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, расположенный между водосбросными участками водосливной плотины, выполненный в виде наклонно расположенных маршей, выполненных серпантинной в плане формы, и соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, рыбонаправляющее устройство, расположенное напротив входного оголовка рыбохода и выполненное в виде криволинейной в плане стенки, вершина которой расположена на продольной оси рыбоходного тракта, а ее криволинейные боковые поверхности вогнутой стороной обращены к входной части рыбохода, поперечные перегородки с поверхностными вплывными отверстиями, установленные по длине рыбоходного тракта, образуя камеры, и нерестовый субстрат в виде гравийно-галечниковой отсыпки с различным диаметром фракций, уложенный на дне камер. Рыбоход снабжен дополнительным маршем и рыбонаправляющим устройством. Дополнительный марш выполнен симметрично относительно марша нижнего уровня. Нижняя часть марша верхнего уровня снабжена продольной перегородкой, установленной на продольной оси рыбохода. Верхние части маршей нижнего уровня сопряжены с торцевой частью продольной перегородки, образуя переходные участки, симметрично расположенные относительно продольной оси рыбохода. Дополнительное рыбонаправляющее устройство, аналогичное по конструкции основному, размещено зеркально относительно продольной оси рыбохода напротив входного оголовка дополнительного марша. Изобретение обеспечивает создание эффективных гидравлических условий в зоне расположения входного оголовка рыбохода для равновероятного привлечения рыб со стороны двухстороннего водосброса и выпуска рыб в верхний бьеф. 8 з.п. ф-лы, 14 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 и установленные на его дне элементы усиленной шероховатости.
Недостатком данного рыбохода является практически равномерная плановая эпюра скоростей, а также высокая равномерность вертикальной эпюры скоростей, отсутствие зон с пониженными скоростями для отдыха рыб.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоход [2], включающий рыбоходный тракт, расположенный между водосбросными участками водосливной плотины, выполненный в виде наклонно расположенных маршей, выполненных серпантинной, в плане, формы, соединяющий нижний и верхний бьеф гидроузла, рыбонаправляющее устройство, расположенное напротив входного оголовка рыбохода и выполненное в виде криволинейной в плане стенки, вершина которой расположена на продольной оси рыбоходного тракта, а ее криволинейные боковые поверхности вогнутой стороной обращены к входной части рыбохода, поперечные перегородки с поверхностными вплывными отверстиями, установленные по длине рыбоходного тракта, образуя камеры и нерестовый субстрат в виде гравийно-галечниковой отсыпки с различным диаметром фракций, уложенный на дне камер.
Недостатком данного рыбохода является отсутствие благоприятных условий для привлечения рыб с обеих водосбросных плотин.
Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в зоне расположения входного оголовка рыбохода для равновероятного привлечения рыб со стороны двухстороннего водосброса и выпуска рыб в верхний бьеф.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Выполнение рыбохода с дополнительным маршем нижнего уровня, расположенного симметрично относительно продольной оси рыбохода, позволяет повысить эффективность привлечения рыб, сконцентрированных у другого участка водосбросной части плотины. Этому способствует дополнительный входной оголовок и дополнительное рыбонаправляющее устройство, аналогичное по конструкции основному рыбонаправляющему устройству, вершина которого расположена на продольной оси дополнительного марша. В этой компоновке рыбоход имеет два равноценных входных оголовка, эффективно привлекающих рыбу со стороны водосбросных частей плотины. Кроме того, за счет наличия двух маршей нижнего уровня, увеличилось в два раза живое сечение рыбоходного тракта, а с учетом постоянного расхода воды, поступающего из верхнего бьефа через марш верхнего уровня, скорости течения в рыбоходных трактах нижнего уровня будут пониженными. Этот момент благоприятно отражается на процессе перемещения рыб в рыбоходных трактах нижнего уровня. Кроме того, при данной компоновке и с учетом последнего положения по длине рыбохода удается создать два участка с различными скоростными характеристиками: на нижних маршах - средняя скорость потока меньше, а на верхнем марше - средняя скорость потока больше. Таким образом, сформированный продольный градиент скорости, с повышением скорости в направлении верхнего бьефа, постепенно выводит мигрантов на гидравлические условия, имеющие место в верхнем бьефе, а именно в створе расположения выходного оголовка.
Наличие переходного участка в районе размещения продольной перегородки является чисто конструктивным инженерным решением, позволяющим решить задачу сопряжения маршей нижнего и верхнего уровней.
По п.2 формулы изобретения. Снабжение продольной перегородки, в районе переходного участка, дополнительной поперечной перегородкой, с поверхностными вплывными отверстиями, выполненной по обеим ее сторонам, позволяет равномерно распределять расход воды, поступающий из верхнего бьефа, по рыбоходным трактам нижнего уровня.
По п.3 формулы изобретения. Выполнение поверхностных вплывных отверстий примыкающими к продольной перегородке позволяет сформировать привлекающий поток в центральной части переходного участка.
По п.4 формулы изобретения. Выполнение поверхностных вплывных отверстий примыкающими к внешним боковым стенкам рыбоходного тракта позволяет сформировать привлекающий поток вдоль внешних стен переходного участка.
По п.5 формулы изобретения. Выполнение дополнительной поперечной перегородки с донными вплывными отверстиями позволяет расширить возможности прохода рыб в верхний марш, обитающих в донных горизонтах потока.
По п.6 формулы изобретения. Выполнение рыбохода со стороны верхнего бьефа с верховым лотком, сопрягающимся с выходным оголовком, позволяет уменьшить вероятность обратного ската рыб в нижний бьеф, поскольку зона влияния водосбросного потока в направлении верхнего бьефа ослабевает, и, соответственно, уменьшается значение средней скорости течения в водохранилище.
По п.7 формулы изобретения. Выполнение верхового лотка закрепленным на консоли в значительной степени уменьшает затраты на строительство его опорной части.
По п.8 формулы изобретения. Выполнение верхового лотка по длине с переменным поперечным сечением, уменьшающимся в сторону верхнего бьефа, позволяет сформировать по его длине продольный градиент средней скорости потока. Этот момент также способствует адаптации мигрантов к гидравлическим условиям верхнего бьефа и снижает вероятность их обратного ската в нижний бьеф.
По п.9 формулы изобретения. Выполнение дна верхового лотка перфорированным позволяет ликвидировать дефицит расхода по длине лотка, а также способствует снижению коэффициента расхода в его входной части (со стороны верхнего бьефа). Кроме того, такая компоновка обеспечивает оптимальный гидравлический режим для рыб, перемещающихся в донном горизонте.
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 пункта изобретения отвечают критерию "существенные отличия " и связаны между собой настолько, что образуют единый творческий замысел, что позволяет констатировать факт наличия нового изобретения.
Решение поставленной задачи достигается путем реализации новой конструкции рыбохода, позволяющего повысить эффективность привлечения рыб со стороны водосбросной части гидроузла. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих чертежах:
фиг.1 - рыбоход, план;
фиг.2 - то же, фрагмент входного оголовка, план;
фиг.3 - рыбоходный тракт, продольный разрез;
фиг.4 - рыбоход, изометрия;
фиг.5 - дополнительная поперечная перегородка;
фиг.6 - то же, поверхностные вплывные отверстия примыкают к продольной перегородке;
фиг.7 - вариант дополнительной поперечной перегородки, поверхностные вплывные отверстия примыкают к внешним стенкам рыбоходного тракта, а донные вплывные отверстия примыкают к продольной перегородке;
фиг.8 - то же, поверхностные вплывные отверстия примыкают к продольной перегородке, а донные вплывные отверстия примыкают к внешним стенкам рыбоходного тракта;
фиг.9 - рыбоход, снабженный верховым лотком, план;
фиг.10 - продольный разрез по верховому лотку, фрагмент;
фиг.11 - верховой лоток, план;
фиг.12 - то же, дно верхового лотка выполнено перфорированным;
фиг.13 - верховой лоток с переменным поперечным сечением, уменьшающимся в сторону верхнего бьефа, план;
фиг.14 - то же, дно лотка выполнено перфорированным.
Рыбоход включает рыбоходный тракт 1, расположенный между водосбросными участками 2 водосливной плотины, выполненный в виде наклонно расположенных маршей, выполненных серпантинной, в плане, формы, соединяющий нижний 3 и верхний 4 бьеф гидроузла, рыбонаправляющее устройство 5, расположенное напротив входного оголовка 6 рыбохода и выполненное в виде криволинейной в плане стенки, вершина которой расположена на продольной оси рыбоходного тракта, а ее криволинейные боковые поверхности вогнутой стороной обращены к входной части 6 рыбохода, поперечные перегородки 7 с поверхностными вплывными отверстиями 8, установленные по длине рыбоходного тракта 1, образуя камеры 9 и нерестовый субстрат 10, в виде гравийно-галечниковой отсыпки с различным диаметром фракций, уложенный на дне камер 9. Рыбоход снабжен дополнительным маршем 11 и рыбонаправляющим устройством 12, причем дополнительный марш 11 выполнен симметрично относительно марша нижнего уровня, а нижняя часть марша верхнего уровня снабжена продольной перегородкой 13, установленной на продольной оси рыбохода, при этом верхние части маршей нижнего уровня сопрягаются с торцевой частью продольной перегородки 13, образуя переходные участки 14, симметрично расположенные относительно продольной оси рыбохода, причем дополнительное рыбонаправляющее устройство 12, аналогичное по конструкции основному, размещено зеркально относительно продольной оси рыбохода напротив входного оголовка 15 дополнительного марша 11.
Марши рыбоходного тракта 1 установлены на эстакаде 16. Для выхода рыб и забора рабочего расхода в рыбоход он снабжен выходным оголовком 17.
Кроме того, продольная перегородка 13 в районе переходного участка 14 может быть снабжена дополнительной поперечной перегородкой 18, с поверхностными вплывными отверстиями 8, выполненной по обе ее стороны.
Помимо того, поверхностные вплывные отверстия 8 могут примыкать к продольной перегородке 13.
Кроме того, поверхностные вплывные отверстия 8 могут примыкать к внешним боковым стенкам рыбоходного тракта 1.
Помимо того, дополнительная поперечная перегородка 18 может быть выполнена с донными вплывными отверстиями 19.
Кроме того, рыбоход, со стороны верхнего бьефа 4, может быть снабжен верховым лотком 20, сопрягающимся с выходным оголовком 17.
Помимо того, верховой лоток 20 может быть закреплен на консоли 21.
Кроме того, верховой лоток 20 может быть выполнен по длине с переменным поперечным сечением, уменьшающимся в сторону верхнего бьефа 4.
Помимо того, дно верхового лотка 20 может быть выполнено перфорированным с отверстиями перфорации 22.
Рыбоход работает следующим образом.
Служба эксплуатации подает рабочий расход воды, который создает благоприятные гидравлические условия для привлечения рыб к входным оголовкам 6 и 15 и свободного их прохода по рыбоходному тракту 1 в верхний бьеф 4. Гашение кинетической энергии водного потока обеспечивают поперечные перегородки 7, установленные по длине рыбоходного тракта 1, и нерестовый субстрат 10. Рыба, подходящая со стороны нижнего бьефа 3, концентрируется у водосбросных участков 2, где имеется привлекающий поток, насыщенный кислородом, и, одновременно, сформирован привлекающий рыбу «шлейф» скоростей, создаваемый потоком, выходящим из входных оголовков 6 и 15. Рыба, ориентируясь на привлекающий поток, попадает в рыбоходные тракты 1 нижнего уровня, и постепенно преодолевая вплывные отверстия 8, достигает переходных участков 14, где за счет пониженных скоростей потока она имеет возможность кратковременного отдыха и восстановления своего энергетического потенциала. Для продвижения в верхний бьеф 4 рыба находит путь и, преодолевая вплывные отверстия 8 и (или) 19 дополнительной поперечной перегородки 18, по рыбоходному тракту 1 верхнего уровня попадает в выходной оголовок 17 и далее в верхний бьеф 4. Если мигрантов устраивают условия, созданные в тракте 1, для их нереста, то для этих целей служит нерестовый субстрат 10.
Возможен вариант выполнения рыбохода с верховым лотком 20, сопрягающимся с выходным оголовком 17 (фиг.9). В этом случае уменьшается вероятность обратного ската рыб в нижний бьеф 3, поскольку зона влияния водосбросного потока в направлении верхнего бьефа 4 ослабевает, и, соответственно, уменьшается значение средней скорости течения в водохранилище.
Возможен вариант выполнения рыбохода с верховым лотком 20 с переменным, по его длине, поперечным сечением, уменьшающимся в сторону верхнего бьефа 4, что позволяет сформировать по его длине продольный градиент средней скорости потока. Этот момент также способствует адаптации мигрантов к гидравлическим условиям верхнего бьефа 4 и снижает вероятность их обратного ската в нижний бьеф 3.
Возможен вариант выполнения рыбохода с верховым лотком 20, дно которого выполнено перфорированным с отверстиями перфорации 22, что позволяет ликвидировать дефицит расхода, по длине лотка, а также способствует снижению коэффициента расхода в его входной части (со стороны верхнего бьефа). Кроме того, такая компоновка обеспечивает оптимальный гидравлический режим для рыб, перемещающихся в донном горизонте.
Предлагаемый рыбоход позволяет в максимальной степени эффективно привлекать рыбу со стороны водосбросной части плотины и имеет дополнительные компоненты, позволяющие производить эффективный выпуск мигрантов в верхний бьеф.
Источники информации
1. Малеванчик Б.С., Никоноров И.В. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с.10, рис.10.
2. Патент Японии №11-172660 (1999 год). «Fish Pass». Авторы: WADA SHI-HIRO, KUMAGAI MICHIO.
1. Рыбоход, включающий рыбоходный тракт, расположенный между водосбросными участками водосливной плотины, выполненный в виде наклонно расположенных маршей, выполненных серпантинной в плане формы, и соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, рыбонаправляющее устройство, расположенное напротив входного оголовка рыбохода и выполненное в виде криволинейной в плане стенки, вершина которой расположена на продольной оси рыбоходного тракта, а ее криволинейные боковые поверхности вогнутой стороной обращены к входной части рыбохода, поперечные перегородки с поверхностными вплывными отверстиями, установленные по длине рыбоходного тракта, образуя камеры, и нерестовый субстрат в виде гравийно-галечниковой отсыпки с различным диаметром фракций, уложенный на дне камер, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными маршем и рыбонаправляющим устройством, причем дополнительный марш выполнен симметрично относительно марша нижнего уровня, а нижняя часть марша верхнего уровня снабжена продольной перегородкой, установленной на продольной оси рыбохода, при этом верхние части маршей нижнего уровня сопряжены с торцевой частью продольной перегородки, образуя переходные участки, симметрично расположенные относительно продольной оси рыбохода, причем дополнительное рыбонаправляющее устройство, аналогичное по конструкции основному, размещено зеркально относительно продольной оси рыбохода напротив входного оголовка дополнительного марша.
2. Рыбоход по п. 1, отличающийся тем, что продольная перегородка в районе переходного участка снабжена дополнительной поперечной перегородкой с поверхностными вплывными отверстиями, выполненной по обе ее стороны.
3. Рыбоход по п. 2, отличающийся тем, что поверхностные вплывные отверстия примыкают к продольной перегородке.
4. Рыбоход по п. 2, отличающийся тем, что поверхностные вплывные отверстия примыкают к внешним боковым стенкам рыбоходного тракта.
5. Рыбоход по любому из пп. 2, 3 и 4, отличающийся тем, что дополнительная поперечная перегородка выполнена с донными вплывными отверстиями.
6. Рыбоход по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что он со стороны верхнего бьефа снабжен верховым лотком, сопрягающимся с выходным оголовком.
7. Рыбоход по п. 6, отличающийся тем, что верховой лоток закреплен на консоли.
8. Рыбоход по п. 7, отличающийся тем, что верховой лоток выполнен по длине с переменным поперечным сечением, уменьшающимся в сторону верхнего бьефа.
9. Рыбоход по п. 7 или 8, отличающийся тем, что дно верхового лотка выполнено перфорированным.
