РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИ ВОДОЗАБОРЕ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ Российский патент 1995 года по МПК E02B8/08 E02B9/04 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в области техники охраны рыбы при отборе воды из поверхностных источников.

Отборы воды из поверхностных источников связан с воздействием на природную среду, в частности на водные объекты и их обитателей. Процесс отделения забираемой воды от смеси воды и рыбы должен быть безопасным для жизнедеятельности рыб, икры и личинок, а рыбозащитное устройство или рыбозащитные системы водоприемников становятся обязательными природоохранными объектами водозабора.

Известны конструкции рыбозащитных устройств, работоспособных в легких и средних условиях забора воды, характеризующихся наличием внутриводного ледообразования без шугозаполнения русла и устойчивым ледоставом мощностью до 1,2 м. Рабочие органы в них содержат водопроницаемые конусы с потокообразователями, барабаны или зонтики, располагаемые в живом сечении водотока.

Недостатком конструкции перечисленных устройств является отсутствие рыбоотвода. В водоприемном ковше, применяемом для борьбы с шугой в тяжелых и очень тяжелых условиях забора воды, такие устройства неэффективны.

Известны конструкции рыбозащитных устройств с жалюзийными и пакетно-реечными экранами, располагаемыми на входе в водоприемный ковш. Принцип их действия заключается в использовании речного потока для выведения молоди рыб из зоны контакта с водоприемным экраном [1].

Недостатком известных конструкций этого типа является наличие экранов в зоне ледохода. При ледовых воздействиях рабочие органы таких конструкций разрушаются.

Известно рыбозащитное устройство, включающее сетчатый конвейер, расположенный наклонно на забральных стенках, у конца которого в днище водозабора выполнено отверстие рыбоотвода [2].

Конструкция устройства допускает поджатие на сетки конвейера пассивной молоди, икры и личинок. Последние смываются промывной горизонтальной трубой над отсасывающим рыбоотводом. Скорость фильтрации через сетчатый конвейер 0,5 м/с. Для северных водоемов, нередко относящихся к высшей (особой) категории рыбохозяйственного значения и обитаемых ценными видами рыб, эффективность рыбозащиты, при которой травмируется или гибнет молодь рыб с размером тела менее 50 мм, недостаточна. Кроме того, устройство рассчитано на работу только в летних условиях. Так цикл движения сетчатого конвейера включает прохождение сетками воздушной среды и возвращение в воду, при этом отсутствуют элементы, исключающие вмерзание сеток конвейера в лед в зимний период, т.е. известное устройство не обладает достаточной эксплуатационной надежностью в тяжелых условиях забора воды.

Изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности рыбозащиты и эксплуатационной надежности рыбозащитного устройства в природной среде, характеризуемой тяжелыми и очень тяжелыми зимними условиями забора воды.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, относится к улучшению контакта рабочего органа с природной средой.

Технический результат достигается тем, что рыбозащитное устройство, включающее береговые устои с расположенной между ними сороудерживающей решеткой, водопроницаемый экран, размещенный за решеткой, рыбоотвод с входным оголовком и рыбонасос, снабжено вертикальной глухой стенкой, прилегающей торцом к одному из береговых устоев, при этом водопроницаемый экран расположен вертикально, прилегает торцом к другому береговому устою и снабжен устойчивым к ледовым воздействиям элементом, соединенным с верхней кромкой водопроницаемого экрана, а в месте прилегания водопроницаемого экрана и вертикальной глухой стенки размещен входной оголовок рыбоотвода, за которым расположен рыбонасос.

Технический результат достигается, в частности, тем, что в предлагаемом устройстве устойчивый к ледовым воздействиям элемент расположен в зоне ледообразования или выполнен в виде перекрытия, расположенного ниже зоны ледообразования.

Опасным для защищаемых рыб в зоне контакта с фильтрами является сжатие потока по вертикали водопроницаемым экраном (сеткой), т.к. рыбы имеют наименьшую плавательную способность в дорсовентальном направлении. Опасным является и боковое двустороннее сжатие потока водопроницаемыми экранами. При этом рыба реакцией испуга, броском уходя от водопроницаемого экрана с одной стороны, оказывается поджатой к водопроницаемому экрану с другой стороны. Устройство снабжено вертикальной глухой стенкой, при этом водопроницаемый экран расположен вертикально, чем и обеспечена иная кинематика рыбозащиты. Водопроницаемый экран сжимает поток по ходу течения с одной боковой стороны. Защищаемая молодь рыбы, уходя от него, попадает в нефильтрующую струю потока, формируемую вертикальной глухой стенкой и направляемую к входному оголовку рыбоотвода, расположенному в месте прилегания водопроницаемого экрана и вертикальной глухой стенки.

Водопроницаемый экран выполнен с параметрами, определяющими малую скорость фильтрации, в результате молодь рыб размером тела 8-12 мм, а также молодь рыб более крупных размеров, ослабленная заморными явлениями в тяжелых зимних условиях, в состоянии преодолеть поджимающее воздействие фильтрационного потока и уйти в зону действия глухой вертикальной стенки.

Рыбонасос выполнен с параметрами, обеспечивающими скорость потока вдоль вертикальной глухой стенки и водопроницаемого экрана во входной оголовок рыбоотвода, достаточную для ската молоди рыб той максимальной крупности, которая проходит через сороудерживающую решетку. Условия устойчивой гидравлической связи параметров водопроницаемого экрана и рыбонасоса установлены лабораторными исследованиями.

Следовательно, наличие вертикальной глухой стенки, взаимное расположение ее, водопроницаемого экрана и входного оголовка рыбоотвода, а также наличие связи водопроницаемого экрана и рыбонасоса обеспечивают повышение эффективности рыбозащиты, т.к. обеспечивают сохранение слабой молоди рыб.

Из особенностей ледовых воздействий на водопроницаемый экран, являющийся рабочим органом рыбозащитного устройства, в тяжелых и очень тяжелых условиях забора воды опасными являются воздействие примерзшего льда при его подвижках, оледенение экрана от металлических элементов, проходящих через холодный воздух, лед и воду, удары отдельных плавающих льдин.

В устройстве водопроницаемый экран расположен вертикально, ограничен по высоте нижней кромкой льда при минимальном уровне воды, т.е. расположен подо льдом и снабжен устойчивым к ледовым воздействиям элементом, соединенным с верхней кромкой водопроницаемого экрана, т.е. расположенным в зоне ледообразования, что и обеспечивает сохраняемость устройства при подвижках примерзшего льда и ударах отдельных плавающих льдин. Элемент выполнен из материалов с низкой теплопроводностью и вместе с ледовым и снеговым покровом защищает экран от оледенения в условиях отсутствия зимних промывок. Исключение зимних промывок обеспечено параметром водопроницаемого экрана, определяющим малую скорость фильтрации.

При значительных колебаниях уровня воды в источнике водопроницаемый экран содержит устойчивый к ледовым воздействиям элемент, выполненный в виде перекрытия, расположенного ниже зоны ледообразования. Расположение экрана и перекрытия подо льдом обеспечивают сохраняемость устройства от механического повреждения льдом и обеспечивают защиту от оледенения.

Предлагаемое рыбозащитное устройство снабжено вертикальной глухой стенкой, прилегающей торцом к одному из береговых устоев, при этом водопроницаемый экран расположен вертикально, прилегает торцом к другому береговому устою и снабжен устойчивым к ледовым воздействиям элементом, соединенным с верхней кромкой водопроницаемого экрана, а в месте прилегания водопроницаемого экрана и вертикальной глухой стенки размещен входной оголовок рыбоотвода, за которым расположен рыбонасос.

К существенным признакам, характеризующим изобретение, относится то, что устойчивый к ледовым воздействиям элемент расположен в зоне ледообразования и выполнен в виде перекрытия, расположенного ниже зоны ледообразования.

На фиг. 1 представлен схематический план рыбозащитного устройства; на фиг.2 и 3 - разрез А-А на фиг.1, поясняющий частные случаи расположения устойчивого к ледовым воздействиям элемента.

Рыбозащитное устройство содержит береговые устои 1, сороудерживающую решетку 2, расположенную между береговыми устоями, водопроницаемый экран 3, расположенный вертикально и сжимающий поток по ходу течения с одной из боковых сторон, входной оголовок рыбоотвода 4, размещенный в месте прилегания водопроницаемого экрана и вертикальной глухой стенки, за которым расположены последовательно рыбонасос 5 и рыбоотвод 6, выходящий за пределы действия водозабора. Устройство снабжено вертикальной глухой стенкой 7. При V-образном в плане расположении двух водопроницаемых экранов, обеспечивающем увеличение производительности устройства, вертикальная глухая стенка размещена равноудаленно между экранами.

Водопроницаемый экран 3 (фиг.2) снабжен устойчивым к ледовым воздействиям элементом 8, соединенным с его верхней кромкой и расположенным в зоне ледообразования, или при значительных изменениях уровня воды в источнике (фиг. 3) аналогичным по назначению элементом (перекрытием) 8, расположенным ниже зоны ледообразования.

Рыбозащитное устройство размещается в водоприемном ковше за пределами действия ледохода перед водоприемником. Водопроницаемый экран выполнен из фильтрующих панелей с заполнением, например, из щебня крупностью до 20 мм или гладких стеклянных шариков того же диаметра. Количество фильтрующих панелей в водопроницаемом экране обеспечивает малую скорость фильтрации, не более 0,06 м/с. Скорость течения в оголовке рыбоотвода обеспечена рыбонасосом.

Элемент, устойчивый к ледовым воздействиям, выполнен, например, из деревянных щитов; при выполнении в виде перекрытия - из стали, железобетона или прорезиненной ткани.

Рыбозащитное устройство изготовляют в котловане при открытом водоотливе или водопонижении.

Работает рыбозащитное устройство следующим образом.

Береговые устои 1 (фиг.1) перегораживают по флангам устройства акваторию ковша.

Исходная вода источника протекает сквозь сороудерживающую решетку 2. Здесь задерживаются крупные рыбы. На решетке вода очищается от мусора, способного засорить рыбонасос. Далее вода проходит вдоль водопроницаемого экрана 3, где частично отфильтровывается в водоприемную часть ковша, к водоприемникам, а остальная вода вместе с рыбой поступает во входной оголовок рыбоотвода 4 и рыбонасосом 5 по рыбоотводу 6 транспортируется в реку ниже створа водоприемного ковша. Скат молоди рыб размером тела 8-12 мм, икры и личинок, а также ослабленной заморными явлениями молоди рыб более крупных размеров в зоне действия водопроницаемого экрана происходит вдоль нефильтрующей вертикальной глухой стенки 7, что повышает эффективность рыбозащиты. Благоприятные условия ската обеспечиваются наличием связи водопроницаемого экрана 3, обеспечивающего пониженную скорость фильтрации и рыбонасоса 5, обеспечивающего отвлекающую скорость течения.

Водопроницаемый экран 3 расположен подо льдом и снабжен устойчивым к ледовым воздействиям элементом 8, соединенным с его верхней кромкой, что защищает водопроницаемый экран от ледовых воздействий и оледенения.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в водозаборных сооружениях ковшового типа. Сущность изобретения: рыбозащитное устройство расположено в водоприемном ковше и включает береговые устои 1, сороудерживающую решетку 2, расположенную между береговыми устоями 1, вертикально расположенный водопроницаемый экран 3 и вертикальную глухую стенку 7. В месте прилегания водопроницаемого экрана 3 и глухой стенки 7 расположен входной оголовок рыбовода 4, за которым последовательно размещены рыбонасос 5 и рыбоотвод 6. Водопроницаемый экран 3 снабжен устойчивым к ледовым воздействиям элементом 8, расположенным в зоне ледообразования или ниже нее, что защищает экран 3 от ледовых воздействий и оледенения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИ ВОДОЗАБОРЕ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ, включающее береговые устои с расположенной между ними сороудерживающей решеткой, водопроницаемый экран, размешенный за решеткой, рыбоотвод с входным оголовком и рыбонасос, отличающееся тем, что оно снабжено вертикальной глухой стенкой, прилегающей торцом к одному из береговых устоев, при этом водопроницаемый экран расположен вертикально, прилегает торцом к другому береговому устою и снабжен устойчивым к ледовым воздействиям элементом, соединенным с верхней кромкой водопроницаемого экрана, а в месте прилегания водопроницаемого экрана и вертикальной глухой стенки размещен входной оголовок рыбоотвода, за которым расположен рыбонасос. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устойчивый к ледовым воздействиям элемент расположен в зоне льдообразования. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устойчивый к ледовым воздействиям элемент выполнен в виде перекрытия, расположенного ниже зоны льдообразования.