РЫБОХОДНО-НЕРЕСТОВЫЙ КАНАЛ Российский патент 2023 года по МПК E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, обеспечивающим условия для пропуска производителей рыб через подпорные сооружения речных гидроузлов к местам нереста.

Известен рыбоходно-нерестовый канал (патент RU 2241802 C1), включающий входной (для рыб) оголовок, головной регулятор, зоны отдыха рыб и водопроводящий тракт, соединенный с верхним и нижним бьефами гидроузла, головная часть которого выполнена в виде канала с гидрометрическими параметрами, соответствующими (по размерам и скоростному режиму) основной части тракта канала.

Недостатком данного решения является то, что в головной (выходной для рыб или входной для водного потока) части тракта рыбоходно-нерестового канала отсутствуют необходимые пространственные и гидравлические условия для адаптации рыб к гидрометрическим (глубинно-скоростным) условиям их выхода в верхний бьеф гидроузла, что не исключает случаев ската рыб в нижний бьеф гидроузла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоходно-нерестовый канал (патент RU 2262569 C1), включающий входной (для рыб) оголовок, головной регулятор, зоны отдыха для рыб и водопроводящий (рыбоходно-нерестовый) тракт, выполненный в виде канала, головной (для потока) или выходной (для рыб) участок которого выполнен в виде трех автономных каналов с различной скоростью течения водного потока в них, что формирует условия и возможность выбора рыбами наиболее приемлемого (по энергетическому потенциалу) автономного канала при их выходе из тракта рыбоходно-нерестового канала в пригидроузловой (приплотинный) участок водохранилища.

Недостатками данного технического решения являются:

1. Отсутствие условий для адаптации рыб, прошедших тракт канала с глубинами от 1,5 м до 3,0 м и скоростью течения водного потока, составляющей (0,8-1,0) м/с к гидрометрическим параметрам пригидроузлового участка водохранилища (верхнего бьефа гидроузла) со скоростью течения, составляющей - (0,2-0,3) м/с и глубинами - (5,0-7,0) м.

2. Отсутствие топографического сопряжения дна тракта рыбоходно-нерестового канала с дном верхнего бьефа гидроузла (приплотинного участка водохранилища) в створе выхода рыб из канала, что ухудшает навигационные условия перемещения рыб с развитыми органами тактильной ориентации в речных руслах.

3. Увеличение стоимости строительства и затрат на эксплуатацию трехканальной конструкции головного (для потока) или выходного (для рыб) участка рыбоходно-нерестового канала.

Целью изобретения является повышение эффективности функционирования рыбоходно-нерестового канала по пропуску рыб, за счет обеспечения благоприятных для адаптирования рыб условий на выходном участке тракта.

Задачи, решением которых обеспечивается достижение цели:

- создание возможностей для адаптирования, прошедших по тракту канала производителей рыб к скоростным и глубинным условиям их обитания и перемещения по пригидроузловому (приплотинному) участку водохранилища;

- улучшение гидрометрических условий в пределах головного (для потока) или выходного (для рыб) участка тракта канала для выхода в пригидроузлой участок водохранилища рыб с развитой тактильной ориентацией;

- упрощение конструкции головного (для потока) или выходного (для рыб) участка тракта рыбоходно-нерестового канала, снижение его стоимости и эксплуатационных затрат.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в устройстве головного (для водного потока) или выходного (для рыб) оголовка (участка) тракта рыбоходно-нерестового канала (от головного регулятора до створа его сопряжения с руслом реки) заглубляющимся и расширяющимся в направлении створа выхода рыб или втекания водного потока из водохранилища (верхнего бьефа гидроузла) в канал.

Технический результат достигается за счет устройства рыбоходно-нерестового канала, включающего выполненные по ходу движения рыб входной оголовок, рыбоходно-нерестовый тракт с зонами отдыха и нереста рыб, оснащенный головным регулятором. Участок от головного регулятора до створа сопряжения рыбоходно-нерестового тракта канала с верхним бьефом водохранилища, выполнен трапецеидального поперечного сечения, заглубляющимся и расширяющимся, с увеличивающейся площадью поперечного сечения водного потока в направлении выхода рыб.

Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - План пригидроузлового рыбоходно-нерестового канала; фиг. 2 - План головного (для потока) или выходного (для рыб) оголовка (участка) канала; фиг. 3 - Продольный разрез А-А по фиг. 2; фиг. 4 - Поперечное сечение I-I по фиг. 2.; фиг. 5 - Поперечное сечение II-II по фиг. 2.

Цифрами на фиг. 1 обозначено: 1 - верхний бьеф гидроузла (приплотинный участок водохранилища); 2 - водорегулирующее сооружение (плотина) гидроузла; 3 - нижний бьеф гидроузла; 4 - входной (для рыб) оголовок (участок) рыбоходно-нерестового канала; 5 - рыбоходно-нерестовый тракт канала; 6 - зоны отдыха и нереста для перемещающихся по тракту канала рыб; 7 - головной регулятор; 8 - выходной (для рыб) или головной (для потока) оголовок (участок) канала.

Цифрами на фиг. 2-5 обозначено: 5 - рыбоходно-нерестовый тракт канала; 7 - головной регулятор; 8 - выходной (для рыб) или головной (для потока) оголовок (участок) канала; 9 - донная плита; 10 - подпорные стенки; 11 - уклонное дно; 12 - откосы; 1 - верхний бьеф гидроузла (приплотинный участок водохранилища).

Буквами на фиг. 2-5 обозначено: L - длина выходного (для рыб) участка (оголовка) рыбоходно-нерестового канала, м; B₁, B₂ - ширина выходного оголовка в створах его сопряжения с верхним бьефом гидроузла и головным регулятором канала, м; h₁, h₂ - глубина водного потока в створах сопряжения выходного участка с дном водохранилища и регулятором, м; i_пр - продольный уклон дна выходного оголовка; m - заложение откосов; v₁, v₂ - скорости течения потока, соответствующие створам сопряжения выходного оголовка с верхним бьефом гидроузла и головным регулятором канала, м/с.

Конструктивно-гидравлические параметры головного (для потока) или выходного (для рыб) участка рыбоходно-нерестового канала определяются согласно приведенной ниже последовательности (методике) расчетов.

В соответствии с фиг. 2-5, водный поток, протекающий через пролеты головного регулятора рыбоходно-нерестового канала и его выходной (для рыб) оголовок (участок), подчиняется закону равенства расходов (1):

где: - площадь живого сечения выходного оголовка в створе его сопряжения с дном верхнего бьефа гидроузла (ложем водохранилища), м²;

- глубина воды во входном (для потока) и выходном (для рыб) гидрологическом створе выходного участка рыбоходно-нерестового канала, м;

v ₁ - средняя по живому сечению скорость водного потока в створе сопряжения выходного оголовка канала с руслом верхнего бьефа гидроузла, м²;

- площадь живого сечения потока, протекающего через головное регулирующее сооружение рыбоходно-нерестового канала, м²;

- глубина водного потока в створе сопряжения выходного (для рыб) участка с головным регулятором рыбоходно-нерестового канала, м;

v ₂ - средняя скорость течения в створе сопряжения головного (для рыб) оголовка с регулирующим сооружением рыбоходно-нерестового канала, м/с.

При гидравлическом расчете выходного оголовка рыбоходно-нерестового канала, значение средней скорости потока в створе его сопряжения с верхним бьефом гидроузла (v₁, м/с) принимается среднему значению таковой по близ расположенным к нему створам водохранилища.

При известных конструктивных (ω₂, м²) и гидравлических (v₂, м/с) параметрах створа сопряжения выходного участка канала и головного регулятора определяется площадь выходного (для рыб) створа , м² (2):

Ширина дна выходного оголовка рыбоходно-нерестового канала в створе его сопряжения с водохранилищем определяется по формуле (3):

Протяженность головного (для потока) или выходного (для рыб) участка рыбоходно-нерестового канала определяется из соотношения (4):

- разность (перепад) отметок дна в верховом и низовом створах выходного (для рыб) оголовка (участка) рыбоходно-нерестового канала, м;

i _пр - продольный уклон дна выходного (для рыб) или головного (для потока) оголовка (участка) принимается в диапазоне значений от 1° до 6°.

Рыбоходно-нерестовый канал (фиг. 1) с расширяющимся в плановом очертании и заглубляющимся по своей протяженности выходным (для рыб) оголовком (участком) (фиг. 2-5) выполнен следующим образом.

Рыбоходно-нерестовый канал (фиг. 1) в низовой (для водного потока) части обустроен входным (для рыб) оголовком (участком) 4, выполненным доковой конструкции из железобетона и сужающимся (по направлению протекания водного потока) в плане, который в своей верховой (по течению) части сопряжен с рыбоходно-нерестовым трактом канала 5, обустроенным по длине зонами отдыха и нереста для движущихся по тракту канала рыб 6. Рыбоходно-нерестовый тракт канала 5 сопряжен с головным регулятором 7, который, в свою очередь, имеет конструктивное соединение с выходным (для рыб) или головным (для потока) оголовком (участком) канала 8.

Выходной (для рыб) оголовок (участок) канала 8 (фиг. 2-5) выполнен расширяющимся в плановом очертании и имеет трапецеидальную форму поперечного сечения и включает уклонное дно 11, откосы 12 и подходной (для водного потока) участок, включающий донную плиту 9, устроенную с уклоном, равным уклону дна 11 и подпорными стенками 10. При этом, уклонное дно 11 и откосы 12 выходного (для рыб) или головного (для потока) оголовка (участка) канала 8, сопряжены с дном и откосами верхнего бьефа гидроузла (водохранилища) 1. В створе сопряжения выходного (для рыб) или головного (для потока) оголовка (участка) канала 8 с верхним бьефом гидроузла (водохранилищем) 1, средняя скорость течения водного потока, соответствует значению, осредненному по близ расположенным створам верхнего бьефа гидроузла (водохранилища) 1. В низовом (для потока) створе выходной (для рыб) или головной (для потока) оголовок (участок) канала 8, подпорные стенки 10 и донная плита 9 соединены с головным регулятором 7, расположенным в головной (для водного потока) части рыбоходно-нерестового тракта канала 5. Средняя скорость водного потока в этом створе равна средней скорости течения в рыбоходно-нерестовом тракте канала 5 (пролетах головного регулятора 7). Переменная и плавно увеличивающая площадь поперечного сечения по длине (по направлению перемещения рыб) выходного (для рыб) или головного (для потока) оголовка (участка) канала обеспечивает техническую возможность для системного снижения скоростей течения водного потока и увеличение глубин в его створах, по мере продвижения мигрирующих рыб к верхнему бьефу гидроузла (водохранилищу) 1, что позволяет им перестроиться (адаптироваться) к переходу в новые для них гидрометрические условия водной среды обитания и дальнейшего перемещения.

Применение рыбоходно-нерестового канала, оборудованного выходным (для рыб) или головным (для потока) оголовком (участком) канала 8, устроенным в его головной части обеспечивает системную адаптацию рыб, мигрирующих по рыбоходно-нерестовому тракту канала 5, к гидрометрическим условиям верхнего бьефа гидроузла (водохранилища) 1, исключая вероятность их дезориентации от направления миграционного перемещения. При этом, исключается необходимость устройства трех разномерных автономных каналов (предусмотренных прототипом), чем снижаются затраты на устройство и эксплуатацию рыбоходно-нерестового канала.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям. Рыбоходно-нерестовый канал включает выполненные по ходу движения рыб входной оголовок, рыбоходно-нерестовый тракт с зонами отдыха и нереста рыб, оснащенный головным регулятором. Участок от головного регулятора до створа сопряжения рыбоходно-нерестового тракта канала с верхним бьефом водохранилища выполнен трапецеидального поперечного сечения, заглубляющимся и расширяющимся, с увеличивающейся площадью поперечного сечения водного потока в направлении выхода рыб. Изобретение обеспечивает пропуск производителей рыб через подпорные сооружения речных гидроузлов к местам нереста. 5 ил.

Рыбоходно-нерестовый канал, включающий выполненные по ходу движения рыб входной оголовок, рыбоходно-нерестовый тракт с зонами отдыха и нереста рыб, оснащенный головным регулятором, отличающийся тем, что участок от головного регулятора до створа сопряжения рыбоходно-нерестового тракта канала с верхним бьефом водохранилища выполнен трапецеидального поперечного сечения, заглубляющимся и расширяющимся, с увеличивающейся площадью поперечного сечения водного потока в направлении выхода рыб.