СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОГО ОТТЕСНЕНИЯ РЫБ ОТ ВОДОЗАБОРА В УСЛОВИЯХ ПРИЖИМНОГО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОТОКА Российский патент 2013 года по МПК A01K99/00 G01S15/00 

Изобретение относится к области биоакустики, в частности к управлению поведением рыб - вытеснению рыб: взрослых особей, имеющих развитую нервную систему, слуховые органы (внутреннее ухо, боковая линия и плавательный пузырь) и физически способных преодолевать интенсивный встречный поток воды на его скоростях в несколько (не менее двух) м/с, а также мальков рыб (размерный ряд ~от 5 до 50 мм), не имеющих развитой нервной системы, слуховых органов и физически способных непродолжительное время: несколько - не более двух - минут преодолевать встречный поток воды на его скоростях не более 0,1 м/с, из заданной водной акватории или (и) непосредственно от водозабора атомной электростанции, гидроэлектростанции, приливо-отливной электростанции и др., а также от систем мелиорации; от водозаборов систем подачи воды населению для питьевых, технических и бытовых целей; от водозаборов морских объектов: буровых и добывающих платформ и т.д., в условиях прижимного к водозабору гидродинамического потока, формируемого работающими водяными насосами или естественным течением в данной водной акватории.

Известен способ управления поведением рыб, основанный на формировании, усилении и излучении в сторону скопления рыб гидроакустических энергетических сигналов - сигналов, не имеющих информационное значение /Протасов В.Р., Поддубный А.Г., Пятницкий и др. Способ отпугивания рыб. // А.С. СССР №454878, 1974/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Низкая эффективность из-за невозможности формирования и излучения энергетических сигналов во всем диапазоне акустической чувствительности рыб: от единиц Гц до нескольких (не менее двух) кГц.

2. Быстрая адаптация рыб к однотипным энергетическим (искусственным - в относительно узком диапазоне частот) сигналам.

3. Невозможность акустического вытеснения мальков рыб, не имеющих развитой нервной системы и слуховых органов, особенно в условиях прижимного к водозаборному окну (ВЗО) гидродинамическому потоку и др.

Известен способ управления поведением рыб, основанный на формировании, усилении и излучении в сторону скопления рыб гидроакустических информационных сигналов - сигналов хищника /Богатырев П.Б., Пятницкий И.И., Протасов В.Р. Способ отпугивания рыб. // А.С. СССР №1118382, 1984/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Низкая эффективность из-за невозможности точной имитации информационных сигналов - сигналов хищника, в широком, от десятков Гц до десятков кГц, диапазоне частот.

2. Быстрая адаптация рыб к однотипным информационным (искусственным - в относительно узком диапазоне частот) сигналам.

3. Невозможность акустического вытеснения мальков рыб, не имеющих развитой нервной системы и слуховых органов, особенно в условиях прижимного к ВЗО гидродинамическому потоку и др.

Известен способ управления поведением рыб, основанный на формировании, усилении и излучении в сторону скопления рыб гидроакустических информационных сигналов - сигналов хищника в широком диапазоне частот, а также на формировании, усилении и излучении в сторону скопления рыб энергетических сигналов в широком диапазоне частот /Трусканов М.Д., Ионкин Н.Н., Кондратьев В.И. Применение звуковых полей в рыболовстве на внутренних водоемах. // Рыбное хозяйство. - М.: 1977, №11, с.65-66/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Недостаточная эффективность из-за невозможности точной имитации информационных сигналов - сигналов хищника в широком диапазоне частот: например, имитация его перемещения по водоему и др.

2. Относительно быстрая адаптация рыб ко всем искусственным сигналам.

3. Невозможность акустического вытеснения мальков рыб, не имеющих развитой нервной системы и слуховых органов и др.

Известен способ управления поведением рыб, основанный на создании непрерывной воздушно-пузырьковой завесы (ВПЗ) непосредственно в районе водозабора. С этой целью в придонной области водоема перед защищаемым водозабором формируют и испускают пузырьки воздуха диаметром 0,4-1,5 мм, поднимающиеся к поверхности и образующие ВПЗ. Для чего по дну водоема прокладывают воздушную магистраль с перфорацией (перфорированный коллектор), куда под давлением, создаваемым воздушным компрессором, подается воздух. При этом ВПЗ создает одновременно зрительное (рыба воспринимает ее как преграду), тактильное (механическое воздействие на тело рыбы) и акустическое (на органы слуха рыбы) отпугивающее воздействие /Кузнецов Ю.А. Влияние воздушных пузырьков на поведение рыбы. - Журнал «Рыбное хозяйство», 1969 г., №9, с 53-55/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Недостаточная эффективность, т.к. относительно крупные (диаметром 0,4-1,5 мм) пузырьки при всплытии охлопываются, проталкивая, при этом, часть плавающего на поверхности мусора к ВЗО, и акустическое отпугивание рыб возможно только в приповерхностном слое и на поверхности водоема.

2. Низкая эффективность, т.к. диапазон шумового воздействия относительно крупных пузырьков узок.

3. Невозможность акустического вытеснения мальков рыб, не имеющих развитой нервной системы и слуховых органов, особенно в условиях прижимного к ВЗО гидродинамическому потоку и др.

Известен способ защиты водозабора, и ВЗО, в частности, от водорослей, мелких водных биологических объектов (ВБО) и механических примесей, заключающийся в том, что за 30-50 м от ВЗО, имеющего горловину с защитной сеткой, вверх по течению на дне водоема прокладывают воздушную магистраль, заканчивающуюся перфорированным коллектором, воздух в которую подают от компрессора. За 30-50 м от ВЗО испускают пузырьки воздуха различного диаметра, поднимающиеся к поверхности, сносимые в сторону ВЗО течением воды и формирующие первый рубеж защиты ВЗО. Одновременно с этим с помощью первого гидроакустического излучателя, установленного на дне водоема в непосредственной близости от перфорированного коллектора, в сторону поверхности воды излучают интенсивные (с амплитудой звукового давления десятки-сотни кПа на расстоянии 1 м от излучателя) гидроакустические волны. Благодаря акустической кавитации в воде вокруг данного излучателя образуются мельчайшие (как минимум на порядок меньше, чем формируемые с помощью перфорированного коллектора) пузырьки воздуха, поднимающиеся к поверхности, сносимые в сторону ВЗО течением воды и образующие второй (из очень мелких пузырьков) рубеж защиты ВЗО. При этом обе ВПЗ не только создают зрительное, тактильное и акустическое отпугивающее воздействие на рыб, но и очищают воду от водорослей и механических примесей, поднимая их на горизонт выше ВЗО. Одновременно с этим с помощью второго и третьего гидроакустических излучателей, установленных на горловине приемной трубы ВЗО под углами ~45° вверх и вниз, излучают менее интенсивные (с амплитудой звукового давления десятки кПа на расстоянии 1 м от излучателя) гидроакустические волны, которые напрямую и опосредованно - через сформированных ранее за 30-50 м от ВЗО и движущихся по направлению к ВЗО двух ВПЗ), соответственно прижимают и поднимают над горловиной ВЗО движущиеся в потоки водоросли, мелкие ВБО и механические примеси. Одновременно с этим при помощи излучателя, установленного на горловине приемной трубы, навстречу движущемуся потоку воды излучают электромагнитные волны, которые коагулируют (укрупняют) мелкодисперсные механические примеси и дополнительно оттесняют от ВЗО водоросли, мелкие ВБО и механические примеси. В результате значительная часть водорослей, мелких ВБО и механических примесей не попадает в горловину ВЗО, а транспортируется сверху и снизу, а также слева и справа от ВЗО вниз по течению /Бахарев С.А. Патент РФ №2381181 от 9.7.2008 г./.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Недостаточная эффективность, т.к. обе ВПЗ имеют недостаточную концентрацию, будучи сформированными за 30-5 Ом от ВЗО и сосредоточены по одному направлению - по течению воды. То есть разряженные пузырьки воздуха не обладают выраженным рыбоотпугивающими свойствами.

2. Низкая эффективность, т.к. интенсивность шумового воздействия на рыб пузырьками различного размера недостаточная.

3. Невозможность акустического вытеснения мальков рыб, не имеющих развитой нервной системы и слуховых органов, особенно в условиях прижимного к ВЗО гидродинамическому потоку и др.

Наиболее близкий к заявляемому относится способ, выбранный в качестве способа-прототипа, гидроакустического обнаружения и вытеснения в условиях прижимного гидродинамического потока ВБО от системы водозабора, заключающийся в том, что непосредственно на ВЗО осуществляют механическую защиту от рыб путем установки на нем металлической сетки с ячеями, исключающими проход мальков рыб. При этом для ее непрерывной очистки в режиме акустической кавитации от ВБО (мальков рыб и др.), водорослей и мелкого мусора, непосредственно на нее, по всей ее площади, периодически излучают интенсивные - с амплитудой звукового давления десятки кПа на расстоянии 1 м от излучателя, гидроакустические сигналы ультразвукового диапазона (УЗД) частот - выше 16-20 кГц, с помощью малогабаритного излучателя, установленного непосредственно на ВЗО сверху металлической сетки. Для гидроакустического вытеснения ВБО из области водной среды, непосредственно прилегающей к ВЗО, с помощью первой параметрической излучающей антенны (ПИА) формируют низкочастотную (НЧ) волну разностной частоты (ВРЧ), которая распространяется вдоль ВЗО, эффективно воздействует в диапазоне частот от 5 до 12 Гц на находящихся в этой зоне ВБО, вызывая резкие отрицательные изменения в функционировании их внутренних органов, нервной системы и клеток. Для гидроакустического вытеснения ВБО на дальнем - десятки - сотни метров от ВЗО, рубеже с помощью второй ПИА, установленной на одном конце рубежа, формируют НЧ ВРЧ, которая распространяется вдоль условной барьерной линии, эффективно воздействует в диапазоне частот от 5 до 12 Гц на находящиеся в этой зоне ВБО, вызывая резкие отрицательные изменения в функционировании их внутренних органов, нервной системы и клеток. Одновременно с этим осуществляют гидроакустическое обнаружение, классификацию, определение пространственных координат и параметров движения перемещающихся к ВЗО ВБО за счет размещения на противоположной стороне этого рубежа двух пространственно разнесенных параметрических приемных антенн (ППА), способных с высокой - единицы градусов, принимать НЧ гидроакустические сигналы, в том числе инфразвукового диапазона (ИЗД) частот - ниже 16-20 Гц. /Бахарев С.А. Способ гидроакустического обнаружения и вытеснения подводных пловцов и водных биологических объектов от системы водозабора атомной электростанции. - Патент РФ №2256196, заявка №2003122012 от 15.07.2003 г./.

К недостаткам способа-прототипа относятся

1. Недостаточная эффективность, т.к. все мальки рыб и другие малоподвижные ВБО, уже находящиеся вблизи ВЗО, увлекаемые скоростным - для них (более 0,1 м/с) - прижимным гидродинамическим потоком непроизвольно (даже на фоне болевого или отпугивающего эффекта) попадают в ВЗО.

2. Недостаточная эффективность, т.к. степень воздействия сигналов ИЗД частот (от 5 до 12 Гц) на различном удалении от первого ПИА, установленного в непосредственной близости от ВЗО, а также второго ПИА, установленного на дальнем (десятки-сотни метров от ВЗО), отличается по расстоянию (по длине базе ПИА), а также существенно зависит от глубины и рельефа дна водоема. В результате у рыб всегда есть места относительно комфортного прохода (рубежа или области водного пространства).

3. Недостаточная эффективность, т.к. для используют один тип воздействия - гидроакустические сигналы ИЗД частот в диапазоне от 5 до 12 Гц.

4. Сложность в реализации, т.к. одновременно решаются задачи обнаружения, классификации, определения пространственных координат и параметров движения ВБО к ВЗО.

5. Отсутствует возможность естественного и искусственного отвода рыб (особенно мальков) в безопасные для них части водного пространства и др.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от перечисленных выше недостатков.

Технический результат предложенного способа заключается в эффективном - не ниже 95%, последовательном - по условным рубежам водозабора: вход в канал, внутри канала и у ВЗО, оттеснении рыб (взрослых особей и мальков рыб) от водозабора и их отводе - через естественный и искусственные рыбоотводы, с использованием комбинации управляющих параметров (признаков): естественный и искусственные гидродинамические потоки, энергетические и биорезонансные гидроакустические сигналы, формируемые гидроакустическими излучателями, ВПЗ с гидроакустическими излучателями, создающие не только зрительное, тактильное и шумовое акустическое отпугивающее воздействие на рыб, но и сами выступающие в качестве бестелесных гидроакустических антенн, излучающих гармонические биорезонансные сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц и широкополосные энергетические сигналы в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц, при минимальных финансово-временных затратах.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе комбинированного оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока, заключающемся в механической защите ВЗО от рыб путем установки на нем металлической сетки, непрерывном излучении вблизи ВЗО интенсивных - с амплитудой звукового давления десятки кПа на расстоянии 1 м от излучателя, гидроакустических сигналов с помощью малогабаритного излучателя, направленном излучении двух интенсивных - с амплитудой звукового давления десятки-сотни кПа на расстоянии 1 м от излучателя, гидроакустических сигналов на близких частотах, их нелинейном взаимодействии между собой и формировании НЧ ВРЧ, которая на частотах от 5 до 12 Гц эффективно воздействует на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб, вызывая болевые ощущения у них и вытесняя рыб из заданной части водного пространства, при этом увеличивают пропускную способность ВЗО по воде, одновременно уменьшая вероятность засорения механической сетки ВЗО мусором путем увеличения на 20-30% диаметра ячеек металлической сетки ВЗО, вместо периодического излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона (УЗД) частот - выше 16-20 кГц, непрерывно излучают широкополосные - от 400-500 Гц до 16-20 кГц, гидроакустические сигналы с помощью слабонаправленного ~60-90° широкополосного гидроакустического излучателя, установленного внутри ВЗО под металлической сеткой, дополнительно создают первую ВПЗ, с использованием первого компрессора и первого, более крупного - диаметр перфорации 0,5-1,0 мм, перфорированного трубопровода, уложенного на дно водоема поперек канала на противоположной от ВЗО стороне и параллельно естественному движению воды при скорости прижимного к водозабору гидродинамического потока, не превышающей 0,05-0,1 м/с и позволяющей малькам рыб беспрепятственно выйти из зоны прижимного гидродинамического потока и уйти в открытую часть водоема, реализовав таким образом естественный рыбоотвод, дополнительно создают вторую ВПЗ с использованием второго компрессора и второго, более мелкого - диаметр перфорации менее 0,5 мм, перфорированного трубопровода, уложенного на дно канала под углом в 15-30° с концевой частью на противоположной стороне в начале канала, при скорости прижимного к водозабору гидродинамического потока, не превышающей 0,2-0,3 м/с и позволяющей постепенно прижать мальков рыб к входу первого искусственного рыбоотвода, приемная горловина которого расположена на противоположной (с находящимся на ней вторым компрессором) стороне канала, и осуществить первый искусственный рыбоотвод, при этом обе ВПЗ создают одновременно зрительное, тактильное (механическое воздействие на кожную поверхность) и шумовое акустическое отпугивающее воздействие на рыб, формирование НЧ ВРЧ осуществляют не вблизи ВЗО, а вдоль второй ВПЗ, для формирования НЧ ВРЧ гидроакустические сигналы на близких частотах излучают в диапазоне частот максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб - до 2 кГц, частоты которых также близки к резонансной частоте пузырьков воздуха в сформированной второй ВПЗ, при этом ПИА установлена в районе концевой части второго перфорированного трубопровода, дополнительно непрерывно излучают широкополосные - от 400-500 Гц до 16-20 кГц, гидроакустические сигналы с помощью нескольких - не менее трех, ненаправленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей, установленных вдоль линии второй ВПЗ на дне канала на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом вся вторая ВПЗ, дополнительно к зрительному, тактильному, шумовому акустическому и биорезонансному воздействию НЧ ВРЧ в диапазоне частот от 5 до 12 Гц, становится бестелесной антенной, излучающей энергетические широкополосные гидроакустические сигналы, дополнительно непрерывно излучают широкополосные - от 400-500 Гц до 16-20 кГц, гидроакустические сигналы с помощью нескольких - не менее четырех, направленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей, установленных вдоль линии первой ВПЗ на дне канала: два - на противоположных сторонах канала, два - в одной пространственной точке в центре канала и ориентированных в противоположные друг от друга стороны, при этом вся первая ВПЗ, дополнительно к зрительному, тактильному и шумовому акустическому воздействию, становится бестелесной антенной, излучающей широкополосные энергетические гидроакустические сигналы, дополнительно в районе ВЗО из воздуха под воду излучают сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, с помощью пневмоакустического излучателя (типа корабельный ревун «РВП-220М4»), дополнительно осуществляют второй искусственный рыбоотвод путем размещения приемной горловины второго рыбоотвода вблизи ВЗО, при этом в качестве гидроакустических энергетических сигналов для взрослых особей рыб используют: относительно резкие - в течение нескольких (не менее 7-8) десятков миллисекунд, многократные (не менее 7-8 раз) в течение относительно короткого (7-8 сек) интервала времени изменения частоты от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, относительно резкие - в течение нескольких (не более 7-8) десятков миллисекунд, многократные (не менее 7-8 раз) в течение относительно короткого (7-8 сек) интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, которые, по природе своего происхождения и назначению, непонятны взрослым особям рыб, и формируют у них чувство опасности, а также негативно воздействуют на органы восприятия акустических колебаний у взрослых особей рыб (боковая линия, внутреннее ухо и плавательный пузырь) и внутренние органы (желудок и др.); в качестве гидроакустических энергетических сигналов для мальков рыб используют: очень резкие (с высоким градиентом, крутым передним фронтом) - в течение нескольких (не более 2-3) десятков миллисекунд, многократные (не менее 7-8 раз) в течение короткого (3-4 сек) интервала времени изменения частоты от 400-500 Гц до 16-20 кГц; очень резкие (с высоким градиентом) - в течение нескольких (не более 2-3) десятков миллисекунд, многократные (не менее 7-8 раз) в течение короткого (2-3 сек) интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц, которые, благодаря высоким градиентам, интегрально (в целом) негативно воздействуют на мальков рыб (как на единые биологические системы с не сформированными полностью внутренними органами и нервной системой); дополнительно для взрослых особей рыб и мальков формируют и излучают биорезонансные тональные сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц в виде: прямых сигналов, формируемых пневмоакустическим излучателем (типа корабельный ревун «РВП-220М4») распространяющихся из воздуха под воду; в виде инфразвуковых сигналов разностных частот, образованных в результате нелинейного взаимодействии двух более (на порядок и выше) высокочастотных (ВЧ) сигналов, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб, а также в виде модулирующих по амплитуде и фазе (частоте) сигналов несущих широкополосных (типа белый шум) сигналов в полосе частот от 20 Гц до 2 кГц, которые на биологическом уровне воздействуют на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб; при этом уровень энергетических и биорезонансных сигналов, не менее чем на порядок превышает уровень окружающих шумов природного и техногенного происхождения, излучение энергетических и биорезонансных сигналов осуществляют по закону случайных чисел с помощью соответствующих гидроакустических и пневмоакустических излучателей.

На фиг.1 - фиг.5 представлена структурная схема устройства, реализующего разработанный способ. При этом на фиг.1 иллюстрируется структурная схема устройства преимущественно к общему принципу реализации разработанного способа; на фиг.2 иллюстрируется структурная схема устройства преимущественно к принципу оттеснения рыб от первого комбинированного рубежа оттеснения (первая ВПЗ с направлеными гидроакустическими излучателями), перекрывающего для скопления рыб вход в канал и осуществляющего естественный рыбоотвод; на фиг.3 иллюстрируется структурная схема устройства преимущественно к принципу оттеснения оставшейся части скопления рыб от второго комбинированного рубежа оттеснения (вторая ВПЗ с ненаправленными гидроакустическими излучателями и ПИА) и направления их в первый искусственный рыбоотвод; на фиг.4 иллюстрируется структурная схема устройства преимущественно к принципу оттеснения оставшейся части скопления рыб с помощью блока параметрического формирования сигналов ИЗД частот, образованных в неоднородной водной среде в результате нелинейного взаимодействии двух сигналов звукового диапазона частот, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб; на фиг.5 иллюстрируется структурная схема устройства преимущественно к принципу оттеснения от ВЗО оставшейся части скопления рыб с помощью блока излучения прямых сигналов ИЗД частот, распространяющихся из воздуха под воду.

На фиг.6 в виде соответствующих гистограмм иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока на первом комбинированном рубеже оттеснения - первая ВПЗ, крупногабаритные направленные широкополосные гидроакустические излучатели, установленные на дне вдоль первой ВПЗ и естественный рыбоотвод. При этом цифрами обозначены: 1 и 5 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом; 2 и 6 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в дневное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом; 3 и 7 - эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом; 4 и 8 - эффективности оттеснения мальков рыб в дневное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом.

На фиг.7 в виде соответствующих гистограмм иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока на втором комбинированном рубеже оттеснения - вторая ВПЗ, крупногабаритные ненаправленные широкополосные гидроакустические излучатели, установленные на дне вдоль второй ВПЗ, установленная на дне вдоль второй ВПЗ ПИА, а также первый искусственный рыбоотвод. При этом цифрами обозначены: 1 и 5 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненной рыбы первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненной рыбы первым комбинированным рубежом оттеснения); 2 и 6 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в дневное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненной рыбы первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненной рыбы первым комбинированным рубежом оттеснения); 3 и 7 - эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненных мальков рыб первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненных мальков рыб первым комбинированным рубежом оттеснения); 4 и 8 - эффективности оттеснения мальков рыб в дневное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненных мальков рыб первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненных мальков рыб первым комбинированным рубежом оттеснения).

На фиг.8 в виде соответствующих гистограмм иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока на третьем комбинированном рубеже оттеснения - пневмоакустический излучатель, установленный над ВЗО, малогабаритный слабонаправленный широкополосный гидроакустический излучатель, установленный внутри ВЗО и второй искусственный рыбоотвод. При этом цифрами обозначены: 1 и 5 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения; 2 и 6 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в дневное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения; 3 и 7 - эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения; 2 и 6 - эффективности оттеснения мальков рыб в дневное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения.

На фиг.9 в виде соответствующих кривых, обозначенных цифрами от 1 до 3, иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от полупромышленного ВЗО диаметром 1 м с искусственным рыбоотводом в течение 24 часов (Т) в условиях прижимного гидродинамического потока со скоростью 0,25 м/с: 1 - отдельно с помощью ВПЗ, сформированной из пузырьков воздуха различного (менее и более 0,5 мм) диаметра, 2 - отдельно с помощью слабонаправленного малогабаритного широкополосного гидроакустического излучателя, установленного внутри полупромышленного ВЗО под сеткой, 3 - при совместном применении ВПЗ и слабонаправленного малогабаритного широкополосного гидроакустического излучателя.

Устройство содержит (фиг.1 - фиг.5): скопление рыб (1), в том числе мальков (размер тела - от 5 до 50 мм) - объект комбинированного оттеснения: 1⁰ - находящееся в естественном водоеме (в реке и т.д.) и подходящее к первому комбинированному рубежу оттеснения; 1¹ - часть скопления рыб, не проникшая через первый комбинированный рубеж оттеснения и отведенная естественным рыбоотводом (течением реки и т.д.); 1² - часть скопления рыб, проникшая через первый комбинированный рубеж оттеснения и подошедшая ко второму рубежу; 1³ - часть скопления рыб, не проникшая через второй комбинированный рубеж оттеснения и отведенная в первый искусственный рыбоотвод; 1⁴ - часть скопления рыб, проникшая через второй комбинированный рубеж оттеснения и подошедшая к ВЗО; 1⁵ - часть скопления рыб, не проникшая в ВЗО и отведенная во второй искусственный рыбоотвод; 1⁵ - часть скопления рыб, проникшая в ВЗО и погибшая там; (2) - канал, в котором формируется прижимной к ВЗО (3) с металлической сеткой (4), гидродинамический поток воды; первый искусственный рыбоотвод (5) с приемной горловиной (6) и второй искусственный рыбоотвод (7) с приемной горловиной (8); последовательно механически соединенные: первый компрессор (9) с повышенной производительностью и первый перфорированный трубопровода (10) с диаметром перфорации 0,5-1,0 мм (исключающей засорение отверстий водорослями и др.), уложенный на дно водоема поперек начала канала (2) и выше его (мористее) на противоположной от ВЗО (3) стороне и параллельно естественному движению воды в реке, формирующие первую ВПЗ (11) - область водной среды не только с гидрофизическими характеристиками (газосодержание, скорость звука, нелинейность и др.), резко отличающимися от фоновых характеристик, но и оказывающая на рыб зрительное, тактильное и шумовое акустическое воздействие на частоте F_ш1; последовательно механически соединенные: второй компрессор (12) и второй перфорированный трубопровод (13) с диаметром перфорации менее 0,5 мм (формирующий отличный от первого перфорированного трубопровода спектр акустических шумов и создающий наиболее благоприятные условия для формирования НЧ ВРЧ), уложенный на дно канала (2) под углом (направлением, пеленгом) в 15-30° с концевой частью на противоположной месту установке второго компрессора (12) стороне канала (2), формирующие вторую ВПЗ (14) - область водной среды не только с гидрофизическими характеристиками, резко отличающимися от фоновых характеристик, но и оказывающая на рыб зрительное, тактильное и шумовое акустическое воздействие на частоте F_ш2.

Устройство также содержит первый электронный тракт (15), размещенный в первом техническом помещении (16), установленном на противоположной (местам установки обоих компрессоров и обоих искусственных рыбоотводов) стороне канала (2) и второй электронный тракт (17), размещенный во втором техническом помещении (18).

При этом первый электронный тракт (15) содержит: первый канал (19) гидроакустических энергетических сигналов, который в свою очередь включает в себя: первый блок (20) резкого изменения частоты F_Δf1 для взрослых особей рыб (от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 ГЦ до 2 кГц), первый блок (21) резкого изменения уровня F_ΔI1 сигнала (от нулевого до максимального - десятки кПа, во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц), первый блок (22) очень резкого изменения частоты F*_Δf1 для мальков рыб (от 400-500 Гц до 16-20 кГц), первый блок (23) очень резкого изменения уровня сигнала F*_ΔI1 для мальков рыб (от нулевого до максимального - десятки кПа, в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц); первый канал (24) гидроакустических биорезонансных тональных (гармонических) сигналов в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, который в свою очередь содержит первый блок (25) амплитудо-фазомодулированных сигналов F⁰ _мс1 (модулирующие - гармонические сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, несущие - широкополосные сигналы во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц); первую электронно-вычислительную (26) машину (ЭВМ), входы которой соединены с выходами блоков: (20), (21), (22), (23) и (25), а выход первой ЭВМ (26) соединен с входом первого многоканального - по числу направленных гидроакустических излучателей, усилителя мощности (27) и первый многоканальный коммутатор (28), являющийся выходом первого электронного тракта (15) и параллельно соединенный с несколькими - по числу каналов первого многоканального усилителя мощности (27), идентичными друг другу направленными крупногабаритными широкополосными гидроакустическими излучателями (29), установленными вдоль линии первой ВПЗ (11) на дне. При этом к первому техническому помещению (16) подведено электрическое питание 220 В 50 Гц.

При этом второй электронный тракт (17) содержит: второй канал (30) гидроакустических энергетических сигналов, который в свою очередь включает в себя: второй блок (31) резкого изменения частоты F_ΔI2 для взрослых особей рыб, второй блок (32) резкого изменения уровня сигнала F*_ΔI2 для взрослых особей рыб, второй блок (33) очень резкого изменения частоты F*_Δf2 для мальков рыб, второй блок (34) очень резкого изменения уровня сигнала F*_Δ12 для мальков рыб; вторую ЭВМ (35), входы которой соединены с выходами блоков: (31), (32), (33), (34) и (40), а выход второй ЭВМ (35) соединен с входом второго многоканального - по числу ненаправленных гидроакустических излучателей, усилителя мощности (36) и второго многоканального коммутатора (37), являющегося выходом второго канала (30) гидроакустических энергетических сигналов второго электронного тракта (17) и параллельно соединенного с несколькими - по числу каналов второго многоканального усилителя мощности (36), идентичными друг другу ненаправленными крупногабаритными широкополосными гидроакустическими излучателями (38), установленными вдоль линии второй ВПЗ (14) на дне; второй канал (39) гидроакустических биорезонансных тональных (гармонических) сигналов в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, который в свою очередь содержит: второй блок (40) амплитудо-фазомодулированных сигналов F⁰ _мс2 (модулирующие - гармонические сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, несущие - широкополосные сигналы во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц); блок (41) прямых сигналов ИЗД частот F⁰ _изд, формируемых пневмоакустическим излучателем и распространяющихся из воздуха под воду, блок (42) параметрического формирования сигналов ИЗД частот, образованных в неоднородной (содержащей пузырьки воздуха и др.) водной среде в результате нелинейного взаимодействии двух ВЧ сигналов, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб. При этом выход блока (40) соединен с соответствующим входом второй ЭВМ (35), а ко второму техническому помещению (18) подведено электрическое питание 220 В 50 Гц.

В свою очередь блок (42) параметрического формирования и излучения сигналов ИЗД частот - НЧ ВРЧ Ω⁰ содержит: параллельно-последовательно электрически соединенные: первый генератор (43) звуковых сигналов на частоте f₁, первый усилитель мощности (44) звуковых сигналов и первый направленный излучатель (45) звуковых сигналов на частоте f₁, а также второй генератор (46) звуковых сигналов на частоте f₂, второй усилитель мощности (47) звуковых сигналов и второй направленный излучатель (48) звуковых сигналов на частоте f₂; блок (41) прямых сигналов ИЗД частот F⁰ _изд, распространяющихся из воздуха под воду, содержит последовательно функционально соединенные: третий компрессор (49), резервуар (50) для воздуха, ресивер (51) и пнемоакустический излучатель (52), установленный над ВЗО (3) и ориентированный к поверхности воды под углом φ не более 12°.

Устройство также содержит малогабаритный слабонаправленный широкополосный гидроакустический излучатель (53) сигналов: F*_Δf3; F*_ΔI3 и F°_мс3, установленный внутри ВЗО (3) под металлической сеткой (4), вход которого соединен с выходом второго многоканального коммутатора (37) второго канала (30) гидроакустических энергетических сигналов второго электронного тракта (17).

Устройство функционирует следующим образом (фиг.1 - фиг.5).

В естественном водоеме (в реке и т.д.), имеющем течение со скоростью V_Т, движется скопление рыб (1⁰), в том числе мальков (размер тела ~ от 5 до 50 мм). Подходя к траверзу (кратчайшее расстояние на входе в канал между его сторонами) водозабора, в котором формируют прижимной к ВЗО (3) гидродинамический поток воды, скопление рыб (1°) изменяет (в поисках пищи, из-за бокового гидродинамического потока воды и т.д.) траекторию своего движения и заходит в приканальную область водоема, где скорость прижимного гидродинамического потока V_П1 не превышает 0,05-0,1 м/с и сформирован первый комбинированный (ВПЗ и направленные гидроакустические излучатели, установленные вдоль линии ВПЗ) рубеж оттеснения рыб от водозабора. При этом с помощью последовательно механически соединенных: первого компрессора (9) с повышенной производительностью (обусловленной большой протяженностью рубежа - длиной первого перфорированного трубопровода и относительно большим диаметром отверстий перфорации), первого перфорированного трубопровода (10) с диаметром перфорации 0,5-1,0 мм (что исключает засорение отверстий водорослями и др.), уложенного на дно водоема поперек канала (2) и выше траверза (с тем, чтобы пузырьки воздуха из сформированной первой ВПЗ, под действием прижимного к водозабору гидродинамического потока двигались внутрь канала к месту установки на дне направленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей), формируют первую ВПЗ (11) - область водной среды не только с резко отличительными от фоновых значений гидрофизическими характеристиками (газосодержание, скорость звука, нелинейность и др.), но и оказывающих на рыб (особенно взрослых особей) отпугивающее зрительное, тактильное (механическое воздействие на тело) и шумовое акустическое воздействие F_ш1. В результате часть (~15% - в ночные часы и ~25% - в дневные часы) взрослых особей рыб отходит от ВПЗ (11) и продолжает движение вдоль ее линии вниз по реке. Однако на другую часть взрослых особей рыб, и практически на всех (более 95%) мальков рыб, составляющих основную (по количеству) часть скопления рыб, ВПЗ (11) не оказывает эффективного отпугивающего воздействия, и мальки рыб, подхватываемые прижимным к ВЗО (3) гидродинамическим потоком, устремляются внутрь канала (2).

Дело в том, что взрослые особи рыб сначала воспринимают ВПЗ в виде «стены» (механической преграды), но после нескольких (7-8) подходов к ВПЗ у них наступает адаптации к такой преграде, и они, практически не обращая на нее внимания, продолжают двигаться в нужном для себя направлении. В условиях же низкой освещенности (ночные часы, мутная вода и др.) эффективность ВПЗ становится более низкой. При этом мальки рыб, не обладающие еще развитой нервной системой и внутренними органами (например, слуха и др.), практически не реагируют на ВПЗ как в дневные, так и в ночные часы. Следует также отметить, что пузырьки воздуха ВПЗ начинают работать - издавать шум, формировать зрительную преграду и т.д., только в приповерхностном и поверхностном слоях воды, а на дне и в толще воды они практически не работают.

Поэтому одновременно с формированием первой ВПЗ (11), в первом электронном канале (19) гидроакустических энергетических сигналов первого электронного тракта (15), размещенного в первом техническом помещении (16) на берегу канала (2) близи первого комбинированного рубежа оттеснения рыб от водозабора, с помощью первого блока (20) для взрослых особей рыб формируют сигналы резкого изменения частоты F_Δf1 - от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц; одновременно с этим при помощи первого блока (21) для взрослых особей рыб формируют сигналы резкого изменения уровня (интенсивности) сигнала F_ΔI1 - от нулевого до максимального (десятки кПа) во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц; одновременно с этим при помощи первого блока (22) для мальков рыб формируют сигналы очень резкого изменения частоты F*_Δf1 - от 400-500 Гц до 16-20 кГц; одновременно с этим при помощи первого блока (23) для мальков рыб формируют сигналы очень резкого изменения уровня сигнала F*_ΔI1 - от нулевого до максимального (десятки кПа) в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц). Одновременно с этим в первом блоке (25) первого канала (24) гидроакустических биорезонансных тональных (гармонических) сигналов в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц формируют амплитудо-фазомодулированные сигналы F⁰ _мс1 (модулирующие - гармонические сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, несущие - широкополосные сигналы во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц).

В дальнейшем сигналы: F_Δf1;, F_ΔI1, F*_Δf1, F*_ΔI1 и F⁰ _мс1 последовательно подают: в первую ЭВМ (26) - для установления очередности их последующего излучения, первый многоканальный усилитель мощности (27) - для усиления до требуемых уровней (интенсивностей), первый многоканальный коммутатор (28) - для выбора того или иного излучателя, и на несколько идентичных друг другу направленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей (29), установленных на дне водоема вдоль линии первой ВПЗ (11).

Под воздействием данных сигналов: F_Δf1;, F_ΔI1, F*_Δf1, и F*_ΔI1 пузырьки воздуха сами начинают совершать колебания монопольного типа (последовательно расширяясь - при отсутствии гидроакустического сигнала и сжимаясь - при наличии упругой акустической волны) по всей длине первой ВПЗ (11), формируя, таким образом, пространственно развитую бестелесную антенну, излучающие гидроакустические сигналы F_БА1. Одновременно с этим сигналы F⁰ _мс1 дискомфортно действуют на внутренние органы и нервную систему взрослых особей рыб и клетки всех рыб.

В результате совместного использования: ВПЗ (11), направленных гидроакустических излучателей (29) и движущегося перпендикулярно водозабору (ВЗО, в частности) естественного потока воды (течения) со скоростью V_T, часть взрослых особей рыб (~60% - в ночные часы и ~75% - в дневные часы) и часть молоди рыб (~15% - в ночные часы и ~20% - в дневные часы) скопления рыб (1¹), изменяет свои поведенческие характеристики и отходит от первого рубежа оттеснения - первая ВПЗ (11) с направленными гидроакустическими излучателями (29), реализовав, таким образом, естественный рыбоотвод. Однако основная (85% - в ночные часы и 80% - в дневные часы) часть мальков рыб, подхватываемая прижимным гидродинамическим потоком, и значительная (40% - в ночные часы и 25% - в дневные часы) часть взрослых особей рыб, в поисках пищи, продолжают движение внутрь канала (2) по направлению к ВЗО (3), представляя собой часть (1²) скопления рыб, проникшего через первый комбинированный рубеж оттеснения и подошедшего ко второму рубежу.

С помощью последовательно механически соединенных: второго компрессора (12) и второго перфорированного трубопровода (13) с диаметром перфорации менее 0,5 мм (формирующий отличный от первого перфорированного трубопровода спектр акустических шумов и создающий наиболее благоприятные условия для формирования НЧ ВРЧ), уложенного на дно канала (2) под углом в 15-30° (пеленгом) с концевой частью на противоположной месту установке второго компрессора (12) стороне канала (2), формируют вторую ВПЗ (14) - область водной среды не только с гидрофизическими характеристиками, резко отличающимися от фоновых характеристик, но и оказывающей на рыб зрительное, тактильное и шумовое акустическое воздействие F_ш2. В результате: ~40% (с учетом первой ВПЗ - 55%, или с учетом первого рубежа ~100%) - в ночные часы и ~60% (с учетом первой ВПЗ -85%, или с учетом первого рубежа ~100%) - в дневные часы, взрослых особей рыб отходит от ВПЗ (14) назад, или отводится первым искусственным рыбоотводом (5) с приемной горловиной (6); ~9% (с учетом первой ВПЗ ~12% или с учетом первого рубежа ~24%) - в ночные часы и ~15% (с учетом первой ВПЗ ~20% или с учетом первого рубежа ~40%) - в дневные часы, часть мальков рыб отводится первым искусственным рыбоотводом (5) с приемной горловиной (6), представляя собой часть (1³) скопления рыб (не проникшего через второй комбинированный рубеж оттеснения). Однако на основную часть (76% - в ночные часы и 60% - в дневные часы) часть мальков рыб, ВПЗ (14) не оказывает необходимого эффективного отпугивающего воздействия, и мальки рыб, подхватываемые прижимным гидродинамическим потоком, устремляются к ВЗО (3), представляя собой часть (1⁴) скопления рыб (проникшего через второй комбинированный рубеж оттеснения).

Одновременно с формированием второй ВПЗ (14), с помощью второго блока (31) второго канала (30) второго электронного тракта (17), размещенного во втором техническом помещении (18), для взрослых особей рыб формируют сигналы резкого изменения частоты F_Δf2 - от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц. Одновременно с этим при помощи второго блока (32) второго канала (30) для взрослых особей рыб формируют сигналы резкого изменения уровня (интенсивности) сигнала F_ΔI2 - от нулевого до максимального (десятки кПа) во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц.

Одновременно с этим при помощи второго блока (33) второго канала (30) для мальков рыб формируют сигналы очень резкого изменения частоты F*_Δf2 - от 400-500 Гц до 16-20 кГц. Одновременно с этим при помощи второго блока (34) второго канала (30) для мальков рыб формируют сигналы очень резкого изменения уровня сигнала F*_ΔI2 - от нулевого до максимального (десятки кПа) в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц.

Одновременно с этим во втором блоке (40) второго канала (39) формируют биорезонансные амплитудо- фазо- модулированные сигналы F⁰ _мс2 (модулирующие - гармонические сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, несущие - широкополосные сигналы во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц).

В дальнейшем сигналы: F_Δf2, F_ΔI2, F*_Δf2, F*_ΔI2 и F⁰ _мс1 последовательно подают: во вторую ЭВМ (35) - для установления очередности их последующего излучения, второй многоканальный усилитель мощности (36) - для усиления до требуемых уровней (интенсивностей), второй многоканальный коммутатор (37) - для выбора того или иного излучателя, и на несколько идентичных друг другу ненаправленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей (38), установленных вдоль линии второй ВПЗ (14) на дне. Под воздействием данных сигналов: F_Δf2;, F_ΔI2, F*_Δf2, F*_ΔI2 пузырьки воздуха диаметром менее 0,5 мм сами начинают совершать колебания монопольного типа по всей длине второй ВПЗ (14), формируя, таким образом, пространственно развитую бестелесную антенну, излучающие гидроакустические сигналы F_БA2. Одновременно с этим сигналы F⁰ _мс2 дискомфортно действуют на внутренние органы и нервную систему взрослых особей рыб и клетки всех рыб.

Одновременно с этим при помощи параллельно-последовательно электрически соединенных: первого генератора (43) звуковых сигналов на частоте f₁, первого усилителя мощности (44) звуковых сигналов и первого направленного излучателя (45), а также второго генератора (46) звуковых сигналов на частоте f₂, второго усилителя мощности (47) звуковых сигналов и второго направленного излучателя (48) блока (42) второго канала (39) осуществляют формирование, усиление и направленное (не хуже 10⁰) излучение вдоль второй ВПЗ (14) двух звуковых сигналов на близких частотах f₁ и f₂, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб. В результате их нелинейного взаимодействия в неоднородной (содержащей пузырьки воздуха и др.) водной среде в диапазоне частот 5-12 Гц формируют НЧ ВРЧ Ω=f₂-f₁, которая направленно (ширина основного максимуму θ меньше 10⁰) распространяется вдоль второй ВПЗ (14).

В результате совместного использования: второй ВПЗ (14), формируемой в канале (2) под углом 15°-30° к его нормали, идентичных друг другу ненаправленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей (38), установленных вдоль линии второй ВПЗ (14) на дне на одинаковом расстоянии друг от друга, идентичных друг другу первого (45) и второго (48) направленных излучателей звукового диапазона частот, установленных в непосредственной близости друг от друга, ориентированных вдоль второй ВПЗ (14) и формирующих (совместно с водной средой) НЧ ВРЧ, направленно распространяющуюся вдоль ВПЗ (14), а также прижимного гидродинамического потока, движущегося со скоростью V_П2, все взрослые особи рыб (как в ночные, так и в дневные часы) и большая часть молоди рыб ~55% - в ночные часы (с учетом первого комбинированного рубежа оттеснения ~70%) и ~65% - в дневные часы (с учетом первого комбинированного рубежа оттеснения ~85%) скопления рыб (1²), изменяет свои поведенческие характеристики, возвращается назад, легко преодолевая скорость прижимного гидродинамического потока V_П2 (касается только взрослых особей рыб), или отводится вторым искусственным рыбоотводом (7) с приемной горловиной (8), формируя, таким образом, скопление рыб (1³).

При этом траектория движения мальков рыб выглядит следующим образом (фиг.3). Попав в зону воздействия различных гидроакустических сигналов уже на входе в канал (2), но не имея физической возможности, из-за критической для них скорости потока V_П2 (более 0,1 м/с), развернуться и уйти назад, они, постоянно отворачивая вправо (стараясь уйти из зоны дискомфортных акустических полей, находящихся слева от них) от линии второго комбинированного рубежа оттеснения, под действием прижимного гидродинамического потока V_П2 как бы стаскиваются им на противоположную сторону канала (2) - именно к месту нахождения приемной горловины (6) первого искусственного рыбоотвода (5).

Однако оставшаяся (30% - в ночные часы и 15% - в дневные часы) часть мальков рыб, подхватываемая прижимным гидродинамическим потоком V_П3, продолжают движение по направлению к ВЗО (3), представляя собой часть (1⁴) скопления рыб, проникшего через второй комбинированный рубеж оттеснения и подошедшего к третьему рубежу оттеснения.

Поэтому, одновременно, с помощью последовательно функционально соединенных: третьего компрессора (49), резервуара (50) для воздуха, ресивера (51) и пнемоакустического излучателя (52), установленного над ВЗО (3) и ориентированного к поверхности воды под углом φ не более 12°, блока (41) второго канала (39) формируют и излучают из воздуха под воду прямые сигналы F⁰ _изд в диапазоне частот 5-12 Гц, которые дискомфортно воздействуют на мальков рыб в целом, и их клетки, в частности.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: второй ЭВМ (35), второго многоканального усилителя мощности (36), второго многоканального коммутатора (37) и малогабаритного слабонаправленного широкополосного гидроакустического излучателя (53), установленного внутри ВЗО (3) под металлической сеткой (4), осуществляют формирование, усиление и излучение сигналов: F*_Δf3; F_ΔI3, и F⁰ _мс3, являющихся смесью сигналов: F*_Δf1;, F*_ΔI1, F⁰ _мс1, F*_Δf2, F*_ΔI2 и F⁰ _мс2, которые также дискомфортно действуют на мальков рыб в целом, и их клетки, в частности.

В результате совместного использования пнемоакустического излучателя (52), установленного над ВЗО (3), малогабаритного слабонаправленного широкополосного гидроакустического излучателя (53), установленного внутри ВЗО (3) под металлической сеткой (4), прижимного гидродинамического потока, движущегося со скоростью У_ПЗ а также второго искусственного рыбоотвода (7) с приемной горловиной (8) часть мальков рыб ~27% - в ночные часы (с учетом первого и второго комбинированных рубежей оттеснения ~97%) и ~12% - в дневные часы (с учетом первого и второго комбинированных рубежей оттеснения ~97%) отводится от ВЗО (3) вторым искусственным рыбоотводом (7) с приемной горловиной (8), формируя, таким образом, скопление рыб (1⁵). При этом оставшаяся часть (1⁶) скопления рыб, представляющая собой физически слабые, больные, или травмированные особи мальков рыб, попадает в ВЗО (3) и погибает там.

Другими словами, часть (1⁶) скопления рыб (исключительно мальки рыб) была заранее обречена на гибель, т.к. по объективным причинам изначально не могла противостоять прижимному гидродинамическому потоку даже при его незначительных скоростях (менее 0,05-0,1 м/с).

Таким образом:

1. Обеспечение требуемой (не ниже 95%) эффективности оттеснения рыб (взрослых особей и мальков рыб) от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока достигают за счет того, что:

- осуществляют оттеснение рыб от водозабора последовательно - по трем условным рубежам: вход в канал, внутри канала и у ВЗО;

- осуществляют отвод рыб от водозабора последовательно - через один естественный и два искусственных рыбоотводов: вход в канал, внутри канала и у ВЗО, соответственно;

- осуществляют комбинированное оттеснение рыб от водозабора - с использованием: естественного (вход в канал - течение реки) и искусственного (внутри канала и у ВЗО) гидродинамического потоков; первой ВПЗ, расположенной на входе в канал, и второй ВПЗ, расположенной определенным образом внутри канала; энергетических и биорезонансных гидроакустических сигналов, излучаемых соответствующими излучателями в трех условных рубежах оттеснения; энергетических (специальных и шумовых) и биорезонансных гидроакустических сигналов, излучаемых первой и второй «бестелесными излучающими антеннами», представляющими собой, соответственно, первую ВПЗ с направленными гидроакустическими излучателями и вторую ВПЗ с ненаправленными гидроакустическими излучателями;

- используют отдельные (со своими параметрами) энергетические сигналы для взрослых особей рыб (относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения частоты от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, которые, по природе своего происхождения и назначению, непонятны взрослым особям рыб и формируют у них чувство опасности, а также негативно воздействуют на органы восприятия акустических колебаний у взрослых особей рыб - боковая линия, внутреннее ухо и др., и внутренние органы - желудок и др.) и мальков рыб (очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные в течение короткого интервала времени изменения частоты от 400-500 Гц до 20 кГц, очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц, которые благодаря высоким градиентам, в целом, негативно воздействуют на мальков рыб);

- используют (для взрослых особей рыб и мальков рыб) биорезонансные тональные (гармонические) сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц в виде: прямых сигналов, формируемых пневмоакустическим излучателем и распространяющихся из воздуха под воду, в виде инфразвуковых сигналов разностных частот, образованных в результате нелинейного взаимодействия двух более высокочастотных сигналов, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб, а также в виде гармонических модулирующих по амплитуде и фазе частот в диапазоне от 5 Гц до 12 Гц несущие широкополосные сигналы в полосе частот от 20 Гц до 2 кГц, которые на биологическом уровне воздействуют на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб и др.

2. Минимальные финансово-временные затраты при реализации способа обеспечивают за счет того, что:

- формирование, усиление до необходимого уровня и излучение сигналов (энергетических и биорезонансных) осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов;

- формирование ВПЗ осуществляют с помощью серийно выпускаемого оборудования;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически, поэтому не требуется присутствия обслуживающего персонала;

- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, относительно небольшое (10 кВт/ч);

- период эксплуатации устройства, реализующего разработанный способ, составляет не менее 7-8 лет;

- высокая эффективность (не ниже 95%) разработанного способа позволяет на 2-3 порядка сократить расходы на компенсацию ущерба от гибели рыб;

- время на монтаж устройства, реализующего разработанный способ, не превышает 7 суток;

- техническое обслуживание устройства осуществляют с большой дискретностью (раз в 10 суток), по этапам (на каждом условном рубеже оттеснения отдельно) и непосредственно в процессе работы водозабора, поэтому не требуется специального времени для прекращения водозабора и технического обслуживания устройства и др.

Отличительные признаки заявляемого способа:

1. Реализацию способа осуществляют в условиях прижимного к водозабору гидродинамического потока с одновременным использование направленных гидроакустических полей (формируемых соответствующими излучателями и бестелесными антеннами: с использованием нелинейного эффекта, а также с использованием первой ВПЗ с направленными гидроакустическими излучателями и второй ВПЗ с ненаправленными гидроакустическими излучателями), что позволяет управлять направлением движением рыб (в том числе вальков рыб) в условиях прижимного гидродинамического потока.

2. За счет непрерывного излучения широкополосных гидроакустических сигналов (с помощью слабонаправленного гидроакустического излучателя, установленного внутри ВЗО под металлической сеткой), что увеличивает пропускную способность ВЗО по воде, одновременно уменьшая вероятность засорения металлической сетки ВЗО мусором путем увеличения на 20-30% диаметра ячеек металлической сетки.

3. Дополнительно создают первую ВПЗ с использованием более крупно перфорированного (диаметр перфорации более 0,5 мм) трубопровода, уложенного на дно водоема поперек канала, параллельно естественному движению воды, реализовав, таким образом, естественный рыбоотвод.

4. Дополнительно создают вторую ВПЗ с использованием более мелкоперфорированного (диаметр перфорации менее 0,5 мм) трубопровода, уложенного на дно канала под углом в 15-30° (в зависимости от скорости потока, ширины канала и др.), позволяющей одновременно используя определенным образом расставленные гидроакустические излучатели и гидродинамический поток, постепенно прижать рыб к одной стороне канала и осуществить первый искусственный рыбоотвод.

6. Обе ВПЗ, кроме одновременного создания зрительного, тактильного и шумового акустического отпугивающего воздействия на рыб благодаря соответствующим широкополосным гидроакустическим излучателям, формируют бестелесные антенны, излучающие широкополосные энергетические сигналы. При этом под воздействием акустических сигналов пузырек воздуха совершает колебания монопольного типа и сам становится источником акустических волн с определенными параметрами.

7. Вдоль второй ВПЗ осуществляют формирование НЧ ВРЧ, которая в диапазоне частот от 5 до 12 Гц биорезонансно воздействует на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб, оттесняя рыб от второй ВПЗ.

8. Для формирования НЧ ВРЧ используют гидроакустические сигналы на близких частотах в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб - до 2 кГц, которые близки к резонансным частотам пузырьков воздуха в сформированной второй ВПЗ.

9. В районе ВЗО из воздуха под воду излучают сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, с помощью пневмоакустического излучателя, которые биорезонансно воздействуют на рыб и оттесняют их от ВЗО.

10. С помощью слабонаправленного широкополосного гидроакустического излучателя, установленного под металлической сеткой ВЗО, осуществляют излучение энергетических сигналов и оттеснение рыб от ВЗО. При этом подхваченные гидродинамическим потоком рыбы попадают в горловину второго рыбоотвода и осуществляют, таким образом, второй искусственный рыбоотвод.

11. В качестве гидроакустических энергетических сигналов для взрослых особей рыб используют: относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения частоты от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, которые, по природе своего происхождения и назначению, непонятны взрослым особям рыб, и формируют у них чувство опасности, а также негативно воздействуют на органы восприятия акустических колебаний у взрослых особей рыб - боковая линия, внутреннее ухо и др., и внутренние органы - желудок и др.

12. В качестве гидроакустических энергетических сигналов для мальков рыб используют: очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение короткого интервала времени изменения частоты от 400-500 Гц до 20 кГц, очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц, которые, благодаря высоким градиентам, в целом негативно воздействуют на мальков рыб.

13. Для взрослых особей рыб и мальков рыб формируют и излучают биорезонансные тональные сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц в виде: прямых сигналов, формируемых пневмоакустическим излучателем и распространяющихся из воздуха под воду, в виде инфразвуковых сигналов разностных частот, образованных в результате нелинейного взаимодействия двух более высокочастотных сигналов, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб, а также в виде гармонических модулирующих по амплитуде и фазе частот в диапазоне от 5 Гц до 12 Гц несущие широкополосные сигналы в полосе частот от 20 Гц до 2 кГц, которые на биологическом уровне воздействуют на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб.

14. Уровень энергетических и биорезонансных сигналов, не менее чем на порядок превышает уровень окружающих шумов природного и техногенного происхождения.

15. Излучение энергетических и биорезонансных сигналов осуществляют по закону случайных чисел.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ известных технических решений, с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.

Признаки: 1, 2, 6, 7, 9, 11-13 являются новыми и неизвестно их использование для комбинированного оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока.

Признаки: 3, 4 и 8 являются новыми и неизвестно их использование для комбинированного оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока. В то же время частично известно использование в рыбозащите признаков 2 и 3 - для формирования ВПЗ, а признака 8 - в нелинейной гидроакустике для формирования волн разностных частот.

Признаки 14 и 15 являются хорошо известными в гидроакустике, а признак 15 - и в радиотехнике.

Таким образом, наличие новых существенных признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - эффективно (последовательно - по условным рубежам водозабора, оттеснять рыб от водозабора с их одновременным отводом через один естественный и два искусственных рыбоотводов, комбинированно - с использованием одного естественного и двух искусственных гидродинамических потоков; первой ВПЗ с направленными гидроакустическими излучателями и второй ВПЗ с ненаправленными гидроакустическими излучателями; энергетических и биорезонансных гидроакустических сигналов и др.) оттеснять рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока при минимальных финансово-временных затратах в процессе реализации способа.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту.

Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".

Пример реализации способа

Промышленные испытания разработанного способа проводились в период с 1983 г.по 2010 гг.: на озере Ханка - в период с 1983 по 1985 гг., Приморский край; на специальном геофизическом полигоне в б. Витязь залива Петра Великого - в период с 1994 по 1998 гг., Приморский край; на специальном рыбохозяйственном полигоне в б. Северная залива Петра Великого - в период с 1999 по 2001 гг., Приморский край; на ставных неводах р/к им. Бекерева - в период с 2002 по 2008 гг., Камчатка; на ставных неводах компании SamWon - в период с 2004 по 2008 гг., Республика Корея; на водоемах для выращивания рыб, а также на водозаборе станции подготовки питьевой воды в провинции Борея-ВунгТау - в Социалистической Республике Вьетнам (2009-2011 гг.).

На фиг.6 в виде соответствующих гистограмм иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока на первом комбинированном рубеже оттеснения - первая ВПЗ, крупногабаритные направленные широкополосные гидроакустические излучатели, установленные на дне вдоль первой ВПЗ и естественный рыбоотвод. При этом цифрами обозначены: 1 и 5 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом; 2 и 6 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в дневное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом; 3 и 7 - эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом; 4 и 8 - эффективности оттеснения мальков рыб в дневное время, соответственно, с помощью первой ВПЗ и с помощью первого комбинированного рубежа оттеснения в целом. Испытания проходили на водозаборе (станции подготовки питьевой воды в провинции Борея-ВунгТау), представляющем собой водоем с линейными размерами: ~100 м - в ширину и ~300 м - в длину, с одной стороны - заканчивающийся ВЗО, а с другой стороны - соприкасающийся с рекой, и постоянно подпитывающийся ее водами. При этом скорость прижимного гидродинамического потока в водоеме в районе ВЗО - 0,25 м/с, а на противоположной стороне водоема - 0,025 м/с.

Как видно из фиг.6, частные эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время (гистограмма №1) и дневное время (гистограмма (№2) с помощью первой ВПЗ относительно невелики: ~15% и ~25%, соответственно. Однако при одновременном использовании естественного рыбоотвода - реки, первой ВПЗ и направленных гидроакустических излучателей, установленных вдоль первой ВЗП и ориентированных осями диаграмм направленности таким образом, чтобы обеспечивался максимальный эффект «подхватывания» рекой скопления хотя бы на 5-10 м оттесненной от первого комбинированного рубежа оттеснения рыбы (в том числе, мальков рыб), частные эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время (гистограмма №5) и дневное время (гистограмма (№6) возрастали в 3-4 раза и составляли ~60% и ~75%, соответственно.

Как видно из фиг.6, частные эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время (гистограмма №3) и дневное время (гистограмма (№3) с помощью первой ВПЗ минимальны ~3% и ~5%, соответственно. Однако при одновременном использовании естественного рыбоотвода, первой ВПЗ и направленных гидроакустических излучателей, частные эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время (гистограмма №7) и дневное время (гистограмма (№8) возрастали в 4-5 раз и составляли ~15% и ~20%, соответственно (хотя, в общем-то, оставались незначительными). Таким образом, эффективность комбинированного оттеснения рыб, в том числе и мальков, значительно (в разы) выше, чем эффективность одной только ВПЗ.

На фиг.7 в виде соответствующих гистограмм иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока на втором комбинированном рубеже оттеснения - вторая ВПЗ, крупногабаритные ненаправленные широкополосные гидроакустические излучатели, установленные на дне вдоль второй ВПЗ, установленная на дне, вдоль второй ВПЗ, ПИА, а также первый искусственный рыбоотвод. При этом цифрами обозначены: 1 и 5 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненной рыбы первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненной рыбы первым комбинированным рубежом оттеснения); 2 и 6 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в дневное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненной рыбы первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненной рыбы первым комбинированным рубежом оттеснения); 3 и 7 - эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненных мальков рыб первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненных мальков рыб первым комбинированным рубежом оттеснения); 4 и 8 - эффективности оттеснения мальков рыб в дневное время, соответственно, с помощью второй ВПЗ (с учетом уже оттесненных мальков рыб первой ВПЗ) и с помощью второго комбинированного рубежа оттеснения в целом (с учетом уже оттесненных мальков рыб первым комбинированным рубежом оттеснения).

Как видно из фиг.7, частные эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время (гистограмма №1) и дневное время (гистограмма (№2) с помощью второй ВПЗ (с учетом эффективности первой ВПЗ) не соответствуют требованиям руководящих документов для методов и средств рыбозащиты (должны быть не менее 70%, в том числе и для мальков рыб с линейными размерами более 12 мм): ~40% и ~60%, соответственно. Однако при одновременном использовании первого искусственного рыбоотвода, второй ВПЗ, ненаправленных гидроакустических излучателей, установленных вдоль второй ВПЗ и ПИА, диаграмма направленности которой также ориентирована вдоль второй ВПЗ, частные эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время (гистограмма №5) и дневное время (гистограмма (№6) возрастали не менее чем на 60% и составляли ~100%.

Как видно из фиг.7, частные эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время (гистограмма №3) и дневное время (гистограмма (№3) с помощью второй ВПЗ (с учетом эффективности первой ВПЗ) незначительны: ~9% и ~15%, соответственно. Однако при одновременном использовании первого искусственного рыбоотвода второй ВПЗ ненаправленных гидроакустических излучателей, установленных вдоль второй ВПЗ и ПИА, диаграмма направленности которой также ориентирована вдоль второй ВПЗ, частные эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время (гистограмма №7) и дневное время (гистограмма (№8) возрастали в 4-6 раз и составляли ~55% и ~65%, соответственно.

На фиг.8 в виде соответствующих гистограмм иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока на третьем комбинированном рубеже оттеснения - пневмоакустический излучатель, установленный над ВЗО, малогабаритный слабонаправленный широкополосный гидроакустический излучатель, установленный внутри ВЗО и второй искусственный рыбоотвод. При этом цифрами обозначены: 1 и 5 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в ночное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения; 2 и 6 - эффективности оттеснения взрослых особей рыб в дневное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения; 3 и 7 - эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения; 2 и 6 - эффективности оттеснения мальков рыб в дневное время, соответственно, на входе и выходе третьего комбинированного рубежа оттеснения.

Как видно из фиг.8, в процессе реализации разработанного способа эффективность оттеснения рыб, в том числе и мальков рыб, уже после второго комбинированного рубежа оттеснения соответствует требованиям руководящих документов по рыбозащите. Однако с учетом оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока и наличия второго искусственного рыбоотвода на третьем комбинированном рубеже оттеснения: пневмоакустический излучатель и малогабаритный слабонаправленный широкополосный гидроакустический излучатель, частные эффективности оттеснения мальков рыб в ночное время (гистограмма №7) и дневное время (гистограмма (№8) возрастали более чем на 25% и составляли в обоих случаях ~97%, вплотную приблизившись к предельным значениям (~100%), как у взрослых особей рыб.

На фиг.9 в виде соответствующих кривых, обозначенных цифрами от 1 до 3, иллюстрируются эффективности (Е, %) оттеснения рыб от полупромышленного ВЗО диаметром 1 м с искусственным рыбоотводом в течение 24 часов (Т) в условиях прижимного гидродинамического потока со скоростью 0,25 м/с: 1 - отдельно с помощью ВПЗ, сформированной из пузырьков воздуха различного (менее и более 0,5 мм) диаметра, 2 - отдельно с помощью слабонаправленного малогабаритного широкополосного гидроакустического излучателя, установленного внутри полупромышленного ВЗО под сеткой, 3 - при совместном применении ВПЗ и слабонаправленного малогабаритного широкополосного гидроакустического излучателя.

Как видно из фиг.9, эффективность ВПЗ (кривая №1), сформированной методами аэрации и акустической кавитации из пузырьков воздуха различного (менее и более 0,5 мм) диаметра, по оттеснению мальков рыб от ВЗО в течение суток составляет не менее 60%, приближаясь в дневные часы к требованиям руководящих документов по рыбозащите, составляя 65% -67% в светлое время суток - период с 08:00 до 18:00. Как видно из фиг.9 эффективность одного слабонаправленного малогабаритного широкополосного гидроакустического излучателя (кривая №2), установленного внутри полупромышленного ВЗО под защитной сеткой, составляет 89-92% и в течение суток изменяется незначительно, что полностью соответствует требованиям руководящих документов по рыбозащите. Как видно из фиг.9, эффективность комбинированного (кривая №3) оттеснения мальков рыб от полупромышленного ВЗО - при совместном применении ВПЗ и слабонаправленного малогабаритного широкополосного гидроакустического излучателя в течение суток изменяется от 90% (в ночные часы) до 98% (в дневные часы).

Таким образом:

1. Обеспечение требуемой (не ниже 95%) эффективности оттеснения рыб (взрослых особей и мальков рыб) от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока было достигнуто за счет того, что:

- осуществляли оттеснение рыб от водозабора последовательно - по трем условным рубежам: вход в канал, внутри канала и у ВЗО;

- осуществляли отвод рыб от водозабора последовательно - через один естественный и два искусственных рыбоотводов;

- осуществляли комбинированное оттеснение рыб от водозабора - с использованием: естественного (вход в канал - течение реки) и искусственного (внутри канала и у ВЗО) гидродинамического потоков; первой ВПЗ, расположенной на входе в канал, и второй ВПЗ, расположенной определенным образом внутри канала; энергетических и биорезонансных гидроакустических сигналов, излучаемых соответствующими излучателями в трех условных рубежах оттеснения; энергетических (специальных и шумовых) и биорезонансных гидроакустических сигналов, излучаемых первой и второй «бестелесными излучающими антеннами», представляющими собой, соответственно, первую ВПЗ с направленными гидроакустическими излучателями и вторую ВПЗ с ненаправленными гидроакустическими излучателями;

- использовали отдельные (со своими параметрами) энергетические сигналы для взрослых особей рыб (относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения частоты от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб: от 20 Гц до 2 кГц, которые, по природе своего происхождения и назначению, непонятны взрослым особям рыб, и формируют у них чувство опасности, а также негативно воздействуют на органы восприятия акустических колебаний у взрослых особей рыб - боковая линия, внутреннее ухо и др., и внутренние органы - желудок и др.) и мальков рыб (очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение короткого интервала времени изменения частоты от 400-500 Гц до 20 кГц, очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц, которые благодаря высоким градиентам в целом негативно воздействовали на мальков рыб);

- использовали (для взрослых особей рыб и мальков рыб) биорезонансные тональные (гармонические) сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц в виде: прямых сигналов, формируемых пневмоакустическим излучателем и распространяющихся из воздуха под воду, в виде инфразвуковых сигналов разностных частот, образованных в результате нелинейного взаимодействия двух более высокочастотных сигналов, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб, а также в виде гармонических модулирующих по амплитуде и фазе частот в диапазоне от 5 Гц до 12 Гц несущие широкополосные сигналы в полосе частот от 20 Гц до 2 кГц, которые на биологическом уровне воздействовали на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб и др.

2. Минимальные финансово-временные затраты при реализации способа были обеспечены за счет того, что:

- формирование, усиление до необходимого уровня и излучение сигналов осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов;

- формирование ВПЗ осуществляли с помощью серийно выпускаемого оборудования;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляли автоматически (без обслуживающего персонала);

- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, было относительно небольшим (менее 10 кВт/ч);

- высокая эффективность (до 97%) разработанного способа позволила в несколько раз сократить расходы на компенсацию ущерба от гибели рыб;

- время на монтаж оборудования не превышало 7 суток;

- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью (раз в 10 суток), и непосредственно в процессе работы водозабора, поэтому не требовалось специального времени для прекращения водозабора и технического обслуживания устройства и др.

Изобретение относится к способу защиты водозаборов от попадания в них рыбы. Способ предусматривает отгораживание водозаборного окна двумя воздушно-пузырьковыми завесами. Для создания завес предусмотрены перфорированные трубопроводы и компрессоры. В районе воздушно-пузырьковых завес с помощью излучателей непрерывно формируют гидроакустические сигналы. Также предусмотрены два искусственных канала, по которым в открытую часть водоема отводится рыба, проникшая за воздушно-пузырьковые завесы. В районе водозаборного окна излучателем формируют распространяющиеся из воздуха под воду сигналы. Изобретение обеспечивает эффективную защиту водозабора от попадания в него рыбы. 9 ил.

Способ комбинированного оттеснения рыб от водозабора в условиях прижимного гидродинамического потока, заключающийся в механической защите водозаборного окна от рыб путем установки на нем металлической сетки, непрерывном излучении вблизи водозаборного окна интенсивных с амплитудой звукового давления десятки кПа на расстоянии 1 м от излучателя гидроакустических сигналов, направленном излучении двух интенсивных с амплитудой звукового давления десятки-сотни кПа на расстоянии 1 м от излучателя гидроакустических сигналов на близких частотах, их нелинейном взаимодействии между собой и формировании низкочастотной волны разностной частоты, которая на частотах от 5 до 12 Гц эффективно воздействует на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб, вызывая у них болевые ощущения и оттесняя рыб из заданной части водного пространства, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают пропускную способность водозаборного окна по воде, одновременно уменьшая вероятность засорения металлической сетки водозаборного окна мусором путем увеличения на 20-30% диаметра ячеек металлической сетки, вместо периодического излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот непрерывно излучают широкополосные гидроакустические сигналы в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц с помощью слабонаправленного ~60-90° широкополосного гидроакустического излучателя, установленного внутри водозаборного окна под металлической сеткой, дополнительно создают первую воздушно-пузырьковую завесу с использованием первого компрессора и первого, более крупного перфорированного трубопровода, уложенного на дно водоема поперек канала на противоположной от водозаборного окна стороне, параллельно естественному движению воды, при скорости прижимного гидродинамического потока, не превышающей 0,05-0,1 м/с, позволяющей малькам рыб беспрепятственно выйти из зоны прижимного гидродинамического потока и уйти в открытую часть водоема, реализовав, таким образом, естественный рыбоотвод, дополнительно создают вторую воздушно-пузырьковую завесу с использованием второго компрессора и второго более мелкого - диаметр перфорации менее 0,5 мм - перфорированного трубопровода, уложенного на дно канала под углом в 15-30°, с концевой частью на противоположной стороне в начале канала, при скорости прижимного к водозабору гидродинамического потока, не превышающей 0,2-0,3 м/с и позволяющей постепенно прижать мальков рыб к входу первого искусственного рыбоотвода, приемная горловина которого расположена на ближней стороне канала, и осуществить первый искусственный рыбоотвод, при этом обе воздушно-пузырьковые завесы создают одновременно зрительное, тактильное и шумовое акустическое отпугивающее воздействие на рыб, формирование низкочастотной волны разностной частоты осуществляют вдоль второй воздушно-пузырьковой завесы, для формирования низкочастотной волны разностной частоты, гидроакустические сигналы на близких частотах излучают в диапазоне частот максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб - до 2 кГц, которые также близки к резонансным частотам пузырьков воздуха в сформированной второй воздушно-пузырьковой завесе, при этом параметрическая излучающая антенна установлена в районе концевой части второго перфорированного трубопровода, дополнительно непрерывно излучают широкополосные от 400-500 Гц до 16-20 кГц гидроакустические сигналы с помощью нескольких - не менее трех - ненаправленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей, установленных вдоль линии второй воздушно-пузырьковой завесы на дне канала на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом вся вторая воздушно-пузырьковая завеса дополнительно к зрительному, тактильному, шумовому акустическому и биорезонансному воздействию низкочастотной волны разностной частоты в диапазоне частот от 5 до 12 Гц становится бестелесной антенной, излучающей энергетические широкополосные гидроакустические сигналы, дополнительно непрерывно излучают широкополосные от 400-500 Гц до 16-20 кГц гидроакустические сигналы с помощью нескольких - не менее четырех - направленных крупногабаритных широкополосных гидроакустических излучателей, установленных вдоль линии первой воздушно-пузырьковой завесы на дне канала: два на противоположных сторонах канала, два в одной пространственной точке в центре канала и ориентированных в противоположные друг от друга стороны, при этом вся первая воздушно-пузырьковая завеса становится бестелесной антенной, излучающей широкополосные энергетические гидроакустические сигналы, дополнительно в районе водозаборного окна из воздуха под воду излучают сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц, с помощью пневмоакустического излучателя, дополнительно осуществляют второй искусственный рыбоотвод путем размещения приемной горловины второго рыбоотвода вблизи водозаборного окна, при этом в качестве гидроакустических энергетических сигналов для взрослых особей рыб используют относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения частоты от минимальной до максимальной в диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб от 20 Гц до 2 кГц, относительно резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение относительно короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, во всем диапазоне максимальной акустической чувствительности взрослых особей рыб от 20 Гц до 2 кГц, которые по природе своего происхождения и назначению непонятны взрослым особям рыб и формируют у них чувство опасности, а также негативно воздействуют на органы восприятия акустических колебаний у взрослых особей рыб - боковая линия, внутреннее ухо и другие, и внутренние органы - желудок и другие, в качестве гидроакустических энергетических сигналов для мальков рыб используют очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение короткого интервала времени изменения частоты от 400-500 Гц до 16-20 кГц, очень резкие - в течение нескольких десятков миллисекунд, многократные, в течение короткого интервала времени изменения уровня сигнала от нулевого до максимального - десятки кПа, в диапазоне частот от 400-500 Гц до 16-20 кГц, которые, благодаря высоким градиентам, в целом негативно воздействуют на мальков рыб, дополнительно для взрослых особей рыб и мальков формируют и излучают биорезонансные тональные сигналы в диапазоне частот от 5 Гц до 12 Гц в виде прямых сигналов, формируемых пневмоакустическим излучателем и распространяющихся из воздуха под воду в виде инфразвуковых сигналов разностных частот, образованных в результате нелинейного взаимодействия двух и более высокочастотных сигналов, входящих в диапазон акустической чувствительности взрослых особей рыб, а также в виде гармонических модулирующих по амплитуде и фазе частот в диапазоне от 5 Гц до 12 Гц, несущие широкополосные сигналы в полосе частот от 20 Гц до 2 кГц, которые на биологическом уровне воздействуют на внутренние органы, нервную систему и клетки рыб, при этом уровень энергетических и биорезонансных сигналов не менее чем на порядок превышает уровень окружающих шумов природного и техногенного происхождения, а излучение энергетических и биорезонансных сигналов осуществляют по закону случайных чисел.