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 способ формирования гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта рыбохода [1], заключающийся в установке гибкого полотна по всей длине рыбоходного тракта и последующем перемещении поперечных перегородок в направлении верхнего бьефа.
Недостатком данного способа является низкая эффективность создания гидравлического сопротивления потоку, протекающему через рыбоходный тракт.
Наиболее близким по технологической схеме и достигаемому результату является способ формирования гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта [2], состоящий в установке посредством привода поперечных перегородок, закрепленных на поперечных направляющих, на разных высотных отметках по глубине потока и выполненных гибкими из эластичного материала, вдоль рыбоходного тракта, подачу рабочего расхода в канал рыбоходного тракта для создания условий прохода рыбы в верхний бьеф и привлечения рыбы ко входу в рыбоход, последующее изменение местоположения поперечных перегородок по отношению к рыбоходному тракту.
Недостатком данного способа является низкая эффективность работы по созданию гидравлического сопротивления потоку, протекающему через рыбоходный тракт.
Известен рыбоход для пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний [1], включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде последовательно установленных прудков из эластичного материала, закрепленного на поперечных направляющих, каждая четная из которых имеет возможность перемещения вдоль рыбоходного тракта посредством привода.
Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность пропуска рыбы в сторону верхнего бьефа, а также сложность конструкции рыбохода.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоход [3], включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде лотка и соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, поперечные перегородки, выполненные из гибкого эластичного материала и установленные на поперечных направляющих, имеющих возможность перемещения внутри рыбоходного тракта посредством привода относительно направляющих пазов, выполненных в боковых стенках рыбоходного тракта.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность создания условий для пропуска рыбы в верхний бьеф и, соответственно, низкая эффективность гашения кинетической энергии потока, протекающего по рыбоходному тракту.
Целью изобретения является создание эффективных условий по созданию гидравлического сопротивления в рыбоходном тракте, обеспечивающих эффективные условия для гашения кинетической энергии потока и продвижения рыб по длине рыбоходного тракта в сторону верхнего бьефа.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Установку поперечных перегородок производят, в отличие от прототипа, в виде системы поперечных перегородок, при этом формируется система вплывных отверстий, создающая большее гидравлическое сопротивление. Размещение нижележащих, по течению потока, поперечных перегородок напротив вплывных отверстий, формируемых вышележащими гибкими перегородками (фиг.27), позволяет создать дополнительное гидравлическое сопротивление потоку, протекающему через систему гибких перегородок. Одновременно такая конфигурация перегородок позволяет изменять трассы перемещения рыб по длине рыбоходного тракта. Предлагаемый способ позволяет создать большее гидравлическое сопротивление потоку и одновременно улучшить условия прохода рыбы в верхний бьеф.
По п.2 формулы изобретения. Формирование рыбоходного тракта из отдельно установленных перегородок, выполненных автономно и закрепленных к дну тракта, позволяет при перемещении верхней кромки гибких полотнищ, закрепленных на поперечной направляющей, изменять вертикальное местоположение перегородок. При этом возможен процесс управления пропуска рыбы из одной камеры рыбохода в другую (фиг.2 и 3). Сущность этого процесса заключается в следующем. В рабочем режиме все перегородки находятся в поднятом положении. Рыба преодолевает камеры рыбохода через водосливную часть, образуемую над верхней кромкой перегородки. Для повышения эффективности прохода рыбы через рыбоходный тракт четные перегородки укладывают на дно тракта (фиг.2), в результате чего рыба из нижележащей камеры свободно переходит в вышележащую камеру рыбохода. Таким образом, происходит процесс шлюзования рыбы по длине рыбоходного тракта. Далее этот процесс повторяется, то есть четные перегородки поднимаются, а нечетные перегородки опускаются (фиг.3). Процесс укладки и подъема перегородок практически бесшумен и не пугает рыбу, находящуюся в рыбоходе.
По п.3 формулы изобретения. Возможен вариант выполнения рабочих поверхностей поперечных перегородок перфорированными. В этом случае через рыбоходный тракт возможен пропуск большего расхода воды, который, в свою очередь, позволяет улучшить гидравлические условия в рыбоходе, а также повысить эффективность привлечения рыб со стороны нижнего бьефа. Кроме того, по ширине рыбохода создается равномерная эпюра скоростей, улучшаются условия промывки от наносов и т.д.
По п.4 формулы изобретения. Выполнение отверстий перфорации с диаметром меньше, чем максимальный размер поперечного сечения рыбы, пропускаемой через рыбоход, позволяет целенаправленно направлять ее в сторону верхнего бьефа, в том числе в направлении основного привлекающего потока.
По п.5 формулы изобретения. Выполнение поперечных перегородок с вплывными отверстиями повышает вероятность прохода рыбы в сторону верхнего бьефа.
По пп.6 и 7 формулы изобретения. Выполнение вплывных отверстий поверхностными или донными позволяет обеспечить эффективный проход рыбы, обитающей у поверхности или в придонных горизонтах потока.
По п.8 формулы изобретения. Выполнение вплывных отверстий в виде комбинации - поверхностные и донные, дает возможность рыбам с различным горизонтом обитания одновременно преодолевать длину рыбоходного тракта.
По пп.9 и 10 формулы изобретения. Варианты геометрической формы вплывного отверстия позволят повысить эффективность прохода рыбы в сторону верхнего бьефа.
По п.11 формулы изобретения. Выполнение гибких эластичных перегородок из прозрачного материала значительно снизит уровень стресса, который испытывает рыба во время своего нахождения в рыбоходном тракте. Прозрачный материал в максимальной степени соответствует естественной среде обитания рыбы и не отпугивает ее от элементов рыбохода, кроме того, прозрачность материала обеспечивает максимальную освещенность рыбоходного тракта.
По п.12 формулы изобретения. Наличие дополнительной поперечной направляющей, к которой прикреплен нижний конец гибкой перегородки, позволяет получить дополнительную степень свободы для перегородки. Изменяя высотное положение основной и дополнительной поперечных направляющих, добиваются установки гибкой перегородки по глубине потока рыбоходного тракта. Это в свою очередь дает возможность регулировать не только гидравлическое сопротивление потоку, но и местоположение вплывных отверстий (фиг.26). Например, для эффективного пропуска донных рыб формируются донные вплывные отверстия и т.д.
По п.13 формулы изобретения. Выполнение в одном створе нескольких направляющих пазов позволяет сформировать систему поперечных перегородок (фиг.27), которая в значительной степени повышает гидравлическое сопротивление потоку, протекающему по рыбоходному тракту. Установка нижележащих гибких перегородок напротив вплывных отверстий, формируемых вышележащими гибкими перегородками, позволяет повысить сопротивление набегающему потоку и одновременно изменить трассы перемещения рыбы в створе установки системы поперечных перегородок. Фактически эта компоновка перегородок позволяет сократить общую длину рыбоходного тракта за счет регулирования локального перепада уровня воды.
По п.14 формулы изобретения. Выполнение поперечных перегородок поярусно и размещенными в одних направляющих пазах (фиг.24) позволяет повысить эффективность гашения кинетической энергии потока, а также формировать вплывные отверстия по глубине потока, расположенные на различных высотных отметках. Это дает возможность управления местоположением вплывных отверстий и трасс перемещения рыб по длине рыбоходного тракта.
По п.15 формулы изобретения. Выполнение рыбоходного тракта с горизонтальными полками, расположенными в створе установки поперечных перегородок, позволяет сформировать независимые поперечные перегородки, расположенные выше и ниже горизонтальной полки. При этом гибкие перегородки перемещаются в горизонтальной плоскости, что дает возможность образовывать дополнительные вплывные отверстия по глубине потока. Данная компоновка поперечных перегородок позволяет расширить спектр средств по формированию гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта.
Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа формирования гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта и создания новой конструкции рыбохода для пропуска рыбы из одного бьефа гидроузла в другой. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - рыбоход, продольный разрез, все перегородки находятся в рабочем состоянии;
фиг.2 - то же, операция шлюзования рыбы из нижележащей камеры рыбохода в вышележащую камеру;
фиг.3 - то же, задействованы нечетные поперечные перегородки;
фиг.4 - поперечный разрез А-А;
фиг.5 - то же, поперечные перегородки выполнены перфорированными;
фиг.6 - поперечный разрез А-А, перегородки выполнены с донными вплывными отверстиями квадратной формы;
фиг.7 - то же, вплывные отверстия выполнены прямоугольной формы;
фиг.8 - поперечный разрез А-А, поперечные перегородки выполнены с поверхностными вплывными отверстиями квадратной формы;
фиг.9 - то же, вплывные отверстия выполнены прямоугольной формы;
фиг.10 - поперечный разрез А-А, перфорированные перегородки выполнены с поверхностными вплывными отверстиями квадратной формы;
фиг.11 - то же, вплывные отверстия выполнены прямоугольной формы;
фиг.12 - поперечный разрез А-А, перфорированные перегородки выполнены с донными вплывными отверстиями квадратной формы;
фиг.13 - то же, перегородки выполнены с донными вплывными отверстиями прямоугольной формы;
фиг.14 - поперечный разрез А-А, комбинированное выполнение вплывных отверстий квадратной формы;
фиг.15 - то же, вплывные отверстия прямоугольной формы;
фиг.16 - поперечный разрез А-А, перфорированные перегородки выполнены с комбинированными вплывными отверстиями квадратной формы - поверхностными и донными;
фиг.17 - то же, вплывные отверстия выполнены прямоугольной формы;
фиг.18 - фрагмент рыбопропускного тракта, гибкая перегородка установлена с дополнительной поперечной направляющей;
фиг.19 - то же, гибкая перегородка выполнена с донным вплывным отверстием;
фиг.20 - вид А на фиг.18, перегородка выполнена перфорированной;
фиг.21 - вид Б на фиг.19;
фиг.22 - фрагмент рыбоходного тракта, верхняя поперечная направляющая гибкой перегородки с донным вплывным отверстием находится в крайнем верхнем положении;
фиг.23 - то же, вплывное отверстие выполнено поверхностным;
фиг.24 - фрагмент рыбоходного тракта, вариант выполнения гибких перегородок в одних направляющих пазах;
фиг.25 - вид В на фиг.24, перегородка нижнего яруса выполнена перфорированной;
фиг.26 - фрагмент рыбоходного тракта, вариант поярусной остановки гибких перегородок;
фиг.27 - фрагмент рыбоходного тракта, формирование системы поперечных перегородок с размещением нижележащих перегородок напротив вплывных отверстий, формируемых вышележащими поперечными перегородками;
фиг.28 - то же, вариант установки систем поперечных перегородок;
фиг.29 - фрагмент плана рыбоходного тракта, вариант с горизонтальными полками, выше и ниже которых установлены гибкие поперечные перегородки, с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости;
фиг.30 - поперечный разрез Б-Б;
фиг.31 - то же, вариант установки поперечных перегородок с формированием донных вплывных отверстий;
фиг.32 - вариант установки поперечных перегородок с формированием поверхностных вплывных отверстий;
фиг.33 - вариант установки поперечных перегородок с формированием поверхностных вплывных отверстий, нижняя поперечная перегородка выполнена с вплывными отверстиями квадратной формы;
фиг.34 - вариант установки поперечных перегородок с формированием поверхностных вплывных отверстий, верхняя и нижняя поперечные перегородки выполнены с вплывными отверстиями квадратной формы;
фиг.35 - вариант установки поперечных перегородок над и под горизонтальной полкой, гибкие перегородки выполнены перфорированными, нижняя перегородка формирует донные вплывные отверстия.
Рыбоход включает рыбоходный тракт 1, выполненный в виде лотка и соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, поперечные перегородки 2, выполненные из гибкого эластичного материала 3 и установленные на поперечных направляющих 4, имеющих возможность перемещения внутри рыбоходного тракта 1 посредством привода (не показан) относительно направляющих пазов 5, выполненных в боковых стенках рыбоходного тракта 1. Поперечные перегородки 2 установлены по длине рыбоходного тракта 1 и выполнены из автономных гибких эластичных полотен 3, один конец которых закреплен ко дну рыбоходного тракта 1, а другой соединен с поперечной направляющей 4, перемещающейся в направляющих пазах 5.
Кроме того, поперечные перегородки 2 могут быть выполнены перфорированными с отверстиями перфорации 6.
Помимо того, диаметр отверстий перфорации 6 может быть меньше максимального поперечного размера рыб, пропускаемых через рыбоходный тракт 1.
Кроме того, поперечные перегородки 2 могут быть выполнены с вплывными отверстиями 7.
Помимо того, вплывные отверстия 7 могут быть выполнены поверхностными 8.
Кроме того, вплывные отверстия 7 могут быть выполнены донными 9.
Помимо того, поперечные перегородки 2 могут выполнены одновременно с поверхностными 8 и донными 9 вплывными отверстиями.
Кроме того, вплывные отверстия 7 могут быть выполнены квадратной формы.
Помимо того, вплывные отверстия 7 выполнены прямоугольной формы.
Кроме того, гибкие эластичные перегородки 3 могут быть выполнены из прозрачного материала.
Помимо того, поперечные перегородки 2 могут быть снабжены дополнительной поперечной направляющей 10, к которой закреплен нижний конец гибкого эластичного полотна 3.
Кроме того, на одном участке рыбоходного тракта 1, в месте формирования поперечной перегородки 2, может быть расположено несколько вертикальных направляющих пазов 5, позволяющих образовать систему 11 поперечных перегородок 2, позволяющих, в свою очередь, сформировать систему донных 9 вплывных отверстий с различной высотой.
Помимо того, поперечные перегородки 2 могут быть выполнены поярусно и закреплены на независимых поперечных направляющих 4 и 10, перемещающихся в одних направляющих пазах 5.
Кроме того, рыбоходный тракт 1 может быть снабжен горизонтальными полками 12, расположенными в створах установки поперечных перегородок 2, причем гибкие эластичные полотна 3 могут быть установлены выше и ниже горизонтальных полок 12 с возможностью перемещения в горизонтальных направляющих пазах.
Способ формирования гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта осуществляется следующим образом.
Способ формирования гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта состоит в том, что гибкие эластичные перегородки 3 устанавливают в виде системы 11 поперечных перегородок 2, при этом формируется система вплывных отверстий 7, создающая большее гидравлическое сопротивление потоку, проходящему через рыбоходный тракт 1, причем нижележащие, по течению, перегородки 2 устанавливают напротив вплывных отверстий 7, формируемых вышележащими перегородками 2, изменяя при этом одновременно как трассы перемещения рыбы, так и общую величину
гидравлического сопротивления, создаваемого системой 11 поперечных перегородок 2.
Рыбоход работает следующим образом.
Для ввода в эксплуатацию рыбохода, посредством привода (не показан) по всей длине рыбоходного тракта устанавливают поперечные перегородки 2, выполненные из гибкого эластичного материала 3, при этом поперечные направляющие 4 перемещаются в направляющих пазах 5. Затем поднимают затвор блока питания в крайнее верхнее положение, вследствие чего из верхнего бьефа подается расчетный расход воды, который пропускается по рыбоходному тракту 1, при этом внутри тракта 1 создаются нормальные гидравлические условия для прохода рыбы (фиг.1). Одновременно со стороны нижнего бьефа расчетный расход воды формирует привлекающий рыбу "шлейф" скоростей, ориентируясь на который, рыба заходит в рыбоходный тракт 1. Для улучшения условий прохода рыбы в верхний бьеф служба эксплуатации производит следующую технологическую операцию. Посредством привода каждую четную поперечную перегородку 2 постепенно опускают на дно рыбоходного тракта 1 (фиг.2). При этом рыба, ранее находившаяся в нижележащих камерах рыбохода, имеет возможность свободного перемещения в вышележащие камеры. Через некоторый промежуток времени (регламентируется технологической схемой работы рыбохода) аналогичную операцию производят с нечетными перегородками 2, одновременно четные перегородки 2 поднимают в крайнее верхнее положение.
Для улучшения гидравлических условий внутри рыбоходного тракта 1 перегородки 2 могут быть выполнены с отверстиями перфорации 6 (фиг.5), что позволяет пропускать через рыбоход больший по величине расход воды и, соответственно, формировать в нижнем бьефе эффективные условия для привлечения рыбы в рыбоходный тракт 1.
Для улучшения прохода рыбы из одной камеры рыбохода в другую камеру гибкие эластичные полотна 3 могут быть выполнены с поверхностными 8 и донными 9 вплывными отверстиями (фиг.6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17). Возможен вариант комбинированного использования вплывных отверстий (например, фиг.16 и 17), что позволяет обеспечить одновременный и эффективный проход рыб, обитающих в разных горизонтах потока.
Компоновка гибких эластичных полотен 3, выполненных из прозрачного материала, позволяет максимально приблизить конструктивные элементы рыбохода (поперечные перегородки 2) к естественной среде обитания рыб, резко снижая контраст, вносимый перегородками 2 в поток рыбоходного тракта 1. При этом канал рыбоходного тракта 1 практически не затеняется и рыба не испытывает дополнительных стрессовых реакций.
Возможен вариант работы поперечных перегородок 2, установленных на основной поперечной направляющей 4 и дополнительной направляющей 10 (фиг.18). В этом случае появляются дополнительные возможности по управлению как локальным перепадом уровня воды, так и местоположением вплывных отверстий 7 относительно глубины потока в канале рыбоходного тракта 1.
При наличии нескольких направляющих пазов 5, расположенных относительно друг друга на сравнительно небольшом расстоянии, появляется возможность поярусной установки гибких полотен 3 (например, фиг.26). Данная компоновка не только способствует управлению локальным перепадом уровня воды, но и дает возможность расширить диапазон изменения местоположения вплывного отверстия 7, при этом появляется возможность формирования системы вплывных отверстий 7 с разной высотой окна.
Возможен вариант выполнения нескольких полотен 3, установленных на независимых направляющих 4 и 10, перемещающихся в одних направляющих пазах 5 (фиг.24). Кроме ярусной компоновки, эта схема установки усиливает влияние перегородок на поток и одновременно позволяет формировать вплывное отверстие по глубине потока.
Наиболее эффективная компоновка перегородок 2 возможна в виде системы 11 перегородок 2, когда нижележащие перегородки 2 расположены напротив вплывных отверстий 7, сформированных вышележащими перегородками 2 (фиг.27). Данная схема создает максимальное гидравлическое сопротивление потоку, протекающему через рыбоходный тракт 1.
Возможен вариант работы рыбохода в случае снабжения его тракта 1 горизонтальными полками 12, расположенными в створе установки поперечных перегородок 2. При этом гибкие полотна 3 устанавливаются над и под полками 12 (фиг.30-35), при этом появляются дополнительные возможности по управлению гидравлическим сопротивлением потоку, а также в плане формирования дополнительных вплывных отверстий 7.
Предлагаемый способ формирования гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта и рыбоход, его реализующий, позволяют создавать условия и формировать дополнительное гидравлическое сопротивление потоку, протекающему через рыбоходный тракт, посредством изменения как компоновки, так и местоположения гибких эластичных перегородок, чему способствует компоновка элементов устройства для пропуска рыбы. Данное обстоятельство в максимальной степени способствует свободному и эффективному пропуску рыбы в верхний бьеф и обеспечивает нормальный режим работы рыбохода.
Источники информации
1. А.С. СССР №605883. МПК Е 02 В 8/08 "Рыбоход". Авторы: А.В.Крошнев, Б.И.Сергеев и В.И.Кашарин. Опубл. 05.05.1978. Б.И. №17.
2. А.С. СССР №1705481 (СССР). МПК Е 02 В 8/08 "Рыбопропускное сооружение". Авторы: Чистяков А.А, Шкура В.Н. и Цветков О.В. Опубл. 1992. Б.И. №2.
3. А.С. СССР №665048. МПК Е 02 В 8/08 "Рыбоход". Авторы: Б.И.Сергеев, А.В.Крошнев, и А.И.Лемешев. Опубл. 30.05.1979. Б.И. №20.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ПРОПУСКА РЫБЫ ЧЕРЕЗ РЫБОХОДНЫЙ ТРАКТ И РЫБОХОД, ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ | 2003 |
|
RU2245414C1 |
РЫБОХОД | 2005 |
|
RU2299290C2 |
РЫБОХОД | 2005 |
|
RU2288987C1 |
СПОСОБ ПРОПУСКА РЫБЫ ЧЕРЕЗ РЫБОХОДНЫЙ ТРАКТ РЫБОХОДА И РЫБОХОД ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ | 2004 |
|
RU2274706C1 |
РЫБОХОД (ВАРИАНТЫ) | 2004 |
|
RU2263180C1 |
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РЫБОПРОПУСКНОГО ТРАКТА И УСТРОЙСТВО ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩЕЕ | 2003 |
|
RU2257443C2 |
РЫБОХОД | 2003 |
|
RU2245425C1 |
СПОСОБ ПРОПУСКА РЫБЫ ЧЕРЕЗ РЫБОХОДНЫЙ ТРАКТ РЫБОХОДА И РЫБОХОД ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ | 2003 |
|
RU2236501C1 |
РЫБОХОД | 2005 |
|
RU2299288C2 |
РЫБОХОД | 2006 |
|
RU2310718C1 |
Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Формирование гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта заключается в установке вдоль него посредством привода поперечных перегородок, закрепленных на поперечных направляющих на разных высотных отметках по глубине потока и выполненных гибкими из эластичного материала, подаче рабочего расхода в рыбоходный тракт для создания условий прохода рыбы в верхний бьеф и привлечения рыбы ко входу в рыбоход, последующем изменении местоположения перегородок по отношению к рыбоходному тракту. Поперечными перегородками формируют систему вплывных отверстий, создающую максимальное гидравлическое сопротивление потоку, проходящему через рыбоходный тракт. Нижележащие по течению перегородки устанавливают напротив вплывных отверстий, формируемых вышележащими перегородками, изменяя при этом как трассы перемещения рыбы, так и общую величину гидравлического сопротивления, создаваемого системой перегородок. Изобретение обеспечивает создание эффективных условий продвижения рыб в сторону верхнего бьефа путем регулирования гидравлического сопротивления по длине рыбоходного тракта. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 35 ил.
Рыбопропускное сооружение | 1989 |
|
SU1705481A1 |
Рыбоход | 1976 |
|
SU665048A1 |
Рыбоход | 1976 |
|
SU605883A1 |
Рыбоход | 1982 |
|
SU1017756A1 |
Авторы
Даты
2005-01-27—Публикация
2003-07-09—Подача