Способ защиты рыб, их личинок и молоди от попадания в водозаборные сооружения

 

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено для отпугивания рыб, их личинок и молоди от водозаборных сооружений. Способ предусматривает создание 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. Изобретение обеспечивает высокую эффективность защиты рыб, их личинок и молоди от попадания в водозаборные сооружения и не оказывает вредного воздействия на ихтиофауну водоемов. 2 ил.

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к способу защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения относительно малой мощности водоподачи, например от нескольких литров воды до 10 кубических метров воды в секунду, и может быть использовано при проектировании, строительстве и в эксплуатационном режиме водозаборных сооружений подобного типа для защиты личинок, молоди и взрослых особей рыб.

Предшествующий технический уровень в области гидротехники, а также рыбного хозяйства РФ характеризуется тенденцией развития рыбозащиты с использованием электрических способов и устройств для их осуществления.

Известен электрический способ защиты рыб (Д.С. Павлов, А.М. Пахоруков. "Биологические основы защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения", Москва, Легкая и пищевая промышленность, 1983 год), который осуществляется подачей импульсов однорядным электрорыбозаградителем марки ЭРЗУ-1, состоящим из системы электродов, питаемой током промышленной частоты, используемый для остановки или направления половозрелых рыб, мигрирующих против течения вверх по реке.

Однако этот способ имеет низкую эффективность, а сам защитный эффект проявляется на очень близком расстоянии от электродов (0,5 м). В створе электродов у рыб наблюдается электронаркоз, а продолжительное воздействие электрического тока на рыб приводит к их гибели, кроме того, способ осуществляет защиту рыб, имеющих длину тела от 35 мм и более. Тем не менее, в тот период было показано, что реакции рыб в электрических полях определяются характером самого электрического поля - напряженностью, видом тока, длительностью импульсов, характером среды и размерно-видовыми особенностями рыб.

Наиболее близким к заявленному является способ защиты молоди и промысловых рыб от попадания в технические и целевые водозаборы по патенту РФ 2095980, кл. E 02 B 8/08, от 20.11.97г., 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.

Однако и данный аналог малоэффективен и не имеет подтверждения биологической безопасности защищаемых ихтиологических объектов (рыб). Использование каких-либо дополнительных (световых, звуковых) сигналов может иметь совершенно противоположный ожидаемому эффект.

Технической задачей заявляемого способа является достижение высокой эффективности защиты рыб, их личинок и молоди от попадания в водозабор малой мощности водоподачи.

Для решения технической задачи в заявляемом способе, помимо признаков сходных с ближайшим аналогом - создания в водной среде электрического импульса с помощью токопроводящих электродов, имеются новые, отличительные от аналога признаки: электрические импульсы подают от электронного импульсного излучателя с амплитудой импульса 500-1239 В и частотой 10,5-20,0 Гц, создавая электрическое поле при длительности импульсов, воздействующий на рыб, в пределах 200,5-240 мкс при экспоненциальной форме импульсов.

Способ реализуется с помощью электронного импульсного излучателя 1, питающего электрического кабеля 2, токопроводящих электродов 3 шлейфа и каркаса 5 электрического шлейфа. Шлейф показан на фиг.1 спереди и на фиг 2 сбоку.

Способ осуществляется следующим образом.

На водоприемное окно 4 крепят каркас 5 электрического шлейфа, на электроды 3 которого от электронного импульсного излучателя 1 подают электрические импульсы, которые препятствуют свободному проникновению в водоприемное окно рыб, мигрирующих в створе конкретного для заявленного способа водозабора. Подают электрические импульсы с амплитудой в пределах 500-1239 В, частотой 10,5-20,0 Гц, при этом создают защитное электрическое поле, непреодолимое для рыб, их личинок и молоди, в котором длительность импульсов, воздействующих на рыб, составляет 200,5-240 мкс при экспоненциальной форме этих импульсов. При этом зоны влияния водозаборных окон на рыб по площади минимальны, а критические или превышающие их скорости течения воды наблюдаются непосредственно в створе водоприемного окна или водозаборной трубы.

В электрическом поле постоянного тока после проявления первичной реакции (вздрагивание), так называемой ориентировочной двигательной реакции, и по море приближения к электродам наступает оборонительная реакция (стадия отпугивания) и анодная реакция (рыба движется в сторону анода). При максимальном сближении с электродами (зона максимальной напряженности электрического поля) наблюдается стадия электрошока.

В заявленном способе проявление анодной реакции снижается, а первичная и оборонительная не уменьшаются по своим значениям. При этом отсутствуют стадия электронаркоза и гибель рыб. Именно предложенными параметрами импульсного тока достигаются стабильные значения проявления пороговой реакции на достаточно большом расстоянии (более 10 м) от электродов. Как правило, на таком расстоянии скорости подходного водного потока ниже критических скоростей движения рыб.

При этом исследованный размерный ряд рыб, на поведение которых активно воздействует предлагаемая совокупность параметров импульсного тока, составлял от 4,5 мм до взрослых особей.

Поскольку наибольший интерес представляет такая система, которая активно воздействует на поведение рыб и способна отводить из опасной зоны водозабора рыб всех видов и размерно-возрастных групп, обитающих в конкретном водоеме и способных оказаться в зоне влияния водозабора, в заявленном способе рыбозащитная эффективность определялась именно с учетом всей совокупности размерно-видового разнообразия. Эффективность отведения, дальнейшая выживаемость рыб и их молоди исследовалась на большом количестве рыб, таких как севрюга, осетр (осетровые); сазан, карась, плотва, рыбец, шемая, пестрый и белый толстолобики, уклея, верховка (карповые); судак (окуневые); речные бычки и др.

Как показывают результаты исследований, сочетание заявленных параметров импульсного тока при амплитуде импульса от 500 до 1239 В, частоте импульса 10,5-20,0 Гц, длительности импульса от 200,5 до 240 мкс и экспоненциальной форме импульсов, при значительных экономических показателях (малые энергетические затраты на осуществление заявленного способа) позволяет получать рыбозащитный эффект выше нормативных требований, то есть более 80%.

Заявляемые параметры способа защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения не оказывают вредного воздействия на ихтиофауну водоемов, что подтверждается данными исследований выживаемости рыб и их молоди, оказавшихся в зоне воздействия импульсного рыбозащитного устройства.

Снижение длительности импульса приводит к торможению проявлений "положительных реакций" у рыб, что может снижать ожидаемый рыбозащитный или точнее рыбоотводящий эффект.

Снижение напряженности электрического поля само по себе снижает рыбозащитную эффективность системы и поэтому необходимо увеличение длительности и частоты импульсов.

Использование заявляемого способа защиты рыб на водозаборных сооружениях с малыми расходами воды, имеющих при этом очень ограниченную по площади зону опасного воздействия на рыб, мигрирующих на данном участке водоема, позволяет получить высокую рыбозащитную эффективность.

Формула изобретения

Способ защиты рыб, их личинок и молоди от попадания в водозаборные сооружения, включающий создание в водной среде электрических импульсов с помощью токопроводящих электродов, отличающийся тем, что 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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2