РЫБОХОД (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 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 рыбоход [1], включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде канала, соединяющего нижний бьеф гидроузла с верхним бьефом, при этом дно канала выполнено ступенчатым, на конце каждой ступени, в ее дне, выполнена поперечная щель, соединенная с водоподводящим патрубком, соединенным с блоком питания.

Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность управления уровнем воды в канале рыбоходного тракта, а также неоптимальные гидравлические условия для продвижения рыбы вдоль рыбоходного тракта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоход [2], включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде канала, выходной оголовок которого соединен с верхним бьефом гидроузла, а входной оголовок - с нижним бьефом, поперечные перегородки, имеющие вплывные отверстия, и средство для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте, выполненное в виде дополнительных поперечных перегородок, расположенных выше минимального расчетного уровня воды в рыбоходном тракте, при этом их нижние кромки выполнены параллельно дну рыбоходного тракта.

Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность управления уровнем воды по длине рыбоходного тракта, а также невозможность сохранения постоянных гидравлических условий в рыбоходном тракте при изменении уровня воды в верхнем бьефе. Кроме того, конструктивное решение рыбоходного тракта не создает эффективных условий для продвижения донных видов рыб, например осетровых.

Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в рыбоходном тракте, обеспечивающих возможность управления режимами работы рыбохода, а также создание эффективных условий для продвижения донных рыб по длине рыбоходного тракта.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Снабжение средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте системой перфорированных трубопроводов, соединенных с компрессором, и расположение их под нижними кромками поперечных дополнительных перегородок позволяет оперативно изменять гидравлический режим протекания потока в локальном створе установки средства для регулирования уровня воды. Технологический процесс заключается в следующем. При включении компрессора сжатый воздух по подводящему трубопроводу поступает в перфорированные воздуховоды и из их отверстий - в поток канала рыбоходного тракта. Создаваемый воздушно-пузырьковый факел за счет эффекта флотации увлекает к поверхности воды дополнительную массу жидкости, при этом уровень воды в створе установки и ниже по течению перфорированных трубопроводов повышается. За счет наличия дополнительных поперечных перегородок, расположенных над перфорированными трубопроводами и смещенных вниз по течению, их внутреннее, межперегородное, пространство заполняется водой и соответственно уровень воды в створе установки устройства для регулирования уровня воды повышается. Таким образом, происходит создание расчетного локального перепада по длине рыбоходного тракта. Благодаря работе нескольких аналогичных систем формируются заданные гидравлические условия протекания потока по длине канала рыбоходного тракта. При этом как донные виды рыб, так и рыбы, обитающие в поверхностных горизонтах потока, имеют возможность свободного продвижения в сторону верхнего бьефа, не испытывая дополнительных трудностей. Известно, что осетровые свободно преодолевают воздушно-пузырьковую завесу без каких-либо отрицательных последствий для своего физиологического состояния.

Выполнение дополнительных поперечных перегородок по всей ширине рыбоходного тракта способствует эффективной работе средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте.

Размещение перфорированных трубопроводов поперек рыбоходного тракта (фиг.17) в полной мере позволяет использовать подъемную силу ВПЗ (воздушно-пузырьковой завесы) и факелов, образуемых ею. Параллельное расположение трубопроводов и дополнительных поперечных перегородок создает условия для наиболее эффективной работы средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте, поскольку факелы практически полностью перекрывают поперечное сечение канала рыбоходного тракта, с одной стороны, а с другой стороны - их суммарная мощность по подъему дополнительного объема жидкости максимальная. При этой компоновке созданы стабильные условия как для заполнения внутреннего пространства между перегородками, так и для поддержания расчетного перепада в створе системы "перфорированные трубопроводы - дополнительные поперечные перегородки".

По п.18 формулы изобретения (2-й вариант рыбохода). Выполнение системы перфорированных трубопроводов, расположенных вдоль продольной оси рыбоходного тракта, является вариантом их компоновки. Размещение перфорированных трубопроводов вдоль продольной оси рыбоходного тракта (фиг.19-21) позволяет создать оптимальные условия для продвижения донных видов рыб, например осетровых. Продольное размещение перфорированных трубопроводов, с одной стороны, несколько уменьшает кпд ВПЗ и в целом всей системы "трубопроводы - дополнительные перегородки" за счет менее мощного воздействия факелов ВПЗ, но, с другой стороны, появляется возможность для беспрепятственного прохода осетровых в донной части рыбоходного канала, минуя участки распространения факелов ВПЗ.

По п.п.2 и 19 формулы изобретения. Выполнение отметок нижних кромок дополнительных поперечных перегородок одинаковыми позволяет обеспечить практически одновременное заполнение внутреннего пространства между перегородками и, соответственно, нормальную работу средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте.

По п.п.3 и 20 формулы изобретения. При различных отметках нижних кромок дополнительных поперечных перегородок, уменьшающихся в сторону верхнего бьефа, создаются более стабильные условия для формирования общей величины перепада, создаваемого средством для регулирования уровня воды. При этом более равномерно распределяется величина гидродинамической нагрузки, приходящейся на систему дополнительных поперечных перегородок.

По п.п.4 и 21 формулы изобретения. При установке дополнительных поперечных перегородок под острым углом к поверхности зеркала воды, с наклоном в сторону нижнего бьефа, с одной стороны, уменьшается величина гидравлического сопротивления набегающему потоку, а с другой стороны - создаются более эффективные условия для заполнения внутреннего пространства перегородок необходимым и достаточным объемом жидкости, для формирования стабильных условий для поддержания заданного перепада уровней воды в данном расчетном створе. Кроме того, для плывущей вверх по течению рыбы меньше вероятности травмирования при ее контакте с нижними кромками перегородок.

По п.п.5 и 22 формулы изобретения. Выполнение дополнительных поперечных перегородок в плане в форме, отличной от прямолинейной, позволяет более полно использовать кинетическую энергию потока, набегающего на напорную грань дополнительных поперечных перегородок. Прежде всего, как площадь взаимодействия перегородок с потоком, так и объем жидкости, вовлекаемой в пространство между перегородками, становятся больше, что положительно сказывается на работе средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте.

По п.п.6 и 23 формулы изобретения. Выполнение дополнительных поперечных перегородок V-образной в плане формы дает такой же положительный эффект, как и в случае п.6 формулы.

По п.п.7 и 24 формулы изобретения. Выполнение дополнительных поперечных перегородок дугообразной в плане формы и обращенных вогнутой стороной в сторону набегающего потока позволяет создать более равномерную эпюру потока в поверхностном горизонте канала, формируемую сразу после дополнительных поперечных перегородок.

По п.п.8 и 25 формулы изобретения. Выполнение поперечных перегородок с вплывными отверстиями донными позволяет в максимальной степени не затенять поперечное сечение канала, давая рыбе возможность беспрепятственно продвигаться вдоль рыбоходного тракта в сторону верхнего бьефа. При этом геометрические параметры донных поперечных перегородок достаточны для того, чтобы создавать расчетное гидравлическое сопротивление потоку и поддерживать заданный гидравлический режим в рыбоходном тракте. Одновременно с этим, наличие донных перегородок позволяет использовать их для оптимизации работы средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте.

По п.п.9 и 26 формулы изобретения. Размещение донных поперечных перегородок с вплывными отверстиями под плоскостью нижних кромок дополнительных поперечных перегородок позволяет расширить функциональное назначение поперечных перегородок с вплывными отверстиями, а именно, помимо их прямого назначения - осуществлять пропуск идущей на нерест рыбы и создавать гидравлическое сопротивление потоку, протекающему по каналу рыбоходного тракта, в совокупности со средством для регулирования уровня воды (дополнительные поперечные перегородки и система перфорированных трубопроводов) позволяет формировать условия для создания перепада в месте установки дополнительных поперечных перегородок. То есть, донные поперечные перегородки с вплывными отверстиями обеспечивают дополнительный подпор уровня, который в сочетании с работой факела ВПЗ и дополнительных поперечных перегородок обеспечивает более стабильную работу всей системы для регулирования уровня воды.

По п.п.10 и 27 формулы изобретения. Размещение донных перегородок перед средством для регулирования уровня воды, со стороны верхнего бьефа, позволяет комплексно использовать создаваемое ими сопротивление набегающему потоку. Действительно, локальный подпор, создаваемый донной перегородкой при активном воздействии на поток факелов ВПЗ, увеличивает степень регулирования уровня воды в канале.

По п.п.11 и 28 формулы изобретения. Выполнение перфорированных трубопроводов на дне канала рыбоходного тракта позволяет максимально использовать как кинетическую энергию воздушно-пузырьковых факелов, так и их подъемную силу.

По п.п.12 и 29 формулы изобретения. Выполнение системы перфорированных трубопроводов в толще потока позволяет осуществлять регулирование уровня воды, используя водную массу поверхностных горизонтов, при этом придонные горизонты остаются свободными от влияния воздушно-пузырьковых факелов, что оптимизирует продвижение донных видов рыб, например осетровых. Кроме того, такая компоновка автоматически создает дополнительные донные вплывные отверстия.

По п.п.13 и 30 формулы изобретения. Расположение донной перегородки непосредственно под системой перфорированных трубопроводов (фиг.35, 37, 39 и 41) позволяет повысить общее сопротивление потоку, создаваемое в створе размещения средства для управления уровня воды в канале рыбоходного тракта.

По п.п.14 и 31 формулы изобретения. Выполнение системы перфорированных трубопроводов поярусно, при этом ярусы в плане смещены друг относительно друга, позволяет осуществлять поэтапный подъем жидкости в поверхностные горизонты, при этом эффективно используется мощность ВПЗ и факелов каждого яруса и в целом всей системы регулирования уровня воды. Смещение ярусов в плане друг относительно друга позволяет не затенять канал рыбоходного тракта, а также в максимальной степени использовать взаимовлияние факелов ВПЗ всех ярусов.

По п.п.15 и 32 формулы изобретения. Расположение перфорированных трубопроводов каждого яруса под нижними кромками дополнительных поперечных перегородок позволяет добиться наивысшей эффективности (КПД) работы системы "трубопроводы - дополнительные перегородки", так как факелы ВПЗ ориентированы во внутреннее пространство, образуемое дополнительными поперечными перегородками.

По п.п.16 и 33 формулы изобретения. Выполнение дна канала с продольным уклоном позволяет в условиях лоткового рыбохода обеспечить стабильные условия для продвижения рыбы в сторону верхнего бьефа. Данный вариант может использоваться для небольших перепадов на гидроузле до 4-5 метров.

По п.п.17 и 34 формулы изобретения. Выполнение дна канала рыбоходного тракта ступенчатым позволяет в условиях лестничного рыбохода реализовать предлагаемое средство для регулирования и тем самым обеспечить стабильные условия для продвижения рыбы в сторону верхнего бьефа. Данный вариант может использоваться для перепадов на гидроузле до 20-25 метров.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбохода и его варианта. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбоход, фрагмент продольного разреза, нижние кромки на одной отметке;

фиг.2 - то же, фрагмент продольного разреза, нижние кромки имеют разные отметки, увеличивающиеся в сторону верхнего бьефа;

фиг.3 - то же, фрагмент продольного разреза, дополнительные поперечные перегородки установлены под острым углом к зеркалу воды и наклонены по направлению течения в рыбоходном тракте;

фиг.4 - то же, фрагмент продольного разреза, дополнительные поперечные перегородки установлены под острым углом к зеркалу воды и наклонены по направлению течения в рыбоходном тракте, при этом их нижние кромки имеют разные высотные отметки;

фиг.5 - рыбоход, вариант с нижними кромками на одной отметке и донной поперечной перегородкой;

фиг.6 - рыбоход, вариант с нижними кромками с разными отметками и донным порогом;

фиг.7 - рыбоход, вариант с наклонными дополнительными перегородками и донной поперечной перегородкой;

фиг.8 - рыбоход, вариант с нижними кромками с разными отметками и донной поперечной перегородкой;

фиг.9 - дополнительные поперечные перегородки, выполненные прямолинейными, план;

фиг.10 - дополнительные поперечные перегородки, выполненные V-образными, план;

фиг.11 - дополнительные поперечные перегородки, выполненные дугообразными, план;

фиг.12 - поперечное сечение рыбохода, вариант с донной поперечной перегородкой;

фиг.13 - поперечное сечение рыбохода, вариант донной поперечной перегородки с центральным вплывным отверстием;

фиг.14 - поперечное сечение рыбохода, вариант донной поперечной перегородки с боковыми вплывными отверстиями;

фиг.15 - поперечное сечение рыбохода, вариант донной поперечной перегородки с двумя центральными вплывными отверстиями;

фиг.16 - поперечное сечение рыбохода, вариант поперечного расположения системы перфорированных трубопроводов;

фиг.17 - то же, в рабочем состоянии;

фиг.18 - рыбоход, вариант поперечного размещения системы перфорированных трубопроводов, план;

фиг.19 - рыбоход, вариант продольного размещения системы перфорированных трубопроводов, план;

фиг.20 - поперечное сечение рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов;

фиг.21 - то же, в рабочем состоянии;

фиг.22 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте;

фиг.23 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, в рабочем состоянии;

фиг.24 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок различная и увеличивается в сторону верхнего бьефа;

фиг.25 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок различная и увеличивается в сторону верхнего бьефа, в рабочем состоянии;

фиг.26 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.27 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными, в рабочем состоянии;

фиг.28 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.29 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными, в рабочем состоянии;

фиг.30 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов в комплексе с донной перегородкой, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте;

фиг.31 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов в комплексе с донной перегородкой, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте и увеличивается в сторону верхнего бьефа;

фиг.32 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов в комплексе с донной перегородкой, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.33 - продольный разрез рыбохода, вариант продольного расположения системы перфорированных трубопроводов в комплексе с донной перегородкой, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.34 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте;

фиг.35 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной под системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте;

фиг.36 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.37 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной под системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.38 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте;

фиг.39 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной под системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте;

фиг.40 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.41 - продольный разрез рыбохода, вариант расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной под системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.42 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте;

фиг.43 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной перед системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте;

фиг.44 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, увеличивающейся в сторону верхнего бьефа;

фиг.45 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной перед системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, увеличивающейся в сторону верхнего бьефа;

фиг.46 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.47 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной перед системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на одной высоте, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.48 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, увеличивающейся в сторону верхнего бьефа, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.49 - продольный разрез рыбохода, вариант ярусного расположения системы перфорированных трубопроводов в толще потока в комплексе с донной поперечной перегородкой, установленной перед системой перфорированных трубопроводов, отметка нижних кромок дополнительных поперечных перегородок на разной высоте, увеличивающейся в сторону верхнего бьефа, при этом перегородки выполнены наклонными;

фиг.50 - продольный разрез рыбохода, вариант дна канала рыбоходного тракта, выполненного с продольным уклоном;

фиг.51 - то же, в рабочем режиме;

фиг.52 - продольный разрез рыбохода, вариант дна канала рыбоходного тракта, выполненного ступенчатым, с понижением отметки дна каждой последующей ступени в направлении нижнего бьефа;

фиг.53 - то же, в рабочем режиме.

Рыбоход включает рыбоходный тракт 1, выполненный в виде канала, выходной оголовок которого соединен с верхним бьефом гидроузла, а входной оголовок - с нижним бьефом, поперечные перегородки 2, имеющие вплывные отверстия 3, и средство для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1, выполненное в виде дополнительных поперечных перегородок 4, расположенных выше минимального расчетного уровня воды в рыбоходном тракте 1, при этом их нижние кромки 5 выполнены параллельно дну рыбоходного тракта 1. При этом средство для регулирования уровня воды снабжено системой перфорированных трубопроводов 6, соединенных с компрессором, причем перфорированные трубопроводы 6 расположены под нижними кромками 5 дополнительных поперечных перегородок 4 и смещены относительно них в направлении вверх по течению, при этом дополнительные перегородки 4 выполнены по всей ширине рыбоходного тракта 1.

Система перфорированных трубопроводов 6 может быть размещена поперек или вдоль продольной оси рыбоходного тракта 1.

Кроме того, отметки нижних кромок 5 у всех дополнительных поперечных перегородок 4 могут быть одинаковые.

Помимо того, отметки нижних кромок 5 дополнительных поперечных перегородок 4, размещенных выше по течению, больше, чем отметки нижних кромок 5 дополнительных поперечных перегородок 4, размещенных ниже по течению.

Кроме того, дополнительные поперечные перегородки 4 могут быть установлены под острым углом к потоку, с наклоном к зеркалу воды.

Кроме того, дополнительные поперечные перегородки 4, средства для регулирования уровня воды, в плане могут быть выполнены в форме, отличной от прямолинейной.

Помимо того, дополнительные поперечные перегородки 4, средства для регулирования уровня воды, в плане могут быть выполнены V-образной формы, причем вершина излома направлена вниз по течению потока.

Кроме того, дополнительные поперечные перегородки 4, средства для регулирования уровня воды, в плане могут быть выполнены дугообразной формы и вогнутой стороной направлены навстречу потоку.

Помимо того, поперечные перегородки 2 с вплывными отверстиями 3 могут быть выполнены донными и установлены на дне рыбоходного тракта 1.

Помимо того, поперечные перегородки 2 с вплывными отверстиями 3 могут быть установлены под плоскостью нижних кромок 5 дополнительных поперечных перегородок 4 для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1.

Помимо того, донные поперечные перегородки 2 могут быть расположены перед средством для регулирования уровня воды, со стороны верхнего бьефа.

Кроме того, система перфорированных трубопроводов 6 может быть размещена на дне рыбоходного тракта 1.

Помимо того, система перфорированных трубопроводов 6 может быть размещена в толще водотока рыбоходного тракта 1 и образовывать дополнительное донное вплывное отверстие.

Кроме того, донная перегородка 2 может быть расположена непосредственно под системой перфорированных трубопроводов 6.

Помимо того, система перфорированных трубопроводов 6 может быть выполнена поярусно, при этом ярусы 7 и 8 в плане могут быть смещены друг относительно друга.

Кроме того, перфорированные трубопроводы 6 каждого яруса могут быть расположены под нижними кромками 5 дополнительных поперечных перегородок 4.

Кроме того, дно канала рыбоходного тракта 1 может быть выполнено с продольным уклоном.

Помимо того, дно канала рыбоходного тракта 1 может быть выполнено ступенчатым с понижением отметки каждой последующей ступени в направлении входного оголовка.

Система перфорированных трубопроводов 6 позволяет формировать воздушно-пузырьковый факел 9 за счет подачи сжатого воздуха, подаваемого по подводящему трубопроводу 10 от компрессора (не показан).

Рыбоход работает следующим образом.

Снабжение средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1 системой перфорированных трубопроводов 6, соединенных с компрессором, и расположение их под нижними кромками 5 дополнительных поперечных перегородок 4 позволяет оперативно изменять гидравлический режим протекания потока в локальном створе установки средства для регулирования уровня воды. Технологический процесс регулирования уровня воды заключается в следующем. При включении компрессора сжатый воздух по подводящему трубопроводу 10 поступает в системы перфорированных трубопроводов 6 и из их отверстий - в поток канала рыбоходного тракта 1. Создаваемый воздушно-пузырьковый факел 9, за счет эффекта флотации, увлекает к поверхности воды дополнительную массу жидкости, при этом уровень воды в створе установки и ниже по течению, систем перфорированных трубопроводов 6 повышается. За счет наличия дополнительных поперечных перегородок 4, расположенных над системами перфорированных трубопроводов 6 и смещенных вниз по течению, их внутреннее межперегородное пространство заполняется водой и, соответственно, уровень воды, в створе установки устройства для регулирования уровня воды повышается. Таким образом, происходит создание расчетного локального перепада по длине рыбоходного тракта 1. Благодаря работе нескольких аналогичных систем формируются заданные гидравлические условия протекания потока по длине канала рыбоходного тракта 1. При этом, как донные виды рыб, так и рыбы, обитающие в поверхностных горизонтах потока, имеют возможность свободного продвижения в сторону верхнего бьефа, не испытывая дополнительных трудностей. Известно, что осетровые свободно преодолевают воздушно-пузырьковую завесу (ВПЗ) без каких-либо отрицательных последствий для своего физиологического состояния.

Выполнение дополнительных поперечных перегородок 4 по всей ширине рыбоходного тракта 1 способствует эффективной работе средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1. Выполнение отметок нижних кромок дополнительных поперечных перегородок 4 одинаковыми позволяет обеспечить практически одновременное заполнение внутреннего пространства между перегородками 4 и, соответственно, нормальную работу средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте.

При различных отметках нижних кромок дополнительных поперечных перегородок 4, уменьшающихся в сторону верхнего бьефа, создаются более стабильные условия для формирования общей величины перепада, создаваемого средством для регулирования уровня воды. При этом более равномерно распределяется величина гидродинамической нагрузки, приходящейся на систему дополнительных поперечных перегородок 4.

При установке дополнительных поперечных перегородок 4 под острым углом к поверхности зеркала воды, с наклоном в сторону нижнего бьефа, с одной стороны, уменьшается величина гидравлического сопротивления набегающему потоку, а с другой стороны - создаются более эффективные условия для заполнения внутреннего пространства перегородок 4 необходимым и достаточным объемом жидкости, для формирования стабильных условий для поддержания заданного перепада уровней воды в данном расчетном створе рыбоходного тракта 1. Кроме того, для плывущей вверх по течению рыбы меньше вероятности травмирования при ее контакте с нижними кромками дополнительных поперечных перегородок 4.

Установка поперечных перегородок 2 с вплывными отверстиями 3 под плоскостью нижних кромок дополнительных поперечных перегородок 4 позволяет расширить функциональное назначение перегородок 2 с вплывными отверстиями 3, а именно, помимо их прямого назначения - осуществлять пропуск идущей на нерест рыбы и создавать гидравлическое сопротивление потоку, протекающему по каналу рыбоходного тракта 1, в совокупности со средством для регулирования уровня воды (дополнительные поперечные перегородки 4 и система перфорированных трубопроводов 6), формировать условия для создания перепада в месте установки дополнительных поперечных перегородок 4. То есть, поперечные перегородки 2 с вплывными отверстиями 3 обеспечивают дополнительный подпор уровня, который в сочетании с работой факела 9 ВПЗ и системы дополнительных поперечных перегородок 4 обеспечивает более стабильную работу всей системы для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1.

Возможны различные варианты выполнения дополнительных поперечных перегородок 4 (фиг.1, 2, 3 и 4), при этом эффективность средства для регулирования уровня воды в канале повышается.

При использовании комбинации "дополнительные поперечные перегородки 4 - система перфорированных трубопроводов 6" в комплексе с донной поперечной перегородкой 2 (фиг.5, 6, 7 и 8) повышается эффективность процесса регулирования уровня воды.

При размещении системы перфорированных трубопроводов 6 поперек рыбоходного тракта 1 (фиг.16 и 17) в полной мере используется подъемная сила ВПЗ (воздушно-пузырьковой завесы) и факелов 9, образуемых ею. Параллельное расположение трубопроводов 6 и дополнительных поперечных перегородок 4 создает условия для наиболее эффективной работы средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1, поскольку факелы 9 практически полностью перекрывают поперечное сечение канала рыбоходного тракта 1, с одной стороны, а с другой стороны - их суммарная мощность по подъему дополнительного объема жидкости максимальная. При этой компоновке создаются стабильные условия как для заполнения внутреннего пространства между дополнительными поперечными перегородками 4, так и для поддержания расчетного перепада в створе работы системы "перфорированные трубопроводы - дополнительные поперечные перегородки".

Возможен вариант размещения перфорированных трубопроводов 6 вдоль продольной оси рыбоходного тракта 1 (фиг.19-21), при этом создаются оптимальные условия для продвижения донных видов рыб, например осетровых. Продольное размещение перфорированных трубопроводов 9, с одной стороны, несколько уменьшает кпд ВПЗ и в целом всей системы "перфорированные трубопроводы - дополнительные поперечные перегородки" (фиг.22-29), за счет менее мощного воздействия факелов 9 ВПЗ, но, с другой стороны, появляется возможность для беспрепятственного прохода осетровых в донной части рыбоходного канала 1, минуя участки распространения факелов 9 ВПЗ.

При комплексном использовании продольно уложенных перфорированных трубопроводов 6 с донными поперечными перегородками 2 (фиг.30-33) эффективность регулирования уровня воды повышается.

Возможен вариант выполнения дополнительных поперечных перегородок 4 в плане в форме, отличной от прямолинейной, что позволяет более полно использовать кинетическую энергию потока, набегающего на напорную грань дополнительных поперечных перегородок 4. При этом, как площадь взаимодействия дополнительных поперечных перегородок 4 с потоком, так и объем жидкости, вовлекаемой в пространство между дополнительными поперечными перегородками 4 становятся больше, что положительно сказывается на работе средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1. Кроме того, выполнение дополнительных поперечных перегородок 4, обращенных вогнутой стороной в сторону набегающего потока (фиг.10, 11), позволяет создать более равномерную эпюру потока в поверхностном горизонте рыбоходного тракта 1, формируемую сразу после дополнительных поперечных перегородок 4.

Размещение системы перфорированных трубопроводов 6 в толще потока (фиг.34, 36, 38 и 40) позволяет освободить придонные горизонты для свободного продвижения донных видов рыб, например осетровых, и сформировать дополнительные донные вплывные отверстия.

Совместное использование вышерассмотренной компоновки с донными поперечными перегородками 2 (фиг.35, 37, 39 и 41) повышает эффективность работы средства для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте 1.

Возможен вариант поярусного выполнения системы перфорированных трубопроводов 6 в толще потока (фиг.42, 44, 46 и 48), при этом интенсивность воздействия факелов 9 воздушно-пузырьковой завесы повышается. При совместном использовании перфорированных трубопроводов 6, расположенных на нижнем 7 и верхнем 8 ярусах, с донной поперечной перегородкой 2 с вплывными отверстиями 3 (фиг.43, 45, 47 и 49), установленной перед нижним ярусом 7, за пределами нижних кромок 5 дополнительных поперечных перегородок 4, эффективность регулирования уровня воды повышается.

Применение предлагаемого средства для регулирования уровня воды возможно в рыбоходах лоткового (фиг.50 и 51) и лестничного типа (фиг.52 и 53), первый из которых характеризуется наличием продольного уклона, а второй - ступенчатым дном.

Предлагаемый рыбоход является одной из немногих конструкций, имеющих минимальное количество элементов, создающих сопротивление потоку и в максимальной степени способствующих свободному проходу рыбы в верхний бьеф.

Источники информации

1. А.С. СССР №293918. Е 02 В 8/08. Рыбоход. Автор: Быков П.П. Опубл. Б.И. №6, 1971.

2. Харчев Г.К. Рыбопропускные сооружения. - М. - Л.: Стройиздат, 1940, с.79-83, рис.41-43.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Рыбоход включает рыбоходный тракт, выполненный в виде канала, выходной оголовок которого соединен с верхним бьефом гидроузла, а входной оголовок - с нижним бьефом, поперечные перегородки, имеющие вплывные отверстия, и средство для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте, выполненное в виде дополнительных поперечных перегородок, расположенных выше минимального расчетного уровня воды в рыбоходном тракте, при этом их нижние кромки выполнены параллельными дну рыбоходного тракта. Средство для регулирования уровня воды снабжено системой перфорированных трубопроводов, соединенных с компрессором, которая расположена под нижними кромками дополнительных поперечных перегородок и смещена относительно них в направлении вверх по течению. Дополнительные поперечные перегородки выполнены по всей ширине рыбоходного тракта. Перфорированные трубопроводы размещены в первом варианте поперек продольной оси рыбоходного тракта, а во втором варианте – вдоль этой оси. Изобретение обеспечивает создание эффективных гидравлических условий в рыбоходном тракте благодаря возможности управления режимами работы рыбохода, а также создание эффективных условий для продвижения донных рыб по длине рыбоходного тракта в верхний бьеф гидроузла. 2 н. и 32 з. п. ф-лы, 53 ил.

1. Рыбоход, включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде канала, выходной оголовок которого соединен с верхним бьефом гидроузла, а входной оголовок - с нижним бьефом, поперечные перегородки, имеющие вплывные отверстия, и средство для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте, выполненное в виде дополнительных поперечных перегородок, расположенных выше минимального расчетного уровня воды в рыбоходном тракте, при этом их нижние кромки выполнены параллельными дну рыбоходного тракта, отличающийся тем, что средство для регулирования уровня воды снабжено системой перфорированных трубопроводов, соединенных с компрессором, причем система перфорированных трубопроводов расположена под нижними кромками дополнительных поперечных перегородок и смещена относительно них в направлении вверх по течению, при этом дополнительные поперечные перегородки выполнены по всей ширине рыбоходного тракта, а перфорированные трубопроводы размещены поперек продольной оси рыбоходного тракта.2. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что отметки нижних кромок у всех дополнительных поперечных перегородок одинаковые.3. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что отметки нижних кромок дополнительных поперечных перегородок, размещенных выше по течению, большие, чем отметки нижних кромок дополнительных поперечных перегородок, размещенных ниже по течению.4. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки установлены под острым углом к потоку.5. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки в плане выполнены в форме, отличной от прямолинейной.6. Рыбоход по п.5, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки в плане выполнены V-образной формы, причем вершина излома направлена вниз по течению потока.7. Рыбоход по п.5, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки в плане выполнены дугообразной формы и вогнутой стороной направлены навстречу потоку.8. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что поперечные перегородки с вплывными отверстиями выполнены донными.9. Рыбоход по п.8, отличающийся тем, что донные поперечные перегородки установлены под дополнительными поперечными перегородками.10. Рыбоход по п.8, отличающийся тем, что донные поперечные перегородки расположены перед средством для регулирования уровня воды со стороны верхнего бьефа.11. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что система перфорированных трубопроводов размещена на дне рыбоходного тракта.12. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что система перфорированных трубопроводов размещена в толще водотока рыбоходного тракта и образует дополнительное донное вплывное отверстие.13. Рыбоход по п.12, отличающийся тем, что донная перегородка расположена непосредственно под системой перфорированных трубопроводов.14. Рыбоход по п.12, отличающийся тем, что система перфорированных трубопроводов выполнена поярусной, при этом ярусы в плане смещены относительно друг друга.15. Рыбоход по п.14, отличающийся тем, что перфорированные трубопроводы каждого яруса расположены под нижними кромками дополнительных поперечных перегородок.16. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что дно канала рыбоходного тракта выполнено с продольным уклоном.17. Рыбоход по п.1, отличающийся тем, что дно канала рыбоходного тракта выполнено ступенчатым с понижением отметки каждой последующей ступени в направлении входного оголовка.18. Рыбоход, включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде канала, выходной оголовок которого соединен с верхним бьефом гидроузла, а входной оголовок - с нижним бьефом, поперечные перегородки, имеющие вплывные отверстия, и средство для регулирования уровня воды в рыбоходном тракте, выполненное в виде дополнительных поперечных перегородок, расположенных выше минимального расчетного уровня воды в рыбоходном тракте, при этом их нижние кромки выполнены параллельными дну рыбоходного тракта, отличающийся тем, что средство для регулирования уровня воды снабжено системой перфорированных трубопроводов, соединенных с компрессором, причем система перфорированных трубопроводов расположена под нижними кромками дополнительных поперечных перегородок и смещена относительно них в направлении вверх по течению, при этом дополнительные поперечные перегородки выполнены по всей ширине рыбоходного тракта, а перфорированные трубопроводы размещены вдоль продольной оси рыбоходного тракта.19. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что отметки нижних кромок у всех дополнительных поперечных перегородок одинаковые.20. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что отметки нижних кромок дополнительных поперечных перегородок, размещенных выше по течению, большие, чем отметки нижних кромок дополнительных поперечных перегородок, размещенных ниже по течению.21. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки установлены под острым углом к потоку.22. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки в плане выполнены в форме, отличной от прямолинейной.23. Рыбоход по п.22, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки в плане выполнены V-образной формы, причем вершина излома направлена вниз по течению потока.24. Рыбоход по п.22, отличающийся тем, что дополнительные поперечные перегородки в плане выполнены дугообразной формы и вогнутой стороной направлены навстречу потоку.25. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что поперечные перегородки с вплывными отверстиями выполнены донными.26. Рыбоход по п.25, отличающийся тем, что донные поперечные перегородки установлены под дополнительными поперечными перегородками.27. Рыбоход по п.25, отличающийся тем, что донные поперечные перегородки расположены перед средством для регулирования уровня воды со стороны верхнего бьефа.28. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что система перфорированных трубопроводов размещена на дне рыбоходного тракта.29. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что система перфорированных трубопроводов размещена в толще водотока рыбоходного тракта и образует дополнительное донное вплывное отверстие.30. Рыбоход по п.29, отличающийся тем, что донная перегородка расположена непосредственно под системой перфорированных трубопроводов.31. Рыбоход по п.29, отличающийся тем, что система перфорированных трубопроводов выполнена поярусной, при этом ярусы в плане смещены относительно друг друга.32. Рыбоход по п.31, отличающийся тем, что перфорированные трубопроводы каждого яруса расположены под нижними кромками дополнительных поперечных перегородок.33. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что дно канала рыбоходного тракта выполнено с продольным уклоном.34. Рыбоход по п.18, отличающийся тем, что дно канала рыбоходного тракта выполнено ступенчатым с понижением отметки каждой последующей ступени в направлении входного оголовка.