РЫБОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ Российский патент 2004 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для защиты молоди рыб на водозаборных объектах водохозяйственного назначения, устраиваемых на водотоках и водоемах.

Известно устройство (SU №15948, кл. Е 02 В 8/08, 1986), которое включает подводящий, водозаборный, рыбоотводящий каналы, содержащие дно и боковые стенки, водопроницаемую преграду и водонепроницаемую стенку, размещенную под углом к потоку в подводящем канале между его откосом и преградой, состоящей из водонепроницаемых пластин, установленных в подводящем канале с возможностью поворота вокруг своих вертикальных осей и соединенных с индивидуальным приводом для каждой водонепроницаемой пластины. Преграда установлена вдоль направления течения потока. Дно рыбоотводящего канала расположено выше дна подводящего канала и соединено с ним наклонным участком.

Основным недостатком известного устройства является низкая рыбозащитная эффективность молоди рыб из-за неравномерности распределения скоростей оттока через водоприемную поверхность по всей длине преграды, высокая строительная и эксплуатационная стоимость.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты личинок, ранней молоди рыб, а также икры, снижение строительных и эксплуатационных затрат.

Поставленная задача достигается тем, что в рыбозащитном сооружении, включающем подводящий, отводящий и рыбоотводящий каналы, содержащие дно и боковые стенки, аванкамеру, арьеркамеру и водопроницаемую преграду, согласно изобретению в подводящем канале поперек его продольной оси установлено потоконаправляющее устройство, боковые стенки аванкамеры и арьеркамеры расположены параллельно между собой в пределах преграды и под углом α=arctgm/К·V_oт/V к оси преграды, где:

α - угол наклона вертикальных боковых стенок аванкамеры и арьеркамеры относительно оси преграды;

m - коэффициент скважности преграды;

V - скорость в поводящем канале водозабора;

К - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды;

V_от - скорость оттока;

V_oт=V_подk/m,

V_под=V_cн, где

V_под - скорость подхода к преграде;

V_сн - сносящая скорость.

Дно на всем протяжении подводящего канала выполнено горизонтальным. Потоконаправляющее устройство снабжено струенаправляющими лопатками, которые расположены под углом (16÷25)° к оси подводящего канала. При этом длина струенаправляющей лопатки выполнена равной

L=0,5Н_л-1,5Н_мах,

где Н - глубина потока;

Н_л=1/3·Н - высота лопатки;

Н_мах - максимальная глубина потока, при этом расстояние между струенаправляющими лопатками выполнено равными (0,7÷0,9)Н. В хвостовой части сооружения установлен регулирующий затвор. Водопроницаемая преграда выполнена в виде сетки или жалюзийной решетки, длина которой равна

где k_p=0,05-0,1 - коэффициент расхода рыбоотвода;

k - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды;

V - скорость на входе в аванкамеру;

В - ширина на входе в аванкамеру;

Vo - скорость оттока;

m - коэффициент скважности.

Данное устройство создает одинаковые условия отведения молоди рыб по всей длине преграды, а также отвечает оптимальным гидравлическим условиям и биологическим требованиям. Подводящий канал обеспечивает подачу необходимого расхода воды к сооружению, а отводящий канал - к потребителю. Равномерность оттока воды по водоприемной поверхности преграды и постоянство скоростей по сечениям аванкамеры и арьеркамеры обеспечиваются параллельностью их стенок, расположенных под углом α относительно плоскости преграды. Потоконаправляющее устройство, размещенное в головной части рыбозащитного сооружения под углом к потоку, обеспечивает отжим молоди рыб и мелкого мусора от преграды. Глубина потока, в толще которого установлено потоконаправляющее устройство, должна соответствовать минимуму значения порогового давления для защищаемой молоди рыб. В случае, когда выполнение этого условия не представляется возможным, а защиту молоди необходимо обеспечить как в паводковый период, так и в период ледостава целесообразно использовать систему подъемно-опускающихся струенаправляющих лопаток. Нарушение этих требований приводит к снижению рыбозащитной эффективности устройства.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено рыбозащитное устройство, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А.

Рыбозащитное устройство состоит из подводящего канала 1, поперек продольной оси которого установлено потоконаправляющее устройство, снабженное струенаправляющими лопатками 2, расположенными под углом (16-25)° к оси подводящего канала 1. За подводящим каналом 1 расположены аванкамера 3 и арьеркамера 4, разделенные водопроницаемой преградой 5. Боковые стенки 6 аванкамеры 3 и арьеркамеры 4 выполнены вертикальными и расположены под углом α к оси водопроницаемой преграды 5 и параллельно между собой. За аванкамерой 3 расположен рыбоотвод 7, а за арьеркамерой 4 - отводящий канал 8, за которым смонтирован регулирующий затвор 9. Дно 10 на всем протяжении сооружения выполнено горизонтальным.

Угол наклона струенаправляющих лопаток 2 выбран равным (16-25)° и является оптимальным, так как в этом случае достигается наибольший отжим потока от преграды 5. Преграда 5 расположена в аванкамере 3 параллельно направлению динамической оси потока в подводящем канале 1. Водопроницаемая преграда 5 выполнена в виде сетки или жалюзийной решетки. Подводящий канал 1 разделен на отводящий 8, расположенный параллельно относительно плоскости преграды, и рыбоотвод 7. Стенки 6 аванкамеры 3 и арьеркамеры 4, параллельные между собой, расположены под углом α относительно плоскости преграды 5 и обеспечивают равномерность оттока воды вдоль всей поверхности преграды 5. Такая компоновка рыбозащитного сооружения с рыбозаградительной преградой 5 и рыбоотводом 7 создает благоприятные условия для возникновения вторичных течений в аванкамере 3, способствующих отводу ранней молоди и мелкого мусора в направлении стенки 6.

Устройство работает следующим образом.

При движении потока воды с молодью рыб по подводящему каналу 1 благодаря потоконаправляющему устройству происходят усиление вторичных течений и отжим личинок, молоди, икры и мелкого мусора от преграды 5, установленной параллельно оси основного потока, к стенке 6 аванкамеры 3, которая совместно со стенкой 6 арьеркамеры 4, расположенной параллельно ей и под углом α к динамической оси потока, обеспечивают равномерность оттока воды и постоянство скоростей по сечениям аванкамеры 3 и арьеркамеры 4 длине преграды 6. При обтекании элементов преграды 5 потоком воды возникающий пограничный слой с интенсивным турбулентным возмущением создает благоприятные гидравлические условия для отпугивания молоди рыб. Защищаемая молодь отводится в безопасную зону рыбоотводом 7. Расход воды, проходящий через преграду 5, поступает в арьеркамеру 4 и далее к потребителю.

Данное рыбозащитное сооружение отличается повышенной надежностью и рыбозащитной эффективностью в работе, особенно, при защите личинок, ранней молоди рыб и икры.

Лопатки 2 потоконаправляющего устройства по глубине могут располагаться как на поверхности, так и на дне 10. Для отжима личинок, ранней молоди, икры, а также мелкого мусора от преграды струенаправляющие лопатки 2 располагают на поверхности потока, а для защиты придонной молоди они перемещаются ко дну 10.

Рекомендуемый расход воды для отвода молоди рыб принимается

Q_p=(0,05-0,1)Q,

где Q_p - рыбоотводящий расход,

Q - расход водозабора.

Соотношение средней скорости воды V_от в просветах преграды 5 к средней скорости воды в подводящем канале 1 для эффективной рыбозащиты должно быть не менее 0.5.

Предлагаемая конструктивно-компоновочная схема обеспечивает эффективность защиты личинок, молоди рыб, а также икры не ниже 75-85%.

Применение данного устройства возможно на водозаборных объектах водохозяйственного назначения, устраиваемых на водотоках и водоемах.

Данное сооружение находится на стадии проектирования.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для защиты молоди рыб на водозаборах. Рыбозащитное сооружение включает подводящий, отводящий и рыбоотводящий каналы, содержащие дно и боковые стенки, аванкамеру, арьеркамеру и водопроницаемую преграду. В подводящем канале поперек его продольной оси установлено потоконаправляющее устройство. Боковые стенки аванкамеры и арьеркамеры расположены параллельно друг другу в пределах водопроницаемой преграды и под углом α=arctg m/К·V_от/V к оси преграды, где α - угол наклона вертикальных боковых стенок аванкамеры и арьеркамеры относительно оси преграды; m - коэффициент скважности преграды; V_от - скорость оттока; V - скорость в поводящем канале водозабора; К - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды. Дно на всем протяжении подводящего канала целесообразно выполнять горизонтальным. Потоконаправляющее устройство может быть снабжено струенаправляющими лопатками, которые расположены под углом (16 ÷ 25)° к оси подводящего канала, а в хвостовой части сооружения может быть установлен регулирующий затвор. Водопроницаемая преграда может быть выполнена в виде сетки или жалюзийной решетки. Изобретение обеспечивает повышение эффективности защиты личинок, ранней молоди рыб, а также икры от попадания в водозаборные объекты. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Рыбозащитное сооружение, включающее подводящий, отводящий и рыбоотводящий каналы, содержащие дно и боковые стенки, аванкамеру, арьеркамеру и водопроницаемую преграду, отличающееся тем, что в подводящем канале поперек его продольной оси установлено потоконаправляющее устройство, боковые стенки аванкамеры и арьеркамеры расположены параллельно друг другу в пределах водопроницаемой преграды и под углом

α =arctg m/К· V_oт/V

к оси преграды,

где α - угол наклона вертикальных боковых стенок аванкамеры и арьеркамеры относительно оси преграды;

m - коэффициент скважности водопроницаемой преграды;

V_от - скорость оттока;

V - скорость в подводящем канале водозабора;

К - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды.

L=0,5Н_л ÷_1,5Нмах,

где Н_л=1/3· Н - высота лопатки;

Н - глубина потока;

Н_мах - максимальная глубина потока, при этом расстояние между струенаправляющими лопатками выполнено равным (0,7 ÷ 0,9) Н.

где k_p=0,05 ÷ 0,1 - коэффициент расхода рыбоотвода;

k - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды;

V - скорость на входе в аванкамеру;

В - ширина на входе в аванкамеру;

V_o - скорость оттока;

m - коэффициент скважности водопроницаемой преграды.