Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЗАЩИТЫ РЫБ НА ВОДОПРИЕМНИКАХ

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для предотвращения попадания рыб в водоприемники ГЭС и другие глубинные водозаборы.

Покатники рыб, скатываясь по водохранилищу, накапливаются перед напорной гранью плотины. В светлое время суток рыбы держатся над водоприемником ГЭС в поверхностной водоворотной зоне, сформированной над потоком воды в водоприемник. В темное время суток они, потеряв зрительную ориентацию, подвергаются затягиванию вниз и попаданию в водоприемник, что приводит к их гибели.

Опускаясь в водоприемник, рыбы в ответ на повышение гидростатического давления проявляют компенсаторную двигательную барореакцию и активно пытаются всплыть обратно в комфортный горизонт обитания, к которому в настоящий момент адаптированы. На использовании данной способности рыб основан, например, способ сбора покатников лососевых рыб, реализуемый перекрытием верхней части водоприемника экраном, направляющим рыб в оголовок рыбоотвода (см. книгу Б.С.Малеванчика и И.В.Никонорова "Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения". М., Легкая и пищевая промышленность, 1984, рис.94, стр.230). Однако данный способ реализуется непосредственно в водоприемнике ГЭС, где скорости течения уже значительно превышают плавательную способность рыб, что не позволяет последним активно проявлять барореакцию и самостоятельно всплывать к оголовку рыбоотвода.

Известен также способ управления режимом водоотбора, заключающийся в создании выше по течению и в непосредственной близости от водозабора гидравлического экрана, формирующего водоворотную зону, из которой осуществляется забор воды к потребителю (см. Патент РФ на изобретение № 2245413, Е 02 В 8/08, 9/04, БИ № 3, 2005).

Недостатком данного способа является осуществление забора воды непосредственно из водоворотной зоны. Миграции рыб, в т.ч. и покатные, характеризуются постоянным чередованием пребывания рыб в зонах с различной проточностью. Так, большинство рыб кормится и отдыхает на участках с пониженным или водоворотным течением. Кроме того, водоворотные зоны часто являются очагами накопления в них не только рыб, но и плавающего мусора и наносов. Забор воды из этой зоны неизбежно приведет к попаданию рыб в водозабор.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ защиты рыб на водозаборах из водотоков, основанный на использовании водяных струй для переформирования области питания водозабора из водоисточника таким образом, что в водозабор поступает вода из слоев с минимальной концентрацией рыб (см. АС СССР № 1148935, Е 02 В 8/08, БИ № 13, 1985).

Однако для глобального переформирования всей области питания водозабора требуются большие объемы воды и, следовательно, значительные энергозатраты на создание необходимого расхода водяных струй.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты рыб от попадания в заглубленные водоприемники ГЭС путем создания вдоль напорного фронта локальных восходящих водных течений, обеспечивающих формирование вдоль напорной грани винтообразного течения с перераспределением в него молоди и покатников из верхнего слоя водоворотной зоны.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе защиты рыб на водоприемниках, состоящем в подаче водяных струй из зоны действия водоприемника в безопасный участок водоема, восходящие струи подают вдоль водозаборного фронта спутно течениям в водоприемник и в расположенную над ним водоворотную зону, формируя в последней транзитное рыбоотводящее течение. При этом водяные струи могут подавать как непосредственно от водозаборного фронта, так и на расстоянии от него, а гидравлическую структуру восходящего течения организовывать отбойным потокоформирующим козырьком.

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема осуществления способа защиты рыб, вид спереди; на фиг.2 - то же при создании течений непосредственно вдоль водозаборного фронта, представленного в виде напорной грани плотины, поперечный разрез; на фиг.3 - то же при создании течений на расстоянии от водозаборного фронта (напорной грани плотины), поперечный разрез; на фиг.4 - то же при создании течений на расстоянии от водозаборного фронта (плавучего защитного экрана).

Способ защиты рыб осуществляют следующим образом.

При работе ГЭС над потоком, втекающим в водоприемник 1, формируется водоворотное течение, спутное течению в водоприемник 1 и восходящее вверх у напорной грани водозаборного фронта 2. Водяные струи подают, например, из сопел струегенератора 3 спутно этим течениям, стимулируя раскручивание водоворотной зоны и перераспределение в нее части верхнего слоя потока, текущего в водоприемник 1. Этому же способствует и восходящее течение, которое формируют отбойным козырьком 4 при набегании на него того же верхнего слоя потока в водоприемник 1. При этом, за счет поворота сопел струегенератора также и вдоль водозаборного фронта 2, водоворотному течению придают направленное вдоль водозаборного фронта 2 или плавучего экрана 5 поступательное винтообразное движение, т.е. формируют транзитное рыбоотводящее течение.

Поскольку процесс защиты рыб организуют в зоне влияния водоприемника, где скоростной режим втекания потока в него позволяет рыбе эффективно проявлять двигательные компенсаторные барореакции, то рыбы, скатывающиеся в потоке, втекающем в водоприемник 1, стремятся вернуться в комфортные условия обитания, т.е. всплыть вверх. При этом они поднимаются непосредственно в водоворотную зону или в верхний слой течения потока в водоприемник 1. Из этого слоя с помощью отбойного козырька 4 и сформированного струями восходящего течения рыб также направляют в водоворотную зону, из которой отводят в винтообразном течении от водоприемника 1 на безопасный участок водоема.

При необходимости организации безопасного ската рыб в нижний бьеф или принудительного отведения их на значительное расстояние от водоприемника винтообразное течение направляют в оголовок рыбоотвода 6, сопряженного с рыбоспускным (рыбоотводящим) трактом.

Преимущество предложенного способа заключается в том, что он позволяет реализовать естественную способность рыб проявлять барореакцию при затягивании их вниз и всплывать в той малоскоростной зоне течения в водоприемник, в которой они еще способны эффективно проявлять данную реакцию и активно всплывать в комфортный горизонт обитания. При этом весь процесс защиты рыб локализован в водоворотной зоне, естественно существующей над течением воды в водоприемник.

Предлагаемый способ может быть использован как для защиты рыб на водоприемниках ГЭС, так и на глубинных водозаборах различного назначения. При реализации способа не требуется применение сетчатых экранов и движущихся элементов, травмирующих рыб. Защищаемая и отводимая на безопасные участки водоема молодь рыб не травмируется и остается жизнеспособной.