Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам и сооружениям, предназначенным для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения.
Известен способ управления режимом водоотбора [1], включающий изменение планового расположения гибких эластичных полотнищ жалюзийной системы по отношению к потоку подводящего канала и установку полотнищ под углом 0<α<90° к направлению продольной скорости потока в подводящем канале.
Недостатком данного способа является низкая эффективность управления режимами водоотбора.
Наиболее близким по технологической схеме является способ управления режимом водоотбора [2], включающий изменение, посредством привода, планового расположения плоскостей жалюзийной системы по отношению к потоку подводящего канала и установку жалюзи под острым углом к направлению продольной скорости потока подводящего канала, забор расчетного расхода воды в водозабор в промежутках между плоскостями жалюзи и одновременное формирование, посредством подачи гидравлических или водовоздушных струй, интенсивных мусорорыбоотводящих потоков во входных водозаборных отверстиях, образованных вертикальными плоскостями жалюзийной системы, со скоростью, превышающей критическую скорость плавания молоди рыб и регулирование величины забираемых удельных расходов в створе входного отверстия водозаборного канала.
Недостатком данного способа является низкая степень управляемости при назначении режимов водоотбора в условиях изменения динамики вертикального ската молоди рыб.
Известно рыбозащитное устройство [3], включающее установленный в канале под углом к потоку рыбозадерживающий экран с мусорорыбоотводным лотком, прикрепленным к его верхней части и сообщенным с рыбоотводом, средство для предварительного отвода молоди рыбы в виде жалюзийной системы и вертикально установленных водоструйных установок, расположенных в промежутках между жалюзи.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность отвода молоди рыб.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство [2], включающее жалюзийную систему, установленную во входном отверстии водозаборного канала с возможностью поворота жалюзи вокруг шарниров посредством индивидуального привода, при этом жалюзи обращены к потоку своей внешней поверхностью и расположены под углом к потоку подводящего канала, средство для предварительного отвода мусора и молоди рыб, состоящее из перфорированных труб, раздающего коллектора, напорных патрубков и насоса, при этом жалюзи выполнены вертикально на всю глубину потока и одной своей вертикальной кромкой соединены с вертикальными перфорированными трубами, причем оси поворота жалюзи установлены в шарнирах с возможностью поворота посредством привода и подключены к раздающему коллектору, соединенному с насосом, при этом выпускные отверстия перфорированных труб снабжены насадками, установленными соосно отверстиям перфорации, и гибкие эластичные элементы, прикрепленные к боковой поверхности перфорированных труб.
Недостатком данного рыбозащитного устройства является низкая эффективность управления режимами водоотбора при изменении динамики вертикального ската молоди рыбы.
Целью изобретения является создание эффективных условий, обеспечивающих возможность управления режимом водоотбора при изменении динамики вертикального ската молоди рыб.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. При изменении динамики вертикального ската молоди рыб служба эксплуатации водозаборного сооружения, для регулирования забираемых расходов, производит установку, посредством индивидуальных приводов, жалюзи под разными углами к потоку подводящего канала, при этом формируют максимальное гидравлическое сопротивление в горизонтах потока с максимальной концентрацией молоди рыб, устанавливая жалюзи под максимальным углом к потоку подводящего канала, а минимальное гидравлическое сопротивление - в горизонтах с минимальной концентрацией молоди рыб, устанавливая жалюзи под минимальным углом к потоку подводящего канала. В этом случае обеспечивается максимальная эффективность рыбозащиты.
По п.2 формулы изобретения. Выполнение жалюзи из жесткого каркаса и установка их ярусами, при этом каждый ярус соединен с индивидуальным приводом, позволяет управлять режимом водоотбора расчетного расхода в водозабор. Индивидуальный привод позволяет осуществлять независимый поворот жалюзи каждого яруса и выставлять их под разными углами к потоку подводящего канала. Расположение жалюзийной системы, в плане, вдоль криволинейной образующей, позволяет более эффективно использовать результирующий вектор скорости потока, создаваемый гидравлическими струями, формируемыми насадками, выполненными в торцевой части жалюзи, обращенной в сторону подводящего канала. Выполнение перфорированных труб прикрепленными к вертикальной кромке жалюзи, обращенной в сторону подводящего канала, позволяет более эффективно формировать на предварительной стадии мусорорыбоотводящий (мусорорыбоотклоняющий) поток. В этой компоновке на первом этапе функцию мусорорыбоотвода выполняют рабочие плоскости жалюзи, так как набегающий поток формирует при взаимодействии с плоскостью жалюзи составляющую вектора скорости, направленную вдоль криволинейной образующей, вдоль которой установлена система жалюзи. На втором и заключительном этапе функцию мусорорыбоотвода выполняют гидравлические струи, формируемые насадками перфорированных труб. При этом струи, обладая повышенным уровнем кинетической энергии и высокими скоростями, отводят мусор и молодь на более дальнюю траекторию ската, формируемую вдоль криволинейной образующей, согласно которой установлены жалюзи. Наличие гибких эластичных лент, закрепленных на торцевых частях жалюзи, со стороны подводящего канала, позволяет создать дополнительный рыбозаградительный экран, причем гибкие эластичные ленты, под воздействием гидравлических струй, постоянно вибрируют и формируют динамический рыбозащитный экран, являющийся логическим продолжением жесткого экрана, создаваемого плоскостями жалюзи.
По п.3 формулы изобретения. Крепление гибких эластичных лент по обе стороны от насадков перфорированных труб позволяет создать более плотный рыбозащитный экран, формируемый гибкими лентами.
По п.4 формулы изобретения. Выполнение устройства с мусорорыбоотводным лотком, расположенным в верхней части потока, и соединение его с мусорорыбоотводом, позволяет эффективно отводить взвешенный мусор и молодь рыбы, сконцентрированные в поверхностном горизонте потока.
По п.5 формулы изобретения (вариант). Выполнение перфорированных труб с перфорированными коробами с насадками, причем перфорированные короба закреплены вдоль перфорированных труб с образованием воздухоподводящей плоскости, сообщенной с атмосферой, при этом насадки закреплены на внутренней поверхности перфорированных коробов, а отверстия насадков, перфорации труб, коробов и продольной плоскости жалюзи расположены соосно, позволяет формировать водовоздушные струи. Наличие водовоздушных струй позволяет эффективно транспортировать взвешенный мусор и молодь рыбы в верхние горизонты потока, где они попадают в мусорорыбоотводной лоток и далее в мусорорыбоотвод. Принцип работы этого приспособления заключается в следующем. Соосное выполнение насадков коробов и выпускных отверстий перфорированных труб позволяет при формировании гидравлических струй эжектировать воздух из атмосферы, поступающий по воздухоподводящей полости. При этом водяные струи интенсивно насыщаются воздухом и формируют водовоздушные струи перед жалюзийной системой.
По п.6 формулы изобретения. Выполнение гибких эластичных лент, закрепленных к перфорированным коробам, также позволяет формировать динамический рыбозащитный экран, являющийся логическим продолжением экрана, формируемого плоскостями жалюзи.
По п.7 формулы изобретения. Выполнение гибких эластичных лент, закрепленных по обеим сторонам относительно перфорированных коробов, позволяет сформировать более плотный рыбозащитный экран, формируемый гибкими лентами.
По п.8 формулы изобретения. Выполнение устройства с мусорорыбоотводным лотком, расположенным в верхней части потока, и соединение его с мусорорыбоотводом позволяет эффективно отводить взвешенный мусор и молодь рыбы, сконцентрированные в поверхностном горизонте потока.
Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа управления режимом водоотбора и создания новой конструкции рыбозащитного устройства и его варианта. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - рыбозащитное устройство, план;
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - то же, в случае работы водовоздушных струй;
фиг.4 - торцевая часть жалюзи, фрагмент соединения перфорированной трубы с жалюзи;
фиг.5 - торцевая часть жалюзи, фрагмент соединения перфорированного короба с перфорированной трубой;
фиг.6 - торцевая часть жалюзи, фрагмент соединения перфорированной трубы с жалюзи, вариант с гибкими лентами, прикрепленными по обеим сторонам относительно насадков перфорированных труб;
фиг.7 - то же, вариант перфорированных коробов с гибкими лентами, прикрепленными по обеим сторонам относительно перфорированных коробов;
фиг.8 - продольный разрез по устройству, ярусное расположение жалюзи, установленными под одним углом к потоку;
фиг.9 - то же, вариант с гибкими лентами;
фиг.10 - продольный разрез по устройству, ярусное расположение жалюзи, установленными под разными углами к потоку;
фиг.11 - продольный разрез по устройству, вариант работы перфорированных коробов с созданием водовоздушных гидравлических струй;
фиг.12 - то же, жалюзи установлены под разными углами к потоку подводящего канала;
фиг.13 - фрагмент плана, жалюзи установлены под разными углами к потоку подводящего канала;
фиг.14 - то же, вариант работы водовоздушных гидравлических струй;
фиг.15 - компоновка осей вращения ярусных жалюзи и индивидуальных приводов;
фиг.16 - поперечный разрез Б-Б на фиг.15, коаксиальное выполнение осей вращения жалюзи;
фиг.17 - поперечный разрез В-В на фиг.15, коаксиальное выполнение осей вращения жалюзи;
фиг.18 - поперечный разрез Г-Г на фиг.15;
фиг.19 - продольный разрез, по оси вращения жалюзи;
фиг.20 - продольный разрез Д-Д на фиг.19, показаны водораздающие отверстия;
фиг.21 - поперечный разрез Е-Е на фиг.19, коаксиальное соединение осей вращения жалюзи с показом водораздающих отверстий;
фиг.22 - поперечный разрез Ж-Ж на фиг.19;
фиг.23 - продольный разрез жалюзи, вариант выполнения насадков в торцевой части жалюзи, обращенной в сторону подводящего канала;
фиг.24 - то же, вариант с гибкими лентами;
фиг.25 - продольный разрез жалюзи, вариант с перфорированными коробами;
фиг.26 - то же, вариант с гибкими лентами;
фиг.27 - система индивидуальных приводов для вращения жалюзи, план;
фиг.28 - жалюзийная система, вид со стороны водозаборного канала на воздухоподводящую систему;
фиг.29 - то же, фрагмент;
фиг.30 - разрез 3-3 на фиг.29;
фиг.31 - разрез И-И на фиг.29;
фиг.32 - вид К на фиг.29.
Способ управления режимом водоотбора осуществляется следующим образом. В зависимости от динамики вертикального ската молоди рыб в подводящем канале служба эксплуатации выставляет яруса жалюзи под разными углами к потоку подводящего канала по следующему принципу: в горизонтах потока, содержащих максимальную концентрацию молоди рыб, жалюзи выставляются под максимальным углом к потоку, формируя максимальное гидравлическое сопротивление, а в горизонтах, содержащих минимальную концентрацию молоди рыб, жалюзи выставляются под минимальным углом к потоку, формируя минимальное гидравлическое сопротивление потоку подводящего канала.
Рыбозащитное устройство включает жалюзийную систему 1, установленную во входном отверстии водозаборного канала 2 с возможностью поворота жалюзи 3 вокруг шарниров 4 посредством индивидуального привода 5, при этом жалюзи 3 обращены к потоку своей внешней поверхностью и расположены под углом к потоку подводящего канала 6, средство для предварительного отвода мусора и молоди рыб состоящее из перфорированных труб 7, раздающего коллектора 8, напорных патрубков 9 и насоса (не показан), при этом жалюзи 3 выполнены вертикально на всю глубину потока и одной своей вертикальной кромкой соединены с вертикальными перфорированными трубами 7, причем оси 10 поворота жалюзи 3 установлены в шарнирах 4 с возможностью поворота посредством привода 5 и подключены к раздающему коллектору 8, соединенному с насосом (не показан), при этом выпускные отверстия 11 перфорированных труб 7 снабжены насадками 12, установленными соосно отверстиям перфорации 11, и гибкие эластичные элементы 13, прикрепленные к боковой поверхности перфорированных труб 7. При этом рабочая поверхность жалюзи 3 выполнена в виде жесткой плоскости, а жалюзийная система 1 выполнена ярусами 14, 15 и 16, причем каждый ярус соединен с индивидуальным приводом 4 и установлена в плане вдоль криволинейной образующей, обращенной выпуклой стороной в сторону подводящего канала 6, при этом перфорированные трубы 7 закреплены к вертикальной кромке жалюзи 3, обращенной в сторону подводящего канала 6, причем насадки 12 выполнены соосно продольной оси плоскости жалюзи 3, а перфорированные трубы 7 соединены с осями 10 вращения жалюзи 3, выполненными полыми, при этом оси 10 вращения выполнены коаксиально и шарнирно соединены с раздающим коллектором 8, а гибкие эластичные элементы 13 выполнены в виде лент.
Кроме того, гибкие эластичные ленты 13 могут быть закреплены по обеим сторонам относительно насадков 12 перфорированных труб 7.
Помимо того, устройство может быть снабжено мусорорыбоотводным лотком 17 и мусорорыбоотводом 18. Лоток 17 может быть выполнен в виде полулотка, открытой частью обращенного в сторону подводящего канала 6 и установленного ниже, по течению, жалюзийной системы 1, а концевая часть мусорорыбоотводного лотка 17 сообщается с мусорорыбоотводом 18.
Кроме того, устройство может быть снабжено перфорированными коробами 19 с насадками 12, причем перфорированные короба 19 закреплены вдоль перфорированных труб 7 с образованием воздухоподводящей полости 20, сообщенной с атмосферой, при этом насадки 12 закреплены на внутренней поверхности перфорированных коробов 19, а отверстия насадков 12, перфорации труб 7, коробов 19 и продольной плоскости жалюзи 3 расположены соосно.
Помимо того, насадки 12 могут быть выполнены в торцевой части жалюзи 9, обращенной в сторону подводящего канала 5.
Кроме того, гибкие эластичные ленты 13 могут быть закреплены к перфорированным коробам 19.
Помимо того, гибкие эластичные ленты 13 могут быть закреплены по обеим сторонам относительно перфорированных коробов 19.
Индивидуальные приводы 5 установлены на служебном мостике 21.
Оси 10 имеют раздающие отверстия 22.
В процессе формирования водовоздушных гидравлических струй образуется факел 23 воздушно-пузырьковой завесы.
Для обеспечения подвода воздуха из атмосферы во внутреннее пространство воздухоподводящих полостей 20 имеется подводящий воздуховод 24, соединенный гибкими армированными шлангами 25 с трубопроводами 26.
Рыбозащитное устройство работает следующим образом.
Служба эксплуатации водозаборного сооружения, в зависимости от динамики вертикального ската молоди рыб, выставляет жалюзи 3, а именно их ярусы 14, 15 и 16 в той комбинации, которая соответствует реальной картине ската молоди рыб в подводящем канале 6. Технология установки ярусов заключается в следующем. Регулирование забираемых удельных расходов производится по глубине потока подводящего канала 6 посредством установки ярусов 14, 15 и 16 при помощи индивидуальных приводов 5, под разными углами к потоку подводящего канала 6. Причем максимальное гидравлическое сопротивление потоку подводящего канала 6 формируют в тех горизонтах потока, в которых наблюдается максимальная концентрация молоди рыб, при этом жалюзи 3 устанавливают под максимальным углом к потоку, а минимальное гидравлическое сопротивление потоку формируют в тех горизонтах потока, в которых наблюдается минимальная концентрация молоди рыб, устанавливая жалюзи 3 под минимальным углом к потоку подводящего канала 6.
Возможны два варианта работы рыбозащитного устройства: первый - когда насадки 12 формируют гидравлические струи (фиг.4, 6, 8 и 9) и второй - когда перфорированные короба 19, воздухоподводящие полости 20, насадки 12 и выпускные отверстия 11 формируют водовоздушные гидравлические струи (фиг.3, 5, 7, 11 и 12) и факел 23 воздушно-пузырьковой завесы, который транспортирует взвешенный мусор и молодь рыбы в верхние горизонты потока. Подвод воздуха из атмосферы к жалюзям 3 нижних ярусов 15 и 16 производится по подводящему воздуховоду 24, соединенному гибкими армированными шлангами 25 с трубопроводами 26, которые, в свою очередь, соединены с перфорированными коробами 19. При этом верхняя и нижняя части перфорированных коробов 19 ярусов 15 и 16 выполнены заглушенными.
Как в первом, так и во втором вариантах работы, концевые части жалюзи 3, обращенные в сторону подводящего канала 6 могут быть снабжены гибкими эластичными элементами 13, выполненными в виде лент. В этом случае гибкими эластичными элементы 13, под динамическим воздействием гидравлических или водовоздушных струй, образуют продолжение экрана, сформированного жалюзями 3, который интенсивно отпугивает молодь рыбы от водозаборного канала 2.
Наличие мусорорыбоотводного лотка 17 и мусорорыбоотвода 18, позволяет эффективно отводить мусор и молодь рыбы от зоны влияния водозаборного канала 2.
Использование индивидуальных приводов 5 (фиг.15 и 27) в полной степени соответствует эксплуатационным нуждам водозаборного сооружения.
Возможен вариант работы жалюзи 3, когда насадки 12 крепятся непосредственно к торцевой части жалюзи 3, обращенной в сторону подводящего канала 6 (фиг.23 и 24). Кроме того, возможно использование варианта когда перфорированные короба 19 крепятся непосредственно к торцевой части жалюзи 3, обращенной в сторону подводящего канала 6. В этом случае, выпускные отверстия 11 (отверстия перфорации) выполняются на торцевой части жалюзи 3, а насадки 12 закреплены на внутренней поверхности перфорированных коробов 19 (фиг.25).
Предлагаемый способ и рыбозащитное устройство, его реализующее, позволяет в условиях изменения динамики вертикального ската молоди рыб управлять режимами водоотбора, при этом, в полном соответствии с биологическими особенностями объекта защиты, обеспечивать высокий уровень рыбозащиты.
Источники информации
1. А.С. СССР №1551776 (СССР). Е 02 В 8/08, 9/04. Водозаборное сооружение. Бондаренко В.Л. и др.
2. Патент РФ №2023795 (СССР). Е 02 В 8/08, 9/04. Способ управления режимом водоотбора и рыбозащитное устройство. Чистяков А.А., Шкура В.Н., Шкура В.Н., Прядко А.А. Опубл. 30.11.94. Б.И. №22, 1994.
3. А.С. СССР №1461818 (СССР). Е 02 В 8/08, 9/04. Рыбозащитное устройство. Чистяков А.А., Прокопов Н.А., Боровской В.П., Фоменко В.А. Опубл. 28.02.89. Б.И. №8, 1989.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ВОДООТБОРА И РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО | 1991 |
|
RU2023795C1 |
РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2003 |
|
RU2266365C2 |
СПОСОБ ЗАЩИТЫ МОЛОДИ РЫБЫ ОТ ПОПАДАНИЯ В ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ И РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО, ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩЕЕ | 2006 |
|
RU2326209C1 |
РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ | 2006 |
|
RU2318092C1 |
РЫБОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ | 2006 |
|
RU2323296C2 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ВОДООТБОРА И ВОДОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩЕЕ | 2003 |
|
RU2245413C1 |
Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения | 1990 |
|
SU1703787A1 |
РЫБОЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ | 2006 |
|
RU2312184C1 |
СПОСОБ ЗАЩИТЫ МОЛОДИ РЫБЫ ОТ ПОПАДАНИЯ В ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩЕЕ | 2003 |
|
RU2250952C2 |
РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ | 2003 |
|
RU2257445C2 |
Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения при изменении динамики вертикального ската молоди рыб и рыбозащитным устройствам в составе водозаборных сооружений. При изменении динамики вертикального ската молоди рыб служба эксплуатации водозаборного сооружения для регулирования забираемых расходов производит установку посредством индивидуальных приводов жалюзи под разными углами к потоку подводящего канала. При этом максимальное гидравлическое сопротивление потоку подводящего канала формируют в горизонтах потока с максимальной концентрацией молоди рыб, устанавливая жалюзи под максимальным углом к потоку подводящего канала, а минимальное гидравлическое сопротивление формируют в горизонтах с минимальной концентрацией молоди рыб, устанавливая жалюзи под минимальным углом к потоку подводящего канала. В результате обеспечивается максимальная эффективность рыбозащиты. Изобретение позволяет существенно повысить эффективность управления режимами водоотбора, учитывая при этом биологические особенности объекта защиты. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 32 ил.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ВОДООТБОРА И РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО | 1991 |
|
RU2023795C1 |
Речное водозаборное сооружение | 1988 |
|
SU1551776A1 |
SU 1484860 A1, 07.06.1989 | |||
Рыбозащитное устройство | 1986 |
|
SU1461818A1 |
Рыбозащитное устройство | 1987 |
|
SU1493733A1 |
Рыбозащитное устройство | 1989 |
|
SU1693189A1 |
Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения | 1989 |
|
SU1707128A1 |
Авторы
Даты
2006-06-20—Публикация
2004-12-27—Подача