рыбозащитное сооружение

Формула изобретения

1. Рыбозащитное сооружение, включающее соединенный с водоемом водозаборный подводящий канал, на дне которого уложена перфорированная труба, соединенная с источником сжатого воздуха, рыбозадерживающий экран и рыбоотвод, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено донным порогом, на верхнем гребне которого перед рыбозадерживающим экраном расположена перфорированная труба поперек водозаборного подводящего канала, при этом рыбозадерживающий экран выполнен в виде двух криволинейных стенок, расположенных симметрично относительно динамической оси потока, которые в начальном створе сопряжены со стенками водозаборного подводящего канала, а в конце - с прямоугольным лотком, соединенным с оголовком рыбоотвода, снабженного эжекторным блоком питания, при этом форма криволинейных стенок выполнена в соответствии с расчетной формулой

где X - длина криволинейного рыбозадерживающего экрана от начального створа в плане;

- скорость воды, необходимая для пропуска водозаборного расхода;

h_B - высота криволинейной стенки;

В - ширина водозаборного подводящего канала перед рыбозадерживающим экраном;

В_х - расстояние между криволинейными стенками рыбозадерживающего экрана на расстоянии X;

- коэффициент расхода воды;

Z - разность уровней воды перед рыбозадерживающим экраном и перед порогом.

2. Рыбозащитное сооружение по п.1, отличающееся тем, что стенки рыбозадерживающего экрана установлены вертикально и снабжены в нижней части горизонтальными полками, а сверху - поверхностными горизонтальными панелями, под которыми расположены пустотелые баллоны.

3. Рыбозащитное сооружение по п.1, отличающееся тем, что оголовок рыбоотвода дополнительно содержит регулирующее устройство, представленное в виде плоского затвора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехнике, а конкретно к устройствам, обеспечивающим защиту рыб на водозаборах, и может быть использовано как на проточных, так и непроточных водоисточниках рыбохозяйственного назначения.

Известно рыбозащитное устройство, предназначеное для защиты рыб в составе водозаборов на водоемах, имеющих рыбохозяйственное значение, включающее установленный в канале рыбозадерживающий экран, на котором прикреплен рыбоотводной лоток, сообщенный с рыбоотводом, а по дну канала уложен перфорированный трубопровод. Для предварительного задержания мусора и рыбы предусмотрено средство, выполненное в виде щитов, размещенных параллельно экрану с образованием промежутков, в которых вертикально установлены трубы водоструйных установок. Перед щитами по дну канала уложен дополнительный перфорированный трубопровод, соединенный с источником сжатого воздуха (SU 1461818, кл. Е02В 8/08, 1989 г.).

Названное устройство не обеспечивает эффективного отвода молоди в связи с возникновением сложных неблагоприятных гидравлических условий при взаимодействии водовоздушного потока со щитами. В результате часть молоди рыб прорывается через устройство в отводящий канал и гибнет.

Задачей изобретения является повышение надежности и эффективности защиты всего размерного разнообразия ихтиофауны - икры, предличинок, более крупной молоди рыб на средних и крупных водозаборах, а также снижение стоимости строительных и эксплуатационных затрат при защите молоди рыб.

Техническим результатом является разработки конструкции рыбозащитного сооружения, обеспечивающего повышение эффективности защиты молоди рыб, скатывающейся в поверхностных слоях потока, за счет надежного и интенсивного их отвода.

Технический результат достигается тем, что в рыбозащитном сооружении, включающем соединенный с водоемом водозаборный подводящий канал, на дне которого уложена перфорированная труба, соединенная с источником сжатого воздуха, рыбозадерживающий экран и рыбоотвод, согласно изобретению оно дополнительно снабжено донным порогом, на верхнем гребне которого перед рыбозадерживающим экраном расположена перфорированная труба, поперек водозаборного подводящего канала, при этом рыбозадерживающий экран выполнен в виде двух криволинейных стенок, расположенные симметрично относительно динамической оси потока, которые в начальном створе сопряжены со стенками водозаборного подводящего канала, а в конце - с прямоугольным лотком, соединенным с оголовком рыбоотвода, снабженного эжекторным блоком питания, при этом форма криволинейных стенок выполнена в соответствии с расчетной формулой,

где Х - длина криволинейного рыбозадерживающего экрана от начального створа, в плане,

- скорость воды, необходимая для пропуска водозаборного расхода,

h_в - высота криволинейной стенки,

В - ширина водозаборного подводящего канала перед рыбозадерживающим экраном,

В _x - расстояние между криволинейными стенками рыбозадерживающего экрана на расстоянии X,

- коэффициент расхода воды,

Z - разность уровней воды перед рыбозадерживающими экранами и перед порогом.

Стенки рыбозадерживающего экрана установлены вертикально и снабжены в нижней части горизонтальными полками, а сверху - поверхностными горизонтальными панелями, под которыми расположены пустотелые баллоны. Кроме того, оголовок рыбоотвода дополнительно содержит регулирующее устройство, представленное в виде плоского затвора.

Выбор оптимальных параметров контуров рыбозадерживающих экранов определяется из условия обеспечения равномерности оттока путевого расхода вдоль течения между экранами, с постоянными скоростями оттока, не превышающими сносящие скорости.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - схема рыбозащитного сооружения, вид сверху (план);

на фиг.2 - схема рыбозащитного сооружения, разрез I-I;

на фиг.3 - схема рыбозащитного сооружения, разрез II-II (вид сбоку);

на фиг.4 - схема рыбозащитного сооружения, разрез III-III.

Рыбозащитное сооружение включает соединенный с водоемом водозаборный подводящий канал 1 с донным порогом 2, на верхнем гребне которого перед рыбозадерживающим экраном 3 расположена перфорированная труба 4, уложенная поперек водозаборного подводящего канала 1. Рыбозадерживающий экран 3 выполнен в виде двух криволинейных стенок, расположенные симметрично относительно динамической оси потока, которые в начальном створе сопряжены со стенками водозаборного подводящего канала 1, а в конце - с прямоугольным лотком 5, который соединен с оголовком 6 рыбоотвода 7. Рыбоотвод 7 снабжен эжекторным блоком 8 питания и регулирующим устройством 9, выполнен в виде плоского затвора. Стенки рыбозадерживающего экрана 3 установлены вертикально и снабжены в нижней части горизонтальными полками 10, а сверху - поверхностными горизонтальными панелями 11, под которыми расположены пустотелые баллоны 12. Целесообразно ширину лотка 5 выполнять в два раза больше ширины горизонтальной полки 10.

Рыбозащитное сооружение работает следующим образом.

Действие рыбозащитного сооружения основано на заборе и сепарации рыбонасыщенных слоев потока в зоне действия рыбозадерживающего экрана 3, и отвода их через оголовок 6 рыбоотвода 7 в безопасную зону водозабора. Молодь рыб, попавшая в водозаборный подводящий канал 1 в полосе воздушно-пузырьковой завесы, исходящей от перфорированной трубы 4, поднимается вверх отчасти пассивно (за счет возникших здесь вертикальных течений), а отчасти активно (вследствие восприятия завесы как наклонной по отношению к горизонту преграды). Поверхностные слои потока, насыщенные молодью рыб, перемещаются вдоль симметрично расположенных стенок рыбозадерживающего экрана 3, обуславливающих переконцентрацию молоди рыб вдоль потока и отклоняющих ее к динамической оси потока. Далее рыбонасыщенный слой потока с повышенной концентрацией рыб через оголовок 6 поступает в рыбоотвод 7.

Для более надежного удержания молоди рыб в поверхностных слоях у рыбозадерживающего экрана 3 устраиваются горизонтальные полки 10. Течение воды в рыбоотводе 7 для отвода молоди из оголовка 6 обеспечивается эжекторным блоком 8 питания с центральным подводом рабочей жидкости.

В зависимости от компоновки и проектных решений водозаборный подводящий канал 1 может иметь прямоугольное или трапецеидальное сечение, как правило, водоподводящий канал необходимо проектировать глубиной 3 и более метров. Параметры водозаборного подводящего канала, в котором устанавливают рыбозадерживающий экран 3, назначаются из условия пропуска необходимого водозаборного расхода скоростью v в пределах 4 _сн< 5 _сн, где _сн - сносящая скорость для защищаемых типоразмеров молоди рыб.

Величина рыбоотводящего расхода может составлять от 5 до 10% расчетного расхода водозабора, что позволяет создать благоприятные гидробиологические условия для отвода молоди рыб и мелкого мусора.

На практике предпочтению следует отдавать проектным решениям, в которых сечение водозаборного подводящего канала 6×6 метров. В этом случае водозаборный рабочий расход одной секции (с учетом набора воды на отвод рыб) составит от 25 до 35 м³/с. Набором таких секций можно обеспечить защиту рыб на крупных водозаборах любой производительности.

Расстояние в плане между перфорированной трубой и рыбозадерживающими экранами определяют по формуле ;

где _г= - средняя скорость движения воды в водозаборном подводящем канале, _в - средняя скорость подъема пузырьков воздуха, принимается равной от 0,3 до 0,5 м/с.

Диаметр перфораций перфорированной трубы 2-4 мм, шаг перфораций 0,1-0,15 м. Погонный расход воздуха, приведенный к нормальному атмосферному давлению ориентировочно, может быть вычислен по формуле

, (м³/с·м),

где _в - плотность воды, кг/м³;

h - высота подводящего канала, м;

Р_атм - нормальное атмосферное давление, Н/м².

Очертания контура рыбозадерживающего экрана из условия обеспечения равномерности оттока путевого расхода вдоль течения с постоянными вертикальными скоростями определяется по формуле

где Х - длина криволинейного рыбозадерживающего экрана от начального створа, в плане,

- скорость воды, необходимая для пропуска водозаборного расхода,

h_в - высота криволинейной стенки.

В - ширина водозаборного подводящего канала перед рыбозадерживающим экраном,

В_x - расстояние между криволинейными стенками рыбозадерживающего экрана на расстоянии X,

- коэффициент расхода воды;

Z - разность уровней воды перед рыбозадерживающими экранами и перед порогом.

Длину рыбозадерживающих экранов в плане определяют по формуле

В_р - ширина прямоугольного лотка, м.

Ширина горизонтальной полки рыбозадерживающего экрана и ширина прямоугольного лотка принимается соответственно равными 0,11h и 0.22h.

В настоящее время рыбозащитное сооружение находится на стадии технического предложения.