рыбоход

Формула изобретения

Рыбоход, включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы гидроузла, дно которого выполнено ступенчатым, при этом каждая ступень заканчивается водосливным порогом, соединяющим нижерасположенную камеру рыбохода с вышерасположенной камерой, приспособление для транспортирования рыбы, состоящее из напорного трубопровода, раздающей камеры и струеформирующих каналов, причем напорный трубопровод соединен с источником рабочей среды, струеформирующие каналы ориентированы в сторону верхнего бьефа, расположены под острым углом к дну камеры рыбохода и соединены с раздающей камерой, а угол расположения струеформирующих каналов изменяется в направлении верхней ступени рыбохода, отличающийся тем, что напорная грань водосливных порогов выполнена в виде наклонной плоскости с уклоном в сторону нижнего бьефа, а струеформирующие каналы выполнены на наклонной плоскости, ниже нее и в виде вогнутых желобов, расширяющихся в направлении вышерасположенной камеры рыбохода, при этом выпускные отверстия струеформирующих каналов установлены соосно желобам, причем угол расположения струеформирующих каналов уменьшается в направлении верхней ступени рыбохода.

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 рыбоход [1], включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде лоткового канала, соединяющего нижний бьеф гидроузла с верхним бьефом, при этом дно канала выполнено с уклоном в сторону нижнего бьефа, а в дне лотка выполнены водовыпускные отверстия, соединяющиеся с верхним бьефом (рыбоход инженера Камере).

Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность гашения кинетической энергии потока в рыбоходном тракте, а также неоптимальные гидравлические условия для продвижения рыбы вдоль рыбоходного тракта.

Известен рыбоход [2], включающий рыбоходный тракт, выполненный в виде лотка со ступенчатым днищем, причем дно каждой ступени выполнено с поперечной прорезью, соединенной с раздающей камерой сообщенной с напорным трубопроводом.

Недостатком данного рыбохода является наличие неоптимальных гидравлических условий для продвижения рыбы вдоль рыбоходного тракта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоход [3], включающий рыбоходный тракт, соединяющий нижний и верхний бьефы, дно которого выполнено ступенчатым, при этом каждая ступень заканчивается водосливным порогом соединяющим нижерасположенную камеру рыбохода с вышерасположенной камерой, приспособление для транспортирования рыбы состоящее из напорного трубопровода, раздающей камеры и струеформирующих каналов, причем напорный трубопровод соединен с источником рабочей среды, струеформирующие каналы ориентированы в сторону верхнего бьефа, расположены под острым углом к дну камеры рыбохода и соединены с раздающей камерой, а угол расположения струеформирующих каналов изменяется в направлении верхней ступени рыбохода.

Недостатком данного рыбохода является низкая эффективность перевода рыбы в верхний бьеф, сложность оборудования предназначенного для этого, а также высокая вероятность травмирования рыбы электрошоком.

Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в рыбоходном тракте, обеспечивающих эффективное продвижение рыб по длине рыбоходного тракта.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Выполнение напорной грани водосливного порога в виде наклонной плоскости и выполнение на ней продольных желобов, ниже нее, позволяет более полно использовать кинетическую энергию гидравлических струй, истекающих из выпускных отверстий струеформирующих каналов. Гидравлическая струя, выходя из струеформирующего канала и обладая высоким уровнем кинетической энергии, распространяется вдоль желоба, геометрическая форма которого в максимальной степени соответствует геометрической форме осесимметричной струи. При этом верхний полупериметр гидравлической струи за счет процесса активного водообмена с окружающей ее средой увлекает в свое тело дополнительный объем жидкости и транспортирует его в вышележащую камеру рыбохода. Одновременно с этим, на наклонной плоскости создаются эффективные условия для прохода рыбы в вышерасположенную камеру рыбохода, так как рыба, используя кинетическую энергию донных струй, направленных в сторону верхнего бьефа, в значительной степени легко преодолевает наклонный участок рыбохода, характеризующийся высокими скоростями потока. Уменьшение угла установки струеформирующих каналов (читай угла расположения наклонной плоскости) в направлении верхней ступени рыбохода, обусловлено естественным процессом усталости рыб, поскольку при достижении верхней ступени уровень их энергетических возможностей понижается и, как следствие, вероятность преодоления высокоскоростных участков рыбохода достаточна низкая. То есть уменьшение угла наклонной плоскости, а именно ее продольного уклона, только благоприятствует продвижению рыбы в сторону вышерасположенной камеры рыбохода.

В целом конструктивные признаки изобретения отвечают критерию "существенные отличия" и связаны между собой настолько, что образуют единый творческий замысел.

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

фиг.1 - рыбоход, продольный разрез;

фиг.2 - наклонный участок, изометрия;

фиг.3 - продольный разрез наклонного участка и раздающей камеры.

Рыбоход включает рыбоходный тракт 1, соединяющий нижний 2 и верхний 3 бьефы гидроузла, дно которого выполнено ступенчатым, при этом каждая ступень 4 заканчивается водосливным порогом 5, соединяющим нижерасположенную камеру 6 рыбохода с вышерасположенной камерой 6, приспособление для транспортирования рыбы, состоящее из напорного трубопровода, раздающей камеры 7 и струеформирующих каналов 8, причем напорный трубопровод соединен с источником рабочей среды, струеформирующие каналы 8 ориентированы в сторону верхнего 3 бьефа, расположены под острым углом к дну камеры 6 рыбохода и соединены с раздающей камерой 7. Напорная грань водосливных порогов 5 выполнена в виде наклонной плоскости 9 с уклоном в сторону нижнего 2 бьефа, а струеформирующие каналы 8 выполнены на наклонной плоскости 9, ниже нее и в виде вогнутых желобов 10, расширяющихся в направлении вышерасположенной камеры 6 рыбохода, при этом выпускные отверстия 11 струеформирующих каналов 8 установлены соосно желобам 10, причем угол расположения струеформирующих каналов 8 уменьшается в направлении верхней ступени 4 рыбохода.

Рыбоход работает следующим образом.

Для нормального функционирования рыбохода служба эксплуатации подает расчетный расход воды из верхнего 3 бьефа в рыбоходный тракт 1. Одновременно с этим от источника рабочей среды (например, насоса) по напорному трубопроводу (не показан) в раздающие камеры 7 подается дополнительный расход воды. Благодаря этому на наклонной плоскости 9 формируются благоприятные гидравлические условия, обеспечивающие эффективный проход рыбы из нижерасположенных камер 6 рыбохода в вышерасположенные камеры 6. Технологически процесс осуществляется следующим образом. Из выпускных отверстий 11 струеформирующих каналов 8 подаются высокоскоростные струи воды (например, со скоростью 10-16 м/с), которые распространяются вдоль вогнутых желобов 10, выполненных вдоль продольной оси рыбохода. При этом верхний полупериметр гидравлических струй активно эжектирует дополнительный объем воды в вышерасположенную камеру 6 рыбохода, формируя в придонной области потока наклонной плоскости 9 поле скоростей с вектором, направленным навстречу вектору основного потока. Помимо эффективного гашения кинетической энергии потока, донные гидравлические струи способствуют активному проходу рыбы в вышерасположенную камеру 6 рыбохода, при этом рыба, используя энергию струй, в минимальной степени затрачивает свои энергетические возможности. Уменьшение угла установки наклонной плоскости 9 и, соответственно, угла струеформирующих каналов 8 (каналы 8 выполнены соосно желобам 10) учитывает степень усталости рыбы, которая по мере своего продвижения вдоль рыбоходного тракта 1 затрачивает значительные усилия по преодолению ступеней 4. При соотношении углов (фиг.1) ₁> ₂> ₃, формируются оптимальные гидравлические условия для продвижения рыбы в сторону верхнего 3 бьефа, а именно уменьшается значение продольного уклона на наклонной плоскости 9 и, соответственно, значения средних скоростей потока. При этом существенно повышается эффективность распространения донных гидравлических струй, в плане перевода рыбы в вышележащие камеры 6.

Надо отметить, что предлагаемая конструкция рыбохода относится к комбинированному типу рыбохода - лестничный + лотковый, кроме того, конструктивные элементы обоих типов удачно вписываются в окончательную компоновку рыбохода.

Предлагаемый рыбоход является одной из немногих конструкций, имеющих минимальное количество элементов, создающих сопротивление потоку и в максимальной степени способствующих свободному проходу рыбы в верхний бьеф.

Источники информации

1. Гидротехнические сооружения. Т.2. /Под редакцией Е.В.Близняка. - М. - Л.: Госстройиздат, 1939, стр.517, фиг.1163.

2. А.С. СССР №293918 (СССР). МПК Е 02 В 8/08. Рыбоход. Автор: Быков П.П. Опубл. Б.И. №6, 1971.

3. А.С. СССР №1060750 (СССР). МПК Е 02 В 8/08. Рыбоход. Авторы: Авдонькин А.Ф. и Шаталов И.М. Опубл. Б.И. №46, 1983.