формула изобретения
рыбоход для осетровых на герметичных лотках с использованием сработки мембранных гидроагрегатов, отличающееся тем, что для обеспечения условий прохождения через плотины рек проходных рыб на нерест вместо механических приводов переброса рыб через плотину предлагается рыбоход на герметических лотках с подтопленным прыжком, состоящий из последовательно сопряжённых блоков из восьми лотков размером . I,5x6x2,5мeтpaкaждый с герметичным куполом над поверхностью воды, связанных между собой через отверстия 0,5xбм. для прохождения воды (и рыбы) по закону подтопленного прыжка со стабилизацией скорости истечения воды применением обратной связи, выполненной за счёт связи внешнего атмосферного давления с подкупольным пространством лотка посредством двух трубок через боковые стенки или проходящих через прозрачный купол (потолок) и опущенные нижними концами в воду до 0,75м. отметки от уровня дна каждого из смежно расположенных пар лотков с понижением уровня дна около выходного проёма на 0,25мeтpa и до 0,55м. отметки от уровня дна разделяющих эти пары одиночных лотков без какого-либо понижения дна, с истечением в результате этих мер потока воды со скоростью до 2м/сек в открытый мини- бассейн размером (6xl0x2,5м),(12xl0x2,5м. для плотины среднего напора и 18xl0x2,5м. для плотины большого напора), с использованием для дополнительного торможения потока сработки воды от мембранных гидроагрегатов , расположенных уступами через два блока лотков с условием нахождения верхнего решетчатого вдолюка деривационной установки с заглублением водовода ниже уровня промерхания почвы на уровне верхнего края накопительной ёмкости этих агрегатов, причём все лотки , каждый в отдельности, с помощью труб через дно сообщаются со специальными ёмкостями, расположенными рядом, в которых поплавковыми регуляторами жёстко отслеживается необходимый уровень воды, поступающей по вдоразборным линиям от верхнего бьефа. |
рыбоход для осетровых на герметичных лотках с использованием сработки мембранных
гидроагрегатов
описание изобретения
с построением в начале прошлого века гидросооружений для гэс на крупных реках средних широт практически прекратилось нерестование осетровых в обширных бассейнах этих рек. территории водных образований и пойм этих бассейнов исключены из использования в рыбоводстве для воспроизводства, роста и нагула этой ценнейшей рыбы, а также ухудшена экология обитания человека вследствие массового выплода кровососущих (комара, мошки ), личинки которых на стадии развития под водой являются основным кормом молоди осетровых. изучив раздел E02 в 8/08- рыбоводы в плотинах-, я пришёл к выводу, что эта проблема до сих пор не решена и близких аналогов моему предложению нет. головное учреждение по мелиорации в россии -новочеркасская государственная мелиоративная академия-, являясь патентообладателем в этой отрасли, в своём последнем патенте ^рыбопропускное сооружение* (19) RU(1 1)227369(13)C1 от 17.11.04г. (публикация -10.04.06г.) в формуле изобретения из 5 пунктов характеризуют отличия от аналогов SU 35090 IA (19.09.1972г.), SU 283903A (19.07.1976г.) и US 2168341A (08.08.1936г.) особенностями собственных специальных конструктивных решений приводов с применением армированных водонепроницаемых полотнищ с соединением гибкими тягами с приводом, то-есть делается упор на применение особого механического привода для переноса нерестовых рыб из мест их накопления у нижнего бьефа за плотину и не решают главный вопрос -обеспечение естественного прохождения рыбы через плотину постоянством скорости воды в рыбоходе ( менее 2x м/сек.) гидросооружениями. моя работа базируется на данных, почерпнутых из заслуживающих доверия источников: «Texничecкaя энциклoпeдия» 5 M.,1934г.,т.l9,cтp.903-909; лузанская д.и.»Pыбoxoзяйcтвeннoe использование внутренних водоёмов CCCP»,cпpaвoчник,M., 1965г., сабанеев л. д. «Pыбы Poccии»,M.д984г.,т.2,cтp.460-499. в этой литературе содержится ряд требований к рыбоходу и несоблюдение хотя бы одного из них практически исключает прохождение рыбы через рыбоход.исходя из требований, указанных в этих источниках, мною 15.12.05г. подана заявка в « укpпaтeнт» N° а 2005 12060 «Pыбoxoд на герметичных лотках с подтопленным пpыжкoм». эта заявка лежит в
основе данной разработки. с применением «Meмбpaннoгo гидроагрегата)), описанного в моей заявке в « укрпатент)) N° а 2006 07188 oт27.06.06г. как фактора дополнительного торможения разгоняющегося потока.рыбоход расположен между верхним и нижним бьефами плотин в виде уступов, являющихся монолитными блоками, как на рис.1, где замедление воды при больших напорах н-плотин обеспечивается жёстко связанными между собою , герметичными по отношению к атмосферному давлению, лотками, длиной по 1,5м. и представляющими собой железобетонный жёлоб с толщиной стенок около 5см, высотой 2,5м, шириной 6м с герметичной прозрачной крышей и стенками - передней и задней-, в которых имеются проходы размером 0,5x6м для воды ( и рыбы). эти проходы расположены либо вровень с дном, либо ниже на 0,25м ото дна (парно расположенные лoтки).B боковых стенках или через кровлю лотков вставлены трубы обратной связи (д=20cм) подкупольного пространства с атмосферой на уровне 0,75м ( лоток 1) или 0,55м ( лоток 2) ото дна.через каждые восемь лотков располагается мини-бассейн (15), служащий и как фактор торможения струи и как площадка для отдыха рыбы (17) после подъёма в лотках. мембранные гидроагрегаты (8) располагаются, как на рис.з и 4 уступами через два блока, но так, чтобы уровень входного зарешеченного отверстия (10) приходился на верхний уровень накопительной (деривационной) ёмкости (7). работа системы. вода с уровня верхнего бьефа через зарешеченные отверстия (10) по трубам малого давления (11 ), заглубленные ниже уровня промерзания почвы, поступает в деривационный резервуар (7 ), наполняющийся водой до уровня забора воды в верхнем бьефе, который является источником подпитки водой мембранного гидроагрегата (8).Eгo сработка, потеряв энергию 1,5м (или зм) напора спокойно изливается на выходе крайнего лотка из разбрызгивателя (12).B дне каждого лотка, кроме того, имеется ещё одно зарешеченное (5) отверстие ( д=0,5м) для связи через водовод (5 ) со своим бетонным резервуаром (4) pиc.2 примерно той же вместимости что и лоток, в котором уровень воды отслеживается поплавочным регулятором (6) на уровне l,5-2м ( как и в лoткe).пapнo расположенные лотки (1) с понижением дна на 0,25м перемежаются с лотками без понижения дна.один такой лоток в сечении проходного отверстия обеспечивает скорость воды около 3,5м/сек, но за счёт подтопленного прыжка на входе такого же лотка скорость падает до 1м/сек и , соединяясь с напором на уровне нижнего конца воздушных трубок в сечении выходного отверстия лотка скорость возрастает до 2м/сек. чтобы не допустить последующего разгона струи, очередной лоток делается без донного
уступа, а нижние концы трубок обратной связи располагаются всего на 4-5 см выше верхнего края выливного отверстия лотка. это даёт гашение скорости до 1м/сек на входе последующего за ним лотка с уступом дна на 0,25м, после чего скорость в подтопленном прыжке отверстия возрастает до 1,36 м/сек, а на выходе следующего за ним лотка с уступом до 1,6м/сек. эта тенденция обрывается размещением открытого мини-бассейна paзмepoм(6-18м)xl0x2,5м., играющего к тому же роль площадки отдыха для утомившейся от подъёма рыбы. таким образом, рыбоход состоит из ряда последовательно размещённых, состыкованных блоков, в составе вышеописанных лотков и площадки торможения воды и отдыха для рыбы.общая длина такого блока 22м, уклон активного подъёма 1 :8, что отвечает требованиям. такой блок может быть использован на плотинах 3- 4мeтρoв высоты. к примеру, для плотины волжской гэс с напором H=27м, потребуется примерно 18 таких блоков, а длина рыбохода составит около 400м, что меньше ширины подошвы «B» плотины. расход воды можно оценить относительно сработки на гэс. по данным лузанской д.и., сработка за зимние месяцы самарской гэс составляет 5 -7м от среднего уровня водохранилища в 9м при площади 644000га. берём пятиметровую сработку, тогда расход на гэс составит примерно 32,2км в кубе.расход воды в рыбоводе (пусть Vmax=2m/c) за три месяца прохода рыбы на нерест и обратно составляет примерно 700-ю часть (0,047км куб.) сработки на самарской гэс.на рис.l представлены в разрезе два лотка сопряжения рыбохода с рекой на верхнем бьeфe,8 лотков блока с мини-бассейном и основные размеры. на pиc.2 показан вид рыбохода сверху, причём стабилизирующие уровень воды ёмкости показаны только две из-за их идентичности и возможного расположения их по разные стороны от лотков .первые два лотка наверняка потребуются для соединения рыбохода с руслом реки на верхнем бьефе через небольшой искусственный затон из-за наличия пристанционных сооружений и потому расположения оси рыбохода под некоторым углом к оси водотока реки. это, к тому же, облегчит задачу борьбы с попаданием в рыбоход топляков, льда и др. наносов. в зависимости от количества MT расположенных на каждой из площадок, скорость струи в лотках можно уменьшить на четверть и даже больше (например, при 3-х узлах MT- на 6%, при 6- ти узлах -на 12%, при 12-ти узлах -на 24% и так далее). при этом увеличение количества узлов MT, приводя к кратному увеличению выработки э/энергии, не вызывает дополнительного расхода воды из-за включения сработки каждого из MT в общий поток воды через герметичные лотки , включая площадки для отдыха рыбы. для этого из придонной части лотков наиболее быстро разогнавшиеся струи
отбираются зарешеченным, с козырьком, входом (10) водовода (1 1), спускающегося на нужное количество метров ( в нашем примере на рис. 3 и 4 -назм.) и наполняющим резервуар (7) водой ( свыше 3-х метров) для н-ного количества узлов мг ( один узел —это 8Mг с расходом воды - сработки -0,06кyб.м./ceк.) на величину сработки.прошедшая мг вода (сработка), отдавая весь свой 3-х метровый напор движению мембраны, лишённая таким образом энергии, спокойной струёй вливается ниже на 1 ,5м. ( или зм) того места, где она отбиралась в мг.при этом вода из разбрызгивателя (12) , падая, вызывает звук журчащей воды, что, как замечено, привлекает осетровых.что касается добавки в выработке э/энергии, то она выливается в громадную цифру. для плотины самарской гэс с H=30м. это составит ( при 24% параллельном отборе воды в рыбоходе) 15,768 трилл.квт-часов э/энергии в течение всего года, против нынешних 1 lмлрд в течение 5-6 месяцев в году, когда позволяет запас воды в водохранилище. очень остро стоит вопрос стимулирования желания у рыб двинуться по рыбоходу. для этого стоит использовать стремление осетровых идти на свет. сейчас рыба скапливается на быстрине перед плотиной многоэтажными ярусами, не в силах продвинуться дальше. если со стороны нижнего бьефа построить навесной мост ( а такая потребность наверняка существует, так как плотины строились почти полвека тому назад и не рассчитывались на нынешний транспортный поток), который создаст значительную затенённость в месте скопления рыб, то освещенный вход в лоток вполне может (и далее по ходу) побудить особь двинуться по рыбоходу. применение герметичных лотков даёт рыбоходу ещё одно качество -устранение постороннего шyмa,пyгaющeгo рыбу.исходя из этого, повидимому, первый разделительный бассейн между блоками лотков придётся изготовить с герметичной стеклянной кров л ей. в ареале каспийского моря в 1984-85г.г. было подсчитано 59,lмлн особей русского осетра и 75,9млн севрюги; в 1994г. их соответственно было уже 21,2млн и 13,5млн.(Aтлac пресноводных рыб Poccии,т. l,Hayкa,2003г.,cтp.40 и 51). исходя из этого можно oжидaть,чтo в настоящее время к плотине, например, волжской гэс подходит от 4 до 7млн осетровых ( в волгу заходит треть стада осетра, 80% севрюги идёт по уралу). подсчёт показывает, что пропускная способность рыбохода может обеспечить ход на нерест яровых особей ( 0,75 стада) весной и озимых (остальных) - осенью. при восстановлении популяции до нормы таких рыбоходов нужно сооружать больше и по обоим берегам.
суть изобретения заключается в создании на базе известной в гидравлике схемы истечения воды с постоянной скоростью приемлемого по размерам и стоимости гидросооружения, обеспечивающего постоянную скорость воды до 2м/сек, которую осетровые с передышками через каждые 15м подъёма способны преодолеть в обход плотин гэс любого напора при полном отсутствии неблагоприятных факторов, отпугивающих рыбу в силу её биологических особенностей, а также применить свойство мембранного гидроагрегата не только преобразовывать потенциальную энергию воды в крутящий момент, но и использовать потерявшую при этом потенциальную энергию напора воду как фактор дополнительного торможения . разгоняющегося потока
спецификация:
I -лоток из армированного бетона с герметичной прозрачной крышей с трубками -3- обратной связи ( низ её на 0,75м. ото дна),
2-тaкoй же лоток ( низ трубки на 0,55м. ото дна),
4-ёмкocть из бетона для стабилизации уровня воды лотков,
5-тpyбы из металла ( или бетона), связующие лотки 1 и 2 с ёмкостями 4,
6-пoплaвoчный регулятор,
7-нaкoпитeльнaя ёмкость,
8-мeмбpaнный гидроагрегат,
9-энepгoблoк,
10-впycкнoe зарешеченное отверстие мг с небольшим козырьком,
I 1 -водовод мг,
12-paзбpызгивaтeль мг,
13 -дно бетонного жёлоба блока,
14-гpyнт,
15 -мини-бассейн,
16-лoтoк сопряжения с затоном,
17-ρыбa.
Next Patent: AN INTERACTIVE CARD COMPRISING DEVICES AND A PROGRAMME CAPABLE OF STORING AUDIOVISUAL DATA ABOUT A C...