СПОСОБ РАБОТЫ РЫБОХОДА Российский патент 2010 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способу привлечения и перевода производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.

Прототипом данного изобретения является способ работы рыбохода для пропуска рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф (варианты), заключающийся в формировании по всей длине рыбоходного тракта управляемого водного потока, зависящего от разницы уровней верхнего и нижнего бьефов и вида пропускаемой рыбы и создаваемого в каждой камере рыбохода в результате подачи расхода воды в струеобразующие насадки, расположенные по периметрам вплывных отверстий, выполненных в разделительных стенках, и направленные в сторону верхнего бьефа, последующем формировании двух параллельных или под углом к оси вплывного отверстия рядов затопленных параллельных гидравлических струй и создании при совместном взаимодействии этих рядов струй гидравлического сопротивления основному потоку, т.е. зоны частично равных давлений, поступающему по рыбоходному тракту через камеры рыбохода из верхнего бьефа, и тем самым благоприятных условий для прохода рыбы через вплывные отверстия в сторону верхнего бьефа [1]. При этом на первоначальном этапе работы рыбохода, по 1-му варианту, заполнение рыбохода водой проводят из нижнего бьефа гидроузла, для этого открывают нижний затвор рыбохода и заполняют водой входную камеру рыбохода или входной оголовок рыбохода до достижения уровня нижнего бьефа гидроузла, после чего включают систему струеобразующих насадков на входной, т.е. первой, разделительной стенке рыбохода и повышают уровень воды во входной камере рыбохода или входном оголовке рыбохода до расчетного уровня, по окончании заполнения водой системы струеобразующих насадков на второй разделительной стенке рыбохода, следующей за входной разделительной стенкой рыбохода, эту систему струеобразующих насадков включают в работу и повышают уровень воды во второй камере рыбохода, следующей за входной камерой рыбохода или входным оголовком рыбохода, до расчетного уровня, по окончании заполнения водой системы струеобразующих насадков на третьей разделительной стенке рыбохода эту систему струеобразующих насадков включают в работу и повышают уровень воды в третьей камере рыбохода до расчетного уровня, по окончании заполнения водой системы струеобразующих насадков на четвертой разделительной стенке рыбохода предыдущие циклы многократно повторяют аналогичным способом до заполнения водой системы струеобразующих насадков на верхней разделительной стенке рыбохода, по окончании заполнения водой системы струеобразующих насадков на верхней разделительной стенке рыбохода открывают верхний затвор рыбохода с одновременным включением системы струеобразующих насадков на верхней разделительной стенке рыбохода. Или же, по 2-му варианту, заполнение рыбохода водой производят из верхнего бьефа гидроузла с последующим добавлением заполнения водой из нижнего бьефа гидроузла, для этого приоткрывают верхний затвор рыбохода, подают расход воды и производят заполнение рыбохода водой, по окончании заполнения водой входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода до расчетного уровня включают систему струеобразующих насадков на входной разделительной стенке рыбохода с одновременным открытием нижнего затвора рыбохода, после чего одновременно включают системы струеобразующих насадков на всех остальных других разделительных стенках рыбохода, а затем полностью открывают верхний затвор рыбохода.

Основными недостатками 1-го варианта способа работы рыбохода для пропуска рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф являются высокие энергетические затраты на заполнение камер рыбохода посредством гидравлических струй и продолжительное время на подготовку рыбохода к работе.

Основным недостатком 2-го варианта способа работы рыбохода является невозможность обеспечения должной надежности и безопасности работы рыбохода.

Целью изобретения является предоставление технологии эффективного управления первоначальным этапом работы рыбохода, обеспечение достаточной и необходимой надежности и безопасности на первоначальном этапе работы рыбохода, возможность подготовки рыбохода к работе, т.е. заполнение рыбохода водой, за максимально короткий промежуток времени при минимальных энергетических затратах, а также создание благоприятных условий для продвижения рыб по длине рыбоходного тракта.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Благодаря одновременному заполнению рыбохода водой из верхнего и нижнего бьефов гидроузла достигается возможность подготовки рыбохода к работе, т.е. заполнение рыбохода водой, за максимально короткий промежуток времени при минимальных энергетических затратах. Неполное открытие верхнего, а затем и нижнего затворов рыбохода позволяет обеспечить достаточную и необходимую надежность, а также безопасность на первоначальном этапе работы рыбохода. Все перечисленное выше, а также включение систем струеобразующих насадков на входной разделительной стенке рыбохода по окончании заполнения водой вплывного отверстия входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода и последующего включения систем струеобразующих насадков на всех остальных других разделительных стенках рыбохода при выходе на расчетный уровень заполнения входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода даст возможность эффективно управлять первоначальным этапом работы рыбохода.

Решение поставленной задачи достигается путем реализации нового способа работы рыбохода. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого способа, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбоход, продольный разрез, исходное состояние;

фиг.2 - то же, момент неполного открытия верхнего затвора рыбохода;

фиг.3 - то же, момент неполного открытия нижнего затвора рыбохода с одновременной подачей расходов воды из верхнего и нижнего бьефов гидроузла, начало заполнения рыбохода водой из верхнего и нижнего бьефов гидроузла;

фиг.4 - то же, окончание заполнения водой вплывного отверстия входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода, время включения системы струеобразующих насадков на входной разделительной стенке рыбохода;

фиг.5 - то же, момент выхода на расчетный уровень Н_Н. заполнения входной камеры рыбохода и время одновременного включения систем струеобразующих насадков на всех разделительных стенках рыбохода в добавление к работающей системе на входной разделительной стенке рыбохода;

фиг.6 - то же, дальнейшее заполнение рыбохода водой;

фиг.7 - то же, момент выхода на расчетный уровень Н_CP.1 заполнения второй камеры рыбохода, следующей за входной камерой рыбохода (входным оголовком рыбохода);

фиг.8 - то же, момент выхода на расчетный уровень Н_CP.2 заполнения третьей камеры рыбохода;

фиг.9 - то же, момент достижения расчетного уровня воды во всех камерах рыбохода и время полного открытия верхнего и нижнего затворов рыбохода, завершение процесса заполнения рыбохода водой;

фиг.10 - то же, настройка рыбохода на работу по привлечению и пропуску рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф.

Рыбоход (фиг.1) размещается в створе плотины гидроузла и выполняется в виде открытого ступенчатого или наклонного водосливного лотка 1 (рыбоходного тракта), соединяющего верхний и нижней бьефы гидроузла. Внутри рыбоходного тракта 1 (водосливного лотка) устанавливают вертикальные разделительные стенки 2, 9 и 12, делящие общий напор гидроузла на части и образующие камеры 3 рыбохода. В разделительных стенках 2, 9 и 12 выполняют вплывные отверстия 4, оснащенные заградительными козырьками 5, образованные экранирующими заградительными стенками, установленными по всему периметру вплывных отверстий 4 параллельно осям распространения струй. Внутри заградительных козырьков 5 по периметрам вплывных отверстий 4 расположены струеобразующие насадки 6 параллельно или под углом к оси вплывного отверстия 4. Струеобразующие насадки 6 связаны через раздающие коллекторы 7 с насосами 8. Входную (первую) разделительную стенку 9 рыбохода, разделяющую нижний бьеф гидроузла от входной камеры 10 рыбохода (входного оголовка рыбохода), оборудуют со стороны нижнего бьефа нижним затвором 11. Верхняя разделительная стенка 12 рыбохода с выходной разделительной стенкой 13, оборудованной со стороны верхнего бьефа верхним затвором 14, образуют выпускающую камеру 15 рыбохода (выпускающий оголовок рыбохода).

Способ работы рыбохода осуществляется следующим образом.

Заполнение рыбохода (фиг.1) водой осуществляют одновременно из верхнего и нижнего бьефов гидроузла. Для этого приоткрывают верхний 14 (фиг.2), а затем сразу же и нижний 11 затворы рыбохода (фиг.3), подают одновременно расходы воды из верхнего и нижнего бьефов гидроузла и начинают заполнять рыбоход водой. По окончании заполнения водой из верхнего и нижнего бьефов гидроузла вплывного отверстия 4 входной камеры 10 рыбохода или входного оголовка 10 рыбохода включают систему струеобразующих насадков 6 на входной (первой) разделительной стенке 9 рыбохода (фиг.4). Далее произойдет повышение уровня воды во входной камере 10 рыбохода. Повышение уровня воды во входной камере 10 рыбохода происходит не только за счет поступления воды из верхнего бьефа гидроузла, но и за счет эжекции гидравлическими струями, образованными струеобразующими насадками 6, дополнительного объема воды из нижнего бьефа гидроузла. Т.е. затопленные гидравлические струи, двигаясь в массе воды, будут всасывать и вовлекать в движение частицы окружающей их массы жидкости. Это приведет к тому, что уровень воды во входной камере 10 рыбохода поднимется до величины, равной Н_Н. (фиг.5). Величина Н_Н. - это максимальная величина напора, который может удержать водный поток, являющийся результатом взаимодействия гидравлических струй, истекающих из струеобразующих насадков 6, расположенных по периметру вплывного отверстия 4 во входной (первой) разделительной стенке 9 рыбохода. При выходе на расчетный уровень, т.е. на уровень, равный Н_Н., заполнения входной камеры 10 рыбохода или входного оголовка 10 рыбохода включают системы струеобразующих насадков 6 на всех остальных других разделительных стенках 2, 12 рыбохода (фиг.5). С этого момента начнут повышаться уровни воды до расчетных значений в вышележащих относительно входной камеры 10 рыбохода или входного оголовка 10 камерах 3 рыбохода (фиг.6). Сначала поднимется уровень воды во второй камере 3 рыбохода, следующей за входной камерой 10 рыбохода (входным оголовком рыбохода), до расчетного уровня Н_СР.1 (фиг.7). Величина Н_СР.1 - это максимальная величина напора, который может удержать водный поток, являющийся результатом взаимодействия гидравлических струй, истекающих из струеобразующих насадков 6, расположенных по периметру вплывного отверстия 4 во второй разделительной стенке 2 рыбохода. Повышение уровня воды во второй камере 3 рыбохода до расчетного уровня Н_СР.1 происходит также за счет эжекции гидравлическими струями, образованными струеобразующими насадками 6, дополнительного объема воды из входной камеры 10 рыбохода (входного оголовка рыбохода) и воды, поступающей из верхнего бьефа гидроузла. А пополнение же водой входной камеры 10 рыбохода (входного оголовка рыбохода) происходит из нижнего бьефа гидроузла за счет эжекции дополнительного объема воды гидравлическими струями, образованными струеобразующими насадками 6, расположенными по периметру вплывного отверстия 4 во входной (первой) разделительной стенке 9 рыбохода. Повышение уровня воды в третьей камере 3 до расчетного уровня Н_СР.2 происходит также за счет эжекции гидравлическими струями, образованными струеобразующими насадками 6, дополнительного объема воды из нижележащих камер рыбохода и воды, поступающей из верхнего бьефа гидроузла (фиг.8). При выходе на расчетный уровень, т.е. на уровень, равный Н_СР.2, заполнения третьей камеры 3 рыбохода будет происходить заполнение четвертой камеры 3 рыбохода до расчетного уровня и так далее вплоть до момента достижения расчетного уровня воды во всех остальных других камерах рыбохода. В момент достижения расчетного уровня воды во всех остальных других камерах рыбохода полностью открывают верхний 14 и нижний 11 затворы рыбохода, заполнение рыбохода водой завершено (фиг.9). По окончании полного заполнения камер рыбохода водой рыбоход настраивают на определенную величину привлекающего рыбу потока 16 вдоль всего рыбоходного тракта 1 и осуществляют привлечение и пропуск рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф (фиг.10).

Рыбоход работает следующим образом.

Проводят заполнение рыбохода водой одновременно из верхнего и нижнего бьефов гидроузла. По окончании заполнения рыбохода водой настраивают привлекающий рыбу поток 16 на определенную величину, который подается вдоль всего рыбоходного тракта 1 (фиг.10). Величину привлекающего потока регулируют за счет изменения начальной скорости истечения гидравлических струй из насадков 6. Системы струеобразующих насадков 6, формирующие гидравлические струи, создают гидравлическое сопротивление перед вплывными отверстиями 4, делая проход рыбы из нижерасположенных камер 10 и 3 в вышерасположенные камеры 3 и 15 рыбохода свободным и самостоятельным. Кроме того, привлекающий поток 16 способствует также привлечению рыб в рыбопропускное сооружение.

Несомненным достоинством предлагаемого способа работы рыбохода является возможность подготовки рыбохода к работе, т.е. заполнение рыбохода водой, за максимально короткий промежуток времени при минимальных энергетических затратах с гарантированной надежностью и безопасностью за счет практически одновременного включения систем струеобразующих насадков на всех разделительных стенках рыбохода. Кроме того, благодаря наличию в рыбоходе нижнего 11 и верхнего 14 затворов имеется возможность закрывать рыбоход на регламентные работы и обслуживание, на периоды отсутствия миграций рыб, а также в случае возникновения аварийных ситуаций (фиг.1).

Предлагаемый способ позволяет создавать безопасные и эффективные условия управления первоначальным этапом работы рыбохода, а также управляемый водный поток по всей длине рыбоходного тракта, который в максимальной степени способствует свободному и самостоятельному проходу рыбы в верхний бьеф гидроузла и обеспечивает высокую стабильность, эффективность и надежность работы рыбохода.

Источники информации

1. Патент 2339760 РФ, МПК⁸ Е02В 8/08. Способ работы рыбохода для пропуска рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф (Варианты) / О.Г.Введенский (РФ). - № 2007110005/03; заявл. 19.03.2007; опубл. 27.11.2008, Бюл. № 33. - 15 с.

Изобретение относится к способу привлечения и перевода производителей рыбы через подпорные сооружения. Способ заключается в формировании по всей длине рыбоходного тракта управляемого водного потока, зависящего от разницы уровней верхнего и нижнего бьефов и вида пропускаемой рыбы и создаваемого в каждой камере рыбохода в результате подачи расхода воды в струеобразующие насадки, расположенные по периметрам вплывных отверстий, выполненных в разделительных стенках, и направленные в сторону верхнего бьефа, последующем формировании двух параллельных или под углом к оси вплывного отверстия рядов затопленных параллельных гидравлических струй и создании при совместном взаимодействии этих рядов струй гидравлического сопротивления основному потоку, поступающему по рыбоходному тракту через камеры рыбохода из верхнего бьефа, и тем самым благоприятных условий для прохода рыбы через вплывные отверстия в сторону верхнего бьефа. На первоначальном этапе работы рыбохода заполнение рыбохода водой проводят одновременно из верхнего и нижнего бьефов гидроузла. Для этого приоткрывают верхний, а затем сразу же и нижний затворы рыбохода, подают одновременно расходы воды из верхнего и нижнего бьефов гидроузла и начинают заполнять рыбоход водой. По окончании заполнения водой вплывного отверстия входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода включают систему струеобразующих насадков на входной разделительной стенке рыбохода. При выходе на расчетный уровень заполнения входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода включают системы струеобразующих насадков на всех остальных других разделительных стенках рыбохода. После чего начнут повышаться уровни воды до расчетных значений в вышележащих относительно входной камеры рыбохода камерах рыбохода. В момент достижения расчетного уровня воды во всех остальных других камерах рыбохода полностью открывают верхний и нижний затворы рыбохода. Изобретение обеспечивает повышение эффективности управления первоначальным этапом работы рыбохода. 10 ил.

Способ работы рыбохода, заключающийся в формировании по всей длине рыбоходного тракта управляемого водного потока, зависящего от разницы уровней верхнего и нижнего бьефов и вида пропускаемой рыбы и создаваемого в каждой камере рыбохода в результате подачи расхода воды в струеобразующие насадки, расположенные по периметрам вплывных отверстий, выполненных в разделительных стенках, и направленные в сторону верхнего бьефа, последующем формировании двух параллельных или под углом к оси вплывного отверстия рядов затопленных параллельных гидравлических струй и создании при совместном взаимодействии этих рядов струй гидравлического сопротивления основному потоку, т.е. зоны частично равных давлений, поступающему по рыбоходному тракту через камеры рыбохода из верхнего бьефа, и тем самым благоприятных условий для прохода рыбы через вплывные отверстия в сторону верхнего бьефа, при этом на первоначальном этапе работы рыбохода заполнение рыбохода водой проводят из нижнего бьефа гидроузла, для этого открывают нижний затвор рыбохода и заполняют водой входную камеру рыбохода или входной оголовок рыбохода до достижения уровня нижнего бьефа гидроузла, после чего включают систему струеобразующих насадков на входной, т.е. первой, разделительной стенке рыбохода и повышают уровень воды во входной камере рыбохода или входном оголовке рыбохода до расчетного уровня, по окончанию заполнения водой системы струеобразующих насадков на второй разделительной стенке рыбохода, следующей за входной разделительной стенкой рыбохода, эту систему струеобразующих насадков включают в работу и повышают уровень воды во второй камере рыбохода, следующей за входной камерой рыбохода или входным оголовком рыбохода, до расчетного уровня, по окончанию заполнения водой системы струеобразующих насадков на третьей разделительной стенке рыбохода эту систему струеобразующих насадков включают в работу и повышают уровень воды в третьей камере рыбохода до расчетного уровня, по окончанию заполнения водой системы струеобразующих насадков на четвертой разделительной стенке рыбохода предыдущие циклы многократно повторяют аналогичным способом до заполнения водой системы струеобразующих насадков на верхней разделительной стенке рыбохода, по окончанию заполнения водой системы струеобразующих насадков на верхней разделительной стенке рыбохода открывают верхний затвор рыбохода с одновременным включением системы струеобразующих насадков на верхней разделительной стенке рыбохода, или же заполнение рыбохода водой производят из верхнего бьефа гидроузла с последующим добавлением заполнения водой из нижнего бьефа гидроузла, для этого приоткрывают верхний затвор рыбохода, подают расход воды и производят заполнение рыбохода водой, по окончанию заполнения водой входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода до расчетного уровня включают систему струеобразующих насадков на входной разделительной стенке рыбохода с одновременным открытием нижнего затвора рыбохода, после чего одновременно включают системы струеобразующих насадков на всех остальных других разделительных стенках рыбохода, а затем полностью открывают верхний затвор рыбохода, отличающийся тем, что на первоначальном этапе работы рыбохода заполнение рыбохода водой осуществляют одновременно из верхнего и нижнего бьефов гидроузла, для этого приоткрывают верхний, а затем сразу же и нижний затворы рыбохода, подают одновременно расходы воды из верхнего и нижнего бьефов гидроузла и начинают заполнять рыбоход водой, по окончанию заполнения водой вплывного отверстия входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода включают систему струеобразующих насадков на входной разделительной стенке рыбохода и при выходе на расчетный уровень заполнения входной камеры рыбохода или входного оголовка рыбохода включают системы струеобразующих насадков на всех остальных других разделительных стенках рыбохода, а в момент достижения расчетного уровня воды во всех остальных других камерах рыбохода полностью открывают верхний и нижний затворы рыбохода.