Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам и сооружениям, предназначенным для привлечения и перевода производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.
Известен способ привлечения и перевода рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний, предложенный Введенским О.Г. (патент РФ №2130991, кл. Е02В 8/08, опублик. 1999.05.27, Бюл. №15), и способ транспортировки жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок, предложенный Введенским О.Г. (патент РФ №2179265, кл. F04F 5/02, опублик. 2002.02.10, Бюл. №4), заключающиеся в формировании управляемого водного потока по всей длине рыбоходного тракта, зависящего от разницы уровней верхнего и нижнего бьефов, а так же вида пропускаемой рыбы, создаваемого в каждой камере рыбохода в результате подачи воды через струеобразующие насадки, расположенные по периметру рыбопропускного отверстия прямоугольной формы в разделительных стенках, делящих рыбоход на камеры и направленных под углом друг к другу, в сторону верхнего бьефа, последующем формировании двух рядов затопленных гидравлических струй и создании, при совместном взаимодействии этих гидравлических струй, гидравлического сопротивления потоку, поступающему по рыбоходному тракту (камерам рыбохода) из верхнего бьефа, создавая тем самым благоприятные условия для прохода рыбы в сторону верхнего бьефа.
Недостатком данного способа является низкая эффективность использования статического напора (разности отметок верхнего и нижнего бьефов) подпорного сооружения.
Наиболее близким по технологической схеме и достигаемому результату является способ пропуска рыбы через рыбоходный тракт рыбохода, предложенный Чистяковым А.А. (патент РФ №2236501, кл. Е02В 8/08, опублик. 2004.09.20), заключающийся в создании управляемого водного потока по всей длине рыбоходного тракта, при этом управляемый поток, зависящий от разницы уровней верхнего и нижнего бьефов и вида пропускаемой рыбы, создают в каждой камере рыбохода в результате подачи дополнительного расхода воды в систему струеформирующих насадков, размещенных выше и ниже продольной оси вплывного отверстия, расположенного в поперечной перегородке, и направленных под углом к друг к другу и в сторону верхнего бьефа, последующем формировании двух рядов затопленных гидравлических струй и создании при совместном взаимодействии этих гидравлических струй гидравлического сопротивления потоку, поступающему по рыбоходному тракту и камерам рыбохода из верхнего бьефа, и тем самым благоприятных условий для прохода рыбы через вплывное отверстие в сторону верхнего бьефа, причем гидравлические струи формируются непосредственно в вплывном отверстии поперечной перегородки или в автономных каналах, выполненных по всему периметру рыбопропускного отверстия, и могут являться предварительно закрученными, причем питание струеформирующих насадков может быть организовано при помощи насосов или же комплексно посредством насосов и обводного трубопровода из верхнего бьефа, используя кинетическую энергии перепада уровней воды верхнего и нижнего бьефов (п.6 формулы изобретения).
Основным недостатком в случае питания струеформирующих насадков с помощью обводного трубопровода из верхнего бьефа является невозможность стабильной работы рыбохода.
Известен рыбоход для пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний, предложенный Введенским О.Г. и Поляниным А.Я. (патент РФ №2130990, кл. Е02В 8/08, опублик. 1999.05.27, Бюл. №15; Заявка №2006113903 от 24.04.2006), и конструкция насосно-эжекторной установки для транспортировки жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок, предложенная Введенским О.Г. и Поляниным А.Я. (патент РФ №2178480, кл. Е02В 8/08, опублик. 2002.01.20, Бюл. №2), содержащие открытые сверху водосливные лотки с поперечно расположенными разделительными вертикальными стенками, разделительные стенки выполнены с расположенными в нижней их части рыбопропускными отверстиями прямоугольной формы, оснащенные заградительными козырьками, по периметру которых внутри заградительных козырьков расположены струеобразующие насадки.
Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность пропуска рыбы в сторону верхнего бьефа.
Наиболее близкой по технологической схеме и достигаемому результату является конструкция рыбохода, предложенная Чистяковым А.А. (патент РФ №2236501, кл. Е02В 8/08, опублик. 2004.09.20), включающая рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, выполненный в виде камер, соединенных между собой поперечными перегородками и размещенных ступенчато или в виде лоткового канала с продольным уклоном в сторону нижнего бьефа, донные вплывные отверстия, выполненные в поперечных перегородках, причем вплывные отверстия со стороны верхнего бьефа выполнены со струеформирующими насадками, сообщенными с источником рабочей среды и размещенными выше и ниже продольной оси вплывного отверстия, при этом насадки ориентированы под острым углом к продольной оси вплывных отверстий, причем насадки расположены между экранирующими козырьками, размещенными по полупериметру вплывного отверстия выше и ниже плоскости установки струеформирующих насадков, таким образом, что насадки находятся внутри сформированной козырьками выходной части вплывного отверстия и расположены параллельно плоскости прилегающего экранирующего козырька, так, что струеформирующие насадки выполнены по всему периметру вплывного отверстия, при этом выходные отверстия насадков расположены непосредственно во вплывных отверстиях между плоскостями боковых поверхностей поперечных перегородок, а внутри поперечных перегородок выполнены раздающие коллекторы, причем вплывные отверстия могут быть выполнены квадратной, прямоугольной или круглой формы, или вплывные отверстия в поперечной перегородке выполнены поярусно, или же высота вплывного отверстия со стороны нижнего бьефа больше, чем аналогичная высота со стороны верхнего бьефа, так же концевые участки напорного трубопровода, примыкающие к насадкам, могут быть снабжены закручивающими приспособлениями, позволяющими закручивать гидравлические струи в направлении по часовой стрелке, против часовой стрелки, навстречу друг другу или в различных комбинациях, помимо того, поперечная перегородка может быть выполнена с дополнительными сквозными отверстиями, сообщающимися с камерами верхнего и нижнего уровня, при этом внутри этих отверстий соосно с образуемыми автономными каналами размещены струеформирующие насадки, причем часть камер рыбохода со стороны нижнего бьефа сообщена с верхним бьефом посредством напорного трубопровода, соединенного с системами струеформирующих насадков (п.13 формулы изобретения).
Основным недостатком данной конструкции рыбохода является невозможность создания равномерного привлекающего потока в камерах рыбохода, питающихся посредством обводного трубопровода из верхнего бьефа, и как следствие низкая эффективность привлечения и пропуска рыбы в сторону верхнего бьефа.
Целью изобретения является создание равномерного и стабильного привлекающего потока, не зависящего от способа питания систем струеформирующих насадков, по всей длине рыбохода, повышающего эффективность привлечения рыбы в рыбоход и пропуска ее в верхний бьеф гидроузла.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Сброс воды с помощью отводящих трубопроводов (каналов) в нижний бьеф гидроузла из камер рыбохода, у которых системы струеобразующих насадков рыбопропускных отверстий питаются посредством обводных напорных трубопроводов, соединенных с верхним бьефом, обеспечит стабильную работу рыбохода и получение дополнительного напора, образующего привлекающий поток в пределах, необходимых для привлечения рыбы в рыбоход и пропуска ее в верхний бьеф. Данный способ питания возможен для камер рыбохода, расположенных в начале рыбохода, со стороны нижнего бьефа при наличии статического напора (разности отметок уровней верхнего и нижнего бьефов) на подпорное сооружение более 10 метров. Сброс воды в нижний бьеф гидроузла из камер рыбохода осуществляют так же за счет разности отметок уровней над горизонтом рассматриваемой камеры и нижнего бьефа. В этом случае будет достаточно эффективно использоваться полная энергия воды, находящейся в верхнем бьефе гидроузла.
По пп.2 и 3 формулы изобретения. Независимость расходов воды (жидкости), сбрасываемой с помощью отводящих трубопроводов (каналов) в нижний бьеф гидроузла и подаваемой с помощью обводных напорных трубопроводов (каналов), соединенных с верхним бьефом, для части камер рыбохода позволит гибко управлять работой рыбохода.
По пп.4 и 5 формулы изобретения. Регулировку величины дополнительного напора, образующего привлекающий поток, осуществляют на одной или группе разделительных стенок камер рыбохода путем изменения расходов воды, подаваемых посредством обводных напорных трубопроводов, соединенных с верхним бьефом гидроузла, в струеобразующие насадки рыбопропускных (вплывных) отверстий, выполненных в данных разделительных стенках, или изменением расходов сбрасываемой воды с помощью отводящих трубопроводов (каналов) из части камер рыбохода в нижний бьеф гидроузла. Такая регулировка производится по мере изменения уровней воды в бьефах гидроузла или видового состава движущейся рыбы.
По п.6 формулы изобретения. Соединение посредством отводящих трубопроводов (каналов) с нижним бьефом гидроузла камер рыбохода, оснащенных напорными обводными трубопроводами (каналами), связывающими системы насадков с верхним бьефом, позволит обеспечить стабильную работу рыбохода при эффективном использовании полной энергии перепада уровней бьефов гидроузла с одновременным сокращением расходов электроэнергии, затрачиваемой ранее на работу насосов.
По пп.7 и 8 формулы изобретения. Оборудование напорных обводных трубопроводов (каналов) и отводящих трубопроводов (каналов) задвижками (запорными устройствами) позволит управлять работой рыбохода.
Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа привлечения и пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф и создания новой конструкции рыбохода. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - общая схема рыбохода и способа его размещения в створе плотины гидроузла;
фиг.2 - продольный разрез рыбохода со струеобразующими насадками, расположенными по периметрам рыбопропускных отверстий, вариант питания систем струеобразующих насадков камер рыбохода, расположенных в начале рыбохода, со стороны нижнего бьефа посредством обводных напорных трубопроводов, соединенных с верхним бьефом;
фиг.3 - продольный разрез рыбохода со струеобразующими насадками, расположенными непосредственно в рыбопропускных отверстиях, вариант питания систем струеобразующих насадков камер рыбохода, расположенных в начале рыбохода, со стороны нижнего бьефа посредством обводных напорных трубопроводов, соединенных с верхним бьефом;
фиг.4 - продольный разрез рыбохода со струеобразующими насадками, расположенными в автономных каналах, вариант питания систем струеобразующих насадков камер рыбохода, расположенных в начале рыбохода, со стороны нижнего бьефа посредством обводных напорных трубопроводов, соединенных с верхним бьефом.
Рыбоход (фиг.1) размещают в створе плотины 1 гидроузла и выполняют в виде открытого ступенчатого, наклонного или наклонно-ступенчатого водосливного лотка (рыбоходного тракта) 2, соединяющего верхний и нижний бьефы гидроузла. Внутри водосливного лотка рыбоходного тракта 2 устанавливают вертикальные (разделительные) стенки 3 (фиг.1-4), образующие камеры 4 рыбохода. В разделительных стенках 3 выполняют рыбопропускные (вплывные) отверстия 5 прямоугольной, квадратной или круглой формы, оснащенные заградительными козырьками 6, образованные экранирующими заградительными стенками, установленными по всему периметру пропускных (рыбопропускных) отверстий 5 параллельно осям распространения струй. Внутри заградительных козырьков по периметрам рыбопропускных (вплывных) отверстий 5 (фиг.2) или непосредственно в самих рыбопропускных (вплывных) отверстиях (фиг.3), или же в автономных каналах 7 (фиг.4) расположены струеобразующие насадки 8 параллельно к оси рыбопропускного отверстия (фиг.2) или под острым углом (фиг.3, 4). Системы струеобразующих насадков 8 рыбопропускных отверстий 5 камер 4 рыбохода, расположенных в начале рыбохода, со стороны нижнего бьефа, через питающие трубопроводы 9 (фиг.2) или раздающие коллекторы 10 (фиг.3, 4) соединяют посредством обводных напорных трубопроводов 12 с верхним бьефом гидроузла. В свою очередь камеры 4 рыбохода, оснащенные напорными обводными трубопроводами (каналами) 12, соединяющими системы насадков с верхним бьефом, связывают через отводящие трубопроводы (каналы) 13 с нижним бьефом гидроузла (фиг.2-4).
Помимо того, все обводные напорные трубопроводы (каналы) 12 (фиг.2-4) оборудуют задвижками 14.
Кроме того, все отводящие трубопроводы (каналы) 13 (фиг.2-4) оснащают задвижками 15.
Способ привлечения и пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф через рыбоход осуществляется следующим образом.
Рабочая жидкость (вода) подается в насадки 8 из питающих трубопроводов 9 (фиг.2), которые размещаются по периметрам рыбопропускных отверстий 5, или из раздающих коллекторов 10, размещенных внутри разделительных стенок 3 (фиг.3-4). При истечении воды через эти насадки 8 образуются ряды параллельных гидравлических струй, которые, взаимодействуя между собой, способствуют образованию перед вплывными (рыбопропускными) отверстиями 5 зон частично равных давлений (эпюр противодавления). Благодаря созданию зон частично равных давлений обеспечивают беспрепятственный пропуск производителей рыб через рыбоход из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф. Системы струеобразующих насадков 8 рыбопропускных отверстий 5 камер 4 рыбохода питают комплексно. Причем камеры рыбохода, расположенные в начале рыбохода, со стороны нижнего бьефа, при наличии статического напора (разности отметок уровней верхнего и нижнего бьефов) на подпорное сооружение более 10 метров питают с помощью обводных напорных трубопроводов (каналов) 12, соединенных с верхним бьефом. При этом верхние камеры 4 рыбохода, где величина статического напора не позволяет создать заданный напор в системе питания струеобразующих насадков 8, питают с помощью насосов 11 (фиг.2-4). Для обеспечения стабильной работы рыбохода и получения дополнительного напора ΔH, образующего привлекающий поток в пределах, необходимых для привлечения рыбы в рыбоход и пропуска ее в верхний бьеф, производят сброс воды с помощью отводящих трубопроводов (каналов) 13 в нижний бьеф гидроузла (фиг.2-4). Отводящими трубопроводами (каналами) 13 оснащают те камеры 4 рыбохода, для которых питание систем струеобразующих насадков 8 осуществляют посредством обводных напорных трубопроводов (каналов) 12, соединенных с верхним бьефом. Это необходимое условие успешной работы рыбохода, в противном случае при комплексной схеме питания систем струеобразующих насадков 8 рыбоход работать на пропуск рыб в верхний бьеф не будет (рыбоход будет перекачивать воду из нижнего бьефа в верхний бьеф гидроузла).
Реализация способа в случае независимости расходов воды, подаваемой с помощью обводных напорных трубопроводов (каналов) 12, соединенных с верхним бьефом, и сбрасываемой с помощью отводящих трубопроводов (каналов) 13 в нижний бьеф гидроузла, для части камер 4 рыбохода позволит отдельно устанавливать величины действительных напоров воды, приходящихся на разделительные стенки этой части камер рыбохода. В этом случае достигается гибкость в управлении работой рыбохода.
Установка величины дополнительного напора ΔH (фиг.2-4), образующего привлекающий поток, на одной или группе разделительных стенок 3 рыбохода путем изменения расходов воды, подаваемых посредством обводных напорных трубопроводов 12, соединенных с верхним бьефом гидроузла, в струеобразующие насадки 8 рыбопропускных (вплывных) отверстий 5, выполненных в данных разделительных стенках 3, позволит создать равномерный, привлекающий рыбу поток по всей длине рыбохода. Величину дополнительного напора ΔH устанавливают в зависимости от вида пропускаемой через рыбоход рыбы путем изменения величин начальных скоростей V0 истечения гидравлических струй из насадков 8, установленных по периметру рыбопропускных отверстий 5, выполненных в данных разделительных стенках 3 рыбохода, т.е. меняют величину напора НCP.N, который могут удержать на разделительной стенке 3 с помощью гидравлических струй. Установку величин начальных скоростей V0 истечения гидравлических струй из насадков производят с помощью задвижек (запорных устройств) 14, установленных на напорных обводных трубопроводах (каналах) 12. В этом случае произойдет перераспределение всех действительных напоров, приходящихся на все разделительные стенки 3 рыбохода.
Возможна реализация способа и в случае регулирования величины дополнительного напора ΔH на одной или группе разделительных стенок 3 камер 4 рыбохода путем изменения расходов сбрасываемой воды с помощью отводящих трубопроводов (каналов) 13 из камер рыбохода 4 в нижний бьеф гидроузла (фиг.2-4). В этом случае величину дополнительного напора ΔH устанавливают в зависимости от вида пропускаемой через рыбоход рыбы путем изменения величин действительных напоров, приходящихся на разделительные стенки 3 рыбохода. Величину ΔH определяют разностью действительного напора, приходящегося на разделительную стенку 3 рыбохода, и величины напора НCP.N, который могут удержать на разделительной стенке 3 с помощью гидравлических струй. Изменение расходов отводимой воды из камер рыбохода 4 в нижний бьеф гидроузла осуществляют с помощью задвижек (запорных устройств) 15, установленных на отводящих трубопроводах (каналах) 13. Корректировка величины дополнительного напора ΔH, образующего привлекающий поток, в любой из камер рыбохода вызовет перераспределение всех напоров, приходящихся на все разделительные стенки 3 рыбохода. В результате такой цепочки преобразований установится привлекающий поток, равномерный по всей длине рыбоходного тракта 2 (фиг.1-4).
Рыбоход для привлечения и пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф работает следующим образом.
С началом заполнения рыбоходного тракта 1 водой (фиг.1) включают в работу насосы 11 (фиг.2-4), которые обеспечивают питание систем струеобразующих насадков 8 верхних камер 4 рыбохода. Одновременно для питания систем струеобразующих насадков 8 нижних камер 4 рыбохода (фиг.2-4) посредством обводных напорных трубопроводов (каналов) 12 подают воду из верхнего бьефа. Для обеспечения функционирования рыбохода производят сброс воды из нижних камер 4 рыбохода с помощью отводящих трубопроводов (каналов) 13 в нижний бьеф гидроузла. Системы струеобразующих насадков 8 образуют по периметрам рыбопропускных (вплывных) отверстий 5 в разделительных стенках 3 гидравлические струи, которые создают гидравлические сопротивления (зоны частично равных давлений), способствующие самостоятельному и беспрепятственному проходу рыбы через все вплывные (рыбопропускные) отверстия рыбохода из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф. Для привлечения рыбы в рыбоход, ориентации рыбы по камерам 4 рыбохода и нахождения рыбой вплывных отверстий 5 необходимо наличие привлекающего потока (фиг.2-4). Его создают с помощью дополнительного напора ΔH, величину которого регулируют с помощью задвижек (запорных устройств) 14 или 15, установленных, соответственно, на напорных обводных трубопроводах (каналах) 12 или отводящих трубопроводах (каналах) 13. Величину привлекающего потока устанавливают в соответствии с видом движущейся по рыбоходу рыбы на одной или группе разделительных стенок 3 камер 4 рыбохода.
Наиболее предпочтительным вариантом размещения струеобразующих насадков 8 является вариант, показанный на фиг.2. Несомненным достоинством технического решения рыбохода является оборудование камер 4 рыбохода отводящими трубопроводами (каналами) в случае питания систем струеобразующих насадков 8 камер 4 посредством обводных напорных трубопроводов 12, а так же оснащение обводных напорных и отводящих трубопроводов задвижками (запорными устройствами) 14, 15 (фиг.2-4), позволяющими управлять работой рыбохода.
Предлагаемый рыбоход для привлечения и пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф позволяет создавать управляемое противодавление перед вплывными (рыбопропускными) отверстиями рыбохода и равномерный, регулируемый, привлекающий рыбу поток по всему рыбоходному тракту, что в максимальной степени способствует самостоятельному и свободному проходу рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф.
Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам и сооружениям, предназначенным для привлечения и перевода производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула. Способ привлечения и пропуска рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф заключается в создании по всей длине рыбоходного тракта управляемого водного потока в каждой камере рыбохода в результате подачи воды посредством насосов или обводных напорных трубопроводов, соединенных с верхним бьефом, в систему струеобразующих насадков. При этом происходит образование гидравлического сопротивления потоку, поступающему по рыбоходному тракту через камеры рыбохода из верхнего бьефа, и тем самым создаются благоприятные условия для прохода рыбы через вплывные отверстия рыбохода в сторону верхнего бьефа. Из части камер рыбохода, у которых системы струеобразующих насадков рыбопропускных отверстий питаются посредством напорных обводных трубопроводов, соединенных с верхним бьефом, осуществляют сброс воды с помощью отводящих трубопроводов или каналов в нижний бьеф гидроузла, при этом получают привлекающий поток в пределах, необходимых для привлечения рыбы в рыбоход и пропуска ее в верхний бьеф. Расходы воды, подаваемые с помощью обводных напорных трубопроводов и сбрасываемые в нижний бьеф, устанавливают для каждого вплывного отверстия в отдельности, тем самым регулируя величину дополнительного напора, образующего привлекающий поток. Камеры рыбохода, оснащенные напорными обводными трубопроводами или каналами, связывающими системы насадков с верхним бьефом, соединяют посредством отводящих трубопроводов или каналов с нижним бьефом гидроузла, при этом получают стабильную работу рыбохода. Напорные обводные трубопроводы или каналы и отводящие трубопроводы или каналы оборудуют задвижками или запорными устройствами, позволяющими управлять работой всего рыбохода. Изобретение обеспечивает создание по всей длине рыбохода равномерного и стабильного привлекающего потока, не зависящего от способа питания систем струеобразующих насадков и повышающего эффективность привлечения рыбы в рыбоход и пропуска ее в верхний бьеф гидроузла. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
СПОСОБ ПРОПУСКА РЫБЫ ЧЕРЕЗ РЫБОХОДНЫЙ ТРАКТ РЫБОХОДА И РЫБОХОД ЕГО ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ | 2003 |
|
RU2236501C1 |
КОНСТРУКЦИЯ НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТИ С ПЕРВОГО УЧАСТКА НА ВТОРОЙ, ВЫШЕ РАСПОЛОЖЕННЫЙ УЧАСТОК | 2000 |
|
RU2178480C2 |
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТИ С ПЕРВОГО УЧАСТКА НА ВТОРОЙ, ВЫШЕ РАСПОЛОЖЕННЫЙ УЧАСТОК | 2000 |
|
RU2179265C2 |
РЫБОХОД ДЛЯ ПРОПУСКА РЫБЫ ИЗ НИЖНЕГО БЬЕФА ГИДРОУЗЛА В ВЕРХНИЙ | 1998 |
|
RU2130990C1 |
СПОСОБ ПРИВЛЕЧЕНИЯ И ПЕРЕВОДА РЫБ ИЗ НИЖНЕГО БЬЕФА ГИДРОУЗЛА В ВЕРХНИЙ | 1998 |
|
RU2130991C1 |
РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО | 2002 |
|
RU2219308C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПОКСИАЛЬДЕГИДОВ | 0 |
|
SU309506A1 |
Авторы
Даты
2008-10-10—Публикация
2006-12-11—Подача