рыбозащитное сооружение

Формула изобретения

1. Рыбозащитное сооружение, включающее подводящий, отводящий и рыбоотводящий каналы, содержащие дно и боковые стенки, аванкамеру, арьеркамеру и водопроницаемую преграду, отличающееся тем, что в подводящем канале поперек его продольной оси установлено потоконаправляющее устройство, боковые стенки аванкамеры и арьеркамеры расположены параллельно друг другу в пределах водопроницаемой преграды и под углом

=arctg m/К V_oт/V

к оси преграды,

где - угол наклона вертикальных боковых стенок аванкамеры и арьеркамеры относительно оси преграды;

m - коэффициент скважности водопроницаемой преграды;

V_от - скорость оттока;

V - скорость в подводящем канале водозабора;

К - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды.

2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что дно на всем протяжении подводящего канала выполнено горизонтальным.

3. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что потоконаправляющее устройство снабжено струенаправляющими лопатками, которые расположены под углом (16 25)° к оси подводящего канала.

4. Сооружение по п. 3, отличающееся тем, что длина струенаправляющей лопатки выполнена равной

L=0,5Н_л 1,5Н_мах,

где Н_л=1/3 Н - высота лопатки;

Н - глубина потока;

Н_мах - максимальная глубина потока, при этом расстояние между струенаправляющими лопатками выполнено равным (0,7 0,9) Н.

5. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что в хвостовой части сооружения установлен регулирующий затвор.

6. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что водопроницаемая преграда выполнена в виде сетки или жалюзийной решетки, длина которой равна

где k_p=0,05 0,1 - коэффициент расхода рыбоотвода;

k - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды;

V - скорость на входе в аванкамеру;

В - ширина на входе в аванкамеру;

V_o - скорость оттока;

m - коэффициент скважности водопроницаемой преграды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для защиты молоди рыб на водозаборных объектах водохозяйственного назначения, устраиваемых на водотоках и водоемах.

Известно устройство (SU №15948, кл. Е 02 В 8/08, 1986), которое включает подводящий, водозаборный, рыбоотводящий каналы, содержащие дно и боковые стенки, водопроницаемую преграду и водонепроницаемую стенку, размещенную под углом к потоку в подводящем канале между его откосом и преградой, состоящей из водонепроницаемых пластин, установленных в подводящем канале с возможностью поворота вокруг своих вертикальных осей и соединенных с индивидуальным приводом для каждой водонепроницаемой пластины. Преграда установлена вдоль направления течения потока. Дно рыбоотводящего канала расположено выше дна подводящего канала и соединено с ним наклонным участком.

Основным недостатком известного устройства является низкая рыбозащитная эффективность молоди рыб из-за неравномерности распределения скоростей оттока через водоприемную поверхность по всей длине преграды, высокая строительная и эксплуатационная стоимость.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты личинок, ранней молоди рыб, а также икры, снижение строительных и эксплуатационных затрат.

Поставленная задача достигается тем, что в рыбозащитном сооружении, включающем подводящий, отводящий и рыбоотводящий каналы, содержащие дно и боковые стенки, аванкамеру, арьеркамеру и водопроницаемую преграду, согласно изобретению в подводящем канале поперек его продольной оси установлено потоконаправляющее устройство, боковые стенки аванкамеры и арьеркамеры расположены параллельно между собой в пределах преграды и под углом =arctgm/КV_oт/V к оси преграды, где:

- угол наклона вертикальных боковых стенок аванкамеры и арьеркамеры относительно оси преграды;

m - коэффициент скважности преграды;

V - скорость в поводящем канале водозабора;

К - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды;

V_от - скорость оттока;

V_oт=V_подk/m,

V_под=V_cн, где

V_под - скорость подхода к преграде;

V_сн - сносящая скорость.

Дно на всем протяжении подводящего канала выполнено горизонтальным. Потоконаправляющее устройство снабжено струенаправляющими лопатками, которые расположены под углом (1625)° к оси подводящего канала. При этом длина струенаправляющей лопатки выполнена равной

L=0,5Н_л-1,5Н_мах,

где Н - глубина потока;

Н_л=1/3Н - высота лопатки;

Н_мах - максимальная глубина потока, при этом расстояние между струенаправляющими лопатками выполнено равными (0,70,9)Н. В хвостовой части сооружения установлен регулирующий затвор. Водопроницаемая преграда выполнена в виде сетки или жалюзийной решетки, длина которой равна

где k_p=0,05-0,1 - коэффициент расхода рыбоотвода;

k - интегральный коэффициент стеснения живого сечения преграды;

V - скорость на входе в аванкамеру;

В - ширина на входе в аванкамеру;

Vo - скорость оттока;

m - коэффициент скважности.

Данное устройство создает одинаковые условия отведения молоди рыб по всей длине преграды, а также отвечает оптимальным гидравлическим условиям и биологическим требованиям. Подводящий канал обеспечивает подачу необходимого расхода воды к сооружению, а отводящий канал - к потребителю. Равномерность оттока воды по водоприемной поверхности преграды и постоянство скоростей по сечениям аванкамеры и арьеркамеры обеспечиваются параллельностью их стенок, расположенных под углом относительно плоскости преграды. Потоконаправляющее устройство, размещенное в головной части рыбозащитного сооружения под углом к потоку, обеспечивает отжим молоди рыб и мелкого мусора от преграды. Глубина потока, в толще которого установлено потоконаправляющее устройство, должна соответствовать минимуму значения порогового давления для защищаемой молоди рыб. В случае, когда выполнение этого условия не представляется возможным, а защиту молоди необходимо обеспечить как в паводковый период, так и в период ледостава целесообразно использовать систему подъемно-опускающихся струенаправляющих лопаток. Нарушение этих требований приводит к снижению рыбозащитной эффективности устройства.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено рыбозащитное устройство, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А.

Рыбозащитное устройство состоит из подводящего канала 1, поперек продольной оси которого установлено потоконаправляющее устройство, снабженное струенаправляющими лопатками 2, расположенными под углом (16-25) к оси подводящего канала 1. За подводящим каналом 1 расположены аванкамера 3 и арьеркамера 4, разделенные водопроницаемой преградой 5. Боковые стенки 6 аванкамеры 3 и арьеркамеры 4 выполнены вертикальными и расположены под углом к оси водопроницаемой преграды 5 и параллельно между собой. За аванкамерой 3 расположен рыбоотвод 7, а за арьеркамерой 4 - отводящий канал 8, за которым смонтирован регулирующий затвор 9. Дно 10 на всем протяжении сооружения выполнено горизонтальным.

Угол наклона струенаправляющих лопаток 2 выбран равным (16-25) и является оптимальным, так как в этом случае достигается наибольший отжим потока от преграды 5. Преграда 5 расположена в аванкамере 3 параллельно направлению динамической оси потока в подводящем канале 1. Водопроницаемая преграда 5 выполнена в виде сетки или жалюзийной решетки. Подводящий канал 1 разделен на отводящий 8, расположенный параллельно относительно плоскости преграды, и рыбоотвод 7. Стенки 6 аванкамеры 3 и арьеркамеры 4, параллельные между собой, расположены под углом относительно плоскости преграды 5 и обеспечивают равномерность оттока воды вдоль всей поверхности преграды 5. Такая компоновка рыбозащитного сооружения с рыбозаградительной преградой 5 и рыбоотводом 7 создает благоприятные условия для возникновения вторичных течений в аванкамере 3, способствующих отводу ранней молоди и мелкого мусора в направлении стенки 6.

Устройство работает следующим образом.

При движении потока воды с молодью рыб по подводящему каналу 1 благодаря потоконаправляющему устройству происходят усиление вторичных течений и отжим личинок, молоди, икры и мелкого мусора от преграды 5, установленной параллельно оси основного потока, к стенке 6 аванкамеры 3, которая совместно со стенкой 6 арьеркамеры 4, расположенной параллельно ей и под углом к динамической оси потока, обеспечивают равномерность оттока воды и постоянство скоростей по сечениям аванкамеры 3 и арьеркамеры 4 длине преграды 6. При обтекании элементов преграды 5 потоком воды возникающий пограничный слой с интенсивным турбулентным возмущением создает благоприятные гидравлические условия для отпугивания молоди рыб. Защищаемая молодь отводится в безопасную зону рыбоотводом 7. Расход воды, проходящий через преграду 5, поступает в арьеркамеру 4 и далее к потребителю.

Данное рыбозащитное сооружение отличается повышенной надежностью и рыбозащитной эффективностью в работе, особенно, при защите личинок, ранней молоди рыб и икры.

Лопатки 2 потоконаправляющего устройства по глубине могут располагаться как на поверхности, так и на дне 10. Для отжима личинок, ранней молоди, икры, а также мелкого мусора от преграды струенаправляющие лопатки 2 располагают на поверхности потока, а для защиты придонной молоди они перемещаются ко дну 10.

Рекомендуемый расход воды для отвода молоди рыб принимается

Q_p=(0,05-0,1)Q,

где Q_p - рыбоотводящий расход,

Q - расход водозабора.

Соотношение средней скорости воды V_от в просветах преграды 5 к средней скорости воды в подводящем канале 1 для эффективной рыбозащиты должно быть не менее 0.5.

Предлагаемая конструктивно-компоновочная схема обеспечивает эффективность защиты личинок, молоди рыб, а также икры не ниже 75-85%.

Применение данного устройства возможно на водозаборных объектах водохозяйственного назначения, устраиваемых на водотоках и водоемах.

Данное сооружение находится на стадии проектирования.