рыбоходный канал

Формула изобретения

1. Рыбоходный канал, включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде лотка, головная часть которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть - с нижним бьефом, элементы усиленной шероховатости, расположенные по длине водопроводящего тракта, проточный зигзагообразный канал, выполненный по длине водопроводящего тракта, при этом отметка дна зигзагообразного канала ниже, чем отметка дна водопроводящего тракта, отличающийся тем, что проточный зигзагообразный канал выполнен в плане по синусоидальной кривой с постоянной амплитудой, а элементы усиленной шероховатости расположены на дне водопроводящего тракта на его участках, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу, причем элементы усиленной шероховатости имеют различные геометрические размеры и форму.

2. Канал по п.1, отличающийся тем, что проточный зигзагообразный канал выполнен с продольным уклоном, отличным от продольного уклона водопроводящего тракта.

3. Канал по п.1 или 2, отличающийся тем, что дно участков водопроводящего тракта, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу, выполнено с поперечным уклоном, при этом верхняя отметка откосов примыкает к боковым стенкам лотка водопроводящего тракта.

4. Канал по п.1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным проточным зигзагообразным каналом, выполненным симметрично и зеркально основному проточному зигзагообразному каналу, при этом участки сопряжения дополнительного и основного проточных зигзагообразных каналов расположены на продольной оси водопроводящего тракта.

5. Канал по п.1 или 2, отличающийся тем, что элементы усиленной шероховатости выполнены из естественного материала в виде валунов и крупных камней.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.

Известен канал [1], включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде лотка, элементы усиленной шероховатости, расположенные по длине водопроводящего тракта, проточный зигзагообразный канал, выполненный по длине водопроводящего тракта.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность гашения энергии потока.

Известен канал [2], включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде лотка, элементы усиленной шероховатости, расположенные по длине водопроводящего тракта и примыкающие к его бортам, проточный зигзагообразный канал, выполненный по длине водопроводящего тракта.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность гашения энергии потока.

Известен рыбоходный канал [2], включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде лотка, элементы усиленной шероховатости, расположенные по длине водопроводящего тракта и примыкающие к его бортам, проточный зигзагообразный канал, выполненный по длине водопроводящего тракта.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность гашения энергии потока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидроузел [3], включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде лотка, головная часть которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть - с нижним бьефом, элементы усиленной шероховатости, расположенные по длине водопроводящего тракта, проточный зигзагообразный канал, выполненный по длине водопроводящего тракта, при этом отметка дна зигзагообразного канала ниже, чем отметка дна водопроводящего тракта.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность гашения энергии потока и условия для продвижения рыбы.

Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в рыбоходном канале для прохода рыбы.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По п.1 формулы изобретения. Выполнение проточного зигзагообразного канала в плане по синусоидальной кривой с постоянной амплитудой позволяет приблизить его конфигурацию к структуре естественного русла реки. При этом как скоростной режим, так и плановая эпюра скоростей способствуют эффективному продвижению рыбы по длине водопроводящего тракта.

Основной расход воды протекает выше проточного зигзагообразного канала, где установлены элементы усиленной шероховатости, которые эффективно гасят избыточную кинетическую энергию потока. Часть кинетической энергии транзитного потока затрачивается при взаимодействии поверхностного потока с потоком проточного зигзагообразного канала.

Размещение элементов усиленной шероховатости, расположенных на дне водопроводящего тракта, на его участках, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу, позволяет эффективно гасить кинетическую энергию потока.

Выполнение элементов усиленной шероховатости разноразмерными и имеющими различные геометрические размеры и форму расширяет возможности для создания гидравлического сопротивления транзитному потоку.

По п.2 формулы изобретения. Вариант, когда проточный зигзагообразный канал выполнен с продольным уклоном, отличным от продольного уклона водопроводящего тракта, позволяет расширить скоростной диапазон, имеющий место в рыбоходном канале.

По п.3 формулы изобретения. Вариант, когда дно участков водопроводящего тракта, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу, выполнено с поперечным уклоном, при этом верхняя отметка откосов примыкает к боковым стенкам лотка водопроводящего тракта, позволяет усилить величину гидравлического сопротивления транзитному потоку.

По п.4 формулы изобретения. Вариант, когда рыбоходный канал снабжен дополнительным проточным зигзагообразным каналом, выполненным асимметрично и зеркально основному проточному зигзагообразному каналу, при этом участки сопряжения дополнительного и основного проточных зигзагообразных каналов расположены на продольной оси водопроводящего тракта, позволяет эффективно гасить кинетическую энергию потока в придонных горизонтах потока. Донные слои потока тормозятся в поперечных створах канала, в которых расположены участки сопряжения дополнительного и основного проточных зигзагообразных каналов. За счет соударения двух потоков, соединяющихся на участках сопряжения, транзитный поток теряет часть своей избыточной энергии.

По п.5 формулы изобретения. Вариант, когда элементы усиленной шероховатости выполнены из естественного материала в виде валунов и крупных камней, приближает структуру рыбоходного канала к структуре естественных речных водотоков, в которых мигранты проводят большую часть своей жизни. Кроме того, снижается себестоимость строительства рыбоходного канала.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбоходного канала. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:

фиг.1 - рыбоходный канал, план;

фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;

фиг.4 - разрез В-В на фиг.1;

фиг.5 - поперечный разрез рыбоходного канала, вариант, когда его дно выполнено с поперечным уклоном;

фиг.6, 7, 8 - то же, на откосах размещены элементы усиленной шероховатости;

фиг.9 - рыбоходный канал, план, вариант, когда он снабжен дополнительным проточным зигзагообразным каналом, выполненным асимметрично и зеркально основному проточному зигзагообразному каналу, при этом участки сопряжения дополнительного и основного проточных зигзагообразных каналов расположены на продольной оси водопроводящего тракта;

фиг.10 - разрез Г-Г на фиг.9;

фиг.11 - то же, вариант;

фиг.12 - разрез Д-Д на фиг.9;

фиг.13 - то же, вариант.

Рыбоходный канал включает водопроводящий тракт 1, выполненный в виде лотка, головная часть которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть - с нижним бьефом, элементы усиленной шероховатости 2, расположенные по длине водопроводящего тракта 1, проточный зигзагообразный канал 3, выполненный по длине водопроводящего тракта 1, при этом отметка дна зигзагообразного канала 3 ниже, чем отметка дна водопроводящего тракта 1.

Проточный зигзагообразный канал 3 выполнен в плане по синусоидальной кривой с постоянной амплитудой, а элементы усиленной шероховатости 2 расположены на дне водопроводящего тракта 1, на его участках, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу 3, причем элементы усиленной шероховатости 2 имеют различные геометрические размеры и форму.

Кроме того, проточный зигзагообразный канал 3 может быть выполнен с продольным уклоном, отличным от продольного уклона водопроводящего тракта 1.

Помимо того, дно участков водопроводящего тракта 1, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу 3, может быть выполнено с поперечным уклоном, при этом верхняя отметка откосов 4 примыкает к боковым стенкам лотка водопроводящего тракта 1.

Кроме того, рыбоходный тракт может быть снабжен дополнительным проточным зигзагообразным каналом 5, выполненным асимметрично и зеркально основному проточному зигзагообразному каналу 3, при этом участки сопряжения 6 дополнительного 5 и основного 3 проточных зигзагообразных каналов расположены на продольной оси водопроводящего тракта 1.

Помимо того, элементы усиленной шероховатости 2 могут быть выполнены из естественного материала в виде валунов и крупных камней.

Рыбоходный канал работает следующим образом.

При подаче рабочего расхода в рыбоходный канал производится пропуск мигрантов через водосбросную плотину. Рыба, привлеченная из нижнего бьефа, заходит в водопроводящий тракт 1 и постепенно продвигается в направлении верхнего бьефа. Донные виды рыб имеют возможность беспрепятственного продвижения по проточному зигзагообразному каналу 3. Элементы усиленной шероховатости 2 расположены на дне водопроводящего тракта 1, на его участках, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу 3, что позволяет эффективно гасить кинетическую энергию потока. Выполнение элементов усиленной шероховатости 2 разноразмерными и имеющими различные геометрические размеры и форму расширяет возможности для создания гидравлического сопротивления транзитному потоку.

Возможен вариант, когда проточный зигзагообразный канал 3 выполнен с продольным уклоном, отличным от продольного уклона водопроводящего тракта 1, что позволяет расширить скоростной диапазон, имеющий место в рыбоходном канале. Эта компоновка позволяет создать наиболее благоприятные гидравлические условия для прохода в верхний бьеф рыб, обитающих в придонных горизонтах водотока (например, осетровых).

Вариант, когда дно участков водопроводящего тракта 1, примыкающих по обеим сторонам к проточному зигзагообразному каналу 3, выполнено с поперечным уклоном (фиг.5-8), при этом верхняя отметка откосов 4 примыкает к боковым стенкам лотка водопроводящего тракта 1, позволяет усилить величину гидравлического сопротивления транзитному потоку.

Вариант, когда рыбоходный канал снабжен дополнительным проточным зигзагообразным каналом 5, выполненным асимметрично и зеркально основному проточному зигзагообразному каналу 3, при этом участки сопряжения 6 дополнительного 5 и основного 3 проточных зигзагообразных каналов расположены на продольной оси водопроводящего тракта 1 (фиг.9), позволяет эффективно гасить кинетическую энергию потока в придонных горизонтах потока. Донные слои потока тормозятся в поперечных створах водопроводящего тракта 1, в которых расположены участки сопряжения 6 дополнительного 5 и основного 3 проточных зигзагообразных каналов. За счет соударения двух потоков, соединяющихся на участках сопряжения 6, транзитный поток теряет часть своей избыточной энергии.

Вариант, когда элементы усиленной шероховатости 2 выполнены из естественного материала в виде валунов и крупных камней, что приближает структуру рыбоходного канала к структуре естественных речных водотоков, в которых мигранты проводят большую часть своей жизни. Кроме того, снижается себестоимость строительства рыбоходного канала. Предлагаемый рыбоходный канал позволяет улучшить гидравлические условия по пропуску рыбы в верхний бьеф.

Источники информации

1. Патент РФ (RU) № 2022091, «Канал», МПК Е02В 5/02, Мусин Ж.А., Айгаскаев К.С., Асанова Д.А., Тлеукулов А.Т., Опубл. 1994.10.30.

2. А.С. СССР (SU) № 1331945, «Магистральный канал», МПК Е02В 5/00, Алтунин B.C., Селяметов М.М., Новикова Н.М., Ларионова Л.В., Трунина Е.В., Данелия З.Н., Б.И. №31, 1987.08.23.

3. Патент США (US) № 206715, «Fishway», IPC E02В 8/08. D. Fisher, 1878, 6 августа.

4. Патент США (US) № 126257, «Improvement in Chute and Fishway», IPC E02В 8/08. J.D.Brewer, 1872, 30 апреля.