Рыбоход

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Рыбоход включает рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, выполненный в виде лотка и имеющий концевую часть, сообщенную посредством тоннеля с верхним бьефом, поперечные перегородки с вплывными отверстиями, расположенные по всей длине рыбоходного тракта с образованием камер, входной и выходной оголовки, сообщающиеся с рыбоходным трактом, размещенные соответственно в нижнем и верхнем бьефах. Выходной оголовок соединен с приводом и выполнен с возможностью вращения относительно шарнира, соединяющего начальную часть лотка выходного оголовка и концевую часть рыбоходного тракта, которая выполнена в тоннеле тела плотины. Выходной оголовок расположен в цилиндрическом коллекторе, концевая часть которого снабжена балластом и расположена у поверхности воды, а начальная часть соединена с полым шарниром, встроенным в шаровое соединение тоннеля. Привод соединен с концевой частью цилиндрического коллектора и выполнен в виде кран-балки, установленной на гребне плотины. Изобретение обеспечивает создание эффективных условий для привлечения рыб из нижнего бьефа и выпуска рыб в водохранилище при колебаниях уровней воды в нижнем и верхнем бьефах. 9 з. п. ф-лы, 20 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 рыбоход [1], включающий рыбоходный тракт с поперечными перегородками, имеющими вплывные отверстия и выходной оголовок, имеющий четыре независимых выходных отверстия, снабженные затворами и расположенные на разных высотных отметках по отношению к уровню воды в водохранилище.

Недостатком данного рыбохода является сложность оборудования для выпуска рыб в верхний бьеф.

Известен рыбоход [2], включающий рыбоходный тракт с поперечными перегородками, имеющими вплывные отверстия и выходной оголовок, имеющий три независимых выходных отверстия, снабженные затворами и расположенные на разных высотных отметках по отношению к уровню воды в водохранилище.

Недостатком данного рыбохода является сложность оборудования для выпуска рыб в верхний бьеф.

Известен рыбоход [3], включающий рыбоходный тракт с поперечными перегородками, имеющими вплывные отверстия, дополнительные перегородки, соединенные с приводом вертикального перемещения и выполненные параллельно плоскости основных перегородок.

Недостатком данного рыбохода является сложность оборудования для управления дополнительными перегородками.

Известен рыбоход [4], включающий рыбоходный тракт с поперечными перегородками, имеющими вплывные отверстия и выходной оголовок, шарнирно соединенный с концевой частью рыбоходного тракта и имеющий возможность изменения высотного положения входной части выходного оголовка.

Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность выпуска рыб в верхний бьеф.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоход [5], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, выполненный в виде лотка, при этом концевая часть рыбоходного тракта сообщается посредством тоннеля с верхним бьефом, поперечные перегородки с вплывными отверстиями, расположенные по всей длине рыбоходного тракта с образованием камер, входной и выходной оголовки, сообщающиеся с рыбоходным трактом, размещенные соответственно в нижнем и верхнем бьефе, при этом выходной оголовок соединен с приводом и выполнен с возможностью вращения относительно шарнира, соединяющего начальную часть лотка выходного оголовка и концевую часть рыбоходного тракта.

Недостатком данного рыбохода является отсутствие благоприятных условий для привлечения рыб из нижнего бьефа и выпуска рыб в верхний бьеф при колебаниях уровня воды.

Целью изобретения является создание эффективных условий для привлечения рыб из нижнего бьефа и выпуска рыб в водохранилище при колебаниях уровней воды в нижнем и верхнем бьефах.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение узла соединения концевого участка рыбоходного тракта и начального участка выходного оголовка в виде полого шарнира, встроенного в шаровое соединение тоннеля, позволяет, при колебании уровня воды в водохранилище, обеспечивать эффективный выпуск мигрантов в верхний бьеф.

Соединение привода (кран-балки) с концевой частью цилиндрического коллектора позволяет стабилизировать местоположение выходного оголовка по отношению к уровню воды. Кроме того, в случае необходимости позволяет производить ремонтные работы, демонтаж или выполнять основную нагрузку по стабилизации оголовка, по отношению уровня воды в верхнем бьефе.

Выполнение балласта в нижней части концевого участка выходного оголовка позволяет удерживать его конструкцию на плаву.

Расположение входного оголовка в цилиндрическом коллекторе позволяет рационально устроить сопряжение верхнего бьефа с концевой частью рыбоходного тракта.

По п.2 формулы изобретения. Выполнение балласта в виде понтонов - это частный случай или вариант этого инженерного решения, поскольку существует несколько технических решений, осуществляющих эту задачу. Понтоны, как балласт, позволяют поддерживать плавучее состояние концевой части выходного оголовка и весь оголовок в рабочем состоянии, необходимого и достаточного для забора рабочего объема воды в рыбоход и выпуска мигрантов в верхний бьеф гидроузла.

По п.3 формулы изобретения. Выполнение источников света в тоннеле и в цилиндрической части выходного оголовка позволяет создать эффективные внешние условия для продвижения рыбы по рыбоходному тракту.

По п.4 формулы изобретения. Выполнение поперечных перегородок с донными вплывными отверстиями позволяет расширить возможности для прохода рыб в вышележащие камеры рыбохода.

По п.5 формулы изобретения. Выполнение входного оголовка, шарнирно соединенного с начальной частью рыбоходного тракта, позволяет при колебании уровня воды в нижнем бьефе осуществлять эффективное привлечение рыб. Конструкция полого шарнира, встроенного в шаровое соединение, позволяет обеспечить свободный пропуск рабочего расхода и рыб, проходящих по рыбоходному тракту.

Снабжение начальной части входного оголовка балластом позволяет удерживать входной оголовок на плаву.

Опора необходима для монтажа шарового соединения и принятия силовых нагрузок от него.

По п.6 формулы изобретения. Выполнение начальной части входного оголовка с направляющими, имеющими возможность вращательно-поступательного перемещения относительно опорных стоек, установленных в нижнем бьефе, позволяет стабилизировать местоположение входного оголовка по отношению к поперечному створу, в котором он находится.

По п.7 формулы изобретения. Выполнение входного оголовка с возможностью вращения относительно продольной оси рыбохода значительно расширяет возможности рыбохода по привлечению мигрантов из нижнего бьефа. Поворотом входного оголовка на заданный угол (по часовой или против часовой стрелки) служба эксплуатации задает режим привлечения из зоны с предполагаемой концентрацией рыб (эта зона может быть определена с помощью системы эхолокации, позволяющей сканировать поперечный створ реки).

По п.8 формулы изобретения. Выполнение привода вращения входного оголовка в виде гибких тяг, соединенных с внешними боковыми стенками его лотка и роликовой системой, выполненной на несущих фермах, установленных в створе размещения шарнирного соединения, позволяет как перемещать входной оголовок в горизонтальной плоскости, так и фиксировать его в заданном положении.

По п.9 формулы изобретения. Выполнение дна лотка начальной части входного оголовка полым в виде понтона позволяет рационально использовать элементы входного оголовка для формирования балласта.

Авторы достаточно детально представили конструктивную часть заявки, проиллюстрированную обширным графическим материалом, и постарались подробно описать принцип работы устройства, а также раскрыли сущность предлагаемого изобретения, что оставляет экспертизе минимум возможности для запроса дополнительных материалов. Со своей стороны авторы надеются на конструктивный диалог с экспертизой, который будет плодотворным для обеих заинтересованных сторон.

В целом конструктивные признаки независимого и зависимых пунктов изобретения отвечают критерию "существенные отличия" и связаны между собой настолько, что образуют единый творческий замысел, что позволяет констатировать факт наличия нового рыбохода.

Решение поставленной задачи достигается путем реализации новой конструкции рыбохода, позволяющего повысить эффективность привлечения рыб и их выпуск в условиях колебания уровней воды в нижнем и верхнем бьефах. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбоход, продольный разрез;

фиг.2 - фрагмент плотины с показом тоннеля;

фиг.3 - фрагмент выходного оголовка, вид сверху;

фиг.4 - фрагмент рыбоходного тракта, расположенного внутри тоннеля, продольный разрез;

фиг.5 - узел соединения начальной части выходного оголовка и концевой части рыбоходного тракта, продольный разрез;

фиг.6 - фрагмент выходного оголовка, положение при минимальном уровне воды в водохранилище;

фиг.7 - то же, при минимальном и максимальном уровнях воды в водохранилище;

фиг.8 - вариант шарнирно установленного входного оголовка, при максимальном уровне воды в нижнем бьефе;

фиг.9 - то же, при минимальном уровне воды в нижнем бьефе;

фиг.10 - конструкция ползункового опорного механизма, имеющего возможность вращательно-поступательного перемещения относительно опорных стоек;

фиг.11 - вид А на фиг.10;

фиг.12 - узел соединения концевой части входного оголовка и начальной части рыбоходного тракта, положение входного оголовка при максимальном уровне воды в нижнем бьефе;

фиг.13 - то же, положение входного оголовка при минимальном уровне воды в нижнем бьефе;

фиг.14 - вариант конструктивного решения входного оголовка, имеющего возможность вращения, в горизонтальной плоскости, относительно продольной оси рыбохода;

фиг.15 - то же, входной оголовок повернут по часовой стрелке;

фиг.16 - то же, входной оголовок повернут против часовой стрелки;

фиг.17 - входной оголовок рыбохода, дно начальной части выполнено в виде понтона, положение при максимальном уровне воды нижнего бьефа;

фиг.18 - входной оголовок рыбохода, дно начальной части выполнено в виде понтона, положение при минимальном уровне воды нижнего бьефа;

фиг.19 - входной оголовок рыбохода, снабженный кран-балкой, положение при максимальном уровне воды нижнего бьефа;

фиг.20 - входной оголовок рыбохода, снабженный кран-балкой, положение при минимальном уровне воды нижнего бьефа.

Рыбоход включает рыбоходный тракт 1, соединяющий нижний 2 и верхний 3 бьефы гидроузла, выполненный в виде лотка, при этом концевая часть 4 рыбоходного тракта 1 сообщается посредством тоннеля 5 с верхним 3 бьефом, поперечные перегородки 6 с вплывными отверстиями 7, расположенные по всей длине рыбоходного тракта 1 с образованием камер 8, входной 9 и выходной 10 оголовки, сообщающиеся с рыбоходным трактом 1, размещенные соответственно в нижнем 2 и верхнем 3 бьефе, при этом выходной оголовок 10 соединен с приводом 11 и выполнен с возможностью вращения относительно шарнира 12, соединяющего начальную часть лотка выходного оголовка 10 и концевую часть рыбоходного тракта 1.

Концевая часть лотка рыбоходного тракта 1 выполнена с тоннеле 5 тела плотины 13, выходной оголовок 10 расположен в цилиндрическом коллекторе 14, концевая часть которого снабжена балластом 15 и расположена у поверхности воды, а начальная часть соединена с полым шарниром 12, встроенным в шаровое соединение 16 тоннеля 5, причем привод 11 соединен с концевой частью цилиндрического коллектора 14 и выполнен в виде кран-балки 17, установленной на гребне плотины 13.

Кроме того, балласт 15 может быть выполнен в виде понтонов.

Помимо того в тоннеле 5 и цилиндрическом коллекторе 14 могут быть установлены источники света 18.

Кроме того, поперечные перегородки 6 могут быть выполнены с донными 19 вплывными отверстиями.

Помимо того, входной оголовок 9 может быть соединен полым шарниром 20, установленным на опоре 21, с начальной частью рыбоходного тракта 1, концевая его часть может быть снабжена балластом 15, а он выполнен с возможностью вертикального перемещения.

Кроме того, начальная часть входного оголовка 9 может быть снабжена направляющими 22, имеющими возможность вращательно-поступательного перемещения относительно опорных стоек 23, установленных в нижнем бьефе 2.

Помимо того, входной оголовок 9 может быть установлен с возможностью вращения относительно продольной оси рыбоходного тракта 1.

Кроме того, привод вращения входного оголовка 9 может быть выполнен в виде гибких тяг 24, соединенных с внешними боковыми стенками его лотка и роликовой системой (не показано), выполненной на несущих фермах 25, установленных в створе размещения шарнирного соединения 20, сообщающего входной оголовок 9 и начальную часть рыбоходного тракта 1.

Помимо того, дно лотка начальной части входного оголовка 9 может быть выполнено полым в виде понтона 26.

Кроме того, входной оголовок 9 может быть снабжен кран-балкой 27, установленной на опоре 21 шарового соединения 16.

Рыбоход работает следующим образом.

Служба эксплуатации подает рабочий расход воды, который создает благоприятные гидравлические условия для привлечения рыб к входному оголовку 9, на фоне потока нижнего бьефа 2. Расход поступает через выходной оголовок 10 (фиг.1), установленный с возможностью вертикального перемещения относительно изменяющегося уровня воды верхнего бьефа 3, благодаря шарниру 12, встроенному в шаровое соединение 16. Рыба, ориентируясь на привлекающий поток, попадает во входной оголовок 9 и далее в рыбоходный тракт 1 и, постепенно преодолевая вплывные отверстия 7 камер 8, достигает концевой части 4 рыбоходного тракта 1. Нормальные условия для продвижения мигрантов по концевой части 4 создают источники света 18, установленные в тоннеле 5. Для продвижения в верхний бьеф 3 рыба, преодолевая вплывные отверстия 7 или 19 в поперечных перегородках 6 и продвигаясь вдоль тракта 1 выходного оголовка 10, попадает в верхний бьеф 3. Нормальные условия для выхода мигрантов в этой зоне обеспечивают шарнир 12 и шаровое соединение 16, за счет чего выходной оголовок 10, снабженный балластом 15, отслеживает изменение уровня воды в верхнем бьефе 3.

Возможен вариант выполнения входного оголовка 9 с возможностью вертикального перемещения. Для этого его концевая часть соединена с полым шарниром 20, встроенным в шаровое соединение 16 (фиг.12 и 13), начальная часть оголовка 9 снабжена балластом 15 или часть дна лотка выполнена в виде понтона 26. Для более устойчивого местоположения входного оголовка 9 он может быть снабжен направляющими ползунками 22 (фиг.10), имеющими возможность вращательно-поступательного перемещения относительно опорных стоек 23, установленных в нижнем бьефе 2, по обеим сторонам стенок лотка входного оголовка 9 (фиг.8 и 9). Для этой же цели входной оголовок 9 может быть снабжен кран-балкой 27 (фиг.17-20), которая посредством гибкой тяги 24 соединена с начальной частью оголовка 9.

Возможен вариант выполнения входного оголовка 9 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно продольной оси рыбохода (фиг.14-16). Это позволяет повысить эффективность процесса привлечения мигрантов, так как входной оголовок 9 имеет возможность привлекать рыбу со стороны водосбросной части плотины 13 посредством поворота входного оголовка 9 по или против часовой стрелки и формирования привлекающего потока из зоны с максимальной концентрацией мигрантов (фиг.15 и 16).

Предлагаемый рыбоход позволяет в максимальной степени эффективно привлекать рыбу из нижнего бьефа вне зависимости от колебания уровня воды в нижнем бьефе. Кроме того, он позволяет повысить эффективность этого процесса, так как входной оголовок имеет возможность привлекать рыбу со стороны водосбросной части плотины, посредством поворота входного оголовка по или против часовой стрелки и формирования привлекающего потока из зоны с максимальной концентрацией мигрантов. Рыбоход также позволяет осуществлять эффективный выпуск мигрантов в верхний бьеф в условиях колебания уровня воды в водохранилище без дополнительных трудозатрат на модификацию его конструктивной компоновки.

Источники информации

1. Патент Японии №07-034437 (1995 год). МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 7/20, "Fishway corresponding to variation of water level".

2. Патент Японии №04-182504 (1992 год). МПК Е 02 В 8/08, "Fishway".

3. Патент Японии №02-279815 (1990 год). МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 7/20, "Automatic gate for fishway".

4. Патент США №841662. МПК Е 02 В 8/08, "Fish ladder". Автор: Thomach Branch, 1907.

5. Патент США №5139364. МПК Е 02 В 8/08, Е 02 В 7/20, "Automatic swing fishway apparatus", 1992.

1. Рыбоход, включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, выполненный в виде лотка, при этом концевая часть рыбоходного тракта сообщена посредством тоннеля с верхним бьефом, поперечные перегородки с вплывными отверстиями, расположенные по всей длине рыбоходного тракта с образованием камер, входной и выходной оголовки, сообщающиеся с рыбоходным трактом, размещенные соответственно в нижнем и верхнем бьефах, при этом выходной оголовок соединен с приводом и выполнен с возможностью вращения относительно шарнира, соединяющего начальную часть лотка выходного оголовка и концевую часть рыбоходного тракта, отличающийся тем, что концевая часть рыбоходного тракта выполнена в тоннеле тела плотины, выходной оголовок расположен в цилиндрическом коллекторе, концевая часть которого снабжена балластом и расположена у поверхности воды, а начальная часть соединена с полым шарниром, встроенным в шаровое соединение тоннеля, причем привод соединен с концевой частью цилиндрического коллектора и выполнен в виде кран-балки, установленной на гребне плотины.

2. Рыбоход по п. 1, отличающийся тем, что балласт выполнен в виде понтонов.

3. Рыбоход по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в тоннеле и цилиндрическом коллекторе установлены источники света.

4. Рыбоход по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поперечные перегородки выполнены с донными вплывными отверстиями.

5. Рыбоход по п. 1 или 2, отличающийся тем, что входной оголовок соединен полым шарниром, установленным на опоре, с начальной частью рыбоходного тракта, концевая его часть снабжена балластом, а он выполнен с возможностью вертикального перемещения.

6. Рыбоход по п. 5, отличающийся тем, что начальная часть входного оголовка снабжена направляющими, имеющими возможность вращательно-поступательного перемещения относительно опорных стоек, установленных в нижнем бьефе.

7. Рыбоход по п. 1 или 2, отличающийся тем, что входной оголовок установлен с возможностью вращения относительно продольной оси рыбоходного тракта.

8. Рыбоход по п. 7, отличающийся тем, что привод вращения входного оголовка выполнен в виде гибких тяг, соединенных с внешними боковыми стенками его лотка и роликовой системой, выполненной на несущих фермах, установленных в створе размещения шарнирного соединения, сообщающего входной оголовок и начальную часть рыбоходного тракта.

9. Рыбоход по п. 5, отличающийся тем, что дно лотка начальной части входного оголовка выполнено полым в виде понтона.

10. Рыбоход по п. 6 или 9, отличающийся тем, что входной оголовок снабжен кран-балкой, установленной на опоре шарового соединения.