Рыбоходно-нерестовый канал

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Рыбоходно-нерестовый канал включает рыбоходный тракт с элементами усиленной шероховатости, установленными по всей его длине, соединяющий верхний и нижний бьефы гидроузла посредством выходного и входного оголовков. В створе последнего выполнено струеформирующее устройство с направляющими стенками, образующее автономный канал. Направляющие стенки струеформирующего устройства выполнены в виде криволинейных в плане порогов, концевые части которых размещены во входном оголовке рыбоходного тракта, а начальные их части выполнены в русле водотока с возможностью образования донных рыбопривлекающих автономных каналов, позволяющих перехватывать рыбу по ширине водотока и переводить ее непосредственно во входную часть рыбоходно-нерестового канала. Изобретение позволяет создать эффективные гидравлические условия в зоне влияния входного оголовка посредством устойчивых тактильных ориентиров для рыб в виде донных криволинейных порогов, позволяющих обеспечить стабильное привлечение, накопление и пропуск рыбы в рыбоходно-нерестовый канал. 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.

Известен рыбоходно-нерестовый канал [1], включающий рыбоходный тракт с установленными по его длине элементами усиленной шероховатости, потокоформирующее устройство в виде жалюзийной системы, выполненной во входной части входного оголовка и соединенной с приводом перемещения струеформирующих пластин.

Недостатком данного сооружения является сложность системы управления плановым местоположением жалюзийных пластин. Кроме того, жалюзийная система формирует привлекающий рыбу поток по всей глубине потока, в то время как режим работы рыбоходно-нерестовых каналов ориентирован на пропуск осетровых пород рыб, основная среда обитания которых - придонные горизонты водотока.

Наиболее близким техническим решением является рыбоходно-нерестовый канал [2], включающий рыбоходный тракт с элементами усиленной шероховатости, установленными по всей его длине, соединяющий верхний и нижний бьефы гидроузла посредством выходного и входного оголовков, в створе последнего выполнено струеформирующее устройство с направляющими стенками и образующее автономный канал.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность распространения привлекающего рыбу потока в придонных горизонтах потока, поскольку основная часть кинетической энергии потока, подаваемого по автономному каналу, гасится в зоне расположения направляющих стенок быстротока.

Задачей изобретения является повышение эффективности привлечения донных видов рыб в рыбоходные тракты рыбоходно-нерестовых каналов.

Задача достигается вполнением направляющих стенок в виде криволинейных, в плане, донных порогов и размещение их концевой части непосредственно во входном оголовке рыбоходно-нерестового канала, что позволяет создать стабильные гидравлические условия для привлечения донных видов рыб (например, осетровых), перемещающихся по ширине реки. Донные пороги, выполненные криволинейными, в плане, наиболее точно повторяют линии токов потока, выходящего из рыбоходно-нерестового канала, что способствует формированию устойчивых геометрических границ привлекающего рыбу "шлейфа" скоростей. С другой стороны, подходящая со стороны нижнего бьефа рыба благодаря наличию в донной части потока тактильных ориентиров в виде донных порогов позволяет обеспечить гарантированный заход рыбы во входной оголовок рыбоходно-нерестового канала. Выполнение концевых частей порогов непосредственно во входном оголовке позволяет рыбе, продвигающейся ранее вдоль боковых стенок порогов, гарантированно найти вход в рыбоходный тракт и, соответственно, попасть далее в верхний бьеф. Формирование начальными частями порогов рыбопривлекающих потоков и, соответственно, автономных каналов позволяет рыбе, не изменяя своего планового местоположения и трасс перемещения, продвигаться от центральной части русла водотока непосредственно к входному оголовку рыбоходно-нерестового канала.

Выполнение начальной части донных порогов в одном поперечном створе реки, позволяет обеспечить равновероятные условия для захода рыб по всей ширине водотока, попадающей в зону влияния донных криволинейных порогов.

Выполнение начальной части донных порогов в разных поперечных створах реки, позволяет обеспечить возможность рыбе изменять трассы своих перемещений в пределах зоны влияния автономных каналов, оставаясь потенциальными объектами для пропуска в верхний бьеф. Кроме того, по ширине автономных каналов наблюдаются различные по величине скорости потока, а так как рыба имеет возможность выбора наиболее благоприятных гидравлических условий, она имеет возможность выбора того или иного автономного канала, скоростной режим в котором соответствует ее плавательной способности, Более того, смещение начальной части крайнего порога вниз по течению реки позволяет в максимальной степени перехватывать донных рыб из основного русла водотока, чему не в меньшей степени способствует вынесение этого порога в сторону русла реки.

Выполнение концевых участков донных порогов затопленными позволяет вне зависимости от ветрового нагона (или сгонных явлений) обеспечить независимое привлечение донных видов рыб.

Выполнение концевых участков донных порогов незатопленными, в виде продольных перегородок, позволяет создать более стабильные гидравлические условия в створе выхода привлекающего потока из входного оголовка. При этом как донная, так и поверхностная часть расхода получает стабильное направление и формирует привлекающий поток в зоне слияния потока из рыбоходно-нерестового канала и транзитного потока реки.

Выполнение порогов разной высоты, уменьшающейся вниз по течению реки, позволяет создать вторичные течения с различной интенсивностью и различными гидравлическими параметрами, что, в свою очередь, дает возможность мигрантам выбирать наиболее благоприятные условия для продвижения в сторону входного оголовка.

Выполнение порогов с Г-образным козырьком, размещенным со стороны их безнапорной грани, повышает вероятность гарантированного продвижения донных видов рыб вдоль порогов. Г-образный козырек также способствует стабилизации привлекающего "шлейфа" за счет автономного пропуска части расхода в своем внутреннем пространстве и отсутствия воздействия на него с путного потока реки. Кроме того, возможно перемещение части рыбы вдоль козырька, образующего своего рода экран-укрытие.

Выполнение дна автономных каналов, образованных боковыми стенками криволинейных донных порогов с отметкой ниже отметки нижней торцевой части порогов, позволяет эффективно транспортировать влекомые наносы за пределы зоны размещения донных порогов, в сторону нижнего бьефа.

Различная форма поперечного сечения образуемой донной ниши (прямоугольная, треугольная или овоидальная) способствуют повышению интенсивности продольно-винтового характера протекания потока, проходящего в пределах между порогами.

В целом конструктивные признаки как основного пункта изобретения, так и дополнительных пунктов, отвечают критерию "существенные отличия" и связаны между собой настолько, что образуют единый творческий замысел.

Решение поставленной задачи достигается путем конструктивной компоновки входного оголовка в виде криволинейных донных порогов и модификации их формы. Графический материал, представлен на следующих чертежах:

- фиг.1 - входной оголовок рыбоходно-нерестового канала, начальные части донных порогов размещены в одном поперечном створе, фрагмент плана;

- фиг.2 - то же, начальные части донных порогов размещены в разных поперечных створах, фрагмент плана;

- фиг.3 - сечение I-I на фиг.2, концевые части донных порогов выполнены затопленными;

- фиг.4 - сечение I-I на фиг.2, концевые части донных порогов выполнены незатопленными;

- фиг.5 - поперечное сечение концевой части донных порогов пороги выполнены разной высоты;

- фиг.6 - донные пороги выполнены разной высоты, изометрия;

- фиг.7 - безнапорная грань донных порогов выполнена с Г-образными козырьками;

- фиг.8 - безнапорная грань донных порогов выполнена с Г-образными козырьками, при этом донные пороги выполнены разной высоты;

- фиг.9 - концевые части донных порогов в зоне входного оголовка выполнены незатопленными, изометрия;

- фиг.10 - то же, концевые части донных порогов, выполненных разной высоты, в зоне входного оголовка выполнены незатопленными, изометрия;

- фиг.11 - вариант выполнения донных порогов с отметкой дна между порогами ниже, чем отметка нижней торцевой части порогов, прямоугольное поперечное сечение, изометрия;

- фиг.12 - вариант выполнения донных порогов с отметкой дна между порогами ниже, чем отметка нижней торцевой части порогов, треугольное поперечное сечение, изометрия;

- фиг.13 - вариант выполнения донных порогов с отметкой дна между порогами ниже, чем отметка нижней торцевой части порогов, овоидальное поперечное сечение, изометрия.

Рыбоходно-нерестовый канал включает рыбоходный тракт 1 с установленными по его длине элементами усиленной шероховатости (не показаны), соединяющий верхний и нижний бьефы гидроузла посредством выходного и входного оголовков, струеформирующее устройство, выполненное в виде криволинейных, в плане, донных порогов 2, концевая часть 3 которых размещена во входном оголовке рыбоходного тракта 1, а начальная их часть выполнена в русле водотока 4 и образует донные рыбопривлекающие автономные каналы 5. Безнапорная грань порогов 2 может быть выполнена с Г-образным козырьками 6, при этом образуются дополнительные автономные каналы 7 (фиг.8-9). Дно автономных каналов 5 может быть выполнено с донной нишей 8, имеющей различную геометрическую форму (фиг.11-13).

Рыбоходно-нерестовый канал работает следующим образом.

В зависимости от ихтиологической обстановки в нижнем бьефе гидроузла служба эксплуатации рыбоходно-нерестового канала поддерживает нормальный режим эксплуатации рыбопропускного сооружения, обеспечивая подачу рабочего расхода в рыбоходный тракт 1. Благодаря наличию в створе входного оголовка струеформирующего устройства в виде донных криволинейных порогов 2 в зоне создаваемого привлекающего рыбу "шлейфа" скоростей формируются благоприятные гидравлические условия, позволяющие обеспечить стабильное привлечение, накопление и пропуск рыбы в рыбоходно-нерестовый канал. Мигрирующая рыба, перемещаясь по ширине водотока 4, попадает в зону влияния донных порогов 2 и, используя их как тактильный ориентир, продвигается по автономным каналам 5 к входному оголовку рыбопропускного сооружения. Поскольку концевая часть 3 донных порогов 2 расположена непосредственно во входном оголовке (фиг.1 и 2), рыба беспрепятственно проходит в рыбоходный тракт 1 и затем, преодолевая всю его длину, попадает в верхний бьеф гидроузла. Эффективному накоплению рыбы в зоне влияния донных порогов 2 способствует различное размещение начальных частей по отношению к поперечным створам водотока. Расположение начальных частей порогов 2 в одном створе (фиг.1) позволяет создать равновероятные условия для захода рыб в автономные каналы 5. Поток, выходящий из входного оголовка, растекается вдоль криволинейных порогов 2 и за счет образуемого совместно с транзитным потоком реки продольно-винтового движения обеспечивает устойчивые, стабильные, привлекающие донных рыб течения. Формированию устойчивых границ привлекающего потока способствует криволинейная форма порогов 2, по сути повторяющая линии токов. Вариант размещения начальных частей порогов 2, смещенных друг относительно друга (фиг.2), позволяет донным рыбам выбрать наиболее благоприятные условия для выбора одного из автономных каналов 5.

Выполнение порогов 2 с разной высотой (фиг.6 и 7), позволяет создать вторичные течения с разной интенсивностью и с различными гидравлическими параметрами, что, в свою очередь, дает возможность мигрантам выбирать наиболее благоприятные условия для прохода в сторону входного оголовка. За счет разной высоты порогов 2 создается тактильный ориентир по глубине потока, что повышает рыбонаправляющий эффект для рыб, обитающих по глубине водотока 4 и поверхностных видов рыб. Выполнение концевых частей 3 затопленными (фиг.3) и незатопленными (фиг.4) способствует стабилизации гидравлических условий в створе входного оголовка, а также непосредственно в формируемом привлекающем рыбу "шлейфе".

При использовании варианта с Г-образными козырьками 6, размещенными с безнапорной грани порогов 2, рыба имеет возможность передвигаться вдоль дополнительных автономных каналов 7 (фиг.7 и 8).

Вариант с донными нишами 8, образуемыми в пространстве между боковыми стенками порогов 2, позволяет существенно повысить наносотранспортирующую способность автономных каналов 5 (фиг.11-13).

Предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить эффективность привлечения донных видов рыб в рыбоходные тракты рыбоходно-нерестовых каналов.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 1703781, Е 02 В 8/08, оп. БИ № 1, 1992.

2. Авторское свидетельство СССР № 1544879, Е 02 В 8/08, оп. БИ № 7, 1990.

Формула изобретения

1. Рыбоходно-нерестовый канал, включающий рыбоходный тракт с элементами усиленной шероховатости, установленными по всей его длине, соединяющий верхний и нижний бьефы гидроузла посредством выходного и входного оголовков, причем в створе последнего выполнено струеформирующее устройство с направляющими стенками, образующее автономный канал, отличающийся тем, что направляющие стенки струеформирующего устройства выполнены в виде криволинейных в плане порогов, концевые части которых размещены во входном оголовке рыбоходного тракта, а начальные их части выполнены в русле водотока с возможностью образования донных рыбопривлекающих автономных каналов.

2. Рыбоходно-нерестовый канал по п.1, отличающийся тем, что начальные части донных порогов размещены в одном поперечном створе.

3. Рыбоходно-нерестовый канал по п.1, отличающийся тем, что начальные части донных порогов размещены в разных поперечных створах, причем в наиболее удаленном поперечном створе размещена начальная часть донного порога, вынесенного в русло водотока.

4. Рыбоходно-нерестовый канал по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что концевые участки криволинейных донных порогов в зоне размещения входного оголовка выполнены затопленными.

5. Рыбоходно-нерестовый канал по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что концевые участки криволинейных донных порогов в зоне размещения входного оголовка выполнены незатопленными.

6. Рыбоходно-нерестовый канал по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что высота криволинейных порогов выполнена различной, уменьшающейся вниз по течению водотока.

7. Рыбоходно-нерестовый канал по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что безнапорные грани криволинейных порогов выполнены с Г-образными козырьками, образующими дополнительные автономные каналы.

8. Рыбоходно-нерестовый канал по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что дно автономных каналов, образуемых боковыми стенками криволинейных порогов, выполнено с отметкой ниже отметки нижней торцевой части порогов.

9. Рыбоходно-нерестовый канал по п.8, отличающийся тем, что дно автономных каналов выполнено прямоугольной формы.

10. Рыбоходно-нерестовый канал по п.8, отличающийся тем, что дно автономных каналов выполнено треугольной формы.

11. Рыбоходно-нерестовый канал по п.8, отличающийся тем, что дно автономных каналов выполнено овоидальной формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13