5
5,0
10
15
20
25
М, кг
80
40
20
10
5
-
С, г/л
0,4
0,2
0,1
0,05
0,025
-
х - расстояние от насосной станции, М - масса вынесенного препарата, С - концентрация растворенного препарата в воде в соответствии с объемом воды в каждом участке.
После создания градиентной зоны проводили наблюдения за попаданием рыб в насосную станцию. Наблюдения в течение 5 суток показали, что попадания рыб в водозабор прекратилось.
Таким образом, изобретение может использоваться для защиты рыб от попадания в водозаборы.
Изобретение может быть использовано также для перемещения рыб из одного участка водоема в другой, например, при подготовке питомных площадей для последующего заселения их высокопродуктивными видами рыб.
Таким образом, для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».