Способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт рыбохода и рыбоход его осуществляющий
Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и способам, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт рыбохода из нижнего бьефа гидроузла в верхний заключается 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 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. Гидравлические струи формируют непосредственно в вплывном отверстии поперечной перегородки, при этом активно эжектируют часть объема воды из нижерасположенной камеры рыбохода и подают его в вышерасположенную камеру рыбохода. Изобретение обеспечивает создание гидравлических условий в рыбоходном тракте, способствующих эффективному продвижению рыб по его длине, путем регулирования гидравлического сопротивления потоку, протекающему через вплывное отверстие рыбохода. 2 н. и 23 з. п. ф-лы, 25 ил.
Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам и сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.
Известен способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт рыбохода [1], 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 вплывного отверстия, расположенного в поперечной перегородке 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 и камерам рыбохода из верхнего бьефа, создавая тем самым благоприятные условия для прохода рыбы в сторону верхнего бьефа.
Недостатком данного способа является низкая эффективность создания гидравлического сопротивления потоку, протекающему через вплывное отверстие рыбохода.
Наиболее близким по технологической схеме и достигаемому результату является способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт рыбохода [2], 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 вплывного отверстия, расположенного в поперечной перегородке 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 и камерам рыбохода из верхнего бьефа, создавая тем самым благоприятные условия для прохода рыбы через вплывное отверстие в сторону верхнего бьефа.
Недостатком данного способа является низкая эффективность создания гидравлического сопротивления потоку, протекающему через вплывное отверстие рыбохода.
Известен рыбоход для пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний [1], включающий открытый сверху водосливной лоток с поперечно расположенными разделительными стенками, при этом разделительные стенки выполнены с расположенными в нижней их части рыбопропускными отверстиями прямоугольной формы, по периметру которых расположены струеобразующие насадки под углом к оси отверстий.
Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность пропуска рыбы в сторону верхнего бьефа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоход [3], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, выполненный в виде камер, соединенных между собой поперечными перегородками и размещенных ступенчато или в виде лоткового канала с продольным уклоном в сторону нижнего бьефа, донные вплывные отверстия, выполненные в поперечных перегородках, причем вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа выполнены со струеформирующими насадками, сообщенными с источником рабочей среды и размещенными выше и ниже продольной оси вплывного отверстия, при этом насадки ориентированы под острым углом к продольной оси вплывных отверстий, причем насадки расположены между экранирующими козырьками, размещенными по периметру вплывного отверстия, выше и ниже плоскости установки струеформирующих насадков, таким образом, что насадки находятся внутри сформированной козырьками выходной части вплывного отверстия и расположены параллельно плоскости прилегающего экранирующего козырька.
Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность создания гидравлического сопротивления потоку, протекающему через вплывное отверстие рыбохода и соответственно низкая эффективность пропуска рыбы в сторону верхнего бьефа.
Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в рыбоходном тракте, обеспечивающих необходимое гидравлическое сопротивление потоку, протекающему через вплывное отверстие рыбохода, а также создание эффективных условий для продвижения рыб по длине рыбоходного тракта.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Благодаря формированию гидравлических струй непосредственно во вплывном отверстии, достигается максимально возможная эжекция дополнительного расхода из нижерасположенной камеры рыбохода и одновременно с этим создаются более эффективные условия для создания гидравлического сопротивления потоку в выходной части вплывного отверстия.
По п.2 формулы изобретения. Формирование гидравлических струй в автономных каналах, расположенных выше и ниже продольной оси вплывного отверстия, позволяет создать гидравлические струи большего диаметра, имеющие большую эжекционную способность. Кроме того, вплывное отверстие освобождается от наличия системы насадков, а главное, рыба при своем продвижении через вплывное отверстие не имеет прямого контакта с арматурой и высокоскоростными участками гидравлических струй.
По п.3 формулы изобретения. Размещение экранирующих козырьков на поперечной перегородке, со стороны верхнего бьефа, по всему периметру вплывного отверстия и выше и ниже струеформирующих насадков позволяет сформировать выходную часть эжекционной системы. При этом образуется классическая схема эжектора, характеризующегося максимальным кпд.
По п.4 формулы изобретения. Размещение экранирующих козырьков в горизонтальной плоскости не затеняет вплывное отверстие и не мешает свободному проходу рыбы в сторону верхнего бьефа.
По п.5 формулы изобретения. Размещение экранирующих козырьков под углом к продольной оси вплывного отверстия позволяет создать оптимальную форму выходной части эжекционной системы. При этом ориентация осей гидравлических струй под углом друг к другу позволяет сформировать максимальное гидравлическое сопротивление перед вплывным отверстием.
По п.6 формулы изобретения. Подача дополнительного расхода в систему насадков по обводному напорному трубопроводу, сообщенному с верхним бьефом гидроузла, позволяет эффективно использовать кинетическую энергию перепада уровней воды нижнего и верхнего бьефов. Данная компоновка возможна для камер рыбохода, расположенных в начале рыбохода, со стороны нижнего бьефа. В этом случае при наличии достаточного перепада (15-25 метров) возможна эффективная работа системы насадков и формирование ими затопленных гидравлических струй.
По п.7 формулы изобретения. Подача гидравлических струй по всему периметру вплывного отверстия позволяет получить максимальное гидравлическое сопротивление перед вплывным отверстием.
По п.8 формулы изобретения. Подача предварительно закрученных гидравлических струй позволяет использовать их динамические и геометрические характеристики, а именно больший диаметр распространения и энергию закрученной струи. Известно, что закрученные струи обладают большим диаметром при своем распространении в потоке, но при этом дальность их распространения в потоке меньше, чем в случае с незакрученными струями. Закрученный поток обладает поперечной составляющей скорости потока, что при его взаимодействии с потоком, поступающим из камеры рыбохода, приводит к созданию большего гидравлического сопротивления, формируемого перед вплывным отверстием.
По п.9 и 10 формулы изобретения. Схема закручивания гидравлических струй по часовой или против часовой стрелки является вариантами подачи закрученных струй в поток.
По п.11 формулы изобретения. Схема попарной закрутки соседних гидравлических струй в направлении друг к другу позволяет использовать эффект взаимогашения этих струй при взаимодействии друг с другом. При этом величина общего гидравлического сопротивления, формируемого всеми насадками, увеличится.
По п.12 формулы изобретения. Эта схема закрутки создает большее гидравлическое сопротивление, при этом также используется эффект взаимогашения струй, закрученных в разных направлениях.
По п.13 формулы изобретения. Размещение выходных отверстий насадков непосредственно во вплывном отверстии, между вертикальными плоскостями боковых поверхностей поперечной перегородки, позволяет создать максимальное гидравлическое сопротивление потоку, поступающему из камеры рыбохода.
Размещение раздающих коллекторов внутри поперечных перегородок позволяет убрать лишние помехи, мешающие рыбе, перемещающейся вдоль камер рыбоходного тракта, в направлении верхнего бьефа. С другой стороны, данная компоновка компактна и отвечает эффективной работе системы насадков.
Компоновка части камер рыбохода, расположенных со стороны нижнего бьефа, совместно с напорным обводным трубопроводом, соединяющим системы насадков с верхним бьефом, позволяет эффективно использовать кинетическую энергию перепада уровней воды верхнего и нижнего бьефов и одновременно сократить расход электроэнергии, ранее затрачиваемой на работу насосов.
По п.14 формулы изобретения. Выполнение вплывного отверстия со стороны нижнего бьефа с большей высотой, чем аналогичная высота со стороны верхнего бьефа, позволяет в случае размещения насадков непосредственно во вплывном отверстии улучшить условия эжекции дополнительного расхода из нижележащей камеры в вышележащую камеру (фиг.1).
По п.15 формулы изобретения. Выполнение сквозных отверстий в поперечной перегородке выше и ниже вплывного отверстия и соосное размещение в них струеформирующих насадков позволяет сформировать автономные каналы, которые оптимизируют эжекционную систему, повышая ее КПД. С другой стороны, полностью освобождается вплывное отверстие для свободного прохода рыбы и сами насадки не мешают и не травмируют рыбу.
По п.16 формулы изобретения. Выполнение входных отверстий автономных каналов с заградительной решеткой позволяет обезопасить рыбу от попадания внутрь каналов.
По п.17 формулы изобретения. Выполнение вплывных отверстий квадратной формы позволяет создать несколько донных отверстий, что расширяет диапазон трасс перемещения рыб, продвигающихся в сторону верхнего бьефа. Кроме того, эта геометрическая форма более компактна и с использованием ее можно получить большее гидравлическое сопротивление, создаваемое потоку, протекающему по камерам рыбохода. Действительно, работа струй совершенно одинаковая по всему периметру вплывного отверстия и соответственно КПД создаваемого, управляемого, потока будет выше, чем в случае прототипа.
По п.18 формулы изобретения. Выполнение вплывных отверстий прямоугольной формы позволяет сформировать вплывные отверстия с различной шириной, вплоть до ширины камеры рыбохода.
По п.19 формулы изобретения. Выполнение вплывных отверстий круглой формы позволяет получить тот же эффект, что и в случае п.17, однако в этом случае инверсия круглой струи и ее форма позволяют обеспечить более равномерное поле скоростей по всей площади вплывного отверстия.
По п.20 формулы изобретения. Выполнение вплывных отверстий поярусно, со смещением отверстий верхнего яруса по отношению к отверстиям нижнего яруса, позволяет сформировать вплывные отверстия как для донных видов рыб, так и для рыб, обитающих у поверхности водотока.
По п.21 формулы изобретения. Снабжение концевых участков подводящего трубопровода закручивающим приспособлением позволяет повысить КПД эжекционной системы. Закрученная струя имеет больший диаметр при своем распространении в потоке, но меньшую дальность распространения, так как определенная часть кинетической энергии потока затрачивается при ее взаимодействии с окружающем ее потоком, так как она при своем распространении создает большее сопротивление, которое в немалой степени создает поперечная составляющая вектора скорости.
По п.22 и 23 формулы изобретения. Выполнение нарезки закручивающего приспособления как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки является вариантами закручивания гидравлических струй.
По п.24 формулы изобретения. Схема попарной закрутки соседних гидравлических струй в направлении друг к другу позволяет использовать эффект взаимогашения этих струй при взаимодействии друг с другом. При этом величина общего гидравлического сопротивления, формируемого всеми насадками, увеличится.
По п.25 формулы изобретения. Выполнение нарезки закручивающих приспособлений насадков, размещенных выше продольной оси вплывного отверстия, с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи против часовой стрелки, а выполнение нарезки закручивающих приспособлений насадков, размещенных ниже продольной оси вплывного отверстия, позволяющей закручивать гидравлические струи по часовой стрелке позволяет получить такую схему закрутки, которая создает большее гидравлическое сопротивление, при этом также используется эффект взаимогашения струй, закрученных в разных направлениях. Аналогичный эффект наблюдается и в случае, когда направление закрутки струй изменяется на противоположное, то есть выше вплывного отверстия струи закручивают по часовой стрелке, а струи ниже вплывного отверстия закручивают против часовой стрелки.
Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа пропуска рыбы через рыбоходный тракт из нижнего бьефа гидроузла в верхний и создания новой конструкции рыбохода. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - фрагмент рыбохода, продольный разрез, насадки размещены непосредственно во вплывном отверстии;
фиг.2 - вид на вплывное отверстие со стороны нижнего бьефа;
фиг.3 - фрагмент рыбохода, продольный разрез, насадки размещены в автономных каналах, образованных сквозными отверстиями;
фиг.4 - вид на вплывное отверстие со стороны верхнего бьефа;
фиг.5 - вид на вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа, отверстия выполнены квадратной формы;
фиг.6 - вид на вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа, отверстия выполнены круглой формы;
фиг.7 - вид на вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа, отверстия выполнены поярусно, причем отверстия верхнего ряда смещены относительно отверстий нижнего ряда;
фиг.8 - рыбоход, продольный разрез, вариант комплексной подачи дополнительного расхода к системам насадков;
фиг.9 - общий вид на рыбоход со стороны нижнего бьефа, вплывные отверстия выполнены прямоугольной формы;
фиг.10 - вид на вплывное отверстие со стороны верхнего бьефа, отверстие выполнено прямоугольной формы, экранирующий козырек не показан;
фиг.11 - вид на вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа, отверстия выполнены квадратной формы, экранирующий козырек не показан;
фиг.12 - вид на вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа, отверстия выполнены круглой формы;
фиг.13 - поперечная перегородка, изометрия, вид на вплывное отверстие со стороны верхнего бьефа, отверстия выполнены прямоугольной формы;
фиг.14 - поперечная перегородка, продольный разрез, экранирующий козырек выполнен в горизонтальной плоскости;
фиг.15 - поперечная перегородка, продольный разрез, экранирующий козырек выполнен под углом к продольной оси вплывного отверстия;
фиг.16 - устройство закручивающего приспособления в концевой части напорного трубопровода, прилегающей к насадку;
фиг.17 - фрагмент вплывного окна, струи закручены в одном направлении, по часовой стрелке;
фиг.18 - фрагмент вплывного окна, струи закручены в одном направлении, против часовой стрелки;
фиг.19 - фрагмент вплывного окна, струи попарно закручены в направлении друг к другу;
фиг.20 - фрагмент вплывного окна, верхние и нижние струи закручены против часовой стрелки;
фиг.21 - вплывное окно, выполненное круглой формы, струи закручены против часовой стрелки;
фиг.22 - фрагмент вплывного окна, верхние струи закручены против часовой стрелки, а нижние струи закручены по часовой стрелке;
фиг.23 - фрагмент перегородки с квадратными вплывными отверстиями, струи закручены в одном направлении - по часовой стрелке;
фиг.24 - рыбоход, схема подачи дополнительного расхода посредством насосов;
фиг.25 - фрагмент рыбохода, схема создаваемого гидравлического сопротивления перед вплывным отверстием.
Рыбоход включает рыбоходный тракт 1, соединяющий нижний 2 и верхний 3 бьефы гидроузла 4, выполненный в виде камер 5, соединенных между собой поперечными перегородками 6 и размещенных ступенчато или в виде лоткового канала с продольным уклоном в сторону нижнего 2 бьефа, донные вплывные отверстия 7, выполненные в поперечных перегородках 6, причем вплывные отверстия 7 со стороны верхнего 3 бьефа выполнены со струе-формирующими насадками 8, сообщенными с источником рабочей среды и размещенными выше и ниже продольной оси вплывного отверстия 7, при этом насадки 8 ориентированы под острым углом к продольной оси вплывных отверстий 7, причем насадки 8 расположены между экранирующими козырьками 9, размещенными по периметру вплывного отверстия 7 выше и ниже плоскости установки струеформирующих насадков 8, таким образом, что насадки 8 находятся внутри сформированной козырьками 9 выходной части 10 вплывного отверстия 7 и расположены параллельно плоскости прилегающего экранирующего козырька 9. Струеформирующие насадки 8 выполнены по всему периметру вплывного отверстия 7, при этом выходные отверстия насадков 8 расположены непосредственно во вплывных отверстиях 7, между плоскостями боковых поверхностей поперечных перегородок 6, а раздающие коллекторы выполнены внутри поперечных перегородок 6, причем часть камер 5 рыбохода со стороны нижнего 2 бьефа сообщены с верхним 3 бьефом посредством напорного обводного трубопровода 11, соединенного с системами струеформирующих насадков 8.
Кроме того, высота вплывного отверстия 7 со стороны нижнего 2 бьефа может быть больше, чем аналогичная высота со стороны верхнего 3 бьефа.
Помимо того, поперечная перегородка 6 может быть выполнена с дополнительными сквозными отверстиями 12, сообщающимися с камерами 5 верхнего и нижнего уровней, при этом внутри этих отверстий 12, соосно образуемым автономным каналам, размещены струеформирующие насадки 8, причем сквозные отверстия 12 выполнены под острым углом к продольной оси вплывных отверстий 7 и параллельно осям струеформирующих насадок 8 и размещены выше и ниже вплывного отверстия 7.
Кроме того, входные отверстия автономных каналов 12 со стороны нижнего 2 бьефа могут быть выполнены с рыбозаградительной решеткой 13.
Помимо того, вплывные отверстия 7 могут быть выполнены квадратной формы.
Кроме того, вплывные отверстия 7 могут быть выполнены прямоугольной формы.
Помимо того, вплывные отверстия 7 могут быть выполнены круглой формы.
Кроме того, вплывные отверстия 7 в поперечной перегородке 6 могут быть выполнены поярусно, при этом вплывные отверстия 7 верхнего яруса 14 расположены со смещением по ширине поперечной перегодки 6 по отношению к вплывным отверстиям 7 нижнего яруса.
Помимо того, концевые участки напорного трубопровода 11, примыкающие к насадкам 8, могут быть снабжены закручивающими приспособлениями 15, установленными внутри трубопровода 11.
Кроме того, закручивающие приспособления 15, установленные внутри трубопровода 11, выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи в направлении по часовой стрелке.
Помимо того, закручивающие приспособления 15, установленные внутри трубопровода 11, могут быть выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи в направлении против часовой стрелки.
Кроме того, закручивающие приспособления 15, установленные внутри трубопровода 11 попарно, могут быть выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи в направлении навстречу друг другу.
Помимо того, закручивающие приспособления 15 насадков 8, размещенных выше и ниже продольной оси вплывного отверстия 7, могут быть выполнены с нарезкой в направлении против часовой стрелки.
Способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт осуществляется следующим образом.
Из верхнего 3 бьефа подают расход воды, обеспечивающий создание привлекающего рыбу потока и нормальные условия для продвижения рыбы вдоль рыбоходного тракта 1. Одновременно с этим создают управляемый поток, формируемый перед выходными частями 10 вплывных отверстий 7, подавая дополнительный расход воды от насосов 17 к системам струеформирующих насадков 8, установленных либо непосредственно во вплывном отверстии 7 (фиг.1), либо размещенных в автономных каналах 12 (фиг.3). Благодаря формированию гидравлических струй перед вплывными отверстиями 7, со стороны верхнего бьефа создается гидравлическое сопротивление (фиг.25), в значительной степени уменьшающее пропускную способность вплывных отверстий 7 за счет создания эпюры противодавления. При этом гидравлические струи активно эжектируют часть объема жидкости из нижерасположенной камеры 5 и подают его в вышерасположенную камеру 5. Возможен вариант комплексного питания струеформирующих насадков 8, размещенных во вплывных отверстиях 7 поперечных перегородок 6, соединяющих камеры 5 рыбохода, расположенные в головной, входной его части. В этом случае из верхнего 3 бьефа через напорный обводной трубопровод 11 подают расход воды, который распределяется по насадкам 8 (фиг.8). При этом верхние камеры 5 рыбохода, где величина перепада уровней воды не позволяет создавать заданный напор в системе струеформирующих насадков 8, получают дополнительный расход воды от насосов 17, который также распределяется в системы насадков 8.
Возможна реализация способа при формировании гидравлических струй в автономных каналах 12, выполненных в поперечных перегородках 6 и сообщающихся со смежными нижними и верхними камерами 5. В этом случае компоновка струй максимально близка к классической форме эжектора, что значительно повышает КПД всей системы насадков 8, и одновременно вплывное отверстие 7 освобождается от наличия арматуры, что резко снижает травмируемость рыбы при ее продвижении вверх по рыбоходному тракту 1. Кроме того, в этом варианте компоновки добиваются формирования струй большего диаметра, обладающих большей эжекционной способностью.
Установка экранирующих козырьков 9 по всему периметру вплывных отверстий 7 со стороны верхнего бьефа позволяет сформировать выходную часть 10 эжекционной системы, при этом насадки 8 находятся внутри и ориентированы параллельно плоскостям экранирующих козырьков 9. При этом козырьки 9 могут располагаться в горизонтальной плоскости или под острым углом к продольной оси вплывных отверстий 7 (фиг.14 и 15).
Способ может быть реализован также и в случае, когда часть нижних камер 5 рыбохода запитана посредством обводного напорного трубопровода 11, соединяющего верхний бьеф и системы струеформирующих насадков 8. В этом случае эффективно используется кинетическая энергия перепада уровней воды, имеющего место на гидроузле 4.
Реализация способа в случае подачи гидравлических струй по всему периметру (фиг.10, 11, 12 и 13) вплывного отверстия 7 отвечает наиболее эффективной работе эжекционной системы.
Создание управляемого потока перед вплывным отверстием 7 возможно и в случае подачи предварительно закрученных гидравлических струй, которые при своем распространении создают дополнительное гидравлическое сопротивление (фиг.16). При этом создаются гидравлические струи с большим диаметром, которые при взаимодействии с набегающим потоком формируют дополнительное гидравлическое сопротивление.
Как варианты возможны различные схемы закрутки струй - по часовой (фиг.17) или против часовой стрелки (фиг.18).
Реализация способа возможна при подаче предварительно попарно закрученных гидравлических струй в направлении друг к другу, что повышает создаваемое гидравлическое сопротивление за счет эффекта взаимогашения кинетической энергии соседних гидравлических струй.
Схема закрутки в направлении по часовой стрелке гидравлических струй, расположенных выше продольной оси вплывного отверстия 7, и одновременно закрутка гидравлических струй, расположенных ниже продольной оси вплывного отверстия 7, в направлении против часовой стрелки (фиг.20) также использует вышеописанный эффект взаимогашения.
Применение закрученных гидравлических струй для создания управляемого водного потока перед вплывными отверстиями 7, безусловно, способствует созданию большего гидравлического сопротивления, что обеспечивает эффективную работу рыбохода и эффективный проход рыбы по рыбоходному тракту 1 в сторону верхнего 3 бьефа.
Рыбоход работает следующим образом.
Из верхнего 3 бьефа подают расчетный расход воды, который пропускается по рыбоходному тракту 1, проходя через вплывные отверстия 7. Одновременно в работу включаются системы струеформирующих насадков 8, расположенных непосредственно во вплывных отверстиях 7 (фиг.1) или в автономных каналах 12, при этом они формируют гидравлические струи, которые создают гидравлическое сопротивление перед вплывными отверстиями 7, улучшая проход рыбы из нижерасположенных камер 5 в вышерасположенные камеры 5 рыбохода. Формированию гидравлического сопротивления во многом способствуют экранирующие козырьки 9, размещенные по всему периметру вплывных отверстий 7 со стороны верхнего бьефа и закрепленные на поперечных перегородках 6. При этом козырьки 9 формируют выходную часть 10 вплывного отверстия 7 и выходное сечение эжекционной системы. Возможны два варианта запитки систем насадков 8: первая схема - работают насосы 17 (фиг.24), вторая схема совмещенная - верхние камеры 5 запитаны от насосов 17, а нижние камеры 5 со стороны нижнего 2 бьефа запитаны обводным напорным трубопроводом 11, сообщенным с верхним 3 бьефом и системами струеформирующих насадков 8 (фиг.8). Общий вид на рыбоход, встроенный в плотину гидроузла 4, показан на фиг.9.
Наиболее предпочтительной компоновкой вплывных отверстий 7 является вариант, представленный на фиг.3. Компоновка вплывных отверстий 7 может быть различной (фиг.4, 5, 6, 10, 11 и 12), каждый вариант имеет свои плюсы и минусы, однако у проектировщиков, в зависимости от установки ихтиологов, имеется широкий выбор для принятия окончательного решения.
Несомненным достоинством технического решения рыбохода является применение закручивающих приспособлений 15, установленных внутри концевых частей напорного трубопровода 11 (фиг.16), что позволяет предварительно закручивать гидравлические струи вокруг своей оси и только затем формировать затопленные гидравлические струи, создающие гидравлическое сопротивление потоку. Схемы закрутки струй (фиг.17, 18, 19, 20, 21, 22 и 23) могут быть различными, но каждая из них способствует формированию максимального гидравлического сопротивления перед вплывными отверстиями 7 (фиг.25).
Предлагаемый способ и рыбоход его реализующий позволяют создавать управляемый водный поток по всей длине рыбоходного тракта, внося дополнительное сопротивление основному потоку, которое в максимальной степени способствует свободному и самостоятельному проходу рыбы в верхний бьеф и обеспечивает нормальный режим работы рыбохода.
Источники информации
1. Патент РФ №2130990. МПК Е 02 В 8/08. "Рыбоход для пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний". Авторы: Введенский О.Г. и Полянин А.Я. Опубл. 1999.05.07.
2. Патент РФ №2130991. МПК Е 02 В 8/08. "Способ привлечения и перевода рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний". Автор: Введенский О.Г. Опубл. 1999.05.07.
3. Патент РФ №2178480. МПК Е 02 В 8/08. "Конструкция насосно-эжекторной установки для транспортировки жидкости с первого участка на второй, вышерасположенный участок". Авторы: Введенский О.Г. и Полянин А.Я. Опубл. 2002.01.20.
Формула изобретения
1. Способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт рыбохода из нижнего бьефа гидроузла в верхний, 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, отличающийся тем, что гидравлические струи формируют непосредственно в вплывном отверстии поперечной перегородки, при этом активно эжектируют часть объема воды из нижерасположенной камеры рыбохода и подают его в вышерасположенную камеру рыбохода.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидравлические струи формируют в автономных каналах, размещенных выше и ниже продольной оси вплывного отверстия, которые эжектируют дополнительный объем воды из нижерасположенной камеры рыбохода, при этом создают гидравлические струи большего диаметра, имеющие большую эжекционную способность.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что со стороны камеры рыбохода на поперечной перегородке формируют выходную часть эжекционной системы, размещая выше и ниже струеформирующих насадков экранирующие козырьки по всему периметру вплывного отверстия.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что козырьки размещают в горизонтальной плоскости.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что козырьки размещают под острым углом к продольной оси вплывного отверстия.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что подачу дополнительного расхода воды в систему струеформирующих насадков осуществляют из обводного напорного трубопровода, соединенного с верхним бьефом, используя при этом энергию перепада уровней воды верхнего и нижнего бьефов.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что создание управляемого водного потока в камере рыбохода осуществляют путем подачи дополнительного расхода воды в виде гидравлических струй по всему периметру вплывного отверстия.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что гидравлическое сопротивление потоку, поступающему по рыбоходному тракту и камерам рыбохода из верхнего бьефа, формируют, предварительно закручивая затопленные гидравлические струи, при этом создают струи с большим диаметром, которые при совместном взаимодействии с потоком рыбоходного тракта повышают величину общего сопротивления в выходной части вплывного отверстия.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что гидравлическое сопротивление потоку, поступающему по рыбоходному тракту и камерам рыбохода из верхнего бьефа, формируют, предварительно закручивая гидравлические струи в направлении по часовой стрелке.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что гидравлическое сопротивление потоку, поступающему по рыбоходному тракту и камерам рыбохода из верхнего бьефа, формируют, предварительно закручивая гидравлические струи в направлении против часовой стрелки.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что гидравлическое сопротивление потоку, поступающему по рыбоходному тракту и камерам рыбохода из верхнего бьефа, формируют, предварительно закручивая гидравлические струи попарно в направлении навстречу друг к другу.
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что гидравлическое сопротивление потоку, поступающему по рыбоходному тракту и камерам рыбохода из верхнего бьефа, формируют, предварительно закручивая гидравлические струи, подаваемые выше продольной оси вплывного отверстия, в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки, а гидравлические струи, подаваемые ниже продольной оси вплывного отверстия, - в направлении против часовой стрелки или по часовой стрелке.
13. Рыбоход, включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, выполненный в виде камер, соединенных между собой поперечными перегородками и размещенных ступенчато или в виде лоткового канала с продольным уклоном в сторону нижнего бьефа, донные вплывные отверстия, выполненные в поперечных перегородках, причем вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа выполнены со струеформирующими насадками, сообщенными с источником рабочей среды и размещенными выше и ниже продольной оси вплывного отверстия, при этом насадки ориентированы под острым углом к продольной оси вплывных отверстий, причем насадки расположены между экранирующими козырьками, размещенными по полупериметру вплывного отверстия выше и ниже плоскости установки струеформирующих насадков, таким образом, что насадки находятся внутри сформированной козырьками выходной части вплывного отверстия и расположены параллельно плоскости прилегающего экранирующего козырька, отличающийся тем, что струеформирующие насадки выполнены по всему периметру вплывного отверстия, при этом выходные отверстия насадков расположены непосредственно во вплывных отверстиях между плоскостями боковых поверхностей поперечных перегородок, а внутри поперечных перегородок выполнены раздающие коллекторы, причем часть камер рыбохода со стороны нижнего бьефа сообщена с верхним бьефом посредством напорного обводного трубопровода, соединенного с системами струеформирующих насадков.
14. Рыбоход по п.13, отличающийся тем, что высота вплывного отверстия со стороны нижнего бьефа больше, чем аналогичная высота со стороны верхнего бьефа.
15. Рыбоход по п.13 или 14, отличающийся тем, что поперечная перегородка выполнена с дополнительными сквозными отверстиями, сообщающимися с камерами верхнего и нижнего уровня, при этом внутри этих отверстий соосно с образуемыми автономными каналами размещены струеформирующие насадки, причем сквозные отверстия выполнены под острым углом к продольной оси вплывных отверстий и параллельно осям струеформирующих насадок и размещены выше и ниже вплывного отверстия.
16. Рыбоход по п.15, отличающийся тем, что входные отверстия автономных каналов со стороны нижнего бьефа выполнены с рыбозаградительной решеткой.
17. Рыбоход по любому из пп.13-16, отличающийся тем, что вплывные отверстия выполнены квадратной формы.
18. Рыбоход по любому из пп.13-16, отличающийся тем, что вплывные отверстия выполнены прямоугольной формы.
19. Рыбоход по любому из пп.13-16, отличающийся тем, что вплывные отверстия выполнены круглой формы.
20. Рыбоход по любому из пп.13-19, отличающийся тем, что вплывные отверстия в поперечной перегородке выполнены поярусно, при этом вплывные отверстия верхнего яруса расположены со смещением по ширине поперечной перегородки по отношению к вплывным отверстиям нижнего яруса.
21. Рыбоход по любому из пп.13-20, отличающийся тем, что концевые участки напорного трубопровода, примыкающие к насадкам, снабжены закручивающими приспособлениями, установленными внутри трубопровода.
22. Рыбоход по п.21, отличающийся тем, что закручивающие приспособления, установленные внутри трубопровода, выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи в направлении по часовой стрелке.
23. Рыбоход по п.21, отличающийся тем, что закручивающие приспособления, установленные внутри трубопровода, выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи в направлении против часовой стрелки.
24. Рыбоход по п.21, отличающийся тем, что закручивающие приспособления, установленные внутри трубопровода, попарно выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи в направлении навстречу друг другу.
25. Рыбоход по п.21, отличающийся тем, что закручивающие приспособления насадков, размещенных выше продольной оси вплывного отверстия, выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи против часовой стрелки, а закручивающие приспособления насадков, размещенных ниже продольной оси вплывного отверстия, выполнены с нарезкой, позволяющей закручивать гидравлические струи по часовой стрелке.
РИСУНКИРисунок 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, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25
