РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК E02B8/08 E02B9/04 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам, сооружениям и устройствам, предназначенных для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения.

Известно рыбозащитное устройство [1], включающее установленный поперек подводящего канала рыбозадерживающий экран, сформированный ветвистыми конструкциями, имеющими грузы и поплавки для нормальной установки конструкций по отношению к потоку.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность защиты и отвода молоди рыб от зоны влияния водозаборного фронта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство [2], включающее рыбозадерживающий экран, установленный поперек водотока и сформированный из синтетических водорослей, закрепленных у дна и поверхности водотока, при этом водоросли расположены вертикальными рядами.

Недостатком данного рыбозащитного устройства является низкая эффективность рыбозащиты, поскольку концентрация молоди рыбы внутри экрана с течением времени повышается, и она имеет потенциальную возможность проникать в водозабор.

Целью изобретения является создание эффективных условий, обеспечивающих отвод молоди рыбы вне пределов зоны влияния водозабора.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Формирование рыбозадерживающего экрана из синтетических водорослей позволяет создать естественную преграду на пути ската молоди рыбы, при этом молодь рыбы попадает в условия, максимально приближенные к естественной среде обитания молоди рыбы. Для повышения эффективности рыбозащиты в нижней части рыбозадерживающего экрана выполнены перфорированные трубы, соединенные с компрессором, что позволяет подавать сжатый воздух и формировать интенсивный факел воздушно-пузырьковой завесы. Наличие ВПЗ позволяет обеспечить вертикальные восходящие потоки, способные отводить молодь рыбы и взвешенный мусор к поверхности водотока, где в свою очередь предусмотрена установка рыбоотводного лотка с перфорированным дном. Молодь рыбы, поднятая к поверхности факелом ВПЗ, через отверстия перфорации, выполненные в дне рыбоотводного лотка, попадает во внутреннее пространство лотка и далее отводится в рыбоотвод.

По п.2 формулы изобретения. Выполнение синтетических водорослей с поперечными ответвлениями позволяет повысить задерживающую функцию экрана за счет увеличения как гидравлического сопротивления, так и мощности рыбозадерживающего экрана. Кроме того, именно такая компоновка синтетических водорослей наиболее близка к естественной структуре водной растительности, в которой привыкла обитать молодь рыбы.

По п.3 формулы изобретения. Выполнение синтетических водорослей в виде плоских лент является разновидностью структуры водорослей. При этом за счет плоской структуры ленты также позволяют увеличить общее гидравлическое сопротивление экрана, поскольку общая площадь контакта лент больше, чем аналогичные типы синтетических водорослей.

По п.4 формулы изобретения. Выполнение синтетических водорослей - плоских лент, закрученными относительно вертикальной оси, позволяет повысить задерживающую функцию экрана и, соответственно, эффективность рыбозащиты.

По п.5 формулы изобретения (вариант). Выполнение рыбозадерживающего экрана с продольным каналом, расположенным внутри экрана (фиг.6), позволяет молоди рыбы, ощутив чувство свободного потока, перемещаться в сторону рыбозаборного отверстия, образованного продольной щелью в дне рыбоотводного лотка. Кроме того, за счет влияния подъемной силы факела воздушно-пузырьковой завесы и отсутствия в канале синтетических водорослей при этой компоновке создаются наиболее эффективные условия для отвода молоди рыбы в направлении рыбоотводного лотка.

Выполнение в центральной части рыбоотводного лотка рыбозаборного отверстия в виде продольного канала позволяет снизить сопротивление мусорорыбонасыщенному потоку и обеспечить эффективную транспортировку молоди рыбы в рыбоотводной лоток.

По п.6 формулы изобретения. Выполнение дна рыбоотводного лотка перфорированным повышает эффективность отвода молоди рыбы и взвешенного мусора, поскольку общая площадь рыбозаборных отверстий увеличивается.

По п.7 формулы изобретения. Выполнение открытой части дна рыбоотводного лотка - продольной щели с торцевыми стенками позволяет сформировать автономный рыбоотводной лоток, по которому будет независимо отводиться молодь рыбы, поступающая через открытую донную часть основного рыбоотводного лотка.

По п.8 формулы изобретения. Выполнение по оси автономного рыбоотводного лотка продольных направляющих козырьков позволяет сформировать локальный рыбоотводной лоток, попадая в который молодь рыбы гарантированно отводится в рыбоотвод. Этому способствует выполнение отметки верха направляющих козырьков ниже, чем отметка верха торцевых стенок. Компоновка направляющих козырьков с образованием конусной части, обращенной к дну водоема, позволяет создать потокоформирующее устройство для отвода молоди как в автономный рыбоотводной лоток, так и в лоток, сформированный направляющими козырьками. Поступление молоди рыб и мусора в локальный рыбоотводной лоток, сформированный направляющими козырьками, обеспечивается за счет энергии факела ВПЗ, поскольку он повышает уровень воды в автономном рыбоотводном лотке, а за счет перелива части расхода через кромки козырьков молодь рыбы поступает в локальный рыбоотводной лоток.

По п.9 формулы изобретения. Выполнение направляющих козырьков криволинейными позволяет сформировать оптимальную конфигурацию потокоформирующего устройства и условия выхода молоди рыбы в автономный рыбоотводной лоток.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства и его вариантов. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих чертежах:

фиг.1 изображает рыбозащитное устройство, продольный разрез, вариант с синтетическими водорослями с поперечными ответвлениями;

фиг.2 - то же, вариант с синтетическими водорослями, выполненными в виде плоских лент;

фиг.3 - то же, в случае выполнения рыбозадерживающего экрана из предварительно закрученных плоских лент;

фиг.4 - рыбозащитное устройство, план;

фиг.5 - рыбозащитное устройство, план, компоновка дна рыбоотводного лотка с продольным каналом;

фиг.6 - разрез А-А на фиг.5;

фиг.7 - вариант рыбозадерживающего экрана в случае формирования в центре рыбоотводного лотка автономного лотка, образованного вертикальными торцевыми стенками;

фиг.8 - компоновка рыбозадерживающего экрана в случае формирования в центре рыбоотводного лотка автономного лотка, образованного вертикальными торцевыми стенками и снабженного локальным рыбоотводным лотком, сформированным криволинейными направляющими козырьками.

Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения включает рыбозадерживающий экран 1, установленный поперек водотока 2 и сформированный из синтетических водорослей 3, закрепленных у дна и поверхности водотока, при этом водоросли 3 расположены вертикальными рядами. Устройство снабжено перфорированными трубопроводами 4 и рыбоотводным лотком 5, при этом лоток 5 размещен в поверхностной части водотока 2 и расположен напротив перфорированных трубопроводов 4, уложенных в донной части водотока 2, в месте крепления водорослей 3, причем водоросли 3 верхним своим концом жестко закреплены к дну 6 лотка 5, которое выполнено перфорированным.

Кроме того, синтетические водоросли 3 могут быть выполнены с поперечными ответвлениями 7, расположенными по всей их длине.

Помимо того, синтетические водоросли 3 могут быть выполнены в виде плоских лент 8.

Кроме того, синтетические водоросли 3 могут быть выполнены закрученными относительно вертикальной оси.

Согласно варианту устройства дно 6 лотка 5 в центральной своей части может быть выполнено с рыбозаборным отверстием 9, а в центральной части рыбозадерживающего экрана 1 образован продольный канал 10.

Кроме того, дно 6 рыбоотводного лотка 5 может быть выполнено перфорированным.

Помимо того, рыбозаборное отверстие 9 рыбоотводного лотка 5 может быть снабжено вертикальными торцевыми стенками 11, образующими автономный рыбоотводной лоток 12.

Кроме того, по оси автономного рыбоотводного лотка 12 могут быть выполнены продольные направляющие козырьки 13, соединяющиеся между собой в нижней своей части, при этом высотная отметка верха козырьков 13 ниже, чем отметка верха вертикальных торцевых стенок 11 автономного рыбоотводного лотка 12.

Помимо того, направляющие козырьки 13 могут быть выполнены криволинейными, причем своей выпуклостью они ориентированы в сторону вертикальных торцевых стенок 11.

Рыбозадерживающий экран 1 установлен поперек подводящего канала 14. Очищенная от молоди рыбы и мусора вода поступает в водозабор 15. Молодь рыбы из рыбоотводного лотка 5, автономного лотка 12 и локального рыбоотводного лотка, образованного направляющими козырьками 13, самотечным способом поступает в рыбоотвод 16.

Рыбозащитное устройство работает следующим образом.

Служба эксплуатации водозаборного сооружения выставляет рыбозадерживающий экран 1 в рабочее положение, перекрывая тем самым водоток 2, таким образом разделяя его на подводящий канал 14 и водозабор 15. Посредством включения компрессора (не показан) в перфорированные трубопроводы 4 поступает сжатый воздух, и внутри рыбозадерживающего экрана 1 создаются эффективные условия для отвода молоди рыбы в поверхностные горизонты водотока 2. Молодь рыбы под действием транзитного потока подводящего канала 14 сносится к экрану 1, где концентрируется вблизи его рабочей поверхности или постепенно проникает внутрь экрана 1. Молодь рыбы, попавшая внутрь экрана 1, попадает в сформированные искусственные водоросли, выполненные в виде синтетических водорослей 3, которые выполняют основную функцию экрана 1 - предотвращать проникновение молоди рыбы в водозабор 15 и задерживать ее в пределах установки рыбозадерживающего экрана 1. За счет воздействия факела воздушно-пузырьковой завесы молодь рыбы сносится вдоль водорослей 3 вверх, где попадает в перфорированные отверстия дна 6 рыбоотводного лотка 5 и далее по лотку 5 поступает в рыбоотвод 16.

Компоновка синтетических водорослей 3 может быть различной: с поперечными ответвлениями 7 (фиг.1), выполненными в виде плоских лент 8 (фиг.2) или выполненными из предварительно закрученных относительно вертикальной оси плоских лент 8 (фиг.3). Каждая компоновка способствует увеличению гидравлического сопротивления транзитному потоку, а главное повышает рыбозадерживающую функцию рыбозадерживающего экрана 1.

Возможна работа устройства (вариант), когда центральная часть дна 6 лотка 5 выполнена с рыбозаборным отверстием 9, при этом под ним отсутствуют водоросли 3 с образованием продольного канала 10. В этом случае, внутри рыбозадерживающего экрана 1 формируется пространство, свободное от установки синтетических водорослей 3 в виде продольного канала 10. Таким образом, молодь рыбы, попавшая внутрь экрана 1, имеет возможность эффективно транспортироваться в лоток 5 под воздействием факела воздушно-пузырьковой завесы, создаваемой перфорированными трубопроводами 4.

Для улучшения условий отвода молоди рыбы в рыбоотвод 16 рыбозаборное отверстие 9 может быть оснащено вертикальными торцевыми стенками 11, установленными по длине рыбозаборного отверстия 9 и образующих автономный рыбоотводной лоток 12 (фиг.7).

С целью повышения эффективности отвода молоди рыбы внутри лотка 5 автономный рыбоотводной лоток 12 может быть снабжен направляющими козырьками 13 (фиг.8). Направляющие козырьки 13 образуют локальный рыбоотводной лоток, попав в который молодь рыбы гарантированно отводится в рыбоотвод 16.

Предлагаемое рыбозащитное устройство позволяет простыми и доступными средствами в условиях ската молоди рыб осуществлять водозабор без нанесения экологического ущерба водоему. Кроме того, основные компоненты рыбозадерживающего экрана - гибкие эластичные элементы имитируют водную растительность, то есть естественную среду обитания молоди рыбы. Как достоинство предлагаемого изобретения надо отметить удачную компоновку ВПЗ и задерживающего экрана из синтетических водорослей, что позволяет отнести данную конструкцию к конструкциям, оказывающих комплексное воздействие на молодь рыбы.

Источники информации

1. А.С. СССР №1546546 (СССР), МПК Е 02 В 8/02. "Способ очистки воды от наносов в открытом водотоке". Автор: Шабрин А.Н. Опубл. 28.02.90. БИ №8, 1990.

2. Вдовин Ю.И., Анисимов А.В., Симакин В.И., Кордон М.Я., Волков В.Н. и Лушкин И.А. Фильтрующие рыбозащитные сооружения и устройства коммунальных и промышленных водозаборов. Пенза-Ухта, 2002, стр.48, рис.1.11 (ж).

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам в составе водозаборных сооружений. Рыбозащитное устройство включает рыбозадерживающий экран, установленный поперек водотока и сформированный из синтетических водорослей, закрепленных у дна и поверхности водотока и расположенных вертикальными рядами. Устройство снабжено перфорированными трубопроводами и рыбоотводным лотком, который размещен в поверхностной части водотока и расположен напротив перфорированных трубопроводов, уложенных в донной части водотока в месте крепления водорослей. В первом варианте рыбозащитного устройства водоросли верхним своим концом жестко закреплены к дну лотка, которое выполнено перфорированным. Во втором варианте водоросли верхним своим концом жестко закреплены к дну лотка, которое в центральной своей части выполнено с рыбозаборным отверстием, а в центральной части рыбозадерживающего экрана образован продольный канал. Изобретение создает эффективные условия, обеспечивающие отвод молоди рыбы за пределы зоны влияния водозабора. 2 н. и 7 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее рыбозадерживающий экран, установленный поперек водотока и сформированный из синтетических водорослей, закрепленных у дна и поверхности водотока, при этом водоросли расположены вертикальными рядами, отличающееся тем, что оно снабжено перфорированными трубопроводами и рыбоотводным лотком, при этом лоток размещен в поверхностной части водотока и расположен напротив перфорированных трубопроводов, уложенных в донной части водотока в месте крепления водорослей, причем водоросли верхним своим концом жестко закреплены ко дну лотка, которое выполнено перфорированным.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что синтетические водоросли выполнены с поперечными ответвлениями, расположенными по всей их длине.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что синтетические водоросли выполнены в виде плоских лент.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что синтетические водоросли выполнены закрученными относительно вертикальной оси.5. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее рыбозадерживающий экран, установленный поперек водотока и сформированный из синтетических водорослей, закрепленных у дна и поверхности водотока, при этом водоросли расположены вертикальными рядами, отличающееся тем, что оно снабжено перфорированными трубопроводами и рыбоотводным лотком, при этом лоток размещен в поверхностной части водотока и расположен напротив перфорированных трубопроводов, уложенных в донной части водотока, причем водоросли верхним своим концом жестко закреплены ко дну лотка, которое в центральной своей части выполнено с рыбозаборным отверстием, а в центральной части рыбозадерживающего экрана образован продольный канал.6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что дно рыбоотводного лотка выполнено перфорированным.7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что рыбозаборное отверстие рыбоотводного лотка снабжено вертикальными торцевыми стенками, образующими автономный рыбоотводной лоток.8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что по оси автономного рыбоотводного лотка выполнены продольные направляющие козырьки, соединяющиеся между собой в нижней своей части, при этом высотная отметка верха козырьков ниже, чем отметка верха вертикальных торцевых стенок автономного рыбоотводного лотка.9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что направляющие козырьки выполнены криволинейными, причем своей выпуклостью они ориентированы в сторону вертикальных торцевых стенок.