СПОСОБ ПРИВЛЕЧЕНИЯ И ПРОПУСКА РЫБ С РАЗНОЙ ПЛАВАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ В РЫБОХОД
METHOD OF ATTRACTING AND BYPASS FISH OF DIFFERENT SWIMMING PERFORMANCE THROUGH FISH BYPASS

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам, предназначенным для привлечения и перевода производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.
Известен способ привлечения и перевода рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний, предложенный Введенским О.Г. (патент РФ №2130991, кл. Е02В 8/08), и способ транспортировки жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок, предложенный Введенским О.Г. (патент РФ №2179265, кл. F04F 5/02), заключающийся в формировании управляемого водного потока по всей длине рыбоходного тракта, зависящего от разницы уровней верхнего и нижнего бьефов, а также вида пропускаемой рыбы, создаваемого в каждой камере рыбохода в результате подачи воды через струеобразующие насадки, расположенных по периметру рыбопропускного отверстия прямоугольной формы в разделительных стенках, делящих рыбоход на камеры, и направленных под углом друг к другу, в сторону верхнего бьефа, последующем формировании двух рядов затопленных гидравлических струй и создании, при совместном взаимодействии этих гидравлических струй, гидравлического сопротивления потоку, поступающему по рыбоходному тракту (камерам рыбохода) из верхнего бьефа, создавая тем самым благоприятные условия для прохода рыбы в сторону верхнего бьефа.
Так же близким по технологической схеме и достигаемому результату является способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт рыбохода, предложенный Чистяковым А.А. (патент РФ №2236501, кл. Е02В 8/08), заключающийся в создании управляемого водного потока по всей длине рыбоходного тракта, при этом управляемый поток, зависящий от разницы уровней верхнего и нижнего бьефов и вида пропускаемой рыбы, создают в каждой камере рыбохода в результате подачи дополнительного расхода воды в систему струеформирующих насадков, размещенных выше и ниже продольной оси вплывного отверстия, расположенного в поперечной перегородке, и направленных под углом к друг к другу и в сторону верхнего бьефа, последующем формировании двух рядов затопленных гидравлических струй и создании при совместном взаимодействии этих гидравлических струй гидравлического сопротивления потоку, поступающему по рыбоходному тракту и камерам рыбохода из верхнего бьефа, и тем самым благоприятных условий для прохода рыбы через вплывное отверстие в сторону верхнего бьефа, причем гидравлические струи формируются непосредственно в вплывном отверстии поперечной перегородки или в автономных каналах, выполненных по всему периметру рыбопропускного отверстия, и могут являться предварительно закрученными. Кроме того, в данной конструкции рыбохода рыбопропускные отверстия могут быть квадратной или круглой формы, а также выполняться поярусно, со смещением по ширине поперечной перегородки отверстий верхнего яруса по отношению к отверстиям нижнего яруса.
Общим недостатком этих способов является невозможность создания эффективных условий для одновременного привлечения и пропуска в рыбоход рыб с различной плавательной способностью, а также неосуществимость совместного учета значений порогов их реореакции и сносящих (бросковых) скоростей.
Целью изобретения является одновременное и эффективное привлечение и пропуск в рыбоход рыб с разной плавательной способностью с совместным учетом значений порогов их реореакции и сносящих (бросковых) скоростей через различные рыбопропускные (вплывные) отверстия, выполненные на входной разделительной стенке рыбохода, за счет синхронного формирования различных гидравлических сопротивлений в данных рыбопропускных отверстиях основному потоку, поступающему по рыбоходному тракту через рыбоход из верхнего бьефа, путем изменения начальных скоростей истечения гидравлических струй из насадков, установленных по периметрам этих рыбопропускных (вплывных) отверстий, и одновременно получаемых привлекающих потоков, исходящих из данных рыбопропускных отверстий входной камеры рыбохода (входного оголовка рыбохода), с различными скоростями.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Как известно, что различные виды рыб обладают разной способностью чувствовать скорость и направление потока воды и реагировать на него (реореакция) [1, стр.113, табл.3.8]. Скорость потока воды, при которой происходит реореакция, в зависимости от условий обитания и возраста рыб примерно равна или чуть меньше минимальной привлекающей скорости (см. таблицу). Привлекающая скорость обеспечивает привлечение рыб в рыбопропускное сооружение. Эффективность привлечения рыб в рыбоход напрямую зависит от скорости привлекающего потока. В этом случае скорость привлекающего потока должна быть больше порога реореакции, но намного меньше сносящей (бросковой) скорости, т.е. отвечать крейсерской скорости плавания, которую рыбы могут выдержать в течение длительного времени (1 ч. и более), соответствуя оптимальной плавательной способности (соотношение скорости движения и продолжительности плавания рыб) привлекаемой в рыбоход рыбы. Как видно из таблицы, значения порогов реореакции для одних видов проходных (полупроходных) рыб являются сносящими (бросковыми) значениями скорости для других видов рыб.
Значения привлекающих и сносящих скоростей для различных видов движущейся рыбы
вид рыб
привлекающая скорость, м/с
сносящая скорость, м/с
min
max
min
max
лососевые
0,80
1,00
1,10
1,60
осетровые
0,60
0,90
0,90
1,20
частиковые
0,50
0,70
0,90
1,20
Условия для одновременного и эффективного привлечения и пропуска в рыбоход рыб с разной плавательной способностью с совместным учетом значений порогов их реореакции и сносящих (бросковых) скоростей через различные рыбопропускные (вплывные) отверстия, выполненные на входной разделительной стенке рыбохода, создают благодаря синхронному формированию различных гидравлических сопротивлений в данных рыбопропускных (вплывных) отверстиях основному потоку, поступающему по рыбоходному тракту через рыбоход из верхнего бьефа, путем изменения начальных скоростей истечения гидравлических струй из насадков, расположенных по периметрам этих рыбопропускных отверстий или непосредственно в данных рыбопропускных (вплывных) отверстиях, или в автономных каналах, и одновременному получению привлекающих потоков, исходящих из данных рыбопропускных отверстий входной камеры рыбохода (входного оголовка рыбохода), с различными скоростями.
Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа привлечения и пропуска рыб с разной плавательной способностью в рыбоход. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих чертежах:
фиг.1 - общая схема рыбохода и способа его размещения в створе плотины гидроузла;
фиг.2 - схема синхронного формирования разных гидравлических сопротивлений в рыбопропускных (вплывных) отверстиях верхнего и нижнего ярусов, выполненных на входной разделительной стенке рыбохода, основному потоку, поступающему по рыбоходному тракту через рыбоход из верхнего бьефа.
3
4
3
4
3
4
Рыбоход (фиг.1) размещают в створе плотины 1 гидроузла и выполняют в виде открытого ступенчатого, наклонного или наклонно-ступенчатого водосливного лотка (рыбоходного тракта) 2, соединяющего верхний и нижний бьефы гидроузла. Внутри водосливного лотка рыбоходного тракта 2 устанавливают вертикальные (разделительные) стенки 3, образующие камеры рыбохода. На входной разделительной стенке 4 рыбохода устраивают несколько рыбопропускных отверстий прямоугольной, квадратной или круглой формы, которые могут размещаться поярусно на различных глубинах со смещением относительно друг друга. Например, на фиг.1 показано, что в донной части входной разделительной стенки 4 рыбохода размещены три рыбопропускных отверстия 5, 6, 7 квадратной формы, а в средней части входной разделительной стенки 4 рыбохода выполнено одно рыбопропускное отверстие 8 прямоугольной формы со смещением относительно рыбопропускных отверстий нижнего яруса. Рабочую жидкость (воду) подают в насадки 9 и 10 (фиг.2). При истечении воды через эти насадки 9 и 10 образуются ряды параллельных гидравлических струй 11 и 12, которые, взаимодействуя между собой, способствуют синхронному образованию в рыбопропускных (вплывных) отверстиях 7 и 8 разных гидравлических сопротивлений (зон частично равных давлений или эпюр противодавления) 13 и 14 с площадями F и F (F<F) основному потоку, поступающему по рыбоходному тракту через рыбоход из верхнего бьефа. Разные гидравлические сопротивления и соответственно площади F и F зон частично равных давлений (эпюр противодавления) 13 и 14 формируют путем изменения начальных скоростей  и  истечения гидравлических струй 11 и 12 из насадков 9 и 10, получая одновременно привлекающие потоки с различными скоростями
ПРИВЛЕК.3
ПPИBЛEK.4
ПРИВЛЕК.3
ПРИВЛЕК.4
ПРИВЛЕК.1
ПРИВЛЕК.2
ПРИВЛЕК.3
ПРИВЛЕК.4
V и V (V>V), исходящие из данных рыбопропускных отверстий 7 и 8 входной камеры рыбохода (входного оголовка рыбохода). Благодаря одновременному наличию нескольких привлекающих потоков с различными скоростями V, V, V и V (фиг.1 и 2) сразу и эффективно привлекают в рыбоход (к данным рыбопропускным отверстиям входной камеры рыбохода (входного оголовка рыбохода)) рыб с разной плавательной способностью, совместно учитывая при этом значения порогов их реореакции, а разные гидравлические сопротивления обеспечивают беспрепятственный пропуск рыб в рыбоход через эти рыбопропускные (вплывные) отверстия, выполненные на входной разделительной стенке рыбохода, при совместном учете сносящих (бросковых) скоростей.
Способ привлечения и пропуска рыб с разной плавательной способностью в рыбоход осуществляется следующим образом.
ПРИВЛЕК.3
ПРИВЛЕК.4
В зависимости от ихтиологической и гидрологической обстановки в нижнем бьефе гидроузла служба эксплуатации рыбохода создает условия для одновременного и эффективного привлечения и пропуска в рыбоход рыб с разной плавательной способностью, с совместным учетом при этом значений порогов их реореакции и сносящих (бросковых) скоростей благодаря синхронному формированию различных гидравлических сопротивлений в рыбопропускных (вплывных) отверстиях, выполненных на входной разделительной стенке рыбохода, путем изменения начальных скоростей истечения гидравлических струй из насадков, расположенных по периметру этих рыбопропускных отверстий или непосредственно в вплывных отверстиях, или в автономных каналах. Это позволит получить в нижнем бьефе гидроузла одновременно несколько привлекающих потоков, исходящих из данных рыбопропускных отверстий входной камеры рыбохода (входного оголовка рыбохода), с различными скоростями как в одном слое водотока, так и в нескольких слоях, что в конечном итоге создаст условия одновременного и эффективного привлечения и пропуска в рыбоход рыб с разной плавательной способностью с совместным учетом при этом значений порогов их реореакции и сносящих (бросковых) скоростей. На фиг.2 показан пример одновременного привлечения и пропуска в рыбоход осетровых видов рыб через донное рыбопропускное отверстие 7 квадратной формы (фиг.1) со скоростью привлекающего потока V и частиковых видов рыб через рыбопропускное отверстие 8 прямоугольной формы (фиг.1), расположенное в средней части водотока, со скоростью привлекающего потока V.
Несомненным достоинством способа привлечения и пропуска рыб с разной плавательной способностью в рыбоход является создание условий для эффективного привлечения и пропуска в рыбоход рыб с разной плавательной способностью с учетом при этом значений порогов их реореакции и сносящих (бросковых) скоростей.
Предлагаемый способ привлечения и пропуска рыб с разной плавательной способностью в рыбоход позволяет одновременно создавать привлекающие потоки на входе в рыбоход различной величины, что в максимальной степени способствует привлечению рыб с разной плавательной способностью в рыбоход и самостоятельному, а также свободному пропуску рыб с разной плавательной способностью в рыбоход.
Используемая литература
1. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. / О.Л.Юшманов, В.В.Шабанов, И.Г.Галямина и др. - М.: Агропромиздат, 1985. - 303 с.