СПОСОБ АЭРАЦИИ ВОДОЕМА В ПЕРИОД ЛЕДОСТАВА
METHOD OF AERATION RESERVOIR IN PERIOD OF ICE FORMATION

Изобретение относится к озерному рыбоводству и может использоваться для создания и поддержания незамерзающей зоны акватории (майны) в заморных рыбных водоемах, обогащения кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов.
Известен способ аэрации водоема (патент РФ №2489367, опубл. 10.08.2013, МПК C02F 7/00), согласно которому нагнетают атмосферный воздух в воду за счет скоростного напора атмосферного ветра, в смесительной трубе, размещенной в водоеме, организуют струйное перемешивание воды и атмосферного воздуха, получают водовоздушную смесь, которую посредством ветряного струйного насоса выдают на поверхность.
К недостаткам способа относится возможность использования его только в теплое время года в отсутствие ледостава, т.к. само устройство не обеспечит защиту от намерзания льда в безветренную погоду, а следовательно, не будет работоспособно в зимнее время.
Наиболее близким к заявляемому является способ образования и поддержания незамерзающей акватории (патент РФ №1130666, опубл. 23.12.84 г., МПК E02B 15/02), согласно которому осуществляют формирование под водой водовоздушных струй, подаваемых по водо- и воздухопроводам, причем подача воздуха по воздухопроводу осуществляется импульсно, путем открытия и закрытия вентиля воздухопровода.
Недостатками способа являются:
1. Значительные капитальные вложения на строительство компрессорной станции.
2. Высокая стоимость оборудования и оснастки.
3. Необходимость использования сетевого напряжения и существенные затраты на потребление электроэнергии насосом и компрессором;.
4. Поддержание незамерзающей майны для работы гидротехнических устройств по очистке иловых осаждений и углубления акватории загрязняет воду, ускоряет окислительные процессы и отпугивает рыбу.
Технической задачей изобретения является создание и поддержание незамерзающей зоны акватории (майны) в заморных рыбных водоемах, обогащение кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов.
Техническая задача достигается тем, что в способе аэрации водоема в период ледостава, включающем формирование под водой водовоздушных струй, согласно изобретению прорубают как минимум две майны - центральную и периферийную, которую огораживают по периметру высоким ледяным бруствером, причем если периферийных майн две или более, то их прорубают в равноудаленных направлениях под равным углом друг к другу на расстоянии более 50 м, в направлении от центральной майны к периферийным пропиливают и прорубают несквозные прямолинейные каналы или устанавливают сборные желоба с организацией постоянного перемешивания потока воды и воздуха, подают насосом водовоздушную смесь из канала или желоба в периферийную майну, при этом смена периферийных майн происходит попеременно. Способ также достигается тем, что подо льдом размещают подвешенную разветвленную сеть водонепроницаемых энергосберегающих светодиодных лент, излучающих свет в видимом диапазоне спектра, а круглосуточное электропитание светодиодных лент осуществляется от возобновляемых источников - аккумуляторов или электрогенераторов.
Данная техническая задача реализуется следующим образом и иллюстрируется следующими графическими материалами, где на фиг. 1 представлена схема размещения майн, на фиг. 2 - схема реализации способа в общем случае, на фиг. 3 - схема реализации способа с использованием желоба, на фиг. 4 - схема реализации способа с использованием светодиодных лент.
3
В водоеме прорубают как минимум две майны размером в плане не менее 1×1 м каждая на всю глубину до воды. Одна из майн, центральная 1, является источной, а остальные, периферийные 2, - сточными, которые укрепляют по периметру кубиками льда с образованием высокого ледяного бруствера 4 правильной формы. Полученная форма будет напоминать квадратный ящик с толстыми стенками изо льда. В направлении от центральной майны к периферийным пропиливаются фрезой или цепной пилой и прорубаются несквозные прямолинейные каналы 3 с организацией постоянного перемещения (течения) и перемешивания потока воды и воздуха (фиг. 1, фиг. 2). Канал 3 (или желоб 7 устанавливают на подставках 6 - фиг. 3, 4) заканчивается перед периферийной майной 2 на расстоянии 2-3 м. Устанавливают насос 5, например мотопомпу марки Кратон GWP-100-01, при этом засасывающий шланг с сеткой на входе от случайного попадания льдинок и инородных предметов размещается и полностью погружается в канал 3, а сливной шланг располагается таким образом, чтобы вода из шланга падала на поверхность майны 2, что предотвратит перемерзание поверхности майны, а создаваемая водовоздушная пена на поверхности майны 2 будет усиливать аэрационное воздействие. Кроме того, звук падающей воды будет привлекать в зону аэрации рыбу со всего водоема. Основное требование - полость канала 3 должна быть тщательно очищена от снега и льда, а его сечение должно превышать сечение входного патрубка мотопомпы в 2.5-3,0 раза для надежной и эффективной работы мотопомпы. При завершении работы одной ветки насос выключается, канал у входа центральной майны забивается смесью льда и снега и кратковременным включением мотопомпы канал освобождается от воды и готов к следующему циклу аэрации. Мотопомпа транспортируется на другую ветку, и следующий этап перекачки повторяется аналогично описанному предыдущему этапу. Стенки периферийных майн предназначены для устранения затопления водой поверхности льда, а создаваемая каша из воды и снега затрудняет работу рыбаков. Поскольку расстояние от центральной майны до периферийных (например, четырех майн) от 50-100 м, то площадь аэрации составит около 5-6 га, и при дальнейшем снижении концентрации кислорода в воде рыба со всего водоема будет стремиться попасть на этот аэрируемый с высоким содержанием кислорода и кормовых ресурсов участок акватории. Объем эффективной аэрации воды составит за смену 12 часов 1200 м, что обеспечит кислородом рыбу объемом 100 тонн ориентировочно на 1 неделю. Как известно, в светлое время суток растущие под водой зеленые растения и водоросли в процессе фотосинтеза выделяют кислород, в темное же время суток, наоборот, они выделяют углекислый газ, причем количество выделяемого углекислого газа в ночное время превышает выделение углекислого газа в светлое время суток более чем в три раза. Поэтому считаем освещение дневным светом подледного (подводного мира) с наличием водорослей актуальным и новым признаком в предлагаемом изобретении.
Установка светодиодных лент 8 (фиг. 4) с дневным светом позволит не только повысить содержание в воде кислорода и снизить концентрацию окиси углерода, но и повысит эффективность роста водорослей, что, в свою очередь, повысит синтез водорослями кислорода и вспышку роста простейших и биопланктона, являющихся кормом для рыбы.
Под эффективностью аэрации понимается:
1. Взаимодействие всего объема воды с контактирующим кислородом воздуха. Это происходит в результате того, что по мере протекания в канале или лотке все слои воды, перемешиваясь в водовороте, неоднократно успевают пройти цикл избавления от пересыщенных вредных летучих газообразных соединений, растворенных в воде при контакте с воздухом и фатальной диффузии кислорода в обедненную кислородом воду. Понижение температуры текущей воды в процессе относительно протяженного по времени взаимодействия с окружающим низкотемпературным и плотным воздухом также усиливает эффект диффузии молекул кислорода в воду. Активное взаимодействие текущей и бурлящей воды в канале длиной 100 м с кислородом воздуха обусловлено неровностями дна канала, образованием волн на поверхности текущей воды, которая, постоянно перемешиваясь, выделяет вредные газы и взаимодействует с кислородом воздуха, аналогично тому как неглубокая вода ведет себя на естественных перекатах в мелких речушках, изобилующих не только хищной рыбой, но и другими подводными обитателями - любителями чистой воды.
2. Подводное течение увлекает не только растворенные в воде вредные газы и их токсичные соединения, но и принудительно вымещает в сторону открытой майны собравшиеся подо льдом пузыри нерастворенных газов, сероводорода, аммиака.
3. Растворенный в большом количестве в воде кислород убивает болезнетворные микробы, сине-зеленые водоросли, которые забивают жабры, выделяя токсины и вызывая болезни рыб.
4. Свежая движущаяся вода благотворно влияет на экологию водоема и его оздоровление, т.к. течение приносит новые органические соединения, способствующие росту подводных растений и водорослей и созданию естественных пищевых цепочек и биопланктона, обеспечивая кормовую базу для подледных обитателей и создавая благоприятную базу для весеннего зарыбления водоема после схода льда.
Способ оправдан для неглубокого водоема с большой площадью поверхности с явно выраженной глубокой «зимовальной» ямой для выдержки рыбы для следующего нажировочного сезона, который обеспечит «взрывной» набор веса в 3-4 раза от существующего, переведя товарную рыбу в более высокую категорию качества продукцию.