РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ


RU (11) 2257445 (13) C2

(51) 7 E02B8/08, E02B9/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.07.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003128481/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.09.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.09.22 
(43) Дата публикации заявки: 2005.03.27 
(45) Опубликовано: 2005.07.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 1707128 А1, 23.01.1992. SU 1650865 А1, 23.05.1991. RU 2026464 С1, 09.01.1995. RU 2026468 С1, 09.01.1995. SU 1605929 А3, 07.11.1990. US 4374629 A, 22.02.1983. 
(72) Имя изобретателя: Чистяков А.А. (RU); Шкура В.Н. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Новочеркасская государственная мелиоративная академия НГМА (RU) 
(98) Адрес для переписки: 346412, Ростовская обл., г. Новочеркасск, пер. Комсомольский, 25а, кв.1, А.А. Чистякову 

(54) РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбозащитным устройствам, устраиваемым в составе водозаборных сооружений и предназначенным для защиты молоди рыбы от попадания в них. Рыбозащитное устройство включает установленный в водотоке рыбозадерживающий экран, выполненный в виде горизонтально расположенных ярусами по глубине водотока направляющих, и гибких эластичных элементов, прикрепленных к верхним частям направляющих, средство для поддержания экрана в рабочем состоянии, выполненное в виде перфорированных в верхней части воздуховодов, соединённых с источником сжатого воздуха и расположенных на дне водотока под острым углом к продольной оси подводящего канала, мусорорыбоотводной лоток, размещенный в верхней части экрана параллельно перфорированным воздуховодам и сообщающийся с рыбоотводом. Направляющие выполнены в виде перфорированных полотен и соединены с тросовыми растяжками, образующими совместно с направляющими систему для формирования рыбозадерживающего экрана. Тросовые растяжки установлены под углом к потоку подводящего канала с наклоном в сторону водозаборного канала. Мусорорыбоотводной лоток выполнен из эластичного полотнища и нижней кромкой соединён с направляющей верхнего яруса. Ширина каждого вышерасположенного яруса, начиная от донного, увеличивается в направлении мусорорыбоотводного лотка. Изобретение обеспечивает создание эффективных условий для задержания и отвода молоди рыбы за пределы зоны влияния водозабора. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам, сооружениям и устройствам, предназначенных для защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения. 
Известно рыбозащитное устройство [1], включающее рыбозадерживающий экран, установленный поперек водотока и сформированный из синтетических водорослей, выполненных вертикальными рядами.
Недостатком данного рыбозащитного устройства является низкая эффективность рыбозащиты, поскольку концентрация молоди рыбы в направлении поверхности воды увеличивается, и она имеет потенциальную возможность проникать в водозабор.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбозащитное устройство, включающее установленный в водотоке рыбозадерживающий экран, выполненный в виде горизонтально расположенных ярусами по глубине водотока направляющих, и гибких эластичных элементов, прикрепленных к верхним частям направляющих, средство для поддержания рыбозадерживающего экрана в рабочем состоянии, выполненное в виде перфорированных в верхней части воздуховодов, соединенных с источником сжатого воздуха и расположенных на дне водотока под острым углом к продольной оси подводящего канала, мусорорыбоотводной лоток, размещенный в верхней части экрана параллельно перфорированным воздуховодам и сообщающийся с рыбоотводом [2].
Недостатком данного устройства является низкая эффективность защиты и отвода молоди рыб от зоны влияния водозаборного фронта.
Целью изобретения является создание эффективных условий, обеспечивающих задержание и отвод молоди рыбы вне пределов зоны влияния водозабора.
Сущность изобретения заключается в следующем.
По п.1 формулы изобретения. Формирование рыбозадерживающего экрана из гибких эластичных элементов, прикрепленных к перфорированным полотнам, позволяет не только сформировать рыбозадерживающий экран, выполненный поярусно, но и создать эффективные условия для направленного отвода молоди рыбы, попавшей во внутреннее пространство экрана. Молодь рыбы, от яруса к ярусу, под воздействием факела воздушно-пузырьковой завесы, постепенно, через отверстия перфорации полотен-направляющих, транспортируется к поверхности водотока. Попав в пределы верхнего яруса, молодь рыбы оказывается в зоне влияния мусороотводного лотка, вдоль которого она за счет составляющей вектора транзитного потока отводится в рыбоотвод. Выполнение ширины экрана каждого яруса больше, чем ширина нижерасположенного яруса, позволяет повысить мощность рыбозадерживающего экрана, что не позволяет молоди рыбы проникать в водозабор. Данное обстоятельство в полной мере учитывает повышение концентрации молоди рыбы к поверхности воды, чему в немалой степени способствует активное влияние факела воздушно-пузырьковой завесы.
По п.2 формулы изобретения. Выполнение гибких эластичных элементов из материала с удельным весом, равным удельному весу воды, является вариантом формирования рыбозадерживающего экрана. Нейтральная плавучесть гибких элементов способствует имитировать из гибких эластичных элементов естественное состояние водной растительности.
По п.3 формулы изобретения. Выполнение гибких эластичных элементов из материала с удельным весом меньше, чем удельный вес воды, является вариантом формирования рыбозадерживающего экрана. Положительная плавучесть гибких элементов способствует поддержанию направляющих, а также гибкие эластичные элементы из этого материала в большей степени подвержены влиянию факела воздушно-пузырьковой завесы. Кроме того, положительная плавучесть гибких элементов делает рыбозадерживающий экран более устойчивым (в вертикальном положении) при воздействии на него транзитной скорости потока.
По п.4 формулы изобретения. Расположение отверстий перфорации в направляющих перфорированных полотнах в шахматном порядке, позволяет более равномерно распределять как отвод молоди рыбы, так нагрузку от динамического давления транзитного потока и воздействия вертикальной составляющей воздушно-пузырьковой завесы.
Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбозащитного устройства. Графический материал, поясняющий сущность предлагаемого изобретения, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - рыбозащитное устройство, продольный разрез;
фиг.2 - рыбозащитное устройство, план;
фиг.3 - фрагмент рыбозащитного устройства;
фиг.4 - фрагмент перфорированного полотна направляющей, отверстия перфорации выполнены в шахматном порядке, изометрия.
Рыбозащитное устройство включает установленный в водотоке 1 рыбозадерживающий экран 2, выполненный в виде горизонтально расположенных ярусами 3 по глубине водотока направляющих 4, и гибких эластичных элементов 5, прикрепленных к верхним частям направляющих 4, средство для поддержания рыбозадерживающего экрана 2 в рабочем состоянии, выполненное в виде перфорированных в верхней части воздуховодов 6, соединенных с источником сжатого воздуха (не показан) и расположенных на дне водотока 1 под острым углом к продольной оси подводящего канала 7, мусорорыбоотводной лоток 8, размещенный в верхней части экрана 2 параллельно перфорированным воздуховодам 6 и сообщающийся с рыбоотводом 9. Направляющие 4 выполнены в виде перфорированных полотен 10 и соединены с тросовыми растяжками 11, образующими совместно с направляющими 4 систему для формирования рыбозадерживающего экрана 2, при этом тросовые растяжки 11 установлены под углом к потоку подводящего канала 7, с наклоном в сторону водозаборного канала 12, а мусорорыбоотводной лоток 8 выполнен из эластичного полотнища и своей нижней кромкой соединен с направляющей 4 верхнего яруса 3, причем ширина каждого вышерасположенного яруса 3, начиная от донного, увеличивается в направлении мусорорыбоотводного лотка 8.
Кроме того, гибкие эластичные элементы 5 могут быть выполнены из материала с удельным весом, равным удельному весу воды.
Помимо того, гибкие эластичные элементы 5 могут быть выполнены из материала с удельным весом, меньшим удельного веса воды.
Кроме того, отверстия перфорации в перфорированном полотне 10 могут быть выполнены в шахматном порядке.
За поддержание гибких эластичных элементов 5 в активном рабочем состоянии и обеспечение отвода молоди рыбы в поверхностные горизонты водотока 1 отвечает факел 13 ВПЗ (воздушно-пузырьковой завесы), создаваемый перфорированными трубопроводами 6.
Рыбозащитное устройство работает следующим образом.
Служба эксплуатации водозаборного сооружения выставляет рыбозадерживающий экран 2 в рабочее положение, перекрывая тем самым водоток 1, таким образом разделяя его на подводящий канал 7 и водозаборный канал 12. Для этой цели включается в работу компрессор (не показан) и из перфорированных трубопроводов 6 подается воздушная смесь из мелких пузырьков воздуха, формируя факел 13 воздушно-пузырьковой завесы (ВПЗ). Молодь рыбы под действием транзитного потока подводящего канала 7 сносится к экрану 2, где концентрируется вблизи его рабочей поверхности и задерживается им, тем самым предотвращается ее скат в водозабор 12. Молодь рыбы, попавшая внутрь экрана 2, имеет возможность выйти из него в направлении к поверхности воды, поскольку направляющие 4 выполнены в виде перфорированного полотна 10. Активное воздействие факела 13 ВПЗ позволяет поддерживать гибкие эластичные элементы 5 в вертикальном положении, формируя тем самым рыбозадерживающий экран 2, при этом вверх активно выносится пассивная молодь рыбы, понижая концентрацию молоди рыбы внутри экрана 2. Благодаря соединению перфорированного полотна 10 верхнего яруса 3 с мусорорыбоотводным лотком 8 молодь рыбы имеет возможность быть отведенной по лотку 8 в рыбоотвод 9 и далее за пределы влияния водозаборного канала 12. Проникновению молоди рыбы из верхнего яруса 3 в нижний ярус 3, препятствует вертикальная составляющая вектора скорости, формируемая факелом 13 воздушно-пузырьковой завесы.
Возможен вариант выполнения гибких эластичных элементов 5 из материала с удельным весом, равным удельному весу воды. Нейтральная плавучесть гибких элементов 5 позволяет имитировать из гибких эластичных элементов 5 естественное состояние водной растительности, в которой привыкла обитать молодь рыбы.
Возможен вариант выполнения гибких эластичных элементов 5 из материала с удельным весом меньшим, чем удельный вес воды. В этом случае за счет дополнительной плавучести экран 2 приобретает более устойчивое вертикальное положение и элементы 5 под воздействием факела 13 ВПЗ имеют возможность более интенсивного воздействия на молодь рыбы путем формирования гидродинамического отпугивающего поля, что усиливает эффект отпугивания молоди рыбы от зоны установки экрана 2.
Выполнение перфорированного полотна 10 с отверстиями перфорации, выполненными в шахматном порядке (фиг.4) позволяет более равномерно воспринимать гидродинамическую нагрузку от транзитного потока, а также более равномерно отводить молодь рыбы по всей площади направляющих 4.
Надо отметить, что формирование экрана 2 с увеличением ширины каждого вышерасположенного яруса 3 (увеличение количества вертикальных рядов гибких эластичных элементов), позволяет повысить мощность рыбозадерживающего экрана 2 и, соответственно, повысить эффективность рыбозащиты.
Предлагаемое рыбозащитное устройство позволяет простыми и доступными средствами в условиях ската молоди рыб осуществлять водозабор без нанесения экологического ущерба водоему. Кроме того, основные компоненты рыбозадерживающего экрана - гибкие эластичные элементы (синтетические водоросли), имитируют водную растительность, то есть естественную среду обитания молоди рыбы, в которой она привыкла обитать. Как достоинство предлагаемого изобретения надо отметить удачную компоновку экрана, выполненного поярусно, со смещением каждого яруса в сторону водозабора, что повышает вероятность выхода молоди рыбы из каждого автономного экрана в направлении к поверхности воды. Кроме того, воздействие воздушно-пузырькового факела позволяет активно транспортировать молодь рыбы в поверхностные горизонты водотока.
Источники информации
1. Вдовин Ю.И., Анисимов А.В., Симакин В.И., Кордон М.Я., Волков В.Н. и Лушкин И.А. Фильтрующие рыбозащитные сооружения и устройства коммунальных и промышленных водозаборов. Пенза-Ухта, 2002. стр.48, рис.1.11 (ж).
2. А.С. СССР №1707128 (СССР). МПК Е 02 В 8/08. "Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения". Авторы: Чистяков А.А., Фоменко В.А., Черкасов В.А. и Шкура В.Н. Опубл. 23.01.92. Б.И. №3, 1992.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения, включающее установленный в водотоке рыбозадерживающий экран, выполненный в виде горизонтально расположенных ярусами по глубине водотока направляющих и гибких эластичных элементов, прикрепленных к верхним частям направляющих, средство для поддержания рыбозадерживающего экрана в рабочем состоянии, выполненное в виде перфорированных в верхней части воздуховодов, соединенных с источником сжатого воздуха и расположенных на дне водотока под острым углом к продольной оси подводящего канала, мусорорыбоотводной лоток, размещенный в верхней части экрана параллельно перфорированным воздуховодам и сообщающийся с рыбоотводом, отличающееся тем, что направляющие выполнены в виде перфорированных полотен и соединены с тросовыми растяжками, образующими совместно с направляющими систему для формирования рыбозадерживающего экрана, при этом тросовые растяжки установлены под углом к потоку подводящего канала с наклоном в сторону водозаборного канала, а мусорорыбоотводной лоток выполнен из эластичного полотнища и нижней кромкой соединен с направляющей верхнего яруса, причем ширина каждого вышерасположенного яруса, начиная от донного, увеличивается в направлении мусорорыбоотводного лотка.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкие эластичные элементы выполнены из материала с удельным весом, равным удельному весу воды.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкие эластичные элементы выполнены из материала с удельным весом, меньшим удельного веса воды.
4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что отверстия перфорации в перфорирован