РЫБОХОДНО-НЕРЕСТОВЫЙ КАНАЛ Российский патент 2004 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.

Известен рыбоходно-нерестовый канал [1], включающий рыбоходный тракт в виде канала, соединяющего головную его часть с верхним бьефом, а устьевую часть с нижним бьефом, и элементы усиленной шероховатости, установленные на дне канала, по всей его длине.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность привлечения донных видов рыб в входной оголовок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоходно-нерестовый канал [2], включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде канала, головная часть которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть - с нижним бьефом, элементы усиленной и естественной шероховатости, установленные на дне канала по его длине, и дополнительные проточные тракты, головные части которых соединены с водопроводящим трактом.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность привлечения рыбы, подходящей со стороны нижнего бьефа, поскольку, если мигранты не попали в створ рыбоходно-нерестового канала, они попадают в зону влияния водосбросной плотины гидроузла и не являются объектом пропуска в верхний бьеф.

Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в нижнем бьефе для повышения вероятности захода рыб во входной оголовок рыбоходно-нерестового канала.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Соединение устьевых частей дополнительных проточных трактов с водотоком нижнего бьефа позволяет сформировать вдоль береговой линии многоголовый входной оголовок, позволяющий мигрирующей рыбе найти наиболее благоприятные гидравлические условия для ее захода в рыбоходный тракт. Если рыба не попала в зону привлекающего шлейфа, нижнего (по течению) входного оголовка, у нее есть высокая вероятность попасть в вышесформированное привлекающее течение, поскольку она продолжает находиться в зоне влияния привлекающего потока.

Расположение проточных трактов под разными углами к продольному створу водотока нижнего бьефа позволяет решить следующие задачи:

- во-первых, минимальное значение первого угла позволяет обеспечить безотрывное сопряжение потока из проточного тракта с водной массой водотока;

- во-вторых, с увеличением значения угла (второй угол) поток, выходящий из проточного тракта, имеет возможность охватить большую ширину водотока и, соответственно, большую часть рыбохозяйственного створа. Однако при этом вдоль берега образуется вторичное водоворотное течение и процесс безотрывного обтекания нарушается. Тем не менее в образуемых зонах 11 (фиг.2) возможно временное накопление рыбы, где она имеет возможность отдыха и восстановления своих энергетических затрат. Последний проточный тракт (максимальный угол) создает зону с максимальной шириной по отношению к ширине вотодотока в этом створе и, соответственно, позволяет привлекать из русловой части реки;

- в третьих, работа входных оголовков может быть организована по следующей схеме. Минимальная средняя скорость потока у нижнего, по течению, оголовка, а максимальная у проточного тракта с максимальным углом расположения к продольному створу водотока. Данная схема позволяет реализовать поэтапное привлечение рыбы вдоль береговой линии в зоне влияния входных оголовков и тем самым предоставить возможность выбора рыбе наиболее благоприятных гидравлических условий для ее захода в рыбоходный тракт (водопроводящий тракт).

Выполнение водораспределительного узла, в месте соединения головных частей дополнительных проточных трактов с водопроводящим трактом, с криволинейными продольными перегородками, примыкающими к головным частям дополнительных проточных трактов, позволяет обеспечить более равномерное распределение расхода водопроводящего тракта по дополнительным проточным трактам. Перегородки выполняют струенаправляющее действие в месте деления потока на три независимых водотока. Более того, за счет работы излучины, сформированной перед водораспределительным узлом (фиг.1), практически все наносы будут попадать в проточный тракт с максимальным углом расположения по отношению к продольному створу водотока, что в свою очередь повышает вероятность незанесения наносами двух других дополнительных проточных трактов.

Улучшению гидравлических условий в зоне влияния входных оголовков способствует устройство рыбонаправляющих устройств в виде донных уступов, выполненных со стороны береговой линии и примыкающих к входным оголовкам поточных трактов (фиг.8. 9, 10 и 11). В данном случае геометрические границы потока, выходящего из проточного тракта, имеют более устойчивое положение по отношению к транзитному потоку водотока. Практически весь расход из проточного тракта участвует в формировании привлекающего рыбу шлейфа скоростей, и только незначительная его часть растекается по горизонтальной полке донного уступа. Одновременно криволинейная грань донного уступа является устойчивым тактильным ориентиром для продвижения вдоль нее донных видов рыб (например, осетровых) ко входу в проточный тракт. С другой стороны, полигональное сечение водотока в зоне влияния входных оголовков (фиг.9, 10 и 11) формирует благоприятные гидравлические условия для продвижения рыбы, а также способствует эффективному транспортированию донных наносов вниз по течению за пределы привлекающего рыбу потока.

Криволинейная, в плане, форма донных уступов, а также выполнение их боковой грани выпуклостью в сторону русловой части водотока в полной степени способствуют как рыбонаправляющей, так и наносотранспортирующей их функции.

В целом конструктивные признаки основного пункта изобретения отвечают критерию "существенные отличия " и связаны между собой настолько, что образуют единый творческий замысел.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбоходного тракта канала, а также графического материала, представленного на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбоходно-нерестовый канал, план;

фиг.2 - рыбоходно-нерестовый канал, формируемая гидравлическая структура потока в нижнем бьефе, план;

фиг.3 - сечение I-I на фиг.2, трапецеидальное поперечное сечение канала с элементами усиленной шероховатости;

фиг.4 - сечение II-II на фиг.2, полигональное поперечное сечение канала (пойма-русло-пойма) с элементами усиленной шероховатости;

фиг.5 - сечение III-III на фиг.2, полигональное поперечное сечение канала (русло-пойма) с элементами усиленной шероховатости;

фиг.6 - узел I на фиг.1, водораспределительный узел;

фиг.7 - сечение IV-IV на фиг.6, поперечное сечение канала в месте установки продольных перегородок;

фиг.8 - многоголовый входной оголовок с донными криволинейными уступами и формируемой гидравлической структурой потока, план;

фиг.9 - сечение V-V на фиг.8;

фиг.10 - сечение VI-VI на фиг.8;

фиг.11 - сечение VII-VII на фиг.8.

Рыбоходно-нерестовый канал включает водопроводящий тракт 1, выполненный в виде канала, головная часть 2 которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть 3 - с нижним бьефом, элементы усиленной 4 и естественной 5 шероховатости, установленные на дне канала по его длине, дополнительные проточные тракты 6, головные части которых соединены с водопроводящим трактом 1. Устьевая часть 3 дополнительных проточных трактов 6 соединена с водотоком 7 нижнего бьефа, образуя многоголовый входной оголовок с автономными рыбоходными трактами, при этом продольные оси дополнительных проточных трактов 6 расположены под разными углами к продольному створу водотока 7, а значения углов уменьшаются по направлению течения водотока 7.

Водораспределительный узел 8, в месте соединения головных частей дополнительных проточных трактов 6 с водопроводящим трактом 1, может быть выполнен с криволинейными продольными перегородками 9, примыкающими к головным частям дополнительных проточных трактов 6.

Входные оголовки устьевых 3 частей дополнительных проточных трактов 6 со стороны береговой линии водотока 7 выполнены с рыбонаправляющим устройством в виде донного уступа 10 с криволинейной, в плане, гранью, обращенной выпуклостью в сторону русловой части водотока 7.

Рыбоходно-нерестовый канал работает следующим образом.

Привлечение рыбы из нижнего бьефа в устьевую часть 3 дополнительных проточных каналов 6 рыбоходно-нерестового канала осуществляется подачей рабочего расхода из верхнего бьефа и регулятора головной части 2 по водопроводящему тракту 1 и распределением его в водораспределительном узле 8 по трактам 6. Мигрирующая рыба, подходящая со стороны нижнего бьефа, реагируя на создаваемые гидравлические условия, попадает в зону влияния привлекающего "шлейфа" и начинает активно перемещаться к одному из входных оголовков устьевых частей 3 проточных трактов 6. В случае, если гидравлические условия у нижнего, по течению, входного оголовка 3 не благоприятствуют заходу в него рыбы, она, продвигаясь выше по течению, имеет возможность попасть в зону влияния второго и третьего входных оголовков 3. Благодаря наличию зон 11, размещенных между третьим и вторым, а также между вторым и первым оголовками 3, рыба имеет возможность временного отдыха и восстановления своих энергетических возможностей, при этом не покидая зоны прилегающего потока.

Устьевые части 3 размещены таким образом, чтобы вышерасположенный привлекающий рыбу “шлейф” скоростей (его активная зона) находился в зоне влияния нижерасположенного привлекающего рыбу “шлейфа” скоростей. Именно такая компоновка входных оголовков 3 проточных трактов 6 позволяет создать непрерывное привлечение рыбы вдоль всей зоны влияния многоголового входного оголовка рыбоходно-нерестового канала. Максимальной эффективности распространения привлекающего рыбу потока способствует размещение дополнительных проточных трактов 6 под разными углами по отношению к продольному створу водотока 7, причем α₁<α₂<α₃ (фиг, 2). Например, возможен вариант, когда значения углов, под которыми расположены проточные тракты 6, составят: α₁=11°, α₂=33°, α₃=55°.

Рыба, зашедшая в один из проточных трактов 6, имеет возможность отнереститься, поскольку в них имеются соответствующие условия для нереста как донных видов рыб, так и рыб, обитающих в поверхностных горизонтах потока (фиг.3, 4 и 5). В случае, когда условия для нереста не устраивают мигрантов, они имеют возможность продвижения по дополнительным трактам 6, вверх по водопроводящему тракту 1 и выхода в верхний бьеф гидроузла.

Улучшению гидравлических условий в зоне влияния входных оголовков способствует устройство рыбонаправляющих устройств в виде донных уступов 10, выполненных со стороны береговой линии и примыкающих к входным оголовкам проточных трактов 6 (фиг.8, 9, 10 и 11). В данном случае геометрические границы потока, выходящего из проточного тракта 6, имеют более устойчивое положение по отношению к транзитному потоку водотока 7. Практически весь расход из проточного тракта 6 участвует в формировании привлекающего рыбу шлейфа скоростей, и только незначительная его часть растекается по горизонтальной полке донного уступа 10. Одновременно криволинейная грань донного уступа 10 является устойчивым тактильным ориентиром для продвижения вдоль нее донных видов рыб (например, осетровых) ко входу в проточный тракт 6. С другой стороны, полигональное сечение водотока 7 в зоне влияния входных оголовков (фиг.9, 10 и 11) формирует благоприятные гидравлические условия для продвижения рыбы, а также способствует эффективному транспортированию донных наносов вниз по течению, за пределы привлекающего рыбу потока.

Криволинейная, в плане, форма донных уступов 10, а также выполнение их боковой грани выпуклостью в сторону русловой части водотока 7 в полной степени способствует как рыбонаправляющей, так и наносотранспортирующей их функции.

Источники информации

1. Свидетельство РФ на полезную модель №13806, Е 02 В 8/08, 2000.

2. Авторское свидетельство СССР №1666633, Е 02 В 8/08, 1991.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Рыбоходно-нерестовый канал включает водопроводящий тракт, выполненный в виде канала, головная часть которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть - с нижним бьефом, элементы усиленной и естественной шероховатости, установленные на дне канала по его длине, и дополнительные проточные тракты, головные части которых соединены с водопроводящим трактом. Устьевые части дополнительных проточных трактов соединены с водотоком нижнего бьефа, образуя многоголовый входной оголовок с автономными рыбоходными трактами. Продольные оси дополнительных проточных трактов расположены под разными углами к продольному створу водотока, а значения углов уменьшаются по направлению течения водотока. Водораспределительный узел в месте соединения головных частей дополнительных проточных трактов с водопроводящим трактом выполнен с криволинейными продольными перегородками, примыкающими к головным частям дополнительных проточных трактов. Входные оголовки устьевых частей дополнительных проточных трактов со стороны береговой линии водотока выполнены с рыбонаправляющим устройством в виде донного уступа с криволинейной в плане гранью, обращенной выпуклостью в сторону русловой части водотока. Изобретение обеспечивает создание эффективных гидравлических условий в нижнем бьефе для повышения вероятности захода рыб во входной оголовок рыбоходно-нерестового канала. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Рыбоходно-нерестовый канал, включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде канала, головная часть которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть - с нижним бьефом, элементы усиленной и естественной шероховатости, установленные на дне канала по его длине, и дополнительные проточные тракты, головные части которых соединены с водопроводящим трактом, отличающийся тем, что устьевые части дополнительных проточных трактов соединены с водотоком нижнего бьефа, образуя многоголовый входной оголовок с автономными рыбоходными трактами, при этом продольные оси дополнительных проточных трактов расположены под разными углами к продольному створу водотока, а значения углов уменьшаются по направлению течения водотока.2. Рыбоходно-нерестовый канал по п.1, отличающийся тем, что водораспределительный узел в месте соединения головных частей дополнительных проточных трактов с водопроводящим трактом выполнен с криволинейными продольными перегородками, примыкающими к головным частям дополнительных проточных трактов.3. Рыбоходно-нерестовый канал по п.1, отличающийся тем, что входные оголовки устьевых частей дополнительных проточных трактов со стороны береговой линии водотока выполнены с рыбонаправляющим устройством в виде донного уступа с криволинейной в плане гранью, обращенной выпуклостью в сторону русловой части водотока.