РЫБОХОД ПЭС

Полезная модель относится к гидротехнике и может быть использована для обеспечения прохода рыб и других водных организмов (гидробионтов) через створ приливной электростанции (ПЭС).
Отличительной особенностью обеспечения свободных миграций рыб и других водных организмов через створ морской ПЭС от нерестового рыбопропуска через речные гидроузлы является то, что в море и в его заливе, перегороженном ПЭС, гидробионты совершают, преимущественно, нагульные и преднерестовые миграции, во время которых они ведут еще морской образ жизни. Гидробионты перемещаются в необходимом для них направлении, используя особенности приливно-отливного характера морских течений, т.е. могут двигаться как навстречу, так и по течению. При этом приоритетными для них являются не направление скорости морских течений, а необходимость достижения участков акватории с определенными свойствами (географическое положение и кормность участка, его соленость, «запах родной реки» и другие качественные характеристики воды и ее течения). В тоже время скорость морского течения должна быть преодолима для мигрантов.
Известен лотковый рыбоход (см. СНиП 2.06.07-87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения» Госстрой СССР, М., 1987, черт.1, с.24), включающий водопропускной тракт, скорость течения в котором регулируется с помощью искусственной шероховатости поверхности тракта, обеспечивающей ее гашение.
Кроме того, известен рыбоход, выполненный по Патенту РФ №2342485, МПК8 Е02В 8/08, опубликовано 27.12.2008, Б.И. №36, включающий водопропускной тракт, регулятором скорости течения в котором являются струеформирующие сопла, обрамляющие вплывные окна и направленные навстречу транзитному потоку. Регулирование скорости течения осуществляется здесь с помощью подаваемых из сопл водяных струй, которые создают гидравлическое сопротивление транзитному потоку.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является рыбоход по А.С. СССР №1557249 Е02В 8/08 опубликовано 15.04.90, Б.И. 14, регулятором скорости в котором является система раздельных стенок с вплывными окнами, оборудованными направляющими элементами. Из системы раздельных стенок формируют многониточные блоки с различным количеством маршевых камер в каждой нитке. Благодаря этому перепад между бьефами распределяют на каскады локальных перепадов. При этом в зависимости от существующего на гидроузле перепада уровней в одной из ниток создают каскад преодолимых перепадов. Продольные стенки и отбойные козырьки используют для формирования оптимальной трассы миграций по рыбоходу.
Данные технические решения предназначены для организации самостоятельного прохода гидробионтов из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф. В приливно-отливных условиях ПЭС, когда бьефы циклически меняются местами, необходимо предусмотреть возможность обеспечения беспрепятственных миграций гидробионтов через ее створ в обоих направлениях, как на нерест и нагул из моря в бассейн и реку, так и на нагул из бассейна в море.
Целью изобретения является обеспечение возможности беспрепятственных миграций гидробионтов через створ ПЭС в обоих направлениях.
Поставленная цель достигается тем, что в рыбоходе ПЭС включающем водопропускной тракт с регулятором скорости течения воды в нем, регулятор скорости течения выполнен в виде системы симметрично расположенных и одинаково обтекаемых противоположно направленными течениями ориентиров и убежищ, которые состоят из раздельных стенок с вплывными окнами, оборудованных симметричными направляющими элементами. Вплывные окна раздельных стенок обрамлены струеформирующими соплами, симметрично направленными в противоположные стороны.
Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан рыбоход ПЭС, продольный разрез, а на фиг.2 - то же в плане.
Рыбоход включает водопропускной тракт 1, в котором размещен регулятор скорости 2, который выполнен в виде системы симметрично расположенных и одинаково обтекаемых противоположно направленными течениями ориентиров и убежищ. Ориентиры и убежища состоят из раздельных стенок 3 с вплывными окнами 4 и направляющими элементами 5. С боков в водопропускном тракте 1 устроены наклонные пандусы 6, служащие для сопряжения его с дном водоема и оборудованные донными ориентирами и убежищами 7. Если по конструктивно-компоновочным условиям прямое сопряжение пандусов 6 с дном невозможно на дне водоема устроены дополнительные пандусы 8.
Регулятор скорости 2 может также содержать симметрично направленные в противоположные стороны струеформирующие сопла, которыми обрамлены вплывные окна 4 раздельных стенок 3.
Работа рыбохода ПЭС основана на использовании особенностей миграций рыб в морских заливах и заключается в следующем.
Совершая кормовые или нерестовые миграции из моря в залив и реку или, наоборот, из залива в море, рыбы и другие гидробионты подходят к гидроузлу ПЭС. При этом они движутся, придерживаясь береговой линии, или в морских течениях, скорости которых оптимальны для миграций. Поэтому перед ПЭС трассы миграции проходят либо вдоль берега и далее вдоль глухой плотины в направлении агрегатных блоков, либо по границе распределения водного шлейфа, сформированного работающей ПЭС. В обоих случаях трассы миграций проходят в зоне примыкания глухой плотины к зданию ПЭС. Именно здесь и размещен вход в рыбоход. Для упрощения нахождения в створе гидроузла вход рыбохода оборудован дополнительным пандусом 8, расположенным поперек трассы вдольбереговых миграций гидробионтов и являющийся визуально-тактильным, а также реоградиентным ориентиром, вдоль которого распространяется привлекающий шлейф.
Приливно-отливный характер морских течений в створе ПЭС и, собственно, принцип ее работы подразумевают то, что бьефы гидроузла периодически меняются местами, т.е. во время прилива уровень воды моря выше уровня воды бассейна и, наоборот, во время отлива уровень воды моря ниже уровня воды бассейна. Это обеспечивает периодичность течения воды через створ в противоположных направлениях, соответственно из моря в бассейн и, наоборот, из бассейна в море.
Благодаря симметричности выполнения и размещения конструктивно-функциональных элементов регулятора скорости 2, рыбоход одинаково работает в обоих направлениях, т.е. обеспечивает проход рыб как из моря в бассейн, так и, наоборот, из бассейна в море. При этом приливно-отливные морские течения через створ ПЭС гидробионты используют либо как реоградиентный привлекающий ориентир для движения против течения, либо как транспортное средство для перемещений с наименьшими энергетическими затратами.
Рыбоход работает следующим образом.
В водопропускном тракте 1 перепад между уровнями бьефов равномерно распределяется на раздельных стенках 3, и во вплывных окнах 4 организуется течение со скоростями, обеспечивающими свободный и безопасный проход мигрантов из бьефа в бьеф. При этом они могут двигаться как против привлекающего их течения, скорость которого не превышает преодолимых значений, либо скатываются в попутном течении, скорость которого не превышает безопасных значений.
При наличии перепада между бьефами вода перетекает из верхнего бьефа в нижний по водопропускному тракту 1 и формирует растекающееся в нижнем бьефе течение, служащее реоградиентным ориентиром для мигрантов, которые, придерживаясь границы привлекающего течения из ПЭС или перемещаясь вдоль береговой линии, сосредоточиваются у пандуса 8, являющегося визуально-тактильным ориентиром. Привлеченные течением мигранты из зоны их накопления заходят в устройство и по оптимальной трассе, сформированной системой направляющих элементов 5, самостоятельно проходят в верхний бьеф. Одновременно или в иные периоды нерество-покатного и нагульного циклов в верхнем бьефе собравшиеся у противоположного пандуса 8 мигранты в стоковом течении затягиваются в устройство и скатываются по нему в нижний бьеф. При этом оптимальную трассу их покатных миграций формируют выполненные симметричными направляющие элементы 5.
При изменении перепада между бьефами оптимальный скоростной режим устанавливается в другой нитке и подошедшие к входу в устройство мигранты заходят в нее для дальнейшего прохода через створ ПЭС.
Применение ориентиров и убежищ позволяет обеспечить благоприятные условия для продолжительного пребывания мигрантов в тракте 1 в ожидании формирования в нем оптимального скоростного режима течения при регулярных колебаниях перепада уровней на гидроузле. Так при увеличении перепада между бьефами, обуславливающем повышение скорости течения в водопропускном тракте 1 выше преодолимых значений, мигранты могут, не скатываясь из тракта 1 переждать неблагоприятный период, опустившись к убежищам 7 пандуса 6, непосредственно над которыми скорость течения ниже скорости в верхнем горизонте расположения вплывных окон 4.
При сравнивании уровней бьефов перепад между ними уменьшается и скорость привлекающего течения во вплывных окнах 4 снижается, что позволяет мигрантам с меньшими энергетическими затратами закончить передвижение по тракту 1, а покатникам перейти на активный скат и самостоятельно выйти из него.
При перемене направления течения воды на противоположное через водопропускной тракт 1 в нужном направлении проходят мигранты, накопившиеся у пандусов 8 и предрасположенные к движению в необходимом направлении заданным способом (самостоятельно против течения или пассивно по течению).
При выполнении регулятора скорости 2 в виде раздельных стенок 3 с вплывными окнами 4, обрамленными струеформирующими соплами, направленными в противоположные стороны, подача водяных струй позволяет создать в тракте 1 более комфортный режим привлекающего течения, в тот момент, когда уровни бьефов сравниваются, и скорости течения снижаются ниже пороговых значений, или, наоборот, когда перепад между бьефами превышает расчетный и не может быть равномерно распределен на каскад преодолимых локальных перепадов статичными элементами регулятора скорости 2. Кроме того, использование водяных струй, создающих гидравлическое сопротивление транзитному потоку, позволяет увеличить преодолимый перепад на раздельных стенках 3 и, тем самым, уменьшить их количество, что важно при ограниченной протяженности тракта 1, размещенного в створе ПЭС.
Таким образом, выполнение регулятора скорости водопропускного тракта с симметрично выполненными и размещенными конструктивно-функциональными элементами позволяет одинаково эффективно организовать проход мигрантов через створ ПЭС в обоих направлениях в соответствии с их в данный момент преференциями.