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, вертикальные элементы усиленной шероховатости, стационарно установленные на дне рыбоходного тракта, размещенные поперечными рядами и выполненные обтекаемой формы в плане. Элементы усиленной шероховатости размещены в шахматном порядке и формируют зоны отдыха для рыб, образованные непосредственно за ними, причем элементы усиленной шероховатости выпуклой поверхностью обращены навстречу потоку. Нерестовый субстрат выполнен в виде гравийно-галечниковой отсыпки, уложенной на дне рыбоходного тракта. Вертикальные вплывные отверстия образованы в промежутках между элементами усиленной шероховатости. Элементы усиленной шероховатости в четных поперечных рядах выполнены затопленными и с высотой меньшей, чем высота аналогичных элементов, расположенных в нечетных рядах, при этом вертикальные элементы усиленной шероховатости выполнены с нишей, образованной со стороны их вогнутой поверхности. Изобретение обеспечивает создание эффективных условий для прохода рыбы. 3 з.п. ф-лы, 11 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 рыбоход [1], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами, выполненные обтекаемой формы в плане.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [2], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами с образованием зон для отдыха рыбы.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [3], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами с образованием зон для отдыха рыбы.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [4], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами, расположенные в шахматном порядке и выполненные обтекаемой формы, при этом выпуклой поверхностью элементы усиленной шероховатости обращены навстречу потоку.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [5], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами, выполненные обтекаемой формы в плане.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [6], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта, размещенные поперечными рядами и выполненные обтекаемой формы в плане, при этом высота элементов усиленной шероховатости в поперечных рядах различная.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [7], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, элементы усиленной шероховатости, установленные на дне и по глубине рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами с образованием зон для отдыха рыбы, при этом элементы усиленной шероховатости выполнены обтекаемой формы в плане.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [8], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами, выполненные обтекаемой формы в плане, зоны отдыха для рыб.

Недостатком сооружения является низкая эффективность работы.

Известен рыбоход [9], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости, установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами, выполненные обтекаемой формы в плане, при этом элементы усиленной шероховатости размещены в шахматном порядке и формируют зоны отдыха для рыб, образованные непосредственно за ними, причем элементы усиленной шероховатости выпуклой поверхностью обращены навстречу потоку, нерестовый субстрат в виде гравийно-галечниковой отсыпки, уложенной на дне рыбоходного тракта, привод для установки вертикальных элементов.

Недостатком сооружения является сложность конструкции и низкая эффективность работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выходной оголовок рыбохода [10], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости, стационарно установленные на дне рыбоходного тракта и размещенные поперечными рядами, выполненные обтекаемой формы в плане, при этом элементы усиленной шероховатости размещены в шахматном порядке и формируют зоны отдыха для рыб, образованные непосредственно за ними, причем элементы усиленной шероховатости выпуклой поверхностью обращены навстречу потоку, нерестовый субстрат в виде гравийно-галечниковой отсыпки, уложенной на дне рыбоходного тракта, вертикальные вплывные отверстия образованные в промежутках между элементами усиленной шероховатости.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность работы.

Целью изобретения является создание эффективных условий для прохода рыбы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение элементов усиленной шероховатости в четных поперечных рядах затопленными и с высотой меньшей, чем высота аналогичных элементов расположенных в нечетных рядах, позволяет регулировать гидравлическое сопротивление потоку по ширине и длине рыбоходного тракта. При этом переформируется как плановая, так и вертикальная эпюры скоростей.

Выполнение вертикальных элементов усиленной шероховатости с нишей, образованной со стороны их вогнутой поверхности, упрощает их конструкцию и улучшает условия для формирования зоны отдыха для рыб.

По п.2 формулы изобретения. Вариант, когда угол конусности элементов усиленной шероховатости уменьшается по направлению течения потока в рыбоходном тракте, позволяет создать продольный градиент скорости по длине рыбохода. С уменьшением угла конусности элементов усиленной шероховатости увеличивается ширина вплывных отверстий, уменьшается гидравлическое сопротивление потоку, уменьшается величина локального подпора уровня воды и т.д. Все это позволяет формировать гидравлические условия для заходящей в рыбоход рыбы, характеризующиеся постепенным повышением средней скорости потока в направлении выходного оголовка.

По п.3 формулы изобретения. Вариант, когда рыбоход выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости уменьшается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом, является вариантом компоновки рыбоходного тракта.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда рыбоход выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости увеличивается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом, является вариантом компоновки рыбоходного тракта.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбохода.

Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих чертежах:

фиг.1 - рыбоходный тракт, план;

фиг.2 - то же, структура плановой эпюры скоростей;

фиг.3 - схема обтекания потока элемента усиленной шероховатости, план;

фиг.4 - поперечный разрез рыбоходного тракта;

фиг.5 - то же, вариант с прямоугольной формой лотка;

фиг.6 - продольный разрез рыбоходного тракта;

фиг.7 - рыбоходный тракт, изометрия;

фиг.8 - вариант компоновки элементов усиленной шероховатости, изометрия;

фиг.9 - вариант компоновки элементов усиленной шероховатости, изометрия;

фиг.10 - рыбоход выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости уменьшается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом;

фиг.11 - рыбоход выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости увеличивается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом.

Рыбоход включает рыбоходный тракт 1, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости 2, стационарно установленные на дне рыбоходного тракта 1 и размещенные поперечными рядами, выполненные обтекаемой формы в плане, при этом элементы усиленной шероховатости 2 размещены в шахматном порядке и формируют зоны отдыха 3 для рыб, образованные непосредственно за ними, причем элементы усиленной шероховатости 2 выпуклой поверхностью обращены навстречу потоку, нерестовый субстрат 4 в виде гравийно-галечниковой отсыпки, уложенной на дне рыбоходного тракта 1, вертикальные вплывные отверстия 5, образованные в промежутках между элементами усиленной шероховатости 2.

Элементы усиленной шероховатости 2 в четных поперечных рядах выполнены затопленными и с высотой меньшей, чем высота аналогичных элементов 2 расположенных в нечетных рядах, при этом вертикальные элементы усиленной шероховатости 2 выполнены с нишей 6, образованной со стороны их вогнутой поверхности.

Кроме того, угол конусности элементов усиленной шероховатости 2 может уменьшается по направлению течения потока в рыбоходном тракте 1.

Помимо того, рыбоход может быть выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости 2 уменьшается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом.

Кроме того, рыбоход может быть выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости 2 увеличивается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом.

Рыбоход работает следующим образом.

При подаче рабочего расхода в рыбоход производится пропуск мигрантов через водосбросную плотину. Рыба, привлеченная из нижнего бьефа, заходит во входной оголовок и постепенно продвигается по рыбоходному тракту 1 в направлении верхнего бьефа и выходного оголовка. При своем продвижении рыба попадает в зоны, характеризующиеся различными значениями скоростей и структурой течений (фиг.2), которые формируются за вертикальными элементами усиленной шероховатости 2 и, преодолевая вплывные отверстия 5, проходит в направлении выходного оголовка. Формируемая по ширине рыбоходного тракта 1 многоградиентная плановая эпюра скоростей позволяет рыбе избирать оптимальные трассы перемещений в пределах рыбохода. Для отдыха рыбы имеются зоны 3, образуемые непосредственно за вогнутой поверхностью элементов усиленной шероховатости 2 (фиг.3). Одновременно с этим у рыбы имеется возможность нереста на субстрат 4, выполненный в виде гравийно-галечниковой отсыпки, уложенной на дне рыбоходного тракта 1 (фиг.4-6).

Возможен вариант, когда угол конусности элементов усиленной шероховатости 2 уменьшается по направлению течения потока в рыбоходном тракте 1. Это позволяет создать продольный градиент скорости по длине рыбохода. С уменьшением угла конусности элементов усиленной шероховатости 2 увеличивается ширина вплывных отверстий 5, уменьшается гидравлическое сопротивление потоку, уменьшается величина локального подпора уровня воды и т.д. Все это позволяет формировать гидравлические условия для заходящей в рыбоход рыбы, характеризующиеся постепенным повышением средней скорости потока (в вплывных отверстиях 5) в направлении выходного оголовка.

Возможен вариант, когда рыбоходный тракт 1 выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости 2 уменьшается по направлению течения потока (фиг.10), при этом участки последовательно чередуются друг за другом, что является вариантом компоновки рыбоходного тракта 1. Эта компоновка позволяет более рационально использовать энергетический потенциал рыбы и оптимизировать режим ее продвижения по рыбоходу. Продвигаясь в пределах каждого участка, рыба испытывает влияние продольного градиента средней скорости потока, который увеличивается в сторону верхнего бьефа.

Возможен вариант, когда рыбоходный тракт 1 выполнен с участками, в пределах которых, от их начала до их конца, угол конусности элементов усиленной шероховатости 2 увеличивается по направлению течения потока (фиг.11), при этом участки последовательно чередуются друг за другом, что является вариантом компоновки рыбоходного тракта 1. Эта компоновка также позволяет более рационально использовать энергетический потенциал рыбы и оптимизировать режим ее продвижения по рыбоходу. Продвигаясь в пределах каждого участка, рыба испытывает влияние продольного градиента средней скорости потока, который уменьшается в сторону верхнего бьефа, что дает возможность рыбе дополнительно отдохнуть и восстановить свое физиологическое состояние.

Предлагаемый рыбоход позволяет улучшить условия прохода рыбы в верхний бьеф.

Источники информации

1. Патент Японии (JP) №09-132909, "Fish ladder", IPC E02B 8/08. Mizuyama Takahisa, Onoda Tadahiro. 1997, 20 мая.

2. Патент WO №2004/083530, "Fish-passing facility", IPC E02B 8/08. Gorodetskyi Emelyan, 2004, 30 сентября.

3. Патент Украины (UA) №62419, "Рыбоходное сооружение", IPC Е02В 8/08, Городецкий Е.Т., Опубл. Б.И. №12, 15-12-2003.

4. Патент Австралии (AU) №2004200473, "Baffle for assisting the upstream passage of aquatic fauna", IPC E02B 8/08, A01K 29/00. Davies Peter E, 2004, 26 августа.

5. Патент РФ (RU) №2245424, "Рыбоход", МПК E02В 8/08, Чистяков А.А., Бюл. №3, 2005-01-27.

6. Патент РФ (RU) №2263743, "Рыбоходный канал (варианты)", МПК E02B 8/08, Чистяков А.А, Шкура В.Н., Бюл. №31, 2005-11-10.

7. Патент РФ (RU) №2260651, "Рыбоход", МПК E02В 8/08, Чистяков А.А., Шкура В.Н., Чемикосова Е.А. Бюл. №26, 2005-09-20.

8. Патент РФ (RU) №2013492, "Рыбоход", МПК Е02В 8/08, Филиппов Г.Г., 1994-05-30.

9. Патент РФ (RU) №2233940, "Рыбоходно-нерестовый канал ", МПК Е02В 8/08, Чистяков А.А., Шкура В.Н., Анохин A.M., Чистяков А.Ал., Чемикосова Е.А., 2004-08-10.

10. Чистяков А.А. Конструкции рыбоходных и рыбоходно-нерестовых каналов. / Учебное пособие. НГМА. - Новочеркасск, 2004. - 150 с., стр.100-101, рис.4.38.

1. Рыбоход, включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, вертикальные элементы усиленной шероховатости, стационарно установленные на дне рыбоходного тракта, размещенные поперечными рядами и выполненные обтекаемой формы в плане, при этом элементы усиленной шероховатости размещены в шахматном порядке и формируют зоны отдыха для рыб, образованные непосредственно за ними, причем элементы усиленной шероховатости выпуклой поверхностью обращены навстречу потоку, нерестовый субстрат в виде гравийно-галечниковой отсыпки, уложенной на дне рыбоходного тракта, вертикальные вплывные отверстия, образованные в промежутках между элементами усиленной шероховатости, отличающийся тем, что элементы усиленной шероховатости в четных поперечных рядах выполнены затопленными и с высотой, меньшей высоты аналогичных элементов, расположенных в нечетных рядах, при этом вертикальные элементы усиленной шероховатости выполнены с нишей, образованной со стороны их вогнутой поверхности.

2. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что угол конусности элементов усиленной шероховатости уменьшается по направлению течения потока в рыбоходном тракте.

3. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с участками, в пределах которых от их начала до их конца угол конусности элементов усиленной шероховатости уменьшается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом.

4. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с участками, в пределах которых от их начала до их конца угол конусности элементов усиленной шероховатости увеличивается по направлению течения потока, при этом участки последовательно чередуются друг за другом.