EA040499B1 - FISH PASSING DEVICE FOR MIGRANTING FISH - Google Patents
FISH PASSING DEVICE FOR MIGRANTING FISH Download PDFInfo
- Publication number
- EA040499B1 EA040499B1 EA201892393 EA040499B1 EA 040499 B1 EA040499 B1 EA 040499B1 EA 201892393 EA201892393 EA 201892393 EA 040499 B1 EA040499 B1 EA 040499B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- fish
- pipe
- water
- flow
- point
- Prior art date
Links
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
На самом общем уровне варианты осуществления настоящего изобретения относятся к сооружению для речной системы, а точнее, к созданию таких каналов, не нарушающих речную систему, которые позволяют мигрирующим рыбам нереститься в верховье реки даже в случае застройки водоема. Однако, конкретнее, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройству создания гидравлического потока в соответствии с ограничительной частью независимого пункта формулы изобретения, характеризующему такое устройство создания гидравлического потока. Варианты осуществления настоящего изобретения также относятся к рыбопропускному узлу для мигрирующих рыб для реализации системы, в которой используется указанное устройство.At the most general level, embodiments of the present invention relate to the construction of a river system, and more specifically to the creation of such channels that do not disturb the river system, which allow migratory fish to spawn in the upper river even in the case of reservoir development. However, more specifically, embodiments of the present invention relate to a hydraulic flow generating device according to the preamble of the independent claim characterizing such a hydraulic flow generating device. Embodiments of the present invention also relate to a fish pass for migrating fish to implement a system that uses the specified device.
Уровень техникиState of the art
Потребности человека, связанные со строительством энергетических станций для производства энергии и использования энергии возобновляемых источников, как следствие наносят прямой урон природе, а также источникам для существования самой природы.Human needs associated with the construction of energy stations for the production of energy and the use of energy from renewable sources, as a result, cause direct damage to nature, as well as to the sources for the existence of nature itself.
Мигрирующие виды рыб, особенно лососевые, угри и/или подобные им, которые мигрируют вверх по течению рек к местам своего рождения для нереста, встречают в таких реках преграды, где русло реки застроено плотинами, предназначенными для использования при промышленной выработке электроэнергии или на других энергетических станциях.Migratory fish species, especially salmonids, eels and/or the like, which migrate upstream to their birthplaces to spawn, encounter barriers in such rivers where the riverbed is dammed for use in commercial power generation or other energy sources. stations.
Проход через такую энергетическую станцию заблокирован, если не построено никакого пропускного водовода. Даже если бы такой водовод существовал, путь молоди мигрирующих рыб обратно вниз по течению мог быть непростым, если рыбе приходится проходить через турбинные туннели. Рыба может быть травмирована и, таким образом, подвержена заболеваниям. С другой стороны, возможно прохождение рыб по рыбоходу, который пропускает сбросную воду турбинных туннелей, как это делает лестничный рыбоход, который весьма дорог в строительстве и к тому же оставляет след на ландшафте. Кроме того, рыба может получать повреждения в мелких бассейнах, когда рыба перепрыгивает из одного бассейна в другой, что создает высокий риск заболеваний.The passage through such an energy station is blocked if no water conduit is built. Even if such a conduit existed, the path of migratory fish juveniles back downstream could be difficult if the fish had to pass through the turbine tunnels. The fish can be injured and thus prone to disease. On the other hand, it is possible for the fish to pass through a fish-way that passes the waste water of the turbine tunnels, as does a ladder fish-way, which is very expensive to build and also leaves a mark on the landscape. In addition, fish can be injured in shallow pools when fish jump from one pool to another, creating a high risk of disease.
С другой стороны, к примеру, лососевые виды не влечет заходить на большие глубины, что отчасти затрудняет возврат молоди через турбинные туннели или прохождение по туннелям.On the other hand, for example, salmon species are not attracted to go to great depths, which makes it somewhat difficult for juveniles to return through turbine tunnels or pass through tunnels.
На фиг. 1 представлен пример лестничного рыбохода, отвечающего существующему уровню техники, который помогает мигрирующим рыбам 114 подниматься вверх против течения и тем самым позволяет миновать плотину 116, которая пересекает речное русло 117А, 117В. Как показано на фиг. 1, лестничный рыбоход 100 представляет собой весьма тяжелое сооружение, которое плохо вписывается (если вообще вписывается) в ландшафт, но является дорогостоящим в строительстве за счет заливки бетона с арматурой и фундаментными работами, включая также материалы, которые крайне необходимы при строительстве таких крупных сооружений. Сборка такого сооружения также длится долго со всей выемкой грунта, которая потенциально приводит в беспорядок ландшафт 115 и потенциально также акваторию ниже по течению около лестничного рыбохода.In FIG. 1 shows an example of a prior art fish ladder that assists migrating fish 114 upstream and thereby bypasses a dam 116 that crosses a river channel 117A, 117B. As shown in FIG. 1, fish ladder 100 is a very heavy structure that does not fit well (if at all) into the landscape, but is expensive to build due to the pouring of concrete with reinforcement and foundation work, including also materials that are badly needed in the construction of such large structures. The assembly of such a structure also takes a long time with all the excavation potentially messing up the landscape 115 and potentially also the water area downstream near the fish ladder.
В примере фиг. 1 лестничный рыбоход 100 устроен так, что его конструкция пропускает поток воды русла 117А, 117В (изгиб всей линии русла был бы еще более дорогостоящим, если не делать перепускной канал 100. Вероятно, энергия, которую можно получить из водяного потока 109, не могла бы быть использована (или использована неэффективно или же вообще не использована) во время строительства сооружения).In the example of FIG. 1 fish ladder 100 is designed so that its design passes the water flow of the channel 117A, 117B (bending the entire line of the channel would be even more expensive if the bypass channel 100 was not made. It is likely that the energy that can be obtained from the water flow 109 could not be used (or used inefficiently or not used at all) during the construction of the structure).
Вода (поток 109), которая течет по руслу реки местности 115 (117А - нижний бьеф плотины; 117В верхний бьеф плотины), частично проходит через секции 101А с вплывными отверстиями, которые образуют канал 102 глубиной 103 и которые все вместе сообщаются с потоком 109. Защитная сетка 104 закрывает две такие секции, при этом сеткой оказываются накрыты также промежуточные части. Конструкция рыбопропускного канала 100 плавно поднимается с уклоном 1:18 - 1:30, что является более плавным, чем вертикальный подъем плотины 116 от русла реки в месте водослива 111, или в середине плотины 116. В то же самое время увлекающий поток 107 воды из верхнего бьефа русла 117В реки, течет через рыбопропускной канал 100, так что рыба 114 находит вход 106 в рыбопропускной канал 100, чтобы плыть по каналу 102 против течения в направлении верхнего бьефа 117В. Секции 101А с вплывными отверстиями оснащены небольшими пропускными заслонками, при этом в каждой секции 101А или ее части может образовываться бассейн, в котором рыбы 114 могут отдыхать между подъемами по ступеням лестницы, однако на фиг. 1 также показана секция, которая находится на полпути и работает в качестве бассейна 105 для отдыха рыб, являясь частью лестничного рыбохода 100.The water (stream 109) that flows along the river bed of site 115 (117A downstream of the dam; 117B upstream of the dam) partially passes through sections 101A with inflow holes that form a channel 102 with a depth of 103 and which together communicate with the stream 109. A protective mesh 104 covers two such sections, with the mesh also covering the intermediate parts. The design of the fish passage 100 smoothly rises with a slope of 1:18 - 1:30, which is smoother than the vertical rise of the dam 116 from the river bed at the spillway 111, or in the middle of the dam 116. At the same time, the entraining flow 107 of water from upstream of the river channel 117B flows through the fish passage 100 so that the fish 114 finds the entrance 106 to the fish passage 100 to swim through the channel 102 upstream towards the upstream 117B. The inlet sections 101A are provided with small gates, and each section 101A or portion thereof can form a pool in which the fish 114 can rest between climbs of stairs, however, in FIG. 1 also shows a section that is halfway up and operates as a fish resting pool 105 as part of a fish ladder 100.
В раскрытом примере также показано, что перемещение мусора может быть ограничено раскинутой сетью 110 в точке ниже по течению или защитным ситом в точке выше по течению на выходе 113 канала 102 рыбопропускного канала. Перелив через плотину 116, в некоторой степени с целью образования увлекающего потока 107, как таковой может быть устроен при помощи конструкции 108, 111 сброса водыThe disclosed example also shows that the movement of debris can be limited by a spread net 110 at a point downstream or a protective screen at a point upstream at the outlet 113 of the channel 102 of the fish passage. An overflow over the dam 116, to some extent for the purpose of forming an entraining flow 107, as such can be arranged using the design 108, 111 of water discharge
В левом углу фиг. 1 изображен фрагмент конструкции лестничного рыбохода и показан пример секции 101А с вплывным отверстием, как части лестничного рыбохода 100, которая образует конструкцию канала 102 рыбохода 100. Глубина 103 секции 101А с вплывным отверстием также показана наIn the left corner of Fig. 1 shows a detail of a fish ladder structure and shows an example of a swim-in section 101A as part of a fish ladder 100 that forms the fish ladder channel 102 structure. The depth 103 of the swim-in section 101A is also shown in FIG.
- 1 040499 фиг. 1. На фрагменте также изображена конструкция заслонки 10р, работающей в качестве вплывного отверстия канала 102.- 1 040499 fig. 1. The fragment also shows the design of the damper 10p, which works as an inlet of the channel 102.
Лестничный рыбоход, согласно известной технологии, может быть также построен в виде прямого водовода, установленного так, чтобы он поднимался под углом от нижнего бьефа до верхнего бьефа.Ladder fishway, according to known technology, can also be built in the form of a straight conduit, installed so that it rises at an angle from downstream to upstream.
Таким образом, современные проектные решения гидроэлектрических станций приводят к тому, что воспроизводство рыбы, спортивное рыболовство и производные от них виды деятельности, выработка электроэнергии энергетической станцией и аспекты, касающиеся ландшафта, связаны друг с другом, хотя крупные вложения и предпринимаемые усилия могли бы до некоторой степени смягчить вышеупомянутые проблемы или обеспечить компромиссное решение. Кроме того, во многих случаях другим аспектам, кроме производства энергии, придается второстепенное значение, в силу чего указанные аспекты страдают от односторонних условий, которые продиктованы только аспектами производства энергии.Thus, modern design solutions for hydroelectric power plants lead to the fact that fish reproduction, sport fishing and derivative activities, power plant power generation and landscape aspects are interconnected, although large investments and efforts could be up to some mitigate the aforementioned problems or provide a compromise solution. In addition, in many cases aspects other than energy production are given secondary importance, whereby these aspects suffer from one-sided conditions that are dictated only by the energy production aspects.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача изобретения заключается в том, чтобы смягчить вышеупомянутые проблемы. Техническим решением согласно изобретению (которое также именуется рыбопропускным каналом для мигрирующих рыб) является устройство создания гидравлического потока, посредством которого могут быть решены вышеупомянутые проблемы или по меньшей мере в значительной степени смягчено их влияние, так что могут быть разрешены и вышеупомянутые столкновения интересов в отношении последствий использования речных систем или частей рек. Кроме того, предлагаемый рыбопропускной канал для мигрирующих рыб исключительно выгоден экономически, практически может быть скрыт в ландшафте, без существенных потерь в отношении функциональности и выработки электроэнергии.The object of the invention is to alleviate the above problems. The technical solution according to the invention (which is also referred to as a fish passage for migratory fish) is a hydraulic flow generating device, by which the above problems can be solved or at least significantly mitigated, so that the aforementioned conflicts of interest regarding the consequences can be resolved. use of river systems or parts of rivers. In addition, the proposed fish pass for migratory fish is exceptionally economical, practically hidden in the landscape, without significant loss in terms of functionality and power generation.
Рыбопропускной канал для мигрирующих рыб, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, охарактеризован в отличительной части независимого пункта формулы изобретения, в котором он раскрыт. Согласно варианту осуществления изобретения рыбопропускной канал для мигрирующих рыб содержит устройство создания гидравлического потока, которое охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, относящемся к устройству создания гидравлического потока, которое охарактеризовано в отличительной части соответствующего независимого пункта. Рыбопропускной узел для мигрирующих рыб, соответствующий варианту осуществления изобретения, охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, относящемся к указанному рыбопропускному узлу для мигрирующих рыб.A fish passage for migratory fish, in accordance with embodiments of the present invention, is characterized in the characterizing part of the independent claim in which it is disclosed. According to an embodiment of the invention, a fish passage for migratory fish comprises a hydraulic flow generating device as defined in the independent claim relating to a hydraulic flow generating device as defined in the characterizing part of the respective independent claim. A fish passage for migratory fish according to an embodiment of the invention is described in an independent claim relating to said fish passage for migratory fish.
Согласно варианту осуществления изобретения рыбопропускной канал для мигрирующих рыб содержит подъемную трубу, заборную трубу и ответвляющий элемент для соединения указанных труб, причем указанный ответвляющий элемент дополнительно содержит точку входа для доступа рыб в канал, ведущий к подъемной трубе.According to an embodiment of the invention, a migratory fish pass channel comprises a riser pipe, an intake pipe, and a branch element for connecting said pipes, said branch element further comprising an entry point for fish access to the channel leading to the riser pipe.
Рыбопропускной узел для мигрирующих рыб реализован в качестве средства осуществления компактных трубопроводов для гидравлического потока.A fish pass for migratory fish is implemented as a means of implementing compact pipelines for hydraulic flow.
Согласно варианту осуществления изобретения устройство создания гидравлического потока содержит рыбопропускной канал для мигрирующих рыб, соответствующий варианту осуществления изобретения, и предназначено для организации потока воды в речном русле для прохождения рыбами преград течению, таких как плотина, в направлении навстречу указанному течению воды в речном русле; при этом устройство для создания потока содержит первую заборную трубу для взятия воды в верхнем бьефе плотины в точке водозабора и переноса воды в нижний бьеф плотины к точке входа, где находится рыбопропускной затвор для обеспечения доступа рыб во вторую трубу, подъемную трубу, из указанной точки входа, и перемещения рыб в подъемной трубе в потоке воды в верхний бьеф указанной плотины к точке выпуска, причем указанная точка водозабора расположена в воде на более высоком уровне, чем указанная точка выпуска.According to an embodiment of the invention, a hydraulic flow generating device comprises a migratory fish passage according to an embodiment of the invention, and is designed to organize the flow of water in a river channel for fish to pass flow barriers, such as a dam, in a direction opposite to the specified flow of water in the river channel; wherein the device for creating a flow contains the first intake pipe for taking water in the upstream of the dam at the water intake point and transferring water to the downstream of the dam to the entry point, where the fish gate is located to provide fish access to the second pipe, the riser pipe, from the specified entry point , and movement of fish in the riser pipe in the water flow upstream of the specified dam to the point of release, and the specified point of water intake is located in the water at a higher level than the specified point of release.
Более высокий уровень относится к высоте относительно произвольного стандартного уровня в нижнем бьефе, к примеру уровня моря или иного подходящего стандартного уровня, который используется в строительстве для определения высот зданий. Таким образом, в варианте осуществления изобретения более высокий уровень может также означать место выше по течению дальше от плотины, так чтобы обеспечить разность высот, соответствующую понижению речного русла, и обеспечить разность давлений, как этого требует вариант осуществления.The higher level refers to the height relative to an arbitrary standard level downstream, such as sea level or other suitable standard level, which is used in construction to determine the heights of buildings. Thus, in an embodiment of the invention, a higher level may also mean a location upstream further from the dam, so as to provide a height difference corresponding to the lowering of the river channel and provide a pressure difference, as required by the embodiment.
Преградой течению считается такое препятствие естественному течению воды в речном русле, через которое текущая вода как таковая не может пройти без отдельного прохода, такого как канал, устроенный через дренажный туннель или подобное сооружение в речном русле. Таким образом, плотины энергетических станций являются примерами преград течению, которые также представляют собой преграды и для миграции рыб вверх по течению для нереста. Лестничные рыбоходы в качестве прохода по каналу как таковые сооружали и продолжают сооружать для миграции рыб вверх по течению в места нереста вдобавок к жизненно необходимому речному руслу для переправы, переправы над преградой или под преградой, переправы по воде, двигаясь вместе с водой, переправы по воде, но двигаясь не в естественном речном русле, а в большом сооружении, которое может испортить пейзаж реки и/или берега.A flow obstruction is considered to be such an obstruction to the natural flow of water in a river channel through which the flowing water as such cannot pass without a separate passage, such as a channel arranged through a drainage tunnel or similar structure in the river channel. Thus, power station dams are examples of flow barriers that also act as barriers to upstream fish migration to spawn. Fish ladders as a passage through the canal as such were built and continue to be built for the migration of fish upstream to spawning grounds in addition to the vital river channel for the crossing, crossing over the barrier or under the barrier, crossings on the water, moving with the water, crossings on the water , but moving not in a natural riverbed, but in a large structure that can spoil the landscape of the river and / or banks.
Лестничный рыбоход как таковой фактически не препятствует непрерывному течению воды, на- 2 040499 против, будучи реализован в виде серпантина (для экономии постоянно текущей воды) он удлиняет дистанцию, которую вода вынуждена проходить и также в некотором смысле замедляет течение воды между верхним и нижним бьефами плотины в направлении от верхнего бьефа к нижнему бьефу.The fish ladder as such does not actually prevent the continuous flow of water, on the contrary, being implemented in the form of a serpentine (to save constantly flowing water), it lengthens the distance that the water is forced to pass and also, in a sense, slows down the flow of water between the upper and lower pools dams in the direction from upstream to downstream.
Однако лестничный рыбоход не считается препятствием для переправы по воде или серьезной помехой переправе, хотя течение в лестничном рыбоходе происходит по иному каналу, нежели естественное речное русло.However, a fish ladder is not considered an obstacle to crossing the water or a serious obstacle to the crossing, although the flow in the fish ladder passes along a different channel than the natural river channel.
При условии, что естественное течение воды помогает (например, благодаря крутому подъему речного русла в среднем) создать точку водозабора на более высоком уровне выше по течению реки, чем точку выпуска, разница высот между точкой водозабора и точкой выпуска, если необходимо, может быть использована для компенсации потерь расхода в трубах, т.е. согласно варианту осуществления изобретения указанная разность высот может быть выбрана так, чтобы компенсировать потери расхода, если в распоряжении нет других вариантов реализации или если хочется прибегнуть к такой реализации, как альтернативе использования насоса для компенсации потерь в трубах (т.е. потерь давления из-за сопротивления течению) в соответствии с подходящими вариантами осуществления изобретения.Provided that the natural flow of the water helps (for example, due to the steep rise of the river channel on average) to create a water intake point at a higher level upstream than the outlet point, the difference in height between the intake point and the outlet point, if necessary, can be used to compensate for flow losses in pipes, i.e. according to an embodiment of the invention, said height difference can be chosen to compensate for flow losses if no other implementation options are available or if one wishes to resort to such an implementation as an alternative to using a pump to compensate for pipe losses (i.e. pressure losses due to for flow resistance) in accordance with suitable embodiments of the invention.
Согласно варианту осуществления изобретения устройство создания гидравлического потока содержит рыбопропускной затвор у точки входа. Такой рыбопропускной затвор выполнен с возможностью перевода в открытое положение в ответ на сигнал обнаружения присутствия рыб вблизи затвора, формируемый надлежащим датчиком. Данный рыбопропускной затвор как таковой может представлять собой затвор известного типа, но в работе может использоваться в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Согласно варианту осуществления рыб относят к конкретной категории в зависимости от размера, так что при обнаружении достаточно крупной рыбы происходит превышение порога открывания затвора. Порог может быть задан управляющим устройством.According to an embodiment of the invention, the hydraulic flow generating device comprises a fish gate at the entry point. Such a fish gate is capable of being moved to an open position in response to a fish presence detection signal in the vicinity of the gate generated by an appropriate sensor. This fish gate as such may be of a known type, but may be used in operation in accordance with an embodiment of the invention. In an embodiment, the fish are categorized based on size such that if a sufficiently large fish is found, the gate will be exceeded. The threshold can be set by the control device.
Согласно варианту осуществления изобретения предусмотрены средства создания увлекающего потока воды в нижний бьеф плотины из верхнего бьефа плотины с использованием тракта подачи увлекающего потока.According to an embodiment of the invention, means are provided for generating a drag flow of water to the downstream of the dam from the upstream of the dam using a drag flow supply path.
Согласно варианту осуществления изобретения увлекающий поток воды может быть организован так, чтобы он проходил из верхнего бьефа плотины в нижний бьеф плотины по сифону как таковому к точке входа или в область вблизи точки входа. Согласно варианту осуществления вода увлекающего потока может быть принесена к точке входа посредством магистрали для увлекающего потока с помощью насоса для компенсации потерь течения в трубе, вызванных падением давления. Согласно варианту осуществления, магистраль для увлекающего потока может подавать воду в несколько мест у входной магистрали или во множество мест.According to an embodiment of the invention, the entraining flow of water can be arranged so that it passes from the upstream of the dam to the downstream of the dam along the siphon as such to the entry point or to the area near the entry point. According to an embodiment, entraining water can be brought to the entry point via a entraining flow line with a pump to compensate for flow losses in the pipe caused by pressure drop. According to an embodiment, the entraining flow line may supply water to multiple locations along the inlet line or to multiple locations.
Согласно варианту осуществления изобретения устройство создания гидравлического потока содержит у точки входа элемент эжектора для создания всасывающего течения в подъемную трубу для переноса воды из точки входа к точке выпуска. Согласно варианту осуществления изобретения работу эжектора форсируют при помощи насоса, который предназначен для переноса воды к элементу эжектора и/или для повышения рабочего давления эжектора, чтобы стимулировать всасывающее течение от эжектора, в которое направляют рыб (за счет формирования течения) для подъема за счет всасывания из точки входа или области точки входа и дальнейшей передачи по подъемной трубе к точке выпуска в верхнем бьефе плотины. Согласно варианту осуществления конструкция эжектора может содержать область сужения потока для увеличения скорости воды для всасывания.According to an embodiment of the invention, the hydraulic flow generating device comprises, at the entry point, an ejector element for creating a suction flow into the riser pipe to transfer water from the entry point to the outlet point. According to an embodiment of the invention, the operation of the ejector is forced by a pump that is designed to carry water to the ejector element and/or to increase the operating pressure of the ejector in order to stimulate the suction flow from the ejector into which the fish are directed (by forming a flow) to rise due to the suction from the entry point or entry point area and onward transmission via riser to the outlet point upstream of the dam. According to an embodiment, the ejector design may include a flow constriction region to increase the speed of the suction water.
Согласно варианту осуществления изобретения устройство создания гидравлического потока содержит, в указанной первой трубе между положением водозабора и плотиной или, опционально, за плотиной перед точкой входа, насос, предназначенный для компенсации потерь при течении по меньшей мере в одной из следующих труб: заборной трубе и/или подъемной трубе. Согласно варианту осуществления изобретения предусмотрено регулирование мощности перекачки в отношении расхода и/или давления. Согласно другому варианту осуществления функция регулирования выполнена так, что она не зависит от уровня воды в верхнем бьефе плотины и в нижнем бьефе плотины, однако согласно еще одному варианту в некоторой степени зависит от уровня воды по меньшей мере в одном из указанных мест. Таким образом, по меньшей мере в некоторой степени при преобладающих условиях половодья или засухи имеется возможность компенсировать влияние глубины воды на давление воды в трубах рыбопропускного канала для мигрирующих рыб. Согласно варианту осуществления управляющее устройство может быть использовано для контроля уровня воды и соответствующего регулирования насоса, если необходимо, для поддержания заданных величин.According to an embodiment of the invention, the hydraulic flow generating device comprises, in said first pipe between the intake position and the weir or optionally behind the weir before the entry point, a pump designed to compensate for flow losses in at least one of the following pipes: the intake pipe and/ or riser pipe. According to an embodiment of the invention, the pumping power is controlled in terms of flow and/or pressure. According to another embodiment, the control function is designed so that it does not depend on the water level in the upstream of the dam and in the downstream of the dam, however, according to another variant, it depends to some extent on the water level in at least one of these places. Thus, at least to some extent, under prevailing flood or drought conditions, it is possible to compensate for the effect of water depth on water pressure in the fish passage pipes for migratory fish. According to an embodiment, the control device can be used to control the water level and regulate the pump accordingly, if necessary, to maintain the set values.
В соответствии с системой согласно варианту осуществления настоящего изобретения, чтобы задать мигрирующим рыбам направление для прохождения через плотину, система содержит устройство создания гидравлического потока и дополнительно содержит сифонную трубу, проходящую из верхнего бьефа плотины к нижнему бьефу плотины с целью создания канала возврата мигрирующих рыб.In accordance with the system according to an embodiment of the present invention, in order to direct migratory fish to pass through the dam, the system comprises a hydraulic flow generating device and further comprises a siphon pipe extending from the upstream of the dam to the downstream of the dam to create a return channel for migrating fish.
Согласно варианту осуществления при реализации сифона и/или устройства создания гидравлического потока в системе использовано рыбопропускное устройство для мигрирующих рыб.According to an embodiment, the implementation of the siphon and/or device for creating a hydraulic flow in the system used a fish passage device for migratory fish.
Система согласно варианту осуществления изобретения содержит сифонную трубу, отдельную от трубы для воды увлекающего потока, но согласно варианту осуществления изобретения труба для водыThe system according to an embodiment of the invention comprises a siphon pipe separate from the entraining water pipe, but according to an embodiment of the invention the water pipe
- 3 040499 увлекающего потока находится по меньшей мере в контакте или скомбинирована с указанной сифонной трубой, чтобы упростить забор воды для увлекающего потока из сифонной трубы, когда ветвь трубы для подачи воды увлекающего потока является заметно более короткой, чем сифонная труба.- 3 040499 entraining flow is at least in contact with or combined with the specified siphon pipe to facilitate the intake of water for entraining flow from the siphon pipe, when the branch of the pipe for supplying water entraining flow is noticeably shorter than the siphon pipe.
Согласно варианту осуществления изобретения система содержит рыбопропускной затвор для открывания течения, когда рыбы находятся в зоне затвора у конца сифонной трубы, расположенного в верхнем бьефе.According to an embodiment of the invention, the system comprises a fish gate to open the current when the fish are in the gate area at the upstream end of the siphon pipe.
Согласно варианту осуществления изобретения система также содержат датчик присутствия рыб в зоне расположения затвора. Датчик может быть реализован в соответствии с известными технологиями как таковыми, но адаптирован для использования в вариантах осуществления изобретения.According to an embodiment of the invention, the system also includes a sensor for the presence of fish in the area of the gate. The sensor may be implemented in accordance with known technologies per se, but adapted for use in embodiments of the invention.
Согласно варианту осуществления изобретения система может дополнительно содержать плотину или другую соответствующую преграду течению, гидроэлектростанцию, мельницу или иное инженерное сооружение или устройство электромеханической конструкции, воду в речном русле и/или речное русло. Согласно еще одному варианту осуществления система может также содержать насос и/или установку для получения энергии для указанного насоса, например устройство для использования механической энергии потока воды, устройство для выработки электроэнергии, агрегат и/или котел с топкой или двигатель внутреннего сгорания.According to an embodiment of the invention, the system may further comprise a dam or other suitable flow barrier, a hydroelectric power plant, a mill or other engineered structure or device of electromechanical construction, water in a river channel and/or a river channel. According to another embodiment, the system may also comprise a pump and/or a device for generating energy for said pump, such as a device for using the mechanical energy of a water flow, a device for generating electricity, a unit and/or a boiler with a firebox, or an internal combustion engine.
Согласно варианту осуществления изобретения в системе сифонная труба в близости от нее содержит сетчатую конструкцию, чтобы задавать рыбам направление в сифонную трубу и/или чтобы препятствовать попаданию рыб в турбинные туннели. Согласно варианту осуществления сетчатая конструкция устроена так, чтобы рыбы не могли миновать раструб сифонной трубы и проходить в нижний бьеф плотины другим путем.According to an embodiment of the invention, in the system, the siphon pipe comprises a mesh structure in its vicinity to guide fish into the siphon pipe and/or to prevent fish from entering the turbine tunnels. In an embodiment, the mesh structure is designed so that the fish cannot bypass the mouth of the siphon pipe and enter the downstream of the dam in a different way.
Согласно варианту осуществления изобретения система в месте расположения сифонной трубы содержит донную конструкцию, выполненную для предотвращения попадания сучьев и коряг в сифонную трубу или турбинные туннели. Согласно варианту осуществления изобретения система содержит сеточную установку, предотвращающую попадание в сифон и закупоривание сифона мусором. Если мусор не фильтровать, то это, к примеру, может быть большое количество листьев с деревьев. Также можно из сеток создавать лабиринтные структуры, так что мусор и/или коряги, которые тащит за собой вода в речном русле между поверхностью и дном, можно улавливать, когда лабиринтные структуры достигают высоты от дна, соответствующей высоте плавающих коряг и мусора. Размер ячеек сеток может быть адаптирован к размеру рыб в речной системе и/или мусора, характерного для речной системы.According to an embodiment of the invention, the system at the location of the siphon pipe contains a bottom structure designed to prevent branches and snags from entering the siphon pipe or turbine tunnels. According to an embodiment of the invention, the system contains a mesh installation that prevents debris from entering the siphon and clogging the siphon. If the garbage is not filtered, then this, for example, can be a large number of leaves from trees. It is also possible to form labyrinth structures from the nets, so that debris and/or snags that are dragged along by the water in the river channel between the surface and the bottom can be captured when the labyrinth structures reach a height from the bottom corresponding to the height of the floating snags and debris. The mesh size of the grids can be adapted to the size of the fish in the river system and/or the litter found in the river system.
Согласно варианту осуществления сетку можно заменить подходящим направляющим устройством для пропускания рыб. Там, где это уместно, такое направляющее устройство может быть выполнено из прозрачного материала и/или в надлежащей части из перфорированного материала, чтобы обеспечить прохождение воды между сторонами направляющего устройства. Перфорация может быть выполнена такого размера, чтобы рыбы, пропускание которых выполняется, не помещались в отверстия, если такое попадание нежелательно.According to an embodiment, the net can be replaced with a suitable fish guide. Where appropriate, such a guide may be made of a transparent material and/or in an appropriate part of a perforated material to allow water to pass between the sides of the guide. The perforation can be made in such a size that the fish being passed through are not placed in the holes if such a hit is undesirable.
Другие варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения и в других показанных примерах.Other embodiments of the invention are described in the dependent claims and other examples shown.
В системе создания гидравлического потока в соответствии с изобретением может быть использовано собственное внутреннее давление, когда вода фактически по меньшей мере дважды минует плотину: в первый раз, когда образуется рабочий поток в заборной трубе - поток, который предназначен для использования в точке входа, и во второй раз в несущем потоке в подъемной трубе. В одном из вариантов рабочему потоку может содействовать насос.The system for generating hydraulic flow according to the invention can use its own internal pressure when the water actually passes the dam at least twice: the first time when a working flow is generated in the intake pipe - a flow that is intended for use at the point of entry, and during the second time in the carrier flow in the riser. In one embodiment, the workflow may be assisted by a pump.
В самом простом варианте осуществления изобретения заборная труба является реализацией сифонной трубы, но согласно варианту изобретения потери течения в заборной трубе могут быть компенсированы установленным в трубе насосом. Согласно варианту осуществления производительность насоса может быть выбрана так, чтобы компенсировать падение давления в подъемной трубе, в некоторой степени посредством увеличения давления в области эжектора, и согласно варианту, в соответствии с уровнем воды в верхнем бьефе плотины и/или в нижнем бьефе плотины, в зависимости от изменения разности давлений при изменении давления по меньшей мере в одном из указанных мест.In the simplest embodiment of the invention, the intake pipe is an implementation of a siphon pipe, but according to an embodiment of the invention, flow losses in the intake pipe can be compensated by a pump installed in the pipe. According to an embodiment, the pump capacity can be chosen to compensate for the pressure drop in the riser, to some extent by increasing the pressure in the ejector area, and optionally, according to the water level upstream of the dam and/or downstream of the dam, in depending on the change in pressure difference when the pressure changes at least in one of these places.
Согласно варианту осуществления изобретения, касательно жестко монтируемого оборудования, забор воды производится из верхнего бьефа плотины на первом уровне или первой высоте воды, если измерять от первой отсчетной высоты (отсчетного уровня), и взятая вода передается в нижний бьеф плотины по первой трубе, которая является весьма широкой; при этом в области нижнего бьефа имеется вторая труба - подъемная труба, которая передает воду из нижнего бьефа плотины к верхнему бьефу плотины на второй уровень воды, который ниже первого уровня воды относительно указанного отсчетного уровня, причем в области нижнего бьефа плотины имеется рыбопропускной затвор, предназначенный для открывания для рыб, чтобы дать возможность рыбам входить в подъемную трубу, чтобы гидравлическое течение в подъемной трубе могло поднимать рыб из нижнего бьефа плотины в верхний бьеф плотины. Таким образом, когда рыбопропускной затвор закрыт, обходной поток воды существенно и эффективно ограничен интенсивностью увлекающего потока. Увлекающий поток воды можно регулировать посредством специализированного клапана или группы таких клапанов, которыми управляет управ- 4 040499 ляющее устройство. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения управление таким клапаном осуществляется дистанционно электрическими сигналами и/или сезонным таймером. Увлекающий поток используется для того, чтобы привлечь рыб ближе к подъемной трубе. Влияние обходного потока воды на КПД выработки электроэнергии считается несущественным.According to an embodiment of the invention, with regard to hard-wired equipment, water is taken from the upstream of the dam at the first level, or the first water height, as measured from the first reference height (reference level), and the taken water is transferred to the downstream of the dam through the first pipe, which is very wide; at the same time, in the downstream area there is a second pipe - a riser pipe, which transfers water from the downstream of the dam to the upstream of the dam to the second water level, which is lower than the first water level relative to the specified reference level, and in the downstream area of the dam there is a fish gate designed for a fish opening to allow the fish to enter the riser so that the hydraulic flow in the riser can lift the fish from the downstream of the dam to the upstream of the dam. Thus, when the fish gate is closed, the bypass water flow is substantially and effectively limited by the intensity of the entraining flow. The entraining water flow can be controlled by means of a specialized valve or a group of such valves controlled by a control device. According to another embodiment of the invention, such a valve is controlled remotely by electrical signals and/or a seasonal timer. The entraining current is used to draw the fish closer to the riser. The impact of the bypass water flow on the efficiency of power generation is considered to be insignificant.
Затем благодаря работе эжектора и формированию течения происходит всасывание входящих рыб в подъемную трубу через эжектор, движение через подъемную трубу к точке выпуска в верхнем бьефе, и выпуск из подъемной трубы для продолжения путешествия к местам нереста. Согласно варианту осуществления поток в заборной трубе форсируется насосом, чтобы обеспечить достаточное давление для создания потока в подъемной трубе до определенной высоты относительно отсчетной высоты. Чтобы гарантировать, что самые жизнеспособные экземпляры рыб будут способны выметать икру и сохранить популяцию рыб, диаметр подъемной трубы выбран в соответствии с размером самой крупной рыбы, встречающейся в речной системе. Согласно варианту осуществления, подъемная труба выбрана так, что ее диаметр по меньшей мере в 1,5 раза превышает размер самой крупной рыбы, встречающейся в речной системе, т.е. максимальный размер рыбы в поперечном направлении относительно направления, в котором рыба плывет. Согласно варианту осуществления, имеется группа подъемных труб, диметры которых различаются в соответствии с конкретными размерами рыб. В такой конструкции вход более крупной рыбы в слишком узкие трубы ограничен, например, направляющими устройствами, чтобы сортировать рыб по размеру для подходящей подъемной трубы.Then, through the operation of the ejector and the formation of the current, incoming fish are sucked into the riser through the ejector, move through the riser to the upstream outlet, and are released from the riser to continue their journey to the spawning grounds. In an embodiment, the flow in the riser is boosted by a pump to provide sufficient pressure to create flow in the riser up to a certain height relative to the reference height. To ensure that the most viable fish specimens are capable of spawning and maintaining the fish population, the riser pipe diameter is chosen to match the size of the largest fish found in the river system. According to an embodiment, the riser is selected such that its diameter is at least 1.5 times the size of the largest fish found in the river system, i. e. the maximum size of the fish in the transverse direction relative to the direction in which the fish swims. According to an embodiment, there is a group of risers whose diameters vary according to the specific size of the fish. In such an arrangement, the entry of larger fish into too narrow tubes is limited, for example by guide devices, in order to sort the fish into sizes for a suitable riser tube.
На практике надлежащая часть труб может быть зарыта в берег или в дно речного русла, когда с учетом ландшафта, экономической целесообразности и особенно технического обслуживания такое решение признано оправданным и экономически выгодным, однако требуется, чтобы сооружение при этом было невидимым и/или надлежащим образом смешивалось с ландшафтом. В некоторых случаях промышленные объекты могут быть такими, что трубы можно оставить видимыми, намеренно на виду, однако с условием, что они эстетически вписываются в окружающую среду. Согласно варианту трубы, которые используются рыбами, выполняют из прозрачных материалов. Однако в соответствии с вариантом осуществления изобретения проложенную в грунте трубу или часть оснащают волноводом, чтобы рыбам было легче входить в трубу, если такая труба заглублена в грунт или помещена в большое темное здание. Согласно варианту осуществления вода в таких трубах может быть подсвечена светильниками для рыб, чтобы их миграция была более естественной за счет устройства соответствующего освещения. Управляющее устройство может управлять светильниками.In practice, an appropriate part of the pipes may be buried in the bank or in the bottom of the river channel, when, taking into account the landscape, economic feasibility and especially maintenance, such a solution is considered justified and economically advantageous, but the structure is required to be invisible and / or properly mixed. with landscape. In some cases, industrial facilities may be such that the pipes can be left visible, intentionally in plain sight, however, with the condition that they fit aesthetically into the environment. According to a variant, the pipes used by the fish are made of transparent materials. However, in accordance with an embodiment of the invention, the buried pipe or part is equipped with a waveguide to make it easier for fish to enter the pipe if such a pipe is buried in the ground or placed in a large dark building. In an embodiment, the water in such pipes can be illuminated with fish lights to make their migration more natural by providing appropriate lighting. The control device can control the luminaires.
Реализованная схема работы экономически эффективна и безопасна, также и для рыб, так что риск заболевания рыб вследствие травмирования значительно уменьшен, если его рассматривать в сравнении с традиционной технологией, применяемой в лестничных рыбоходах и/или подъемниках в рыбопропускных сооружениях.The implemented scheme of operation is cost-effective and safe, also for fish, so that the risk of fish disease due to injury is significantly reduced when compared to conventional technology used in fish ladders and/or lifts in fish passes.
Вдобавок рыбы могут беречь свои энергетические ресурсы при подъеме в потоке в подъемной трубе, так что жизнеспособные рыбы хорошо переносят подъем, и вероятность того, что они доживут до места нереста, выше по сравнению с ситуацией, когда рыбы борются на пределе своих возможностей. Вероятно, что сильная рыба в лучшей форме даст больше потомства, которое также будет более здоровым. Однако в то же время слабые рыбы также могут проходить через рыбоход, но это вовсе не простое дело. Как бы то ни было, предполагается, что последующий быстрый рост рыбных ресурсов ожидается также в качестве основы для развития рыболовного туризма, как направления местного бизнеса.In addition, fish can conserve their energy resources while ascending in the current in the riser, so that viable fish tolerate the rise well and are more likely to survive to spawning grounds compared to a situation where the fish are struggling to the limit. It is likely that strong fish in better shape will produce more offspring, which will also be healthier. However, at the same time, weak fish can also pass through the fish ladder, but this is not at all an easy matter. Be that as it may, it is assumed that the subsequent rapid growth of fish resources is also expected as a basis for the development of fishing tourism as a local business.
Дополнительные преимущества реализации рыбопропускного канала для мигрирующих рыб заключаются, например, в следующем:Additional benefits of implementing a fish channel for migrating fish are, for example, the following:
рыбопропускной канал для мигрирующих рыб может быть смонтирован и, когда необходимо, незаметно вписан в ландшафт;a fish channel for migratory fish can be installed and, when necessary, inconspicuously blended into the landscape;
трубы значительно экономичнее по сравнению с конструкциями из литого бетона;pipes are much more economical compared to cast concrete structures;
не требует технического обслуживания;does not require maintenance;
туннели обхода турбин не требуются для того, чтобы рыбы проходили по ним;turbine bypass tunnels are not required for fish to pass through;
поток, проходящий через плотину, практически незначителен;the flow through the dam is practically negligible;
заметная экономия при приобретении и сооружении, монтаж прост и экономичен;noticeable savings in the acquisition and construction, installation is simple and economical;
безопасный переход вверх по течению для мигрирующих рыб;safe passage upstream for migratory fish;
ожидается быстрый рост рыбных ресурсов, рыбы хорошо переносят переход вверх по течению и остаются здоровыми после такого перехода.fish stocks are expected to grow rapidly, fish tolerate the upstream transition well and remain healthy after such a transition.
Рыбопропускной канал для мигрирующих рыб может увеличить добавленную стоимость, как будет показано далее, не ограничиваясь только указанными аспектами:Fish passage for migratory fish can add value, as will be shown below, but not limited to these aspects:
применим для уже существующих плотин, так что нет необходимости в дорогостоящих специальных решениях для обхода турбин;applicable to already existing dams, so there is no need for expensive special solutions to bypass the turbines;
монтаж труб как таковой отличается простотой;installation of pipes as such is simple;
экономически эффективен;cost effective;
рыбы здоровее и жизнеспособнее также и в местах нереста, так что потомство также становится более жизнеспособным, особенно в долгосрочной перспективе, когда миграция в верховья осуществляется посредством рыбопропускного канала для мигрирующих рыб;fish are healthier and more viable also in the spawning grounds, so that the offspring also become more viable, especially in the long term, when migration to the upper reaches is carried out through the migratory fish channel;
- 5 040499 рыбные ресурсы становятся богаче для рекреационного рыболовства в лососевых реках и/или реках с другими мигрирующими рыбами;- 5 040499 fish resources are becoming richer for recreational fishing in salmon rivers and/or rivers with other migratory fish;
оживляется местный бизнес, основанный на рыболовном туризме.the local business based on fishing tourism revives.
Термин число в данном документе означает любое положительное целое число, начиная с единицы, например один, два, три, ...The term number in this document means any positive integer starting with one, such as one, two, three, ...
Термин группа относится к целым числам, начиная с числа два.The term group refers to integers starting with the number two.
Термин содержать используется в качестве открытого выражения также и в производных формах.The term contain is used as an open expression in derivative forms as well.
Термины точка или место, например точка входа или место входа, означают определенную контекстом точку или место, конец трубы и/или конец ответвляющего элемента, в частности, в связи с терминами точка входа, точка водозабора, точка выпуска или место.The terms point or location, such as entry point or entry point, means a context-specific point or location, pipe end and/or branch end, particularly in connection with the terms entry point, intake point, outlet point, or location.
Термин первый и/или второй и т.д. использованы, чтобы отличать объекты одного рода от таких же объектов другого рода, при этом число объектов не ограничивается только числом объектов, названным в выражении.The term first and/or second, etc. are used to distinguish objects of one kind from the same objects of another kind, while the number of objects is not limited only by the number of objects named in the expression.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Примеры осуществления настоящего изобретения далее будут рассмотрены подробно совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:Embodiments of the present invention will now be discussed in detail in conjunction with the accompanying drawings, in which:
фиг. 1 изображает пример лестничного рыбохода, соответствующего известным техническим решениям;fig. 1 shows an example of a fish ladder according to known technical solutions;
фиг. 2 изображает пример варианта осуществления изобретения, иллюстрирующий работу устройства создания гидравлического потока;fig. 2 depicts an exemplary embodiment of the invention illustrating the operation of a hydraulic flow generating device;
фиг. 3 изображает пример схемы для реализации рыбопропускного канала для мигрирующих рыб;fig. 3 shows an example scheme for implementing a fish pass for migratory fish;
фиг. 4 изображает пример пространственной схемы топологии трубопроводов, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения;fig. 4 depicts an example of a 3D piping topology according to an embodiment of the present invention;
фиг. 5 изображает передвижной рыбопропускной канал для мигрирующих рыб; пример мобильного рыбопропускного узла для мигрирующих рыб (РПУ (MFPU)) со свободным истечением в месте выпуска;fig. 5 shows a movable fish channel for migratory fish; an example of a mobile fish pass for migratory fish (MFPU) with free flow at the point of release;
фиг. 5А-5С иллюстрируют примеры реализации элементов системы, соответствующей изобретению;fig. 5A-5C illustrate examples of implementation of the elements of the system according to the invention;
фиг. 6 изображает пример реализации РПУ (MFPU), как элемента системы, с подробностями;fig. 6 shows an implementation example of a MFPU as a system element in detail;
фиг. 6А изображает пример фрагмента осуществленного рыбопропускного узла для мигрирующих рыб;fig. 6A shows an exemplary fragment of an implemented fish pass for migratory fish;
фиг. 6В изображает пример осуществленного рыбопропускного узла для мигрирующих рыб с обратным течением (РПУО (UPFM)) для использования в качестве элемента системы, располагаемого в верхнем бьефе; причем в узле предусмотрена точка выпуска и точка водозабора;fig. 6B shows an example of an implemented reflux migratory fish gate (UPFM) for use as an upstream element of the system; moreover, the node provides a point of release and a point of water intake;
фиг. 6С изображает пример осуществления системы с использованием в качестве элементов системы рыбопропускных узлов для мигрирующих рыб, таких как РПУ и РПУО;fig. 6C depicts an exemplary system implementation using migrating fish entry points such as RPU and RPU as elements of the system;
фиг. 6D изображает пример осуществления рыбопропускной системы для мигрирующих рыб;fig. 6D depicts an exemplary fish pass system for migratory fish;
фиг. 6Е изображает пример управляющего устройства, соответствующего варианту осуществления изобретения;fig. 6E shows an example of a control device according to an embodiment of the invention;
фиг. 6F изображает пример работы системы клапанов и пример соответствующей временной диаграммы;fig. 6F shows an example of valve system operation and an example of a corresponding timing chart;
фиг. 7 изображает пример реализации якорения РПУ (и/или РПУО) ко дну речного русла или ко дну резервуара с якорящим элементом, как элементом системы;fig. 7 depicts an example of the implementation of the anchoring of the RPU (and/or RPUO) to the bottom of the river channel or to the bottom of the tank with the anchoring element as an element of the system;
фиг. 8 изображает пример схемы рыбопропускного канала для мигрирующих рыб, соответствующего варианту осуществления изобретения, с несколькими точками входа и точками сбора, каждая из которых оснащена группой клапанов;fig. 8 shows an example layout of a migratory fish passage according to an embodiment of the invention with multiple entry and collection points, each equipped with a group of valves;
фиг. 9 изображает пример пространственной схемы варианта осуществления изобретения, соответствующего схеме фиг. 8;fig. 9 depicts an example of a spatial diagram of an embodiment of the invention corresponding to the diagram of FIG. 8;
фиг. 10 изображает выпуск рыб из рыбопропускного канала для мигрирующих рыб в качестве примера выхода рыб в верхний бьеф из точки выпуска вблизи плотины;fig. 10 depicts the release of fish from a migratory fish channel as an example of fish exiting upstream from a release point near a dam;
фиг. 11 изображает выпуск рыб из рыбопропускного канала для мигрирующих рыб в качестве примера выхода рыб в верхний бьеф из удаленной точки выпуска, расположенной дальше от дамбы;fig. 11 depicts the release of fish from a migratory fish channel as an example of fish entering the upstream from a remote release point further from the dam;
фиг. 12 и 13 изображают реализацию частей системы, используемых для формирования минующего турбину возвратного канала, ведущего из верхнего бьефа в нижний бьеф и соответственно расположенного вблизи плотины (фиг. 12) и в более удаленном месте от плотины (фиг. 13); и фиг. 14 изображает пример рабочей схемы с частями системы, которые образуют возвратный канал для рыб, минующий турбину, причем система реализована с датчиком обнаружения присутствия рыб, расположенным в верхнем бьефе плотины.fig. 12 and 13 depict the implementation of parts of the system used to form a return channel bypassing the turbine leading from upstream to downstream and respectively located near the dam (Fig. 12) and at a more remote location from the dam (Fig. 13); and fig. 14 shows an example of an operating diagram with parts of the system that form a fish return channel bypassing the turbine, the system being implemented with a fish detection sensor located upstream of the dam.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
На различных фигурах подобным элементам присвоены одинаковые позиционные номера, если явным образом не указано иное. В рамках одного и того же позиционного номера объект, принадлежащий одному варианту осуществления изобретения, необязательно должен быть в точности идентичен другому аналогичному объекту, которому присвоен такой же позиционный номер. Напротив, из контекстаIn the various figures, like elements are assigned the same reference numbers, unless explicitly indicated otherwise. Within the same reference number, an object belonging to one embodiment of the invention need not be exactly identical to another similar object assigned the same reference number. On the contrary, from the context
- 6 040499 специалисту в данной области должно быть видно потенциальное различие в применении между такими вариантами, если такое различие существует. Определенные варианты осуществления изобретения можно в надлежащей части комбинировать друг с другом.- 6 040499 a person skilled in the art should be able to see the potential difference in application between such options, if such a difference exists. Certain embodiments of the invention can be combined with each other in appropriate part.
Фиг. 2 изображает осуществленный иллюстративный объект 200 для пояснения устройства, которое соответствует вариантам осуществления настоящего изобретения, при этом объект 200 представляет собой пассивный иллюстративный объект, как демонстрационную версию устройства 200 рыбопропускного узла для мигрирующих рыб, РПУ (MFPU, от англ. Migratory Fish Passage Unit). Демонстрационное устройство 200 иллюстрирует устройство, показанное в натуральном масштабе и содержащее следующие соответствующие части: заборную трубу 1, точку 2 входа для сбора рыб, которые в процессе миграции вверх по течению подлежат передаче через подъемную трубу 3, собственно подъемную трубу 3, плотину 4 и точку 5 выпуска. Термин точка как таковой в связи с точкой 2 входа и точкой 5 выпуска относится к концевым частям труб осуществленного сооружения, при этом в соответствии с вариантом осуществления по меньшей мере значение диаметра трубы определяет площадь или объем, который, как предполагается, должен находиться вблизи конца трубы в указанных точках. Показанная заборная труба 1 и подъемная труба 3 иллюстрируют потоки рыбопропускного канала для мигрирующих рыб, которые проходят плотину 4 между нижним бьефом 217А и верхним бьефом 217В речного русла.Fig. 2 depicts an implemented illustrative object 200 for explaining a device that corresponds to embodiments of the present invention, while the object 200 is a passive illustrative object, as a demonstration version of the device 200 of the migratory fish passage unit, RPU (MFPU, from the English. Migratory Fish Passage Unit) . The demonstration device 200 illustrates a device shown in natural scale and containing the following relevant parts: an intake pipe 1, an entry point 2 for collecting fish that, in the process of migrating upstream, are to be transferred through a riser 3, the riser 3 itself, a dam 4 and a point 5 issues. The term point per se, in connection with entry point 2 and exit point 5, refers to the end portions of the pipes of the completed structure, whereby at least the value of the pipe diameter defines, according to an embodiment, the area or volume that is expected to lie near the end of the pipe. at the indicated points. The intake pipe 1 and riser pipe 3 shown illustrate the migrating fish passage flows that pass the dam 4 between the downstream 217A and the upstream 217B of the river channel.
Иллюстративный объект 200 поясняет варианты осуществления изобретения, при этом, вдобавок к показанным трубам и направлениям потоков, объект 200 на определенном уровне в малом масштабе поясняет принцип работы, например, в целях иллюстрации для деловых совещаний.The exemplary object 200 explains embodiments of the invention, wherein in addition to the pipes and flow directions shown, the object 200 explains the principle of operation at a certain level on a small scale, for example, for purposes of illustration for business meetings.
На фиг. 3 представлен пример схемы работы реализованного рыбопропускного канала для мигрирующих рыб с РПУ, соответствующим варианту осуществления настоящего изобретения. В соответствии с изображенным примером сооружения в данной конструкции используется насос 7 для компенсации потерь течения в трубах.In FIG. 3 shows an example of a scheme of operation of an implemented fish passage for migratory fish with a RPU according to an embodiment of the present invention. In accordance with the depicted example of a structure, this design uses a pump 7 to compensate for flow losses in the pipes.
Согласно варианту осуществления изобретения указанный насос в соответствии с вариантом осуществления плотины 4 может быть расположен выше по течению или ниже по течению относительно плотины 4 или в обоих местах, чтобы обеспечить определенное функциональное резервирование и/или чтобы получить мощность перекачки для очень длинных магистралей в конструкциях с крайне длинными трубами (в которых было бы дороже устанавливать одиночный насос, чем два малых). В данном примере осуществления насос 7 был установлен у верхнего бьефа, но может быть расположен в точке, находящейся ближе к месту ответвления трубы подачи увлекающего потока 10, даже (как вариант) вблизи конца заборной трубы у нижнего бьефа. Один аспект, соответствующий указанному варианту осуществления, заключается в том, к какому типу насоса в большей степени относится насос 7: насосу всасывающего типа или насосу нагнетающего типа. Согласно варианту осуществления изобретения оба типа насосов могут быть предусмотрены в целях резервирования и разнесения при работе, чтобы застраховать работу от прерывания и/или неисправностей.According to an embodiment of the invention, said pump according to the embodiment of the dam 4 may be located upstream or downstream of the dam 4 or both, in order to provide a certain functional redundancy and/or to obtain pumping power for very long pipelines in structures with extremely long pipes (in which it would be more expensive to install a single pump than two small ones). In this exemplary embodiment, the pump 7 was installed upstream, but could be located at a point closer to the branch of the entrainment feed pipe 10, even (alternatively) near the downstream end of the intake pipe. One aspect of this embodiment is whether the pump 7 is more of a suction type pump or a pressure type pump. According to an embodiment of the invention, both types of pumps can be provided for the purposes of redundancy and diversity in operation, in order to insure operation against interruption and/or malfunctions.
Группа 99 клапанов обеспечивает управление потоками в подъемной трубе и заборной трубе в соответствующей части для захода рыб и/или потоков воды. Клапаны 99 будут рассмотрены ниже на примере работы системы 99 клапанов согласно фиг. 6D. В ближнем месте у подъемной трубы изображенные клапаны могут быть открыты, закрыты или установлены в состояние между полностью открытым и полностью закрытым положениями, чтобы управлять потоком в подъемной трубе 3, и/или заборной трубе 1, и/или в ответвлениях от указанных труб 1, 3.The valve group 99 controls the flow in the lift pipe and the intake pipe in the respective part for the entry of fish and/or water flow. The valves 99 will be discussed below with reference to the operation of the valve system 99 of FIG. 6d. At a proximal location at the riser, the valves shown may be opened, closed, or set between fully open and fully closed positions to control flow in the riser 3 and/or the intake pipe 1 and/or branches from said pipes 1, 3.
Фиг. 3 поясняет также такой вариант осуществления, который содержит управляющее устройство 301 для управления отбором экземпляров рыб, а также отбором проб воды и/или проб для контроля состава воды, особенно из потока в подъемной трубе 3, или для контроля расходомера.Fig. 3 also explains such an embodiment, which includes a control device 301 for controlling the collection of fish specimens, as well as the collection of water samples and/or samples to control the composition of the water, especially from the flow in the riser 3, or to control the flow meter.
Согласно варианту осуществления изобретения устройство 301 может быть использовано для измерения расхода для контроля потока воды или соответствующего насоса. Устройство 301 иллюстрирует также устройства при отборе проб воды для измерительного прохода 11 (см. фиг. 5С). При надлежащем выборе конструкции прохода возможно также осуществлять отбор экземпляров рыб, как это иллюстрирует вариант устройства 301, расположенного выше по течению.According to an embodiment of the invention, the device 301 can be used to measure the flow to control the flow of water or a corresponding pump. The device 301 also illustrates the devices in the sampling of water for the measuring passage 11 (see Fig. 5C). With proper choice of passage design, it is also possible to sample fish specimens, as illustrated by the upstream version of device 301.
На фиг. 3 также приведены примерные диаметры каналов и труб, соответствующие изображенному примеру, однако диаметры не ограничиваются только показанными значениями.In FIG. 3 also shows the approximate diameters of channels and pipes corresponding to the example shown, however, the diameters are not limited to the values shown.
Например, для подъемной трубы 3 в данном примере установлен размер 50 мм, а для заборной трубы 1 - 200 мм (имеется в виду диаметр). Хотя изображено, что каждая труба как таковая имеет постоянный диаметр между точкой 2 входа и точкой 5 выпуска, предполагается, что варианты осуществления не ограничиваются только упомянутыми примерными значениями в устройстве и/или РПУ или только постоянным диаметром. Согласно варианту осуществления изобретения подача увлекающего потока 10 была организована, например, при помощи трубы диаметром 50 мм, но данный пример не ограничивает собой возможные варианты осуществления изобретения.For example, riser pipe 3 in this example is set to 50 mm and intake pipe 1 is set to 200 mm (meaning the diameter). Although each pipe as such is shown to have a constant diameter between the entry point 2 and the exit point 5, it is intended that the embodiments are not limited to the above exemplary values in the device and/or the RPU, or only to a constant diameter. According to an embodiment of the invention, the entraining flow 10 was supplied, for example, using a pipe with a diameter of 50 mm, but this example does not limit the possible embodiments of the invention.
Фиг. 3 также иллюстрирует места нижнего бьефа 217А и верхнего бьефа 217В плотины 4. Естественное течение воды в направлении русла реки показано наклоном стрелок, при этом острие стрелки указывает на соответствующее направление вверх по течению или вниз по течению относительно плотины 4.Fig. 3 also illustrates the locations of the downstream 217A and upstream 217B of the dam 4. The natural flow of water in the direction of the riverbed is indicated by the slope of the arrows, with the point of the arrow indicating the respective direction upstream or downstream of the dam 4.
- 7 040499- 7 040499
Фиг. 4 иллюстрирует пример работы реализованного рыбопропускного устройства для мигрирующих рыб на участке нижнего бьефа. В примере осуществления, приведенном на фиг. 4, насос 7 (который не показан) расположен в верхнем бьефе (см. насос 7 и плотину 4 на фиг. 3). Однако, хотя насос и не показан, в тех вариантах осуществления, в которых предполагается использование насоса, согласно ряду вариантов насос может быть расположен в плотине 4, вблизи плотины или рядом с плотиной или по ходу течения после плотины. Согласно фиг. 3 насос 7 может быть осуществлен так, чтобы его сторона всасывания находилась на стороне верхнего бьефа, а сторона нагнетания - на стороне нижнего бьефа относительно впускной трубы 1. Точка 12 водозабора находится перед насосом в направлении верхнего бьефа от впускной трубы 1. Схема, пример которой приведен на фиг. 3, может быть использована в конструкциях, соответствующих фиг. 4, для управления трубами и схемой трубных соединений. Управляющее устройство может быть использовано для управления клапанами (заслонками) и потоками.Fig. 4 illustrates an example of the operation of a realized fish passage device for migratory fish in the downstream area. In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, pump 7 (which is not shown) is upstream (see pump 7 and weir 4 in FIG. 3). However, although a pump is not shown, in embodiments where a pump is to be used, in some embodiments, the pump may be located in the dam 4, near or adjacent to the dam, or downstream of the dam. According to FIG. 3, the pump 7 can be designed so that its suction side is on the upstream side and its discharge side is on the downstream side with respect to the inlet pipe 1. The intake point 12 is located upstream of the pump from the inlet pipe 1. Diagram, an example of which shown in Fig. 3 can be used in designs corresponding to FIG. 4, to manage the pipes and pipe layout. The control device can be used to control valves (flaps) and flows.
Фиг. 4 поясняет функциональную схему, демонстрируя в объемном виде устройство, соответствующее настоящему изобретению, при этом точка входа сформирована из трубы, содержащей две ветви. Согласно варианту осуществления изобретения точка входа содержит две части, но согласно ряду других вариантов осуществления число ветвей может быть большим. Согласно еще одному варианту осуществления у указанных ветвей есть свои собственные концы, которые отстоят друг от друга на расстоянии, но соединяются вместе у подъемной трубы. Конкретный пример не ограничивает другие возможные варианты только приведенной конструкцией, но число ветвей может быть больше двух. Согласно варианту осуществления изобретения также могут быть использованы резервные подъемные трубы. Согласно варианту осуществления изобретения две или более точки входа могут быть настроены на поочередную работу, чтобы переключаться между открытым и закрытым состояниями для обеспечения доступа рыбам к соответствующей подъемной трубе или ветви.Fig. 4 explains the functional diagram by showing in three-dimensional form the device according to the present invention, wherein the entry point is formed from a pipe containing two branches. According to an embodiment of the invention, the entry point contains two parts, but according to some other embodiments, the number of branches can be large. According to yet another embodiment, said branches have their own ends which are spaced apart but join together at the riser pipe. The specific example does not limit the other possible options to just the given construction, but the number of branches may be greater than two. Backup risers can also be used according to an embodiment of the invention. According to an embodiment of the invention, two or more entry points can be configured to alternate between open and closed states to allow fish to access the respective riser or branch.
На фиг. 4 эллипс, изображенный штриховой линией, иллюстрирует РПУ, расположенный в нижнем бьефе плотины.In FIG. 4, the dashed line ellipse illustrates the RPU located downstream of the dam.
Согласно варианту осуществления изобретения точка 12 водозабора на фиг. 3 расположена близко к поверхности воды, так чтобы точку 5 выпуска можно было расположить ниже от поверхности, глубже, чтобы создать разность гидравлических давлений между указанными точками.According to an embodiment of the invention, the water intake point 12 in FIG. 3 is located close to the surface of the water so that the outlet point 5 can be located lower from the surface, deeper to create a difference in hydraulic pressure between said points.
На фиг. 5 изображено оборудование, соответствующее варианту осуществления изобретения, чтобы показать воду, свободно выходящую из точки выпуска, из конца подъемной трубы 3.In FIG. 5 shows equipment according to an embodiment of the invention to show the water flowing freely from the point of discharge, from the end of the riser pipe 3.
Оборудование на фиг. 5 осуществлено в виде устройства, которое подобно полномасштабному сооружению, которое могло бы быть использовано в жестко смонтированном виде на плотине гидроузла в качестве рыбопропускного канала для мигрирующих рыб, но на фиг. 5 представлено в уменьшенном масштабе, так что его можно перевозить на автомобиле или трейлере, как показано на фиг. 5. Данный вариант осуществления удобным образом реализует передвижной рыбопропускной канал для мигрирующих рыб, предназначенный для использования на небольшой рыбоводческой ферме или для локальной перевозки в соответствии с нуждами и экстренными ситуациями. Передвижной рыбопропускной канал для мигрирующих рыб может быть осуществлен в соответствующей части согласно схеме фиг. 3, при этом трубы, там где это уместно, могут быть выполнены из гнущегося или эластичного материала. Взаимное положение точки входа, точки водозабора и точки выпуска зависит от того, где устанавливается передвижное устройство - у верхнего бьефа или у нижнего бьефа плотины. Если необходимо, то может быть использован насос, так чтобы обеспечить течения и/или стимулирующие течения в соответствии со схемой фиг. 3. Фиг. 5 также демонстрирует в соответствующей части версию передвижного варианта осуществления системной части тракта обхода турбины, предназначенного для использования на рыбоводческой ферме.The equipment in Fig. 5 is implemented as a device that is similar to a full-scale structure that could be used in a rigidly mounted form on a hydroelectric dam as a fish passage for migratory fish, but in FIG. 5 is scaled down so that it can be transported by car or trailer as shown in FIG. 5. This embodiment conveniently realizes a movable fish passage for migratory fish for use in a small fish farm or for local transportation according to needs and emergencies. A mobile fish passage for migrating fish can be implemented in the corresponding part according to the scheme of FIG. 3, while the pipes, where appropriate, can be made of a flexible or elastic material. The mutual position of the entry point, the water intake point and the outlet point depends on where the mobile device is installed - at the upstream or downstream of the dam. If necessary, a pump may be used so as to provide flows and/or stimulating flows in accordance with the scheme of FIG. 3. FIG. 5 also shows, in relevant part, a version of a mobile embodiment of the turbine bypass path system portion for use in a fish farm.
Согласно фиг. 5А и 5В и в соответствии с вариантом осуществления изобретения по меньше мере одна из точек: точка 12 водозабора и/или точка 5 выпуска связана с плавающим буем или понтоном, так чтобы непосредственно следовать за уровнем воды в соответствующем месте, без опасения того, что точка 12 водозабора заборной трубы 1 окажется выше поверхности воды, когда уровень воды будет понижаться. Аналогичным образом, точку 2 входа также можно устроить плавающей за счет буя или понтона 501 в нижнем бьефе. Примеры таких вариантов осуществления приведены на фиг. 5А и/или 5В.According to FIG. 5A and 5B and in accordance with an embodiment of the invention, at least one of the water intake point 12 and/or the outlet point 5 is connected to a floating buoy or pontoon so as to directly follow the water level at the corresponding location without fear that the point 12 of the water intake of the intake pipe 1 will be above the surface of the water when the water level drops. Likewise, the entry point 2 can also be made floating by a buoy or pontoon 501 downstream. Examples of such embodiments are shown in FIG. 5A and/or 5B.
В примере на фиг. 5А точка 12 водозабора на конце трубы расположена так, чтобы она держалась в воде за счет прикрепления точки 12 водозабора к понтону 502 и чтобы при этом конец трубы находился под поверхностью воды. Согласно другому варианту осуществления конец трубы точки 5 выпуска расположен так, чтобы он держался в воде за счет прикрепления к понтону под поверхностью воды на определенной глубине. Согласно варианту осуществления изобретения конец трубы точки 12 забора прикреплен к тому же самому понтону, что и конец трубы точки 5 выпуска, но указанные концы закреплены так, что находятся друг от друга на постоянном расстоянии h по вертикали, чтобы между ними была обеспечена разность давлений. Указанное расстояние по вертикали можно также получить, если расположить концы труб точек 5 и 12 на расстоянии друг от друга, чтобы они держались в воде у дна реки, при этом конец трубы точки 12 расположить выше по течению, причем, чтобы эффективно набрать расстояние h по вертикали, место расположения будет зависеть от уклона русла реки.In the example in FIG. 5A, the intake point 12 at the end of the pipe is positioned so that it is kept in the water by attaching the intake point 12 to the pontoon 502, and so that the end of the pipe is below the surface of the water. According to another embodiment, the end of the outlet pipe 5 is positioned to be held in the water by being attached to a pontoon below the surface of the water at a certain depth. According to an embodiment of the invention, the pipe end of the intake point 12 is attached to the same pontoon as the pipe end of the discharge point 5, but said ends are fixed so that they are at a constant vertical distance h from each other so that a pressure difference is provided between them. The specified vertical distance can also be obtained by placing the ends of the pipes of points 5 and 12 at a distance from each other so that they stay in the water at the bottom of the river, while the end of the pipe of point 12 is located upstream, and in order to effectively gain distance h along vertical, the location will depend on the slope of the riverbed.
Хотя в качестве варианта осуществления узел РПУ относительно плотины 4 был показан в нижнемAlthough, as an embodiment, the RPU assembly relative to dam 4 has been shown in the lower
- 8 040499 бьефе, согласно другому варианту осуществления изобретения другой РПУ может быть использован в верхнем бьефе, чтобы держать конец трубы точки 5 и/или конец трубы точки 12 около места своего расположения. При таком варианте осуществления соединения труб в верхнем бьефе могут быть изменены по сравнению с соединениями труб в нижнем бьефе, так что потоки воды в соответствующей части меняют свое направление на противоположное. Специалист в данной области, ознакомившись с вариантами осуществления настоящего изобретения, сможет выполнить соединения и для данного варианта. На фиг. 5а и/или 5В пояснения к точке 5 и от точки 2 иллюстрируют подъемную трубу 3, которая следует от нижнего бьефа к верхнему бьефу согласно примеру фиг. 3.- 8 040499 downstream, according to another embodiment of the invention, another RPU can be used upstream to keep the end of the pipe at point 5 and/or the end of the pipe at point 12 near its location. With such an embodiment, the upstream pipe connections can be reversed compared to the downstream pipe connections, so that the water flows in the respective part are reversed. A person skilled in the art, having familiarized himself with the embodiments of the present invention, will be able to make connections for this embodiment. In FIG. 5a and/or 5B of the explanation to point 5 and from point 2 illustrate a riser 3 that follows from downstream to upstream according to the example of FIG. 3.
На фиг. 5В в соответствии с вариантом осуществления изобретения понтон 502 и/или понтон 501 при своем размещении заякорены соответственно к определенному понтонному резервуару 504, 503, чтобы поддерживать концы труб точек 5, 12 или конец трубы точки 2 (в месте нахождения резервуара 503) ниже поверхности воды. Согласно изобретению понтонные резервуары 503 и/или 504 затапливают на дно реки, так чтобы даже, если река почти полностью обмелеет до глубины, при которой средняя мигрирующая рыба речной системы все еще будет способна плыть, понтоны 501 и/или 502, несмотря на сильное обмеление реки, по-прежнему смогут держаться на воде в определенном понтонном резервуаре, к которому понтон привязан, и сохранять работоспособность для миграции рыб. Согласно варианту осуществления понтонный резервуар может также препятствовать сносу понтона или буя из-за течения или из-за ветра.In FIG. 5B, in accordance with an embodiment of the invention, the pontoon 502 and/or pontoon 501, when deployed, are anchored respectively to a particular pontoon reservoir 504, 503 to support the pipe ends of points 5, 12 or the pipe end of point 2 (at the location of the reservoir 503) below the surface of the water. . According to the invention, the pontoons 503 and/or 504 are flooded to the bottom of the river, so that even if the river is almost completely shallow to a depth at which the average migratory fish of the river system will still be able to swim, the pontoons 501 and/or 502, despite the strong shallowing rivers will still be able to stay afloat in a specific pontoon tank to which the pontoon is tied and remain operational for fish migration. In an embodiment, the pontoon reservoir may also prevent the pontoon or buoy from drifting due to current or wind.
Согласно еще одному варианту осуществления привязка РПУ может также быть выполнена при помощи якорного приспособления, прикрепленного к понтону, как показано в примере фиг. 7, причем в сильно мелеющих речных системах якорное приспособление фиксируют в резервуаре, но опционально фиксируют на дне реки без резервуара в таких речных системах, которые не мелеют в такой степени, что требуется резервуар в то время года, когда мигрирующая рыба идет на нерест. Схема фиг. 7 поясняет, что размер якорного сопряжения также может быть весьма большим, но он не ограничен теми соотношениями размеров, которые показаны на фигуре, скорее якорение как таковое может быть выполнено множеством способов, чтобы удерживать понтоны в нужном месте, и также может быть выполнено при помощи тросов.According to another embodiment, anchoring of the RPU can also be done with an anchor attached to the pontoon, as shown in the example of FIG. 7, wherein in very shallow river systems the anchorage is fixed in the tank, but optionally fixed to the river bottom without a tank in such river systems that do not become shallow enough to require a tank at the time of year when migrating fish spawn. The scheme of Fig. 7 explains that the size of the anchor interface can also be quite large, but it is not limited to the size ratios shown in the figure, rather, anchoring as such can be done in a variety of ways to keep the pontoons in the right place, and can also be done using cables.
Понтонный резервуар может быть оснащен подходящими мелкими сетками и/или лабиринтами, чтобы воспрепятствовать попаданию плавающего мусора, хотя он может быть выполнен и свободным, поскольку резервуар может требовать очистки от мусора и ила, который осаждается в резервуаре.The pontoon tank can be fitted with suitable fine meshes and/or labyrinths to keep floating debris out, although it can be made free as the tank may need to be cleared of debris and sludge that settles in the tank.
Соответствующим образом понтон 501 нижнего бьефа может быть привязан к понтонному резервуару 503. Понтон 501 может служить понтоном для РПУ. Аббревиатура РПУО на фиг. 5В использована, чтобы представить такой вариант исполнения РПУ, который является обращенным в отношении направлений течения (на что указывает буква О в аббревиатуре РПУО), при этом, чтобы обеспечить работу устройства, трубы соединены соответствующим образом в верхнем бьефе. Таким образом, понтон 502 может служить понтоном для РПУ, который подключен обратным образом т.е. для РПУО. Тогда конец трубы точки 2 входа может быть закреплен на подходящем уровне под поверхностью воды, и мигрирующая рыба сможет заходить в рыбопропускной канал в условиях высохшей реки, даже если вариации уровня воды велики. Согласно варианту осуществления изобретения понтон 502 может служить понтоном для рыбопропускного узла в форме РПУО, хотя на фиг. 5А он так не обозначен.Accordingly, the downstream pontoon 501 can be tied to the pontoon tank 503. The pontoon 501 can serve as a pontoon for the RPU. The abbreviation RPUO in FIG. 5B is used to represent a version of the RPU that is reversed with respect to the directions of flow (as indicated by the letter O in the abbreviation RPU), while pipes are connected in an appropriate way upstream to ensure the operation of the device. Thus, the pontoon 502 can serve as a pontoon for the RPU, which is connected in the opposite way, i. for the RPU. Then the pipe end of the entry point 2 can be fixed at a suitable level below the surface of the water, and migrating fish can enter the fish passage in dry river conditions, even if the water level variations are large. According to an embodiment of the invention, the pontoon 502 may serve as a pontoon for a fish pass in the form of a SRCH, although in FIG. 5A is not labeled as such.
В качестве возможного варианта осуществления на фиг. 5А прерывистой линией показана интеграция элементов, при этом внутри линии наглядно показана часть действующих элементов трубопроводов рыбопропускного канала для мигрирующих рыб.As a possible embodiment, in FIG. 5A, the broken line shows the integration of the elements, while inside the line, a part of the active elements of the pipelines of the fish passage for migrating fish is clearly shown.
Согласно варианту осуществления изобретения интеграция коснулась по меньшей мере одного из следующих элементов: конца трубы в точке 2 входа, конца трубы в точке 5 выпуска и конца трубы в точке 12 водозабора, которые были интегрированы в части понтонов так, что точка 2 входа понтона 501 нижнего бьефа отделена от понтона 502 верхнего бьефа как такового, хотя соединена (или может быть соединена) посредством трубы и клапанов с понтоном верхнего бьефа. Плотина обозначена индексом 4.According to an embodiment of the invention, the integration touched at least one of the following elements: the end of the pipe at the entry point 2, the end of the pipe at the outlet point 5 and the end of the pipe at the intake point 12, which were integrated into the parts of the pontoons so that the entry point 2 of the lower pontoon 501 the tailwater is separate from the headwater pontoon 502 as such, although connected (or may be connected) by pipe and valves to the headwater pontoon. The dam is marked with index 4.
На фиг. 5А и 5В упомянутые элементы 501, 502, 503 и 504 согласно изобретению являются элементами системы, образованной путем использования устройства для создания потока согласно варианту осуществления изобретения. Что касается осуществленных РПУ и/или РПУО как частей реализованного устройства и/или как применяемых элементов системы, то указанные узлы будут рассмотрены согласно фиг. 6-6F.In FIG. 5A and 5B, said elements 501, 502, 503 and 504 according to the invention are elements of a system formed by using a flow generating device according to an embodiment of the invention. With regard to the implemented RPU and/or RPUO as parts of the implemented device and/or as applied elements of the system, these nodes will be considered according to FIG. 6-6F.
Согласно варианту осуществления изобретения точка 12 водозабора на конце трубы присоединена к своему собственному бую или понтону, который заякорен в соответствующей части, например к речному дну и/или к дну резервуара 503, 504.According to an embodiment of the invention, the water intake point 12 at the end of the pipe is connected to its own buoy or pontoon, which is anchored in the appropriate part, for example, to the river bottom and/or to the bottom of the tank 503, 504.
Специалистам в данной области известно из вариантов таких конструкций, что понтон может быть привязан к определенному положению с использованием оттяжки, которая проходит от наземного объекта к надлежащей конструкции понтона. Трубы для транспортировки воды, входящие в число элементов осуществляемой системы, могут быть (согласно аспектам функционирования) оснащены эластичными элементами для выполнения крепления к бую или понтону, так чтобы точка водозабора благодаря эластичным элементам и/или гнущемуся материалу могла следовать за уровнем поверхности воды вIt is known to those skilled in the art from embodiments of such structures that the pontoon can be tethered to a specific position using a bail that extends from the surface feature to the appropriate pontoon structure. Pipes for transporting water, which are part of the elements of the implemented system, can (according to aspects of operation) be equipped with elastic elements for fastening to a buoy or pontoon, so that the water intake point, thanks to elastic elements and / or bending material, can follow the level of the water surface in
- 9 040499 верхнем бьефе и/или нижнем бьефе плотины 4. Аналогичным образом, точка 5 выпуска рыб может быть оснащена буем или понтоном и может находиться в более низком положении, чем точка 12 водозабора для поддержания разности гидравлических давлений несмотря на вариации уровня воды. Согласно варианту осуществления, точка 12 водозабора и точка 5 выпуска установлены на одном и тем же буе или понтоне, но на разных уровнях, так что точка 12 водозабора находится ближе к поверхности воды, чем точка 5 выпуска (на расстояние h, как на фиг. 5А). Понтон или буй согласно изобретению может быть осуществлен как понтон РПУ и/или как понтон РПУО.- 9 040499 upstream and/or downstream of the dam 4. Similarly, the fish release point 5 may be equipped with a buoy or pontoon and may be in a lower position than the intake point 12 to maintain a hydraulic pressure difference despite water level variations. According to an embodiment, the water intake point 12 and the release point 5 are installed on the same buoy or pontoon, but at different levels, so that the water intake point 12 is closer to the surface of the water than the outlet point 5 (by a distance h, as in FIG. 5A). The pontoon or buoy according to the invention can be implemented as a RPU pontoon and/or as a RPU pontoon.
Посредством заборной трубы 1 производится перенос воды к точке 2 входа, что в осуществленной конструкции выполняет труба 610, которая ведет к узлу 602, откуда рыбы подаются в направляющую трубу 603, которая ведет в подъемную трубу 3; далее за счет эжекционного всасывания в точке входа рыбы, которые должны быть переданы в подъемную трубу 3, плывут из нижнего бьефа, проходя плотину, в верхний бьеф, и выходят из подъемной трубы 3 в точке 5 выпуска. Согласно варианту осуществления изобретения точку водозабора защищают, так чтобы рыба не имела к ней доступа, если это небезопасно для рыбы, особенно, когда сезон миграции в разгаре, и предполагается, что рыба мигрирует вверх по реке. Защита может быть съемной, если трубы предполагается использовать в качестве обратного прохода для возвращающейся рыбы, для прохода рыбы, минуя турбину.The intake pipe 1 transfers water to the entry point 2, which in the implemented design is carried out by a pipe 610 which leads to a node 602 from where the fish are fed into a guide pipe 603 which leads to a riser pipe 3; then, due to the ejection suction at the entry point, the fish to be transferred to the riser 3 swim from the downstream, passing the dam, to the upstream, and exit the riser 3 at the outlet point 5. According to an embodiment of the invention, the water point is protected so that fish do not have access to it if it is not safe for the fish, especially when the migration season is in full swing and the fish are expected to migrate upriver. The protection can be removable if the pipes are intended to be used as a return passage for returning fish, for the passage of fish bypassing the turbine.
Согласно варианту осуществления изобретения заборная труба может быть использована во время сезона возвращения рыб, когда рыбы возвращаются с мест нереста; при этом труба может использоваться в качестве рыбохода, который минует туннели турбины. При таком варианте осуществления рыб можно направлять посредством надлежащих клапанов группы 99 клапанов из трубы, проводя рыб из верхнего бьефа в нижний бьеф. Клапаны могут быть использованы для управления количеством воды, которое проходит плотину, для уменьшения потерь воды. Этого можно добиться путем управления группой 99 клапанов во времени, чтобы дать возможность рыбам проходить соответствующие клапаны.According to an embodiment of the invention, the intake pipe can be used during the fish return season when the fish return from their spawning grounds; in this case, the pipe can be used as a fish passage that bypasses the turbine tunnels. In this embodiment, the fish can be directed through the proper valves of valve group 99 from the pipe, guiding the fish from upstream to downstream. Valves can be used to control the amount of water that passes through the dam to reduce water loss. This can be achieved by controlling a group of 99 valves over time to allow the fish to pass through the corresponding valves.
Мусор или иные посторонние предметы, которые могли бы входить в трубы и вероятнее всего приводили бы к засорению, могут быть отфильтрованы от воды, которая имеет доступ в устройство из точки 12 водозабора. Клапаны группы 99 могут осуществлять управление тем, какие из возможных ветвей труб действуют активно в таких конструкциях, в которых имеется ряд возможных вариантов использования впускной трубы 1 и/или подъемной трубы 3 для их параллельной работы в качестве частей рыбопропускного канала для мигрирующих рыб. Имеется также возможность организации увлекающего потока 10 воды из заборной трубы 1 для привлечения мигрирующих рыб к точке 2 входа, так чтобы инстинкт мог наводить рыб на требуемый проход во встречном течении.Debris or other foreign objects that could enter the pipes and would most likely cause clogging can be filtered from the water that has access to the device from the point 12 of the water intake. Valves of group 99 can control which of the possible branches of pipes are active in such designs, in which there are a number of possible options for using the inlet pipe 1 and/or riser pipe 3 to operate in parallel as parts of a fish passage for migratory fish. There is also the possibility of organizing an entraining flow 10 of water from the intake pipe 1 to attract migrating fish to the entry point 2 so that the instinct can direct the fish to the required passage in the opposite current.
Согласно варианту осуществления изобретения измерительный проход 11, который для примера расположен у верхнего бьефа (однако не предполагается ограничивать измерительный проход только положением, приведенным в примере), содержит счетчик для подсчета числа рыб, движущихся в подъемной трубе. Измерение или подсчет рыб также рассматривается в примере осуществления на фиг. 5С. Согласно варианту осуществления подсчет рыб основан на оптическом сигнале, например на световом пучке от источника света; при этом, когда рыба пересекает световой пучок, формируется импульс, характеризующий подлежащую определению длину рыбы, а следовательно, ее размер и числовую оценку рыбы, когда величина потока и скорость рыбы могут быть измерены достаточно точно на основе оптического сигнала, который в надлежащем месте в преобразователе преобразуется в электрический сигнал, который далее обрабатывается в электрической форме. Данные числа, и/или размера, и/или вида рыб могут быть сохранены в базе данных локально и/или через Интернет или иную коммуникационную сеть. Сигнал от счетчика, камеры и/или устройства обработки изображений и/или часть такой информации может быть использована, например, для формирования управляющего сигнала. Как вариант, подсчет может быть в соответствующей части основан на акустическом эхе от рыбы или ее части.According to an embodiment of the invention, the measuring passage 11, which for example is located upstream (however, it is not intended to limit the measuring passage to the position shown in the example), contains a counter for counting the number of fish moving in the riser. Measuring or counting fish is also considered in the exemplary embodiment of FIG. 5C. In an embodiment, the fish count is based on an optical signal, such as a light beam from a light source; when the fish crosses the light beam, a pulse is generated that characterizes the length of the fish to be determined, and therefore its size and the numerical value of the fish, when the magnitude of the flow and the speed of the fish can be measured accurately enough on the basis of an optical signal that is in the right place in the transducer converted into an electrical signal, which is further processed in electrical form. The numbers and/or size and/or fish species data may be stored in a database locally and/or via the Internet or other communication network. The signal from the counter, camera and/or image processing device and/or part of such information can be used, for example, to generate a control signal. Alternatively, the count may be in the relevant part based on the acoustic echo from the fish or part thereof.
Согласно варианту осуществления также может быть использована и камера, так чтобы при проходе рыб по подъемной трубе 3 можно было использовать масштаб, нанесенный на фон и/или виртуальный масштаб устройства обработки изображений для надежного оценивания размера рыб. Во время подсчета рыб детектор, который используется для обнаружения рыб, в силу присутствия заслоняющей рыбы (т.е. достаточно крупной, чтобы закрыть вид другой рыбы, которая потенциально в то же самое время может находиться в трубе 3) в измерительном проходе для подсчета, другая рыба как таковая может быть не обнаружена, однако если устройство способно обнаружить потенциально другую рыбу, то согласно варианту осуществления изобретения, основанному на счете импульсов, может оказаться необходимой поправка на мертвое время, когда плотный косяк рыб появляется в точке детектирования, проходя устройство обнаружения.According to an embodiment, a camera can also be used, so that when the fish pass through the riser 3, the scale applied to the background and/or the virtual scale of the image processing device can be used to reliably estimate the size of the fish. During fish counting, a detector that is used to detect fish, due to the presence of an obstructing fish (i.e. large enough to block the view of other fish that could potentially be in pipe 3 at the same time) in the counting passage, other fish per se may not be detected, however, if the device is capable of detecting potential other fish, then according to the pulse counting embodiment, a dead time correction may be necessary when a dense school of fish appears at the detection point passing the detection device.
Согласно варианту осуществления камеру можно сочетать посредством обычной счетной автоматики известного типа также и с сетью Интернет, чтобы обеспечить изучение рыб не только локально в данном месте, но также и удаленными исследователями, чтобы они могли использовать данные, полученные посредством измерительного прохода. Установка может быть выполнена так, чтобы использовать соответствующий заменяемый/открываемый фланец и водяной затвор, который можно использовать для отлова экземпляров рыб, чтобы их индивидуально обмерять и/или выпускать обратно.According to an embodiment, the camera can be combined, by means of a conventional computer of known type, also with the Internet, to enable the study of fish not only locally at a given location, but also by remote researchers, so that they can use the data obtained through the measuring passage. The setup can be configured to use an appropriate replaceable/openable flange and a water seal that can be used to catch fish specimens to be individually measured and/or released back.
Путем надлежащего выбора источника света, как элемента системы для оптического счетного уст- 10 040499 ройства, например лазера или опционально - источника белого света, можно производить спектрометрические измерения поглощения, применяя неинвазивные оптические методы, если спектрометр и/или компоненты, формирующие оптический сигнал, использовать для изучения рыб, и/или анализа воды, и/или определения состава воды.By proper selection of the light source as part of the system for an optical counting device, such as a laser or optionally a white light source, spectrometric absorption measurements can be made using non-invasive optical techniques if the spectrometer and/or optical signal generating components are used. to study fish, and/or analyze water, and/or determine the composition of the water.
Согласно варианту осуществления изобретения клапаны 99 образуют группу клапанов и представляют собой закрывающие заслонки, которые как таковые содержат механическую часть, но согласно варианту осуществления содержат и электронную часть, которой можно управлять посредством электрических управляющих сигналов, чтобы обеспечить механическое воздействие на проходящий сквозной поток со стороны по меньшей мере одной заслонки из системы 99 клапанов, когда указанная заслонка приведена в действие. Согласно варианту осуществления управляющий сигнал представляет собой цифровой сигнал или согласно другому варианту управляющий сигнал является аналоговым сигналом. Согласно варианту осуществления сигнал может быть оптическим, предназначенным для передачи в интерфейс для преобразования в электрический сигнал. Основной сигнал в оптической форме может быть предпочтительнее электрического сигнала в тех местах, где, например, присутствуют сильные магнитные поля. Согласно варианту осуществления устройство передачи управляющего сигнала (передатчик) и устройство приема управляющего сигнала совместимы в отношении типа сигнала, с которым они работают цифрового или аналогового. Согласно варианту осуществления обмен сигналами по проводам предпочтительнее в условиях передачи на большое расстояние под водой в силу свойств распространения радиоволн под водой, если оптический сигнал не может распространяться в воде на достаточно большие расстояния.According to an embodiment of the invention, the valves 99 form a group of valves and are closing dampers, which as such contain a mechanical part, but according to an embodiment also contain an electronic part, which can be controlled by electrical control signals in order to mechanically act on the passing through flow from the side at least one damper from the valve system 99 when said damper is actuated. In an embodiment, the control signal is a digital signal, or in another embodiment, the control signal is an analog signal. According to an embodiment, the signal may be an optical signal intended to be transmitted to an interface for conversion to an electrical signal. The main signal in optical form may be preferable to the electrical signal in places where, for example, strong magnetic fields are present. According to an embodiment, the control signal transmitting device (transmitter) and the control signal receiving device are compatible in terms of the type of signal they operate on digital or analog. According to an embodiment, wired signaling is preferable in long distance underwater transmission conditions due to underwater radio wave propagation properties if the optical signal cannot propagate long enough distances in water.
Также согласно фиг. 3 и/или 5С измерительная точка 11, которая может быть реализована в подъемной трубе 3 перед точкой 5 выпуска, может быть даже вынесена в лабораторию гидроузла, так чтобы рыб в подъемной трубе 3 можно было фотографировать и/или снимать на видео, но также определять размер экземпляров неинвазивными методами при условии, что в трубе имеется прозрачная часть, окно, для использования оптических приборов с указанной целью. Такая измерительная точка 11 может быть оснащена счетчиком для подсчета рыб. Конструкция рыбопропускной системы для мигрирующих рыб в виде трубы обеспечивает удобные возможности для вариантов осуществления изобретения и способствует точности производимого анализа. Из вариантов осуществления настоящего изобретения специалисту должно быть понятно, что полученные таким образом данные измерений могут быть переданы в виде электронных сигналов через Интернет или локальную сеть другим участникам, заинтересованным в данных по рыбам, которые должны быть в соответствующей части проанализированы и сохранены в необходимом объеме.Also according to FIG. 3 and/or 5C, the measuring point 11, which can be implemented in the riser 3 before the release point 5, can even be placed in the laboratory of the waterworks, so that the fish in the riser 3 can be photographed and/or filmed, but also determined the size of specimens by non-invasive methods, provided that the pipe has a transparent part, a window, for the use of optical instruments for the specified purpose. Such a measuring point 11 can be equipped with a counter for counting fish. The tubular design of the migratory fish pass system provides convenient options for embodiments of the invention and contributes to the accuracy of the analysis being carried out. From the embodiments of the present invention, it should be clear to the person skilled in the art that the measurement data thus obtained can be transmitted in the form of electronic signals via the Internet or a local network to other participants interested in fish data, which should be analyzed in the appropriate part and stored to the required extent.
Согласно варианту осуществления обнаружение рыб может быть использовано для формирования управляющего сигнала, который зависит от количества рыб в трубе, но также задержанного сигнала для управления измерительным проходом в соответствии с положениями рыб. Таким образом, рыба может быть сфотографирована, но также, если у рыбы имеется индивидуальный электронный метящий чип, который может быть виден при надлежащих условиях, то может быть произведено распознавание указанного чипа, а если чип осуществлял активный сбор информации, то такая информация могла бы быть сгружена на измерительном участке 11. Рыбы могут быть также записаны на видео. Согласно варианту осуществления изобретения возможна также классификация рыб в соответствии с их размером относительно надлежащим образом выбранного размера трубы, так что может быть получена статистика подсчета рыб определенного размера более надежно, поскольку в соответствующей части базируется на распознавании фигуры. Также можно делать поправку на время ожидания при оценивании числа рыб, если в зоне подсчета рыб много, а подсчет основывается на счете импульсов и/или на длительности импульсов.According to an embodiment, fish detection can be used to generate a control signal that depends on the number of fish in the pipe, but also a delayed signal to control the measuring passage according to the positions of the fish. Thus, the fish can be photographed, but also, if the fish has an individual electronic marking chip that can be seen under proper conditions, then recognition of said chip can be made, and if the chip was actively collecting information, then such information could be unloaded at measuring site 11. Fish can also be recorded on video. According to an embodiment of the invention, it is also possible to classify fish according to their size relative to an appropriately selected pipe size, so that fish count statistics of a certain size can be obtained more reliably, since the corresponding part is based on figure recognition. You can also make allowance for waiting time when estimating the number of fish if there are many fish in the counting area and the count is based on pulse counts and/or pulse widths.
Измерительная точка (или точки) 11 также может быть использована для контроля состава воды путем отбора проб воды в надлежащем варианте, при котором имеется соответствующий клапан для взятия пробы воды. В таком случае можно изучать, например, содержание в воде кислорода и/или других газов, переносимых водой веществ и растворимых соединений, даже следовых уровней веществ, соединений и/или бактерий или иных микроорганизмов из проб.The measuring point (or points) 11 can also be used to control the composition of the water by taking water samples in the appropriate embodiment, where there is an appropriate valve for taking a water sample. In such a case, it is possible to study, for example, the content of oxygen and/or other gases in the water, water-borne substances and soluble compounds, even trace levels of substances, compounds and/or bacteria or other microorganisms from the samples.
Содержание кислорода может быть использовано в качестве индикатора числа рыб в трубе (находящихся в трубе одновременно) или же полученный таким образом индикатор может быть использован в качестве сигнала для управляющего устройства и/или для формирования управляющего сигнала в целях увеличения содержания кислорода в соответствии с числом рыб. Содержание кислорода может быть эффективно повышено путем увеличения подачи насоса 7, чтобы уменьшить среднюю задержку рыб в трубе, а также путем накачки воздуха или непосредственно кислорода в воду трубы для рыб. В группе подъемных труб, при условии, что каждая подъемная труба оснащена измерительным проходом, можно производить измерения и/или корректировку рабочих параметров в соответствии с рыбами, находящимися в конкретной трубе.The oxygen content can be used as an indicator of the number of fish in the pipe (in the pipe at the same time), or the indicator thus obtained can be used as a signal to the control device and/or to generate a control signal in order to increase the oxygen content in accordance with the number of fish. . The oxygen content can be effectively increased by increasing the flow of the pump 7 to reduce the average retention of fish in the pipe, as well as by pumping air or oxygen directly into the water of the fish pipe. In a group of risers, provided that each riser is equipped with a measuring passage, it is possible to measure and/or adjust the operating parameters according to the fish in the particular tube.
Согласно варианту осуществления изобретения результирующая концентрация кислорода и зависящий от нее сигнал датчика могут быть использованы для управления насосом 7 и/или для закрывания или открывания заслонок вблизи точки входа с целью управления расходом воды в подъемной трубе.According to an embodiment of the invention, the resulting oxygen concentration and the resulting sensor signal can be used to control the pump 7 and/or to close or open dampers near the entry point to control the flow of water in the riser.
- 11 040499- 11 040499
Опционально или дополнительно, управляющий сигнал может быть основан на концентрации двуокиси углерода. Датчик может быть оптическим, и в надлежащей части могут применяться спектроскопические методы для измерения спектров поглощения и/или эмиссионных спектров.Optionally or additionally, the control signal may be based on the concentration of carbon dioxide. The sensor may be optical, and spectroscopic techniques may be used to measure absorption and/or emission spectra, to the extent appropriate.
Путем использования денситометра можно также контролировать мутность воды, так чтобы оценивать содержание взвешенных частиц, переносимых водой. Таким образом, сигнал денситометра может быть использован для формирования управляющего сигнала для добавления надлежащего количества чистой воды в систему для рыб. Согласно варианту осуществления системы сигнал измерения, характеризующий концентрацию кислорода, концентрацию взвешенных частиц и/или концентрацию двуокиси углерода, может быть использован в качестве инициирующего сигнала для включения в качестве ответной реакции устройства, которое увеличивает поступление воздуха или кислорода в воду, когда наблюдается падение сигнала ниже порогового уровня. Оптические окна на измерительном участке также облегчают спектроскопические измерения для получения информации о воде, переносящей вещества через спектрометр поглощения или эмиссионный спектрометр, в целях контроля состава воды и ее компонентов. Таким образом, измерения могут быть основаны на анализе упругого и неупругого рассеяния и/или анализе оптического пропускания среды. Свет представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона, которое проникает в воду и/или проходит в ней макроскопически определимое расстояние, по меньшей мере несколько сантиметров сквозь воду на измерительном участке до детектора устройства обнаружения.By using a densitometer, it is also possible to control the turbidity of the water so as to estimate the content of suspended particles carried by the water. Thus, the densitometer signal can be used to generate a control signal to add the proper amount of clean water to the fish system. According to an embodiment of the system, a measurement signal indicative of oxygen concentration, particulate matter concentration, and/or carbon dioxide concentration can be used as a trigger signal to trigger a device in response that increases the supply of air or oxygen to the water when the signal falls below threshold level. Optical windows in the measuring section also facilitate spectroscopic measurements to obtain information about the water carrying substances through an absorption spectrometer or an emission spectrometer in order to control the composition of water and its components. Thus, measurements can be based on elastic and inelastic scattering analysis and/or analysis of the optical transmission of the medium. Light is electromagnetic radiation of the optical range that penetrates into the water and/or travels in it a macroscopically detectable distance, at least a few centimeters, through the water in the measuring section to the detector of the detection device.
Фиг. 6 иллюстрирует пример осуществления изобретения, направленного на создание рыбопропускного узла для мигрирующих рыб, РПУ.Fig. 6 illustrates an exemplary embodiment of the invention aimed at providing a fish pass for migratory fish, RPU.
Согласно варианту осуществления изобретения рыбопропускное устройство для мигрирующих рыб может быть осуществлено посредством рыбопропускного узла для мигрирующих рыб, РПУ, как показано в примере на фиг. 6. Фиг. 6 изображает РПУ, челночный транспортер для рыб, который содержит по меньшей мере один понтон, хотя в примере изображены два понтона. Число, габариты, форма или размеры понтона 501 не ограничиваются показанным примером при условии, что рассматриваемый узел способен держаться на поверхности воды при помощи понтонов, а раструб 601 (у ведущей трубы 603 с клапаном в виде заслонки), образующий точку входа, находится по меньшей мере частично под поверхностью воды, так что рыба может вплывать в раструб. Размеры раструба обозначены символами d (высота) и w (ширина). Указанные размеры в данном примере могут соответствовать масштабу, но это не является обязательным для таких конструкций, в которых использованы другие размеры, другое соотношение сторон и/или число труб 603, которые ведут к подъемной трубе 3. Фрагмент внизу справа изображает раструб, стенки которого составляют угол β с направлением набегающего потока, которое показано стрелкой, а фрагмент в правом верхнем углу изображает сторону выхода, показывая, как задается направление течению, который входит в подъемную трубу 3 (к трубе 3). На фиг. 6 реализованы две трубы 603, при этом обе переносят воду от раструба 601 к выходу РПУ к точке с пометкой к трубе 3, которая будет передавать поток к точке 5 выпуска (см. фиг. 5A, 5В и 3) согласно примеру схемы фиг. 5А и 5В, иллюстрирующему систему. Трубы 603 расположены так, чтобы забирать воду из раструба в соответствии с положением клапанов, которые со своими заслонками 608 расположены в промежуточной части 602, которая также обеспечивает увлекающий поток воды путем подвода воды к трубе из потока водозаборной трубы 1. При этом указанная труба устроена так, чтобы далее осуществить ветвление потока в соответствии с ветвями трубы и соответствующими клапанами в целях управления ответвленными потоками, а также, чтобы создать активное течение для увлечения (всасывания) воды в трубу 603 из раструба 601 и далее по трубе 603, чтобы вести рыбу в потоке воды к подъемной трубе 3 и по трубе 3 к точке 5 выпуска (фиг. 3) на верхнем бьефе. Клапаны группы 99 клапанов будут рассмотрены подробнее согласно фиг. 6F.According to an embodiment of the invention, the migratory fish gate may be provided by a migratory fish gate, RPU, as shown in the example of FIG. 6. FIG. 6 shows a RPU, a fish shuttle, which includes at least one pontoon, although the example shows two pontoons. The number, dimensions, shape or dimensions of the pontoon 501 are not limited to the example shown, provided that the assembly in question is able to float on the surface of the water by means of pontoons, and the bell 601 (on the leading pipe 603 with a valve in the form of a damper), forming the entry point, is located at least at least partly below the surface of the water so that the fish can swim into the bell. The dimensions of the socket are indicated by the symbols d (height) and w (width). The dimensions shown in this example may be to scale, but are not required for designs that use different dimensions, aspect ratios, and/or number of tubes 603 that lead to riser 3. the angle β with the direction of the oncoming flow, which is shown by an arrow, and the fragment in the upper right corner depicts the exit side, showing how the direction of the flow that enters the riser pipe 3 (toward pipe 3) is set. In FIG. 6, two pipes 603 are implemented, both of which carry water from the socket 601 to the outlet of the RPU to a point marked to the pipe 3, which will convey the flow to the outlet 5 (see Fig. 5A, 5B and 3) according to the example circuit of Fig. 5A and 5B illustrating the system. The pipes 603 are positioned so as to draw water from the socket in accordance with the position of the valves which, with their shutters 608, are located in the intermediate part 602, which also provides an entraining flow of water by supplying water to the pipe from the flow of the intake pipe 1. Said pipe is arranged so to further branch the flow in accordance with the branches of the pipe and the corresponding valves in order to control branch flows, and also to create an active current to entrain (suction) water into the pipe 603 from the socket 601 and further through the pipe 603 to guide fish in the stream water to the riser pipe 3 and through the pipe 3 to the outlet point 5 (Fig. 3) upstream. The valves of valve group 99 will be discussed in more detail with reference to FIG. 6F.
Увлекающий поток может доставляться группой клапанов, которая дозирует количество увлекающей воды. Это показано на фрагменте фиг. 6F совместно с правым фрагментом фиг. 6 положением заслонки, чтобы разделить проекции вертикальных ветвей трубы 610. Слева прерывистая линия около 610В обозначает потолок плоского канала под промежуточной частью 602, так что канал 610В организован для доставки увлекающей воды к раструбу 601, и, таким образом, для усиления воздействия увлекающей воды на рыб, чтобы рыбы заходили в раструб 601. Промежуточная часть 602 в данном примере конструкции может содержать внутри два клапана, так чтобы каждый управлял своей трубой 603 в соответствии с присутствием рыб и/или схемой, реализованной согласно фиг. 6F.The entraining flow can be delivered by a group of valves which doses the amount of entraining water. This is shown in a fragment of Fig. 6F in conjunction with the right portion of FIG. 6 with a damper position to separate the projections of the vertical branches of the pipe 610. On the left, a dashed line near 610B indicates the ceiling of the flat channel under the intermediate part 602, so that the channel 610B is arranged to deliver entraining water to the socket 601, and thus to increase the effect of entraining water on fish to enter the bell 601. The intermediate portion 602 in this design example may include two valves internally, so that each controls its conduit 603 in accordance with the presence of fish and/or the scheme implemented according to FIG. 6F.
Согласно варианту осуществления изобретения приведение клапанов в действие может выполняться посредством управляющего сигнала от датчика рыбопропускного затвора или согласно временной диаграмме. В соответствии с вариантом осуществления управлять клапанами можно в соответствии с временной диаграммой, например, такой, какая приведена на фиг. 6 для клапанов V2 и V6. Увлекающий поток воды можно дозировать группой специальных клапанов для управления распределением увлекающего потока узла РПУ. За счет использования этих клапанов производится сбережение воды, так что нет необходимости непрерывно лить воду через плотину 4. На другом конце РПУ имеется шасси 607 с клапанами, которые действуют аналогично в качестве промежуточного блока, как и промежуточная часть 602. Также имеются клапаны для управления доступом рыб в область местного сужения потокаAccording to an embodiment of the invention, actuation of the valves can be performed by means of a control signal from a fish gate sensor or according to a timing diagram. According to an embodiment, the valves can be controlled according to a timing diagram such as shown in FIG. 6 for valves V2 and V6. The entraining water flow can be dosed by a group of special valves to control the distribution of the entraining flow of the RPU unit. By using these valves, water is conserved, so that it is not necessary to continuously pour water over the dam 4. At the other end of the RPU there is a chassis 607 with valves that act in the same way as an intermediate block as the intermediate part 602. There are also valves for access control fish into the area of local flow constriction
- 12 040499 (англ. VCR, Vena Contracta Regime); такие клапаны в качестве примера показаны на фиг. 6F, где течение из заборной трубы проходит через трубы 603 и продолжается через промежуточный блок 607. Согласно варианту осуществления также можно форсировать течение, направленное к блоку 607. путем создания эффекта эжекции за счет дополнительного потока воды, подаваемого через трубу 610, так что вода в трубе 603 (и рыбы у соответствующего клапана рыбохода) может иметь доступ к конфузору (англ. VC.Vena Contracta), а через него и к подъемной трубе 3. Термином конфузор обозначается область, где сечение потока сжимается за счет сужающегося элемента, который формирует поток, поступающий из РПУ в элемент с трубчатой геометрией - в подъемную трубу 3.- 12 040499 (English VCR, Vena Contracta Regime); such valves are shown as an example in FIG. 6F, where the flow from the intake pipe passes through the pipes 603 and continues through the intermediate block 607. According to an embodiment, it is also possible to force the flow towards the block 607 by creating an ejection effect due to the additional water flow supplied through the pipe 610, so that the water in pipe 603 (and the fish at the corresponding valve of the fish passage) can have access to the confuser (eng. VC.Vena Contracta), and through it to the riser pipe 3. The term confuser refers to the area where the flow section is compressed due to the converging element that forms the flow , coming from the RPU to the element with tubular geometry - to the riser pipe 3.
Угол сжатия, который также можно рассматривать, как угол α ускорения течения, показан подробно в правом верхнем углу фиг. 6. Элемент 606 представляет собой промежуточный соединительный элемент для соединения потоков из труб 603 с конфузором. В соответствующих вариантах осуществления эжекционное действие может быть реализовано в блоке 607, а в элементе 606 может использоваться конструкция выхода эжектора, чтобы направить поток в конфузор, причем в конфузоре поток ускоряется перед поступлением в подъемную трубу 3.The compression angle, which can also be considered as the flow acceleration angle α, is shown in detail in the upper right corner of FIG. 6. Element 606 is an intermediate connecting element for connecting flows from pipes 603 to the confuser. In appropriate embodiments, the ejection action may be implemented at block 607, and the ejector outlet structure may be used at element 606 to direct the flow into the confuser, with the flow accelerated in the confuser before entering riser 3.
Элемент 605 иллюстрирует шасси РПУ с опорами для понтонов 501 и опорами 604 для труб 603. Приведенные примеры опор не ограничивают идею изобретения только показанной конструкцией или числом опор.Element 605 illustrates a RPU chassis with pontoon supports 501 and pipe supports 604 603. The above examples of supports do not limit the idea of the invention to the design or number of supports shown.
Прерывистая линия 610В обозначает мелкий канал для вспомогательного увлекающего потока воды в отдельном канале, выходящем из промежуточной части 602 и/или из находящихся там клапанов.The dashed line 610B indicates a shallow passage for the auxiliary entraining water flow in a separate passage emerging from the intermediate portion 602 and/or from the valves therein.
Согласно варианту осуществления изобретения водозаборная труба 1 может в соответствующей части питать трубу 610. Однако согласно возможному варианту увлекающий поток воды, подаваемый в канал 610В, может быть создан при помощи отдельной магистрали, которая приходит из верхнего бьефа плотины. Согласно еще одному варианту такая отдельная магистраль увлекающей воды может быть оснащена насосом, а в соответствии с еще одним вариантом - нагнетающим насосом, так что обеспечивается быстрая подача воды, чтобы создать насколько возможно соразмерный и обоснованный увлекающий поток. Согласно варианту осуществления конфузор является симметричным, так что угол α одинаков и в вертикальном направлении сжатия, и в горизонтальном направлении сжатия (на фиг. 6 показано горизонтальное направление сжатия).According to an embodiment of the invention, the intake pipe 1 can feed the pipe 610 in a suitable part. However, according to a possible variant, the entraining flow of water supplied to the channel 610B can be created using a separate line that comes from the upstream of the dam. In yet another embodiment, such a separate entraining water line can be provided with a pump, or in another embodiment with a pressure pump, so that a rapid supply of water is ensured in order to create as proportionate and justified entraining flow as possible. According to an embodiment, the confuser is symmetrical so that the angle α is the same in both the vertical compression direction and the horizontal compression direction (Fig. 6 shows the horizontal compression direction).
Хотя некоторые части, показанные на фиг. 6, имеют прямоугольную геометрию, специалисту в данной области должно быть понятно, что элементы РПУ, имеющие прямоугольную геометрию, в рамках идеи настоящего изобретения могут также быть выполнены другой геометрии. В качестве примера осуществления изобретения точка 2 входа может быть выполнена в области откидного клапана 608.Although some of the parts shown in FIG. 6 have a rectangular geometry, a person skilled in the art should understand that the RPU elements having a rectangular geometry, within the framework of the idea of the present invention, can also be made of other geometries. As an exemplary embodiment of the invention, entry point 2 may be provided in the area of flap valve 608.
Фиг. 6А иллюстрирует реализованную конструкцию РПУ в различных видах; в верхней части фигуры представлен вид сбоку, на котором видна одна труба узла РПУ. Откидные клапаны 608 открываются в направлении течения, поворачиваясь вправо (нижний край заслонки поднимается). Высота РПУ в примере обозначена H, а длина L, которые в примере равны соответственно 3 и 12 м. Необязательно, что данные размеры изображены в масштабе, но они не ограничивают собой идею изобретения. Слева внизу представлен вид, если смотреть оттуда, откуда рыбы вплывают в РПУ в нижнем бьефе плотины (рыбы стремятся войти в раструб 601).Fig. 6A illustrates an implemented RPU design in various views; the top of the figure is a side view showing one tube of the RPU unit. The flap valves 608 open in the direction of the flow, turning to the right (lower edge of the flap rises). The height of the RPU in the example is designated H and the length L, which in the example are respectively 3 and 12 m. It is not necessary that these dimensions are shown to scale, but they do not limit the idea of the invention. On the bottom left is the view from where the fish swim into the FPU in the downstream of the dam (the fish tend to enter the funnel 601).
Фиг. 6В иллюстрирует узел РПУО, расположенный в верхнем бьефе, так что данный узел используется для создания плавучей точки выпуска для рыб. Для пояснения водозабора на чертеже указаны дополнительные трубы для РПУО. Совместную работу иллюстрируют фиг. 5А и 5В. Откидные клапаны, если таковые используются в конструкции, открываются в направлении течения воды путем поворота вокруг шарнира, расположенного на верхнем краю заслонки.Fig. 6B illustrates an FPLC assembly located upstream such that the assembly is used to create a floating release point for fish. To clarify the water intake, the drawing shows additional pipes for the RPUO. Collaboration is illustrated in Fig. 5A and 5B. Flap valves, if used in the design, open in the direction of the water flow by pivoting around a hinge located on the top edge of the flap.
Фиг. 6С поясняет прохождение рыб, минуя турбину, при котором используется РПУ, образующий сторону входа рыб в верхнем бьефе плотины, и другой РПУ, образующий сторону выхода рыб в нижнем бьефе плотины. Между местом входа рыб и местом выхода рыб расположена сифонная труба, схематически показанная на фиг. 12 и 13. Клапаны могут быть приведены в действие в соответствии с сигналами датчиков, установленных согласно фиг. 12 и/или 13, а также в соответствии с диаграммой фиг. 6F в требуемой части для входа рыб. Также можно запирать соответствующие клапаны, если предполагается использовать РПУ (или РПУО) с такими клапанами, т.е. прекращать нежелательные течения, которые относятся к увлекающему течению воды, поскольку сифонная труба является трубой, которая ведет к нижнему бьефу.Fig. 6C illustrates the passage of fish bypassing the turbine, which uses a RPU to form the fish entry side in the upstream of the dam and another RPU to form the fish exit side in the downstream of the dam. Between the entry point of the fish and the exit point of the fish is a siphon pipe, shown schematically in FIG. 12 and 13. The valves can be actuated in accordance with the signals from the sensors installed according to FIG. 12 and/or 13, as well as in accordance with the diagram of FIG. 6F in the required part for fish entry. It is also possible to close the corresponding valves if the RPU (or RPU) is intended to be used with such valves, i.e. stop unwanted currents, which are related to the entrainment of water, since the siphon pipe is the pipe that leads to the downstream.
Согласно варианту осуществления узлы РПУ в нижнем бьефе и в верхнем бьефе могут быть соединены между собой посредством сифонной трубы, причем данная схема также обеспечивает рыбоход, который минует турбинные агрегаты. РПУ как таковой может также быть реализован в нижнем бьефе, а откидные клапаны 608 настроены на открытие в направлении потока для прохода рыб по течению рассматриваемого потока в трубе, даже если направление течения внутри трубы оказывается противоположным направлению течения реки, особенно это касается подъемной трубы, которую используют в качестве подъемной, питающей или использующей течения. Такой узел РПУ обозначают РПУО, чтобы подчеркнуть, что проход рыб через данный элемент происходит в противоположном направлении поAccording to an embodiment, the downstream and upstream RPU units can be interconnected by means of a siphon pipe, this scheme also providing a fish passage that bypasses the turbine units. The RPU as such can also be implemented downstream, and the flap valves 608 are configured to open in the direction of the flow to allow fish to pass downstream of the considered flow in the pipe, even if the direction of the flow inside the pipe turns out to be opposite to the direction of the river, especially in the riser pipe, which used as lifting, feeding or using currents. Such an RPU node is referred to as an RPU to emphasize that the passage of fish through this element occurs in the opposite direction along
- 13 040499 сравнению с РПУ, и направление течения в нем обратное по отношению к РПУ.- 13 040499 compared with the RPU, and the direction of flow in it is reversed with respect to the RPU.
Согласно варианту конструкции, оснащенной такими клапанами, какие принимают поток заборной трубы, чтобы использовать его в качестве потока сифонной трубы, для работы системы в обоих направлениях можно обойтись одним узлом РПУ и одним узлом РПУО. Однако система может быть также реализована со специализированными узлами РПУ и РПУО в обоих направлениях миграции рыб. Использование узлов РПУ и/или РПУО в соответствующей части в надлежащих местах обеспечивает простой способ следовать за уровнем поверхности воды.In a design variant equipped with valves that take the intake pipe flow to use it as a siphon pipe flow, one RPU unit and one RPU unit can be used to operate the system in both directions. However, the system can also be implemented with specialized RPU and RPUO units in both directions of fish migration. The use of the RPU and/or RPU units in the appropriate part in the proper places provides an easy way to follow the water surface.
На фиг. 6С представлен вариант осуществления, в котором откидные клапаны 608 узла РПУО в нижнем бьефе могут поворачиваться в противоположном направлении, чем откидные клапаны узла РПУ в верхнем бьефе, но в направлении течения в трубе. Управление работой может осуществляться по сигналам датчика присутствия, который обнаруживает заход рыб. Заборная труба может быть использована в качестве сифонной трубы, однако если ход рыб осуществляется от нижнего бьефа к верхнему бьефу, то может потребоваться подъемная труба, которая на фиг. 6С не показана. Работа откидных клапанов должна быть обеспечена так, как показано на фиг. 6А для входа рыб в нижнем бьефе плотины при их миграции вверх по течению реки.In FIG. 6C shows an embodiment in which the flap valves 608 of the downstream RPU assembly can rotate in the opposite direction than the flap valves of the upstream RPU assembly, but in the direction of flow in the pipe. The operation can be controlled by the signals of the presence sensor, which detects the entry of fish. The intake pipe can be used as a siphon pipe, but if the fish move from downstream to upstream, a riser pipe may be required, which in FIG. 6C is not shown. The operation of the flap valves must be ensured as shown in Fig. 6A for the entry of fish in the downstream of the dam during their migration upstream of the river.
Согласно варианту осуществления изобретения угол α необязательно должен быть одинаковым для узлов РПУ и РПУО, но его можно выбирать так, как это будет рассмотрено ниже в примере. В примерах реализации угол α представлен первым углом α1 и вторым углом α2, которые могут быть различны для течения, которое оптимизировано в отношении минимальных потерь для соответствующего конкретно заданного места расположения и варианта осуществления.According to an embodiment of the invention, the angle α does not have to be the same for the RPCH and RPCU nodes, but it can be chosen as will be discussed in the example below. In the exemplary embodiments, the angle α is represented by the first angle α1 and the second angle α2, which may be different for a flow that is optimized for minimum loss for the respective specific location and embodiment.
Согласно варианту осуществления изобретения угол β необязательно должен быть одинаковым для узлов РПУ и РПУО, но его можно выбирать так, как это будет рассмотрено ниже в примере. В примерах реализации угол β представлен первым углом β 1 и вторым углом β2, которые могут быть различны для течения, которое оптимизировано в отношении минимальных потерь для соответствующего конкретно заданного места расположения и варианта осуществления.According to an embodiment of the invention, the angle β does not have to be the same for the RPCH and RPCU nodes, but it can be chosen as will be discussed in the example below. In the exemplary embodiments, the angle β is represented by a first angle β 1 and a second angle β 2 which may be different for a flow that is optimized for minimum loss for the respective specific location and embodiment.
Как показано в примере реализации, приведенном на фиг. 6D, в тех вариантах, где используется насос 7 для подачи воды по заборной трубе 1 в нижний бьеф, сифонная труба может быть использована в обоих направлениях, что показано посредством подъемной трубы 3, особенно, если есть только одно время года для миграции вверх по реке или если нет множества видов рыб, у которых миграция вверх по реке происходит в разные сезоны. Насос 7 показан прерывистой линией, что указывает на то, что в данном месте может быть необязательным доставлять заборную воду через заборную трубу 1.As shown in the implementation example shown in FIG. 6D, in cases where a pump 7 is used to supply water through the intake pipe 1 to the downstream, the siphon pipe can be used in both directions, as shown by the riser pipe 3, especially if there is only one season for upriver migration. or if there are not many fish species that migrate upriver in different seasons. The pump 7 is shown with a broken line, indicating that it may not be necessary at this location to deliver the intake water through the intake pipe 1.
Согласно варианту осуществления изобретения, чтобы использовать сифонную трубу в качестве подъемной трубы 3, место 12 водозабора в заборную трубу 1 может быть выбрано надлежащим образом на уровне ниже поверхности воды. В верхнем бьефе раструб 601 необязательно должен полностью находиться ниже поверхности воды. Если в конструкции используется насос, например, чтобы уменьшить нагрузку при изменении направления течения в сифонной трубе на обратное в соответствии с направлением миграции рыб до нереста или после нереста, уровень h воды для точки 12 водозабора может быть выбран соответствующим образом. Нижний уровень расположения точки 12 водозабора показан посредством трубы 1, которая в верхнем бьефе изображена ниже понтона 502 на фиг. 6D. Понтоны 501 и 502 в соответствующей части могут быть выбраны в соответствии с преобладающими условиями в верхнем бьефе и нижнем бьефе, чтобы держать на плаву соответствующий элемент системы, причем разница между понтонами 501 и 502 во многих случаях касается их местоположения, при этом конструкция понтонов во многих случаях одинакова с учетом того, что остальные элементы РПУ и РПУО рассматриваемой системы практически одинаковы в отношении их удержания на плаву. Согласно варианту осуществления по меньшей мере один понтон системы оснащен системой, которая позволяет регулировать глубину погружения плавающего понтона. Это достигается оснащением понтона клапаном, который разрешает поступление в понтон воды, а для реализации возможности подъема - оснащение системой сжатого воздуха, например, для вытеснения воды из понтона.According to an embodiment of the invention, in order to use the siphon pipe as the riser pipe 3, the location 12 of water intake into the intake pipe 1 can be appropriately chosen at a level below the water surface. In the upstream section, the funnel 601 need not be completely below the surface of the water. If the design uses a pump, for example, to reduce the load when the flow direction in the siphon pipe is reversed according to the direction of fish migration before spawning or after spawning, the water level h for the intake point 12 can be selected accordingly. The lower level of the water intake point 12 is shown by means of a pipe 1, which in the upstream is shown below the pontoon 502 in FIG. 6d. The pontoons 501 and 502 in the respective part can be selected according to the prevailing conditions upstream and downstream to keep the corresponding element of the system afloat, the difference between the pontoons 501 and 502 in many cases being related to their location, while the design of the pontoons in many cases is the same, taking into account the fact that the remaining elements of the RPU and RPUO of the system under consideration are practically the same in terms of keeping them afloat. According to an embodiment, at least one pontoon of the system is equipped with a system that makes it possible to adjust the immersion depth of the floating pontoon. This is achieved by equipping the pontoon with a valve that allows water to enter the pontoon, and to realize the possibility of lifting - equipping with a compressed air system, for example, to displace water from the pontoon.
Фиг. 6Е иллюстрирует множество функций, предусмотренных для управления рыбопропускной системой для мигрирующих рыб в соответствующей части посредством такого управляющего устройства или центра, который организован для управления работой элементов системы. Управляющее устройство фиг. 6Е содержит средства 630 для считывания сигналов датчиков, например, для обнаружения присутствия рыб. Управляющее устройство может также содержать средства 631 для измерения физических свойств воды, таких как температуры у верхнего бьефа и/или нижнего бьефа, состава воды в трубе, особенно содержания кислорода и/или двуокиси углерода. Спектрометр, если таковой используется, может быть в надлежащей части интегрирован в систему или установлен на внешней конструкции. Управляющее устройство может также содержать таймер 632 для измерения и/или установки задержек, например, для открывания и закрывания клапанов. Также в надлежащей части может осуществляться соответствующее управление группой клапанов, такой как группа 99 клапанов. В соответствии с вариантом осуществления управляющее устройство может также содержать средства 633 регулирования работы насоса, регулирования потоков, давлений в трубе за счет гидравлического нагнетания и т.п. Согласно варианFig. 6E illustrates a plurality of functions provided for controlling the fish passage system for migratory fish in the corresponding part by such a control device or center, which is organized to control the operation of the elements of the system. The control device of Fig. 6E includes means 630 for reading sensor signals, for example to detect the presence of fish. The control device may also include means 631 for measuring the physical properties of the water, such as upstream and/or downstream temperatures, the composition of the water in the pipe, especially the content of oxygen and/or carbon dioxide. The spectrometer, if used, may be integrated into the system as appropriate, or mounted on an external structure. The controller may also include a timer 632 for measuring and/or setting delays, such as opening and closing valves. Also, a valve group, such as a valve group 99, can be appropriately controlled in an appropriate part. According to an embodiment, the control device may also include means 633 for controlling the operation of the pump, controlling flows, pressures in the pipe by hydraulic injection, and the like. According to options
- 14 040499 ту осуществления изобретения управляющее устройство может также содержать микропроцессор 634 МП, память 635, интерфейсные средства 636 для операций АЦП (для операций ЦАП, где необходимо), для преобразования сигналов между цифровой/аналоговой формами, особенно, что касается сбора данных измерений, а также для формирования управляющих сигналов для насосов и/или клапанов в соответствии с их типом и необходимостью формирования для правильной работы. Управляющее устройство может также содержать средства 637 для управления клапанами измерительной точки и/или водяным затвором, если таковой используется в варианте осуществления.- 14 040499 to the implementation of the invention, the control device may also contain a microprocessor 634 MP, memory 635, interface means 636 for ADC operations (for DAC operations, where necessary), for converting signals between digital / analog forms, especially with regard to the acquisition of measurement data, as well as to generate control signals for pumps and / or valves in accordance with their type and the need for formation for proper operation. The control device may also include means 637 for controlling the metering point valves and/or water seal, if one is used in the embodiment.
Согласно варианту осуществления управляющее устройство может содержать средства 638 самопроверки и сигнализации, если датчики системы указывают на неисправность (если, например, речная коряга ломает трубу, вызывая потерю давления и т.п.). Управляющее устройство содержит также базу 639 данных и память 640 для сбора данных для операций микропроцессора при анализе данных и/или обработке сигналов, а также для обмена данными с внешними участниками, например, через Интернет. Средства 641 обмена данными могут быть проводными, беспроводными или оптическими в соответствующей части, чтобы следовать надлежащему протоколу обмена данными сети связи. Управляющее устройство может также содержать средства 642 для управления источниками света, особенно в измерительной точке, а также если трубы оснащены источником света, то устройство в соответствующем месте может содержать счетчик 643 для подсчета и/или обмера рыб. Согласно варианту осуществления управляющее устройство может также содержать устройство 644 запуска камеры для управления получением фотографий и/или видео. Блок 645 представляет средства инфраструктуры для управления обеспечением электроэнергией и/или давлениями для работы элементов системы, а также различные реле и клапаны, которые необходимо приводить в действие для поддержки инфраструктуры. Согласно варианту осуществления изобретения управление как таковое может быть реализовано посредством компьютерной программы, которая исполняется в надлежащем микропроцессоре, но система может также содержать электромеханические промежуточные устройства для соединения управляющего органа с требуемым элементом системы или частью системы. Согласно варианту осуществления изобретения управляющее устройство может быть реализовано множеством способов, от автономного системного блока до системного блока, встроенного в компьютерную систему гидроузла. Реализация управляющего устройства как таковая должна быть понятна специалистам, если специалисты ознакомятся с описанием изобретения и вариантов его осуществления. Согласно варианту осуществления управляющее устройство может также содержать средства поддержки контроля оборудования через Интернет, которые можно использовать при операциях с датчиками и/или при доставке управляющих сигналов к элементам системы или частям системы.According to an embodiment, the control device may include means 638 for self-checking and alarming if the system's sensors indicate a malfunction (if, for example, a driftwood breaks a pipe, causing a loss of pressure, etc.). The control device also includes a database 639 and a memory 640 for collecting data for microprocessor operations in data analysis and/or signal processing, as well as for exchanging data with external participants, for example, via the Internet. Communication means 641 may be wired, wireless, or optical, as appropriate, to follow the proper communication protocol of the communication network. The control device may also contain means 642 for controlling light sources, especially at the measuring point, and also if the pipes are equipped with a light source, then the device may contain a counter 643 in an appropriate place for counting and/or measuring fish. According to an embodiment, the control device may also include a camera trigger 644 to control the acquisition of photos and/or video. Block 645 represents the infrastructure facilities for controlling the supply of electricity and/or pressures to operate the system elements, as well as the various relays and valves that need to be actuated to support the infrastructure. According to an embodiment of the invention, the control itself can be implemented by a computer program that runs in an appropriate microprocessor, but the system may also contain electromechanical intermediate devices for connecting the control element to the desired system element or part of the system. According to an embodiment of the invention, the control device can be implemented in a variety of ways, from a stand-alone system unit to a system unit integrated into the waterworks computer system. The implementation of the control device as such should be clear to those skilled in the art once the specialists become familiar with the description of the invention and its embodiments. According to an embodiment, the control device may also include means to support equipment control over the Internet, which can be used in the operation of sensors and/or in the delivery of control signals to system elements or parts of the system.
Фиг 6F иллюстрирует работу клапанов в примере осуществления РПУ, соответствующем фиг. 6-6Е. На фиг. 6F символами V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 и V9 обозначены клапаны, а также показаны периоды (фазы) их открывания и закрывания, какие предусмотрены для операции сбережения воды. Клапаны в примере фиг. 6 принадлежат к группе 99 клапанов. Светлые ячейки таблицы показывают, что клапан открыт, а темные ячейки показывают, что клапан закрыт. Клапаны V2 и V6 работают на подаче воды в трубы 603 (фиг. 6). В открытом положении данные клапаны обеспечивают циркуляцию воды обратно к верхнему бьефу при условии, что V4 и V8 находятся в открытом состоянии, т.е. открыты для входа рыб в подъемную трубу 3 через направляющий объем конфузора. В целях обеспечения безопасности для рыб в данном варианте клапаны V4 и V8 представляют собой клапаны откидного типа. Клапаны V3 и V7 являются клапанами закрывающего типа для обеспечения подачи воды увлекающего потока через соответствующую трубу 610 (магистраль увлекающей воды показана прерывистой линией) к местам расположения клапанов V4 и V8, так чтобы рыбы могли, повинуясь своему инстинкту, входить в канал, который ведет к верхнему бьефу, т.е. в подъемную трубу 3. В данном варианте осуществления увлекающую воду берут из заборной трубы 1 через ответвление, которое подает увлекающую воду, добавляя ее к движущей воде для узла РПУ для создания эффекта эжекции в точке входа в раструбе 601. Клапаны V1 и V5 представляют собой клапаны откидного типа, обеспечивающие доступ рыб в РПУ; причем указанные клапаны реализованы так, что их заслонка поворачивается вокруг шарнира, выполненного на верхнем краю, так что рыбы не могут быть травмированы или оказываться в опасном положении при прохождении клапана. Считается, что клапан V9 увлекающей воды должен быть открыт все время, когда требуется поток увлекающей воды, чтобы создать также вспомогательный поток увлекающей воды из мелкого канала 610В под промежуточной частью 602, чтобы усилить инстинктивное желание рыб входить в раструб 601 и любую из труб 603 через соответствующий откидной клапан V1 или V5, когда работает РПУ. Согласно варианту осуществления по меньшей мере один из клапанов V3, V7, V9 является управляемым клапаном, при этом клапанами V2 и V6 также можно управлять, переключая их между открытым и закрытым состояниями. Согласно варианту осуществления по меньшей мере один из них снабжается водой из магистрали, которая подает увлекающую воду через насос.FIG. 6F illustrates the operation of the valves in the RPU embodiment corresponding to FIG. 6-6E. In FIG. 6F, symbols V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 and V9 designate the valves, and also show the periods (phases) of their opening and closing, which are provided for the water saving operation. The valves in the example of FIG. 6 belong to the group of 99 valves. Light cells in the table indicate that the valve is open, and dark cells indicate that the valve is closed. Valves V2 and V6 operate to supply water to pipes 603 (FIG. 6). When open, these valves circulate water back upstream, provided that V4 and V8 are open, i.e. open for fish to enter the lifting pipe 3 through the guiding volume of the confuser. In order to ensure fish safety, the V4 and V8 valves in this embodiment are flap type valves. Valves V3 and V7 are closure type valves to allow entraining water to be supplied through the appropriate pipe 610 (entrained water line shown in broken line) to the locations of valves V4 and V8 so that the fish can instinctively enter the channel that leads to upstream, i.e. into riser pipe 3. In this embodiment, entrainment water is taken from intake pipe 1 through a branch that supplies entrainment water, adding it to the motive water for the RPU unit to create an ejection effect at the entry point in the bell 601. Valves V1 and V5 are valves folding type, providing fish access to the RPU; wherein said valves are designed such that their shutter pivots around a hinge formed at the top edge so that fish cannot be injured or endangered when passing through the valve. It is believed that entrainment valve V9 should be open at all times when entrainment water flow is required to also create an auxiliary entrainment water flow from the shallow channel 610B below the intermediate portion 602 to increase the fish's instinctive desire to enter the funnel 601 and any of the tubes 603 through appropriate flap valve V1 or V5 when the handheld unit is in operation. According to an embodiment, at least one of valves V3, V7, V9 is a controlled valve, while valves V2 and V6 can also be controlled by switching between open and closed states. According to an embodiment, at least one of them is supplied with water from a line that supplies entraining water through a pump.
Согласно варианту осуществления по меньшей мере один из клапанов V3, V7 и V9 является управляемым посредством электрического сигнала и может переключаться между открытым и закрытым состояниями с целью установления потока воды. Клапаны V2 и V6 можно приводить в действие, чтобы также подавать и увлекающую воду наряду с подачей воды для создания эффекта эжекции. Однако еслиAccording to an embodiment, at least one of the valves V3, V7 and V9 is controlled by an electrical signal and can switch between open and closed states in order to establish the flow of water. Valves V2 and V6 can be actuated to also supply entraining water along with water supply to create an ejection effect. However, if
- 15 040499 клапаны V1 и V5 закрыты, то увлекающая вода может доставляться к нижнему бьефу через клапан V9, мелкий канал 610В и раструб 601, так что рыбы могут находить нужные заслонки, которые ведут вверх по реке. Трубы 603, а также понтоны 501 не изображены на фиг. 6F, чтобы нагляднее показать подробности, относящиеся к клапанам.- 15 040499 valves V1 and V5 are closed, entrained water can be delivered downstream through valve V9, shallow channel 610B and bell 601, so that the fish can find the right gates that lead upriver. Pipes 603 as well as pontoons 501 are not shown in FIG. 6F to more clearly show the details related to the valves.
В таблице фазы работы клапанов V1-V9 представлены в виде восьми комбинаций. Клапаны V1, V4, V5 и V8 реализованы в виде откидных клапанов 608, предназначенных для входа рыб в РПУ и в подъемную трубу 3. Клапаны V2 и V6 реализованы в виде запорных клапанов, например, диаметром 300 мм. Клапаны V3 и V7 реализованы в виде запорных клапанов, например, диаметром 150 мм. Клапан V9 реализован в виде управляющего клапана для увлекающего потока воды.In the table, the phases of the valves V1-V9 are presented as eight combinations. Valves V1, V4, V5 and V8 are implemented as flap valves 608 intended for the entry of fish into the RPU and into the riser pipe 3. Valves V2 and V6 are implemented as shut-off valves, for example, with a diameter of 300 mm. Valves V3 and V7 are implemented as shut-off valves, for example with a diameter of 150 mm. Valve V9 is implemented as a control valve for entraining water flow.
Фиг. 7 поясняет пример реализации якорения РПУ или РПУО ко дну реки посредством элемента системы. Согласно примеру осуществления изобретения, касающемуся элементов якорного устройства 700 и промежуточной связи 701, которые используются для привязки РПУ ко дну реки и/или дну резервуара, прерывистая линия обозначает необязательность использования промежуточной связи 701, где таковая была бы полезна, например, в силу структуры речного дна. Такое якорное устройство 700, как элемент системы, может быть поднято со дна реки отдельно или вместе с монтажным шасси для установки РПУ, РПУО и/или труб, направляющих сеток и/или клапанов в зависимости от ситуации. Например, таким образом можно избежать повреждений системы или ее элементов в связи с вскрытием ледяного покрова, если на реке есть лед. Для промежуточной связи при креплениях может использоваться бетон, тросы, балки, болты и/или профиль. В надлежащей части могут использоваться быстро освобождаемые замки, особенно в таких вариантах осуществления, где промежуточную связь предполагается устанавливать на сезон и/или даже временно.Fig. 7 illustrates an example of the implementation of anchoring the RPU or RPU to the bottom of the river by means of a system element. According to the exemplary embodiment of the invention, concerning the elements of the anchoring device 700 and the intermediate connection 701, which are used to tie the RPU to the bottom of the river and / or the bottom of the tank, the broken line indicates the optional use of the intermediate connection 701, where one would be useful, for example, due to the structure of the river bottom. Such an anchor device 700, as an element of the system, can be lifted from the bottom of the river separately or together with the mounting chassis for the installation of RPU, RPUO and/or pipes, guide nets and/or valves, depending on the situation. For example, in this way it is possible to avoid damage to the system or its elements due to the opening of the ice cover, if there is ice on the river. Concrete, cables, beams, bolts and/or a profile can be used for intermediate connection during fastenings. Quick-release locks may be used to an appropriate extent, especially in those embodiments where the intermediate connection is intended to be established seasonally and/or even temporarily.
Фиг. 8 в виде схемы иллюстрирует рыбопропускной канал для мигрирующих рыб согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 8 изображена схема работы: рыбопропускное устройство для мигрирующих рыб, содержащее точки входа для варианта с множеством мест сбора рыб. Устройство содержит группу из параллельно соединенных точек сбора, соответствующих фиг. 3. На фиг. 8 рыба F посредством направляющего устройства G направляется в область точки 2 входа, а оттуда к подъемной трубе 3 и вдоль по этой ветви к точке 5 выпуска. Подъемная труба в примере фиг. 8 реализована, как труба с параллельными входами, так что в одну подъемную трубу поступают рыбы из группы питающих линий, каждая из которых отходит от точки входа. В примере также показано, что одна и та же заборная труба 1 питает все четыре точки входа, однако изобретение не ограничивается только показанным примером числа точек входа, числа подъемных труб, числа ответвлений или примером топологии труб. Специалисты могут изменить структуру труб и ответвлений, основанную на настоящем изобретении, чтобы получить схему течений с рядом точек входа для определенного потока в подъемной трубе, когда задана производительность насоса и требуемые значения разности давлений. У точек ветвления труб 603 и подъемной трубы 3 установлены клапаны. Там, где это применимо, в качестве перехода от трубы 603 к подъемной трубе 3 можно рассмотреть возможность использования конфузора.Fig. 8 schematically illustrates a fish passage for migratory fish according to an embodiment of the present invention. In FIG. 8 shows a scheme of operation: a migratory fish passage containing entry points for a variant with multiple fish collection points. The device comprises a group of collection points connected in parallel, corresponding to FIG. 3. In FIG. 8 the fish F is guided by means of a guide device G to the region of the entry point 2 and from there to the riser pipe 3 and along this branch to the exit point 5. The riser pipe in the example of FIG. 8 is implemented as a conduit with parallel inlets, so that one riser receives fish from a group of feeding lines, each of which departs from an entry point. The example also shows that the same intake pipe 1 feeds all four entry points, however, the invention is not limited to the illustrated example of the number of entry points, the number of risers, the number of branches, or the example of pipe topology. Those skilled in the art can modify the pipe and branch structure based on the present invention to provide a flow pattern with a number of entry points for a particular riser flow when the pump capacity and differential pressures are desired. Valves are installed at the branch points of pipes 603 and riser pipe 3. Where applicable, the use of a confuser may be considered as a transition from pipe 603 to riser 3.
На фиг. 9 дано пространственное изображение примера реализации устройства фиг. 8, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения, однако в данном случае для примера взяты только три ветви устройства создания гидравлического потока, которые образуют рыбопропускное устройство для мигрирующих рыб. Также показано, что в одной ветви находится РПУ, при этом не предполагается ограничивать число РПУ только показанным примером. Однако число ветвей от точек 2 входа для последующего сбора потоков или ветвей заборной трубы 1, которые ведут к точкам входа, не ограничивается лишь показанным примером, а может быть практически любым подходящим для строения русла реки и/или речной системы, в отношении которой данное сооружение применяется. Согласно варианту осуществления река может иметь естественное происхождение, может быть искусственным сооружением и/или может быть рекой, русло которой в соответствующей части построено искусственно, а также это может быть сочетание упомянутых типов рек. Для примера на фиг. 9 показан увлекающий по- 16 040499 ток воды.In FIG. 9 is a perspective view of an embodiment of the device of FIG. 8 corresponding to an embodiment of the present invention, however, in this case, only three branches of the hydraulic flow device are taken as an example, which form a fish passage device for migratory fish. It is also shown that the RPU is in one branch, and it is not intended to limit the number of RPU only to the example shown. However, the number of branches from the entry points 2 for the subsequent collection of streams or branches of the intake pipe 1 that lead to the entry points is not limited to the example shown, but can be practically any suitable for the structure of the river channel and / or river system in relation to which this structure is applies. According to an embodiment, the river may be of natural origin, may be a man-made structure and/or may be a river whose channel in the relevant part is built artificially, and it may also be a combination of the mentioned types of rivers. For the example in FIG. 9 shows an entraining flow of water.
Фиг. 10 для примера демонстрирует рыбопропускное устройство для мигрирующих рыб, при этом точка 5 выпуска рыб в русло реки находится в верхнем бьефе, но вблизи плотины в данном контексте в водохранилище гидроузла или у входа в водохранилище. В данном примере осуществления рыбы выходят в точке 5 выпуска из рыбопропускного канала для мигрирующих рыб вблизи плотины 4 в том месте, которое находится выше по течению от плотины. Хотя в примере вблизи точки 5 выхода показано дно, точка 5 выхода может быть расположена ближе к поверхности воды, особенно, когда в системе присутствует насос 7 для компенсации разности давлений и/или потерь давления, возникающих в потоке. В примере варианта осуществления точки 2 входа расположены на большем расстоянии по руслу реки, чем точка 5 выпуска, однако не предполагается, что варианты осуществления изобретения должны быть ограничены только приведенной топологией и/или относительными расстояниями, показанными в примере.Fig. 10 shows by way of example a fish passage for migrating fish, with the point 5 of fish release into the river bed being upstream, but close to the dam in this context, in the waterworks reservoir or at the entrance to the reservoir. In this exemplary embodiment, the fish exit at a release point 5 from a migratory fish channel near the dam 4 at a location upstream of the dam. Although the bottom is shown near the exit point 5 in the example, the exit point 5 may be located closer to the surface of the water, especially when a pump 7 is present in the system to compensate for pressure differences and/or pressure losses occurring in the flow. In the exemplary embodiment, the entry points 2 are located at a greater distance along the riverbed than the outlet point 5, however, it is not intended that the embodiments of the invention should be limited only by the topology and/or relative distances shown in the example.
Как показано в примере осуществления, направляющее устройство G подводит рыб ко дну, к точке 2 входа вблизи дна для перехода рыб в верхний бьеф посредством РПУ, установленного на дне речного русла. Согласно варианту осуществления точка 2 входа может быть организована в нижнем бьефе вблизи поверхности воды. Согласно варианту осуществления может быть использована группа точек входа, расположенных в воде на разных уровнях, так чтобы рыбы, следуя своему инстинкту, могли выбирать, какой точкой входа воспользоваться. Согласно варианту осуществления направляющее устройство G может быть по форме выполнено так, чтобы направлять рыб ото дна к точке входа. Направляющее устройство G может быть выполнено из такого сетчатого материала, который будет видимым для рыб и с которым рыбы будут стараться не сталкиваться. Хотя насос 7 установлен в верхнем бьефе, как в случае примера с РПУО, когда это необходимо, насос 7 может быть установлен в нижнем бьефе у РПУ.As shown in the exemplary embodiment, the guide device G brings the fish to the bottom, to the entry point 2 near the bottom for the fish to go upstream by means of a RPU installed at the bottom of the river channel. According to an embodiment, the entry point 2 can be arranged downstream close to the surface of the water. In an embodiment, a group of entry points located at different levels in the water can be used so that the fish, following their instinct, can choose which entry point to use. According to an embodiment, the guide device G may be shaped to guide the fish from the bottom to the entry point. The guide device G may be made of a mesh material which is visible to the fish and which the fish will try not to collide with. Although the pump 7 is installed upstream, as in the case of the RPUO example, when necessary, the pump 7 can be installed downstream of the RPU.
Хотя показано, что направляющее устройство G по своей структуре похоже на сетку, помимо сетки или дополнительно к сетке для задания направления рыбам могут быть использованы переплетенные или прозрачные материалы. Также можно изготовлять направляющие устройства из прозрачных материалов, оснащенных однотипными метками, которые могут быть видимыми для рыб. Согласно варианту осуществления направляющее устройство выполняют из перфорированного прозрачного материала, так чтобы вода могла проходить через боковые стенки направляющего устройства. Согласно примеру осуществления насос 7 используется для создания разности давлений, так чтобы в точке 12 водозабора могло происходить взятие воды в устройство, чтобы доставлять ее к РПУ и точке 2 входа, которая может всасывать в себя воду и рыб, чтобы передавать рыб по подъемной трубе 3 и высвобождать в точке 5 выпуска.Although the guiding device G is shown to be similar in structure to a net, in addition to or in addition to the net, interwoven or transparent materials may be used to guide the fish. It is also possible to manufacture guide devices from transparent materials, equipped with the same type of marks, which can be visible to fish. According to an embodiment, the guide device is made of a perforated transparent material so that water can pass through the side walls of the guide device. According to an exemplary embodiment, the pump 7 is used to create a pressure difference so that at the water intake point 12, water can be taken into the device to deliver it to the RPU and the entry point 2, which can suck water and fish in order to transfer the fish through the riser pipe 3 and release at point 5 release.
Примеры осуществления изобретения приведены на фиг. 11. В данной реализации рыбопропускного канала для мигрирующих рыб точка 5 выпуска рыб в речном русле выше по течению от плотины 4 расположена дальше от плотины, чем в примере, приведенном на фиг. 10. В любом случае выход рыб из рыбопропускного устройства для мигрирующих рыб планируется в точке 5 выпуска в более удаленном от плотины месте. Это более удаленное место выпуска может находиться в русле реки выше по течению от водохранилища плотины или у входа в водохранилище, или даже в яме речного русла. Точка входа, к примеру, реализована вблизи дна речного русла, однако выбор места не ограничен только показанным вариантом. Место расположения на уровне воды может быть выбрано в соответствии с видами рыб, живущих в реке, согласно специфике поведения видов рыб.Examples of the invention are shown in Fig. 11. In this implementation of a fish passage for migratory fish, the fish release point 5 in the river channel upstream of the dam 4 is further from the dam than in the example shown in FIG. 10. In any case, the release of fish from the migratory fish passage is planned at the point 5 of the release in a place more remote from the dam. This more remote release site may be in the riverbed upstream of the dam reservoir or at the entrance to the reservoir, or even in the pit of the riverbed. The entry point, for example, is implemented near the bottom of the river channel, however, the choice of location is not limited to the option shown. The location at the water level can be chosen according to the fish species living in the river, according to the specific behavior of the fish species.
Фиг. 12 и 13 иллюстрируют варианты осуществления системы на основе рыбопропускного канала для мигрирующих рыб, в котором в соответствующей части используются рыбопропускные узлы РПУ и/или РПУО, посредством функциональной схемы, которая на примере представляет части рыбопропускной системы, минуя турбину, из верхнего бьефа в нижний бьеф от места близкого к плотине (фиг. 12) и от места удаленного от плотины (фиг. 13). В обоих примерах реализован рыбопропускной канал, который минует турбину. В реализованной системе (дополнительно к рыбопропускному каналу для мигрирующих рыб, который соответствует варианту осуществления изобретения и посредством которого рыбы могут достигать мест нереста выше по течению от плотины) также имеется тракт возврата вниз по течению посредством рыбопропускного канала, который обходит турбину. Этот рыбопропускной канал, минующий турбину, основан согласно варианту осуществления части системы на сифонной трубе, которая согласно еще одному варианту осуществления постоянно находится в работе, когда она установлена в речном русле.Fig. 12 and 13 illustrate embodiments of a system based on a migratory fish passage channel, in which the fish passage units of the RPU and/or RPUO are used in the relevant part, by means of a functional diagram, which in the example represents parts of the fish passage system, bypassing the turbine, from upstream to downstream. from a place close to the dam (Fig. 12) and from a place remote from the dam (Fig. 13). In both examples, a fish passage is implemented that bypasses the turbine. In the implemented system (in addition to the fish passage for migratory fish, which corresponds to an embodiment of the invention and through which fish can reach spawning grounds upstream of the dam), there is also a return path downstream through the fish passage, which bypasses the turbine. This fish passage bypassing the turbine is based, according to an embodiment of part of the system, on a siphon pipe, which, according to another embodiment, is constantly in operation when it is installed in the river channel.
Однако согласно опциональному варианту осуществления изобретения на нижнем по течению конце сифонной трубы 134 может быть установлен дополнительный (необязательный) генератор 139, так что, когда датчик 132 показывает отсутствие рыб у рыбопропускного затвора 133, вода, текущая по сифонной трубе, направляется к генератору 139 для выработки электроэнергии, но когда у затвора 133 рыбы присутствуют, то некоторое количество воды с рыбами направляется к рыбопропускному затвору, так чтобы рыбы не оказались травмированными в генераторе. Это может быть достигнуто посредством клапана, у которого имеются два положения, которые можно выбирать в соответствии с сигналом управления от датчика, и подходящим моментом времени.However, according to an optional embodiment of the invention, an additional (optional) generator 139 can be installed at the downstream end of the siphon pipe 134, so that when the sensor 132 indicates no fish at the fish gate 133, the water flowing through the siphon pipe is directed to the generator 139 for power generation, but when there are fish at the gate 133, some water with fish is directed to the fish gate so that the fish are not injured in the generator. This can be achieved by a valve that has two positions that can be selected according to a control signal from a sensor and a suitable time.
Согласно варианту осуществления изобретения рыбам разрешают собираться в определенном месте верхнего бьефа вблизи плотины или на удалении от плотины за счет использования сетчатой конструкAccording to an embodiment of the invention, fish are allowed to congregate at a specific upstream location close to or away from the dam through the use of a mesh structure.
- 17 040499 ции, чтобы направлять рыб при помощи направляющего устройства 131 к требуемому месту сбора (которое можно рассматривать как точку входа верхнего бьефа) и в сифонную трубу 134, из которой рыбы тогда направляются к рыбопропускному затвору 133 нижнего бьефа, который по рыбоходу, образованному сифонной трубой, находится после плотины, так что датчик 132 верхнего бьефа включает рыбопропускной затвор, чтобы дать возможность рыбам верхнего бьефа двигаться по сифонной трубе к нижнему бьефу. Датчик может быть установлен на каждом конце сифонной трубы, в самой трубе или в некотором другом близлежащем месте с целью обнаружения входа рыб и открывания рыбопропускного затвора, в качестве отклика на обнаружение рыб с надлежащим временем реакции, чтобы сберегать воду, если это необходимо. В таких вариантах конструкции более оптимально держать рыбопропускной затвор открытым, если на пути к затвору в сифонной трубе одновременно будет больше рыб, чем должно быть по определенному критерию. Содержание кислорода и/или двуокиси углерода в воде сифонной трубы можно контролировать и измерять посредством таких же пробных замеров, какие были рассмотрены в отношении устройства измерительной точки в подъемной трубе. Таким образом, можно вести подсчет числа рыб и/или числа рыб в сифонной трубе, управляемой рыбопропускным затвором.- 17 040499 to guide the fish by means of the guide device 131 to the desired collection point (which can be considered as the point of entry of the upstream) and into the siphon pipe 134, from which the fish are then directed to the downstream fish gate 133, which through the fish passage formed by siphon pipe is located after the dam, so that the upstream sensor 132 activates the fish gate to allow the upstream fish to move through the siphon pipe to the downstream. A sensor can be installed at each end of the siphon pipe, in the pipe itself, or at some other nearby location, to detect fish entry and open the fish gate, in response to the detection of fish with the proper response time to conserve water if needed. In such design options, it is more optimal to keep the fish gate open if there are more fish on the way to the gate in the siphon pipe at the same time than it should be according to a certain criterion. The content of oxygen and/or carbon dioxide in the water of the siphon pipe can be monitored and measured by the same test measurements that were considered in relation to the arrangement of the measuring point in the riser pipe. Thus, it is possible to count the number of fish and/or the number of fish in the siphon pipe controlled by the fish gate.
Согласно вариантам осуществления изобретения, что касается примеров фиг. 12 и/или 13, то в надлежащей части для обеспечения доступа рыб в сифонную трубу в верхнем бьефе и/или выхода из сифонной трубы в нижнем бьефе могут быть использованы рыбопропускные узлы РПУ и/или РПУО.According to embodiments of the invention, with reference to the examples of FIGS. 12 and/or 13, then in the appropriate part to ensure the access of fish to the siphon pipe in the upstream and/or exit from the siphon pipe in the downstream, fish passage units of the RPU and/or RPUO can be used.
Пример прохода рыб, минуя турбину, схематически иллюстрирует фиг. 14.An example of the passage of fish bypassing the turbine is schematically illustrated in FIG. 14.
Согласно варианту осуществления изобретения в качестве элементов системы плотина 4 содержит канал, который следует в обход турбины, и/или рыбопропускной канал для мигрирующих рыб. Согласно варианту осуществления плотина 4 содержит рыбопропускную систему для мигрирующих рыб. Хотя на фиг. 14 изображено, что путь следования сифонной трубы 134 проходит в гидроузле и даже пересекает плотину 4, данный пример не ограничивает варианты исполнения трассы сифонной трубы только изображенным случаем. Напротив, подробности прокладки сифонной трубы зависели бы от локальных условий и ландшафта в месте расположения гидроузла, которые определяют экономический, технический и/или эстетический аспект выбора.According to an embodiment of the invention, as elements of the system, the dam 4 comprises a channel that bypasses the turbine and/or a fish channel for migratory fish. In an embodiment, the dam 4 includes a fish pass system for migratory fish. Although in FIG. 14 shows that the path of the siphon pipe 134 passes through the waterworks and even crosses the dam 4, this example does not limit the variants of the siphon pipe route only to the case shown. On the contrary, the details of the laying of the siphon pipe would depend on the local conditions and landscape at the location of the waterworks, which determine the economic, technical and/or aesthetic aspect of the choice.
Направляющее устройство 131 препятствует заходу рыб в турбину. В данном варианте конструкции вода вынуждает рыб двигаться в сторону дна. Датчик 132 посылает управляющие команды к концу сифонной трубы 134, расположенному в нижнем бьефе. Клапан 133, действующий в качестве рыбопропускного затвора, открывается, и вода отводит рыб от нижней стороны сетки в обход турбины. Если рыбы отсутствуют, то клапан 133 закрыт и вода идет в турбину и/или же пограничная часть общего потока следует через генератор 139.The guide device 131 prevents fish from entering the turbine. In this version of the design, the water forces the fish to move towards the bottom. Sensor 132 sends control commands to the downstream end of siphon pipe 134. The valve 133, acting as a fish gate, opens and the water draws the fish away from the underside of the net, bypassing the turbine. If there are no fish, then the valve 133 is closed and the water goes to the turbine and/or the boundary part of the total flow goes through the generator 139.
Согласно варианту осуществления изобретения энергетическая станция как элемент системы содержит рыбопропускной канал для мигрирующих рыб и/или канал, который обходит турбинный узел, образуя систему, которая включает в себя упомянутые части системы согласно соответствующим вариантам осуществления. Гидроэлектрическая станция, соответствующая варианту осуществления изобретения, согласно варианту осуществления изобретения содержит плотину.According to an embodiment of the invention, the energy station as an element of the system comprises a fish channel for migratory fish and/or a channel that bypasses the turbine assembly, forming a system that includes the said parts of the system according to the respective embodiments. A hydroelectric power station according to an embodiment of the invention, according to an embodiment of the invention, comprises a dam.
Согласно варианту осуществления изобретения система содержит по меньшей мере один из следующих компонентов: направляющее устройство, сетку, направляющую сетку, улавливающую сетку, прозрачное направляющее устройство, измерительную точку для отбора проб воды и/или рыбы или для части указанных функций, устройство для подсчета рыб и/или часть такого устройства, управляющее устройство, турбину и генератор. Согласно варианту осуществления изобретения сетка представляет собой сеть из категории сетей, предназначенных для классификации рыб по размеру за счет размера ячеек сети, которые позволяют рыбам, размер которых меньше размера ячейки сети, проходить через указанные ячейки. Когда ячейки сети (размер ячеек) становятся мельче, то уменьшается и размер рыб, проникающих через сеть. Если сетка выполнена из жесткого материала, то рыбы не суетятся и не застаиваются у сетки, а проходят сквозь сетку, так что рыбы из объема, огороженного сеткой, могут быть подсчитаны в соответствующем измерительном проходе и/или удалены из объема как крупная рыба, которую в дальнейшем используют, например, в качестве корма для домашних животных.According to an embodiment of the invention, the system comprises at least one of the following components: a guiding device, a grid, a guiding grid, a catching grid, a transparent guiding device, a measuring point for sampling water and/or fish or for part of these functions, a device for counting fish, and /or part of such a device, a control device, a turbine and a generator. According to an embodiment of the invention, the net is a net in the category of nets designed to classify fish by size based on the size of the meshes of the net, which allow fish that are smaller than the size of the net mesh to pass through said meshes. As the meshes of the net (mesh size) become smaller, the size of the fish penetrating the net also decreases. If the net is made of a rigid material, the fish do not fuss and stagnate against the net, but pass through the net, so that fish from the netted area can be counted in the appropriate measuring passage and/or removed from the area as large fish, which in further used, for example, as pet food.
Такая конструкция из сетки/направляющей сетки может быть расположена по меньшей мере на одном конце труб рыбопропускной системы для мигрирующих рыб. Согласно варианту осуществления изобретения для каждого размера рыб может быть предусмотрена сифонная труба и/или подъемная труба или соответствующая ветвь, чтобы облегчить изучение рыб в каждом классе по фракциям.Such a mesh/guide structure may be located at at least one end of the tubes of the migratory fish passage system. According to an embodiment of the invention, a siphon pipe and/or a riser pipe or a suitable branch can be provided for each size of fish to facilitate the study of fish in each class by fraction.
Сетка может быть в надлежащей части заменена или дополнена подходящим направляющим устройством из прозрачного или матового материала или иной подходящей структурой, которая пропускает свет.The mesh may be replaced or supplemented, to the extent appropriate, with a suitable guiding device of transparent or opaque material or other suitable structure which transmits light.
Система, соответствующая варианту осуществления изобретения, может содержать также один из следующих компонентов: датчик приближения рыб и/или часть такого датчика, автоматизированный затвор, выполненный с возможностью срабатывания в ответ на сигнал датчика приближения рыб, чтобы затвор открывался и/или закрывался. Согласно варианту осуществления изобретения открывание затвора может быть дополнительно использовано для активирования другой части системы и приведения ее в функциональную готовность либо моментально, либо с заданной задержкой в соответствии с располо- 18 040499 жением указанной части системы и ее конкретной функцией. Соответственно, рыба, которая запустила открывание затвора, может быть снята на видео в зоне измерительного прохода системой камеры, которая там установлена, или в другом подходящем месте системы, которое содержит систему камеры с этой целью.The system according to an embodiment of the invention may also comprise one of the following components: a fish proximity sensor and/or part of such a sensor, an automated shutter configured to operate in response to a signal from the fish proximity sensor to open and/or close the shutter. According to an embodiment of the invention, the shutter opening can be additionally used to activate another part of the system and bring it to operational readiness either immediately or with a predetermined delay in accordance with the location of the specified part of the system and its specific function. Accordingly, the fish that triggered the opening of the shutter may be filmed in the area of the measuring passage by a camera system that is installed there, or at another suitable location in the system that contains a camera system for this purpose.
Если в трубах, которые передают воду от верхнего бьефа к нижнему бьефу, находится множество рыб, то рыбопропускная система для мигрирующих рыб может содержать по меньшей мере один из следующих компонентов: генератор кислорода и устройство аэрации для обеспечения кислородом воды и соответственно рыб в трубах в соответствии с сигналом контроля концентрации кислорода и/или двуокиси углерода.If there are many fish in the pipes that carry water from upstream to downstream, then the migratory fish passage system may comprise at least one of the following components: an oxygen generator and an aeration device to provide oxygen to the water and, accordingly, the fish in the pipes in accordance with with an oxygen and/or carbon dioxide concentration control signal.
Пример 1.Example 1
Рыбопропускной канал для мигрирующих рыб в качестве устройства воплощен в виде устройства создания гидравлического потока, осуществленного посредством РПУ, который в соответствии с вариантом осуществления изобретения содержит устройство формирования потока для создания эффекта эжекции (фиг. 6, 606, 607) в части эжектора, которая выполнена с возможностью соединения потока из заборной трубы по меньшей мере с точкой входа, чтобы обеспечить рыбам доступ к подъемной трубе и далее к точке выпуска через канал выпускной трубы, так чтобы поток воды из заборной трубы создавал эффект эжекции, при котором вода засасывается в трубу 603 (фиг. 6) и в подъемную трубу. Согласно варианту осуществления изобретения в рыбопропускном устройстве для мигрирующих рыб используется по меньшей мере один РПУ и/или по меньшей мере один РПУО.The fish passage for migrating fish as a device is embodied in the form of a device for creating a hydraulic flow, carried out by means of a RPU, which, in accordance with an embodiment of the invention, contains a device for creating a flow for creating an ejection effect (Fig. 6, 606, 607) in the part of the ejector, which is made with the ability to connect the flow from the intake pipe to at least the entry point to provide fish with access to the riser pipe and then to the outlet point through the outlet pipe channel, so that the flow of water from the intake pipe creates an ejection effect in which water is sucked into the pipe 603 ( Fig. 6) and into the riser. According to an embodiment of the invention, at least one RPU and/or at least one RPU is used in a migratory fish pass.
Согласно варианту осуществления изобретения подъемная труба в своем начале или непосредственно перед ее присоединением к РПУ содержит формирующий элемент в виде конфузора или половины конфузора с углом α выхода (см. РПУ на фиг. 6) на стороне выпуска из РПУ, причем конфузор выполнен так, что угол конусности стенки подъемной трубы относительно направления потока создает режим местного сужения потока вблизи начала подъемной трубы и в месте ее начала. Согласно варианту осуществления указанный угол α представляет собой угол сжатия потока или угол ускорения течения, а по отношению к подъемной трубе его можно рассматривать как угол водозабора. Согласно варианту осуществления изобретения конфузор на своем входе имеет коническую форму, так что он определяет объем в форме конуса (с углом, который был назван углом выхода), какой реализован в конструкции на фиг. 6, в который выходит поток из РПУ, чтобы далее войти в подъемную трубу. Согласно варианту осуществления угол α в примере на фиг. 6 схематически изображен в соответствии со сжатием потока, хотя при другом угле может быть реализовано другое расстояние, нежели то, которое схематически показано для труб 603.According to an embodiment of the invention, the riser at its beginning or immediately before its connection to the RPU contains a forming element in the form of a confuser or a half of the confuser with an exit angle α (see RPU in Fig. 6) on the outlet side of the RPU, and the confuser is designed so that the taper angle of the riser pipe wall relative to the flow direction creates a local flow constriction near the beginning of the riser pipe and at the place of its beginning. According to an embodiment, said angle α is the angle of compression of the flow or the angle of acceleration of the flow, and in relation to the riser, it can be considered as the angle of water intake. According to an embodiment of the invention, the confuser has a conical shape at its inlet, so that it defines a cone-shaped volume (with an angle which has been called the outlet angle) as implemented in the design of FIG. 6, into which the flow from the RPU exits to further enter the riser. According to an embodiment, the angle α in the example of FIG. 6 is shown schematically according to flow compression, although a different distance may be realized at a different angle than what is schematically shown for pipes 603.
Точка входа содержит входной компонент, который на фиг. 6 и 6А реализован в виде раструба; при этом входной компонент 601 относительно направления потока имеет сужающуюся форму, причем угол β сужения раструба реализован как свободный угол, чтобы производить забор воды в РПУ в точке входа узла. Форма была выбрана так, чтобы минимизировать эффекты сопротивления течению, порождающие турбулентность и/или потери обратного течения, минимизировать отклонение потока воды от линий тока.The entry point contains an input component, which in FIG. 6 and 6A is implemented as a bell; wherein the inlet component 601 has a tapered shape with respect to the direction of flow, wherein the constriction angle β of the flare is implemented as a free angle in order to draw water into the RPU at the entry point of the assembly. The shape was chosen to minimize the effects of drag causing turbulence and/or backflow losses, and to minimize the diversion of the water flow from the streamlines.
Согласно варианту осуществления изобретения минимальное значение угла α сжатия может составлять приблизительно 7°. Согласно другому варианту осуществления изобретения минимальное значение угла α сжатия может быть выше 10°. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения минимальное значение угла α сжатия может быть выше 15°. Согласно варианту осуществления изобретения максимальное значение угла α сжатия может быть ниже 40°. Согласно другому варианту осуществления изобретения максимальное значение угла α сжатия может быть ниже 30°. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения максимальное значение угла α сжатия может быть ниже 20°. Согласно варианту осуществления изобретения угол α сжатия выбран между указанным минимальным значением (например, 7°) и указанным максимальным значением (например, 40°) и, к примеру, составляет 18-28°.According to an embodiment of the invention, the minimum value of the compression angle α may be approximately 7°. According to another embodiment of the invention, the minimum value of the compression angle α may be higher than 10°. According to another embodiment of the invention, the minimum value of the compression angle α may be higher than 15°. According to an embodiment of the invention, the maximum value of the compression angle α may be below 40°. According to another embodiment of the invention, the maximum value of the compression angle α may be below 30°. According to another embodiment of the invention, the maximum value of the compression angle α may be below 20°. According to an embodiment of the invention, the compression angle α is selected between a specified minimum value (eg 7°) and a specified maximum value (eg 40°) and is eg 18-28°.
Согласно варианту осуществления изобретения минимальное значение угла β раструба может быть выше 10°. Согласно другому варианту осуществления изобретения минимальное значение угла β раструба может быть выше 15°. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения минимальное значение угла β раструба может быть выше 25°. Согласно варианту осуществления изобретения максимальное значение угла β раструба может быть ниже 55°. Согласно другому варианту осуществления изобретения максимальное значение угла β раструба может быть ниже 40°. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения максимальное значение угла β раструба может быть ниже 35°. Согласно варианту осуществления изобретения угол β раструба выбран между указанным минимальным значением (например, 10°) и указанным максимальным значением (например, 55°) и, к примеру, составляет 30-45°.According to an embodiment of the invention, the minimum value of the angle β of the socket can be higher than 10°. According to another embodiment of the invention, the minimum value of the socket angle β may be higher than 15°. According to another embodiment of the invention, the minimum value of the angle β of the socket can be above 25°. According to an embodiment of the invention, the maximum value of the socket angle β can be below 55°. According to another embodiment of the invention, the maximum value of the socket angle β can be below 40°. According to another embodiment of the invention, the maximum value of the socket angle β can be below 35°. According to an embodiment of the invention, the socket angle β is selected between a specified minimum value (eg 10°) and a specified maximum value (eg 55°) and is eg 30-45°.
Согласно варианту осуществления изобретения угол между стенкой трубы и направлением потока, в частности угол α сжатия и/или угол β раструба точки входа, является соответственно постоянным с каждой стороны изменяющего свою форму элемента РПУ. Согласно варианту осуществления указанноеAccording to an embodiment of the invention, the angle between the pipe wall and the direction of flow, in particular the compression angle α and/or the inlet flare angle β, is respectively constant on each side of the reshaping RPU element. According to an embodiment, said
- 19 040499 постоянство является средним, так что могут существовать какие-то ступеньки, гребни или иные неровные поверхности, например возникшие при изготовлении следы от станка или следы других методов обработки, но согласно варианту осуществления указанная поверхность может быть намеренно сделана шероховатой, чтобы слизь могла налипать и оставаться на стенке трубы, при этом подобно тому, как в автомобильных двигателях структура поверхности цилиндра удерживает моторное масло для смазки, слизь защищает рыб от травм, если рыбы сталкиваются со стенкой трубы в конфузоре или с окружающими поверхностями в подъемной трубе.- 19 040499 the consistency is moderate, so that there may be some steps, ridges or other uneven surfaces, such as marks from the manufacture of the machine tool or traces of other processing methods, but according to an embodiment, this surface can be intentionally made rough so that the mucus can stick to and remain on the pipe wall, and just as in automobile engines the surface structure of the cylinder holds engine oil for lubrication, the slime protects the fish from injury if the fish collide with the pipe wall in the confuser or with surrounding surfaces in the riser.
Согласно варианту осуществления изобретения при режиме местного сужения потока в суживающемся объеме часть объема, которая изменяет форму потока, по меньшей мере один из углов - угол α сжатия и/или угол β раструба точки входа - описывается математической функцией. Согласно варианту осуществления указанная функция представляет собой линию конического сечения. Согласно варианту осуществления указанная функция представляет собой экспоненту, а согласно другому варианту - ряд экспонент. Согласно варианту осуществления указанная функция представляет собой линию продольного сечения воронкообразной трубы.According to an embodiment of the invention, in the mode of local flow constriction in a converging volume, the part of the volume that changes the shape of the flow, at least one of the angles - compression angle α and/or entry point flare angle β - is described by a mathematical function. According to an embodiment, said function is a line of a conic section. In an embodiment, said function is an exponent, and in another embodiment, a series of exponents. According to an embodiment, said function is the line of the longitudinal section of the funnel pipe.
Согласно варианту осуществления изобретения у элемента, находящегося после эжекторной секции (конфузора в режиме сжатия потока), в частности в области критического сужения, угол α (но также и/или в области точки входа угол β) может быть выполнен адаптируемым за счет конструкции с двойной стенкой, так что по меньшей мере одна из указанных стенок, которая входит в состав двойной стенки и обращена к сужению объема трубы, выполнена из эластичного материала, что позволяет участку указанных стенок адаптироваться к давлению среды в промежуточном объеме с двойной стенкой. Таким образом, упругость эластичной части стенки может влиять на изменение формы, в частности, в месте сужения. Толщина материала стенки вблизи места сужения или в месте сужения может быть меньше, чем в окружающих местах на внутренней стороне конструкции с двойной стенкой, так чтобы обеспечить приспосабливаемость по меньшей мере одного угла α, чтобы он мог изменяться в зависимости от давления между стенками, чтобы форма сжимающего конуса могла целенаправленно меняться за счет внутренней стенки трубы.According to an embodiment of the invention, at the element downstream of the ejector section (confuser in flow compression mode), in particular in the region of the critical constriction, the angle α (but also/or in the region of the entry point, the angle β) can be made adaptable by means of a double wall, so that at least one of said walls, which is part of the double wall and faces the constriction of the pipe volume, is made of an elastic material, which allows a section of said walls to adapt to the pressure of the medium in the double wall intermediate volume. Thus, the elasticity of the elastic part of the wall can influence the change in shape, in particular at the point of constriction. The thickness of the wall material near the constriction or at the constriction may be less than in the surrounding locations on the inside of the double wall structure so as to allow at least one angle α to be adaptable so that it can change depending on the pressure between the walls so that the shape of the compressing cone could purposefully change due to the inner wall of the pipe.
Согласно варианту осуществления конфузор, представляющий собой конический элемент, содержащий по меньшей мере входной конус, предусмотрен, чтобы задать поток в подъемную трубу из эжекторной секции. Согласно варианту осуществления эжекторная секция и конфузор выполнены в виде модулей и могут быть отделены друг от друга, чтобы их можно было обслуживать индивидуально. Средой может служить вода и/или сжатый воздух или их любое сочетание в соответствии с наличием, особенно, если можно поддерживать надлежащее давление для оптимальных углов на входе и на выходе, например, посредством надлежащим образом выбранного насоса или его клапана попутного потока (англ. side flow valve) или спускного желоба (англ. water bar) в вертикальном положении.According to an embodiment, a confuser, which is a conical element containing at least an inlet cone, is provided to set the flow into the riser pipe from the ejector section. According to an embodiment, the ejector section and the confuser are made in the form of modules and can be separated from each other so that they can be serviced individually. The medium may be water and/or compressed air, or any combination thereof, as appropriate, especially if the correct pressure can be maintained for optimal inlet and outlet angles, for example, by means of a properly selected pump or its bypass valve. flow valve) or a chute (English water bar) in a vertical position.
Согласно варианту осуществления изобретения труба 610 может содержать эжекторную структуру, которая прикреплена к трубе и имеет иную форму, чтобы поддерживать поток и/или задавать определенную величину потока за счет потока и/или давления в заборной трубе, при этом указанный поток может быть задан посредством потока в заборной трубе для поступления в подъемную трубу.According to an embodiment of the invention, pipe 610 may include an ejector structure that is attached to the pipe and is otherwise shaped to maintain flow and/or set a certain amount of flow due to the flow and/or pressure in the intake pipe, while the specified flow can be set by the flow in the intake pipe to enter the riser pipe.
Согласно варианту осуществления изобретения реализованное использование эжекторной структуры как таковой для установления потока в конфузоре и/или подъемной трубе берет начало от движущей энергии струи, действующей в конструкции на стороне всасыванияAccording to an embodiment of the invention, the realized use of the ejector structure as such for establishing the flow in the confuser and/or riser stems from the driving energy of the jet acting in the structure on the suction side
Потоки в надлежащей части могут быть также заданы посредством группы эжекторов, управляемых клапанами или подходящими формирующими поток элементами, посредством которых производится управление потоками при помощи специальных клапанов группы клапанов, которыми управляют, переводя между полностью открытым и полностью закрытым положениями. Группа клапанов может быть реализована согласно фиг. 6F, при этом управление работой клапанов осуществляется в соответствии с изображенной временной и/или фазовой диаграммой или, когда применимо, в надлежащей части по управляющему сигналу датчика рыбопропускного затвора.The flows in the proper part can also be set by means of a group of ejectors controlled by valves or suitable flow forming elements, by means of which the flows are controlled by means of special valves of the group of valves, which are controlled by switching between fully open and fully closed positions. The group of valves can be implemented according to FIG. 6F, the operation of the valves is controlled in accordance with the depicted timing and/or phase diagram or, when applicable, in the appropriate part according to the control signal of the fish gate sensor.
Пример 2.Example 2
Согласно вариантам осуществления изобретения, в которых используется насос для компенсации потерь давления в потоке и/или прочих потерь давления, может быть параллельно использован резервный насос в качестве запасного элемента для реализации функции резервирования в системе. Таким образом, хотя в некоторых случаях резервирования насосы заставляют работать поочередно, один насос можно ставить на обслуживание, в то время как другой насос может быть в работе или находиться в резерве в качестве еще одного дополнительного насоса в группе резервирующих насосов.According to embodiments of the invention that use a pump to compensate for pressure losses in the flow and/or other pressure losses, a standby pump can be used in parallel as a spare element to implement the redundancy function in the system. Thus, although in some redundant cases the pumps are forced to work in rotation, one pump can be put on service while the other pump can be in operation or standby as another additional pump in the group of redundant pumps.
Согласно варианту осуществления изобретения указанная группа насосов может состоять из насосов, которые работают по-разному, имеют разные конструкции и/или разные принципы работы, чтобы обеспечить в группе насосов функциональное разнообразие. Цель разнообразия - противостоять потенциальным отказам и/или поломкам среди насосов определенных типов, гарантируя выполнение насосной операции посредством группы насосов.According to an embodiment of the invention, said group of pumps may consist of pumps that operate differently, have different designs and/or different principles of operation, in order to provide functional diversity in the group of pumps. The purpose of diversity is to counter potential failures and/or breakdowns among certain types of pumps by ensuring that a pumping operation is performed by a group of pumps.
Согласно варианту осуществления изобретения принцип функционального разнообразия и/или ре- 20 040499 зервирования применен к группе клапанов, которые используются для управления потоками в трубе и/или доступом рыб в подъемную трубу и/или сифонную трубу для транспортирования.According to an embodiment of the invention, the principle of functional diversity and/or redundancy is applied to a group of valves that are used to control the flow in the pipe and/or the access of fish to the riser pipe and/or siphon pipe for transport.
Согласно варианту осуществления изобретения принцип функционального разнообразия и/или резервирования применен к множеству элементов системы, которые согласно варианту осуществления изобретения выполняют одинаковую функциональную задачу.According to an embodiment of the invention, the principle of functional diversity and/or redundancy is applied to a plurality of system elements, which, according to an embodiment of the invention, perform the same functional task.
Пример 3.Example 3
Согласно варианту осуществления изобретения труба в осуществленной форме, подъемная труба, заборная труба, подающая труба и/или соединительный участок, ведущий к другим частям системы, часть элементов системы в надлежащей части выполнены с возможностью установки на шасси. Согласно варианту осуществления изобретения шасси (фиг. 6, 605) выполнено механически жестким, так что не требуется, чтобы трубы в осуществленной форме были жесткими, т.е. самоподдерживающимися без конструкции шасси, в области шасси. Таким образом, данную конструкцию можно в надлежащей части, которая образует РПУ или РПУО, поднимать прочь из речного русла и обратно опускать в русло, когда ожидается наступление/прекращение вскрытия ледяного покрова. Согласно варианту осуществления шасси представляет собой элемент системы, который предусмотрен как вспомогательный для системы и для ее сборки. Согласно варианту осуществления, хотя система содержит транспортируемые части, которые надлежит перемещать в соответствии с сезонами, варианты осуществления системы с функцией подъема считаются жестко монтируемыми конструкциями.According to an embodiment of the invention, the pipe in the implemented form, the riser pipe, the intake pipe, the supply pipe and/or the connecting section leading to other parts of the system, part of the elements of the system, in the appropriate part, are adapted to be mounted on the chassis. According to an embodiment of the invention, the chassis (FIG. 6, 605) is mechanically rigid so that the tubes in the implemented form are not required to be rigid, i.e. self-supporting without chassis structure, in the chassis area. Thus, the structure can, in the appropriate part that forms the RPU or RPU, be lifted away from the river channel and lowered back into the channel when the onset/cessation of ice breaking is expected. According to an embodiment, the chassis is an element of the system, which is provided as an auxiliary to the system and for its assembly. According to an embodiment, although the system contains transportable parts that must be moved according to the seasons, embodiments of the system with a lifting function are considered to be rigidly mounted structures.
Пример 4.Example 4
Согласно варианту осуществления изобретения шасси привязывают к дну речного русла как таковому (фиг. 7) непосредственно либо к резервуару (фиг. 5В, 503, 504), либо к специальному якорному устройству (фиг. 7, 700). Якорное устройство как элемент системы предусматривают, чтобы удерживать прикрепленные и/или присоединенные части системы в определенном положении в речном русле, так чтобы воспрепятствовать смещению РПУ и/или РПУО от намеченного среднего положения вследствие течения воды и/или ударов о камни речного дна, в частности в тех вариантах осуществления, которые используются совместно с буем или понтоном для поддержания труб или элементов рыбопропускной системы для мигрирующих рыб. Согласно варианту осуществления изобретения якорное устройство выполняют из бетона, камней и/или стали или металла в надлежащей части и/или пропорциях и придают форму, в надлежащей степени соответствующую форме дна речного русла, чтобы облегчить снятие системы со дна и постановку на дно. Якорное устройство может быть выполнено так, чтобы его можно было перегружать вместе с другими элементами системы в рамках одной и той же операции подъема или последовательно в порядке своей очереди на подъем. Согласно варианту осуществления изобретения, хотя система содержит транспортируемые части, которые надлежит перемещать в соответствии с сезонами, варианты осуществления системы с функцией подъема считаются жестко монтируемыми конструкциями.According to an embodiment of the invention, the chassis is tied to the bottom of the river channel as such (Fig. 7) either directly to the tank (Fig. 5B, 503, 504) or to a special anchor device (Fig. 7, 700). The anchoring device as an element of the system is provided to keep the attached and/or connected parts of the system in a certain position in the river channel, so as to prevent the shift of the RPU and/or RPUO from the intended average position due to the flow of water and/or impacts on the stones of the river bottom, in particular in those embodiments that are used in conjunction with a buoy or pontoon to support pipes or elements of a fish pass system for migratory fish. According to an embodiment of the invention, the anchoring device is made of concrete, stones and/or steel or metal in the proper proportion and/or proportions and shaped appropriately to the shape of the bottom of the river channel to facilitate the removal of the system from the bottom and setting on the bottom. The anchor device can be designed so that it can be reloaded together with other elements of the system within the same lifting operation or sequentially in order of turn to be lifted. According to an embodiment of the invention, although the system contains transportable parts that must be moved in accordance with the seasons, embodiments of the system with a lifting function are considered to be rigidly mounted structures.
Пример 5.Example 5
Согласно варианту осуществления изобретения точка входа содержит клапан, который является одним из группы 99 клапанов, и обеспечивает рыбам доступ в рыбопропускное устройство для мигрирующих рыб, чтобы рыбы могли быть перенесены к верхнему бьефу, или, если точка входа находится в верхнем бьефе, обеспечивает рыбам проход, минуя турбину, чтобы рыбы могли быть перенесены к нижнему бьефу. Клапаны были рассмотрены подробно согласно фиг. 6F. Согласно варианту осуществления изобретения клапан устроен так, что содержит шарниры у верхней кромки заслонки, которая может поворачиваться. Предполагается, что при столкновении рыбы с заслонкой последняя не причинит рыбе повреждений или же повреждения будут минимальны за счет направления поворота заслонки, если вообще будут возникать.According to an embodiment of the invention, the entry point comprises a valve, which is one of a group of 99 valves, and allows fish to enter the migratory fish passage so that the fish can be carried upstream, or, if the entry point is upstream, allows fish to pass bypassing the turbine so that the fish can be carried downstream. The valves have been discussed in detail with reference to FIG. 6F. According to an embodiment of the invention, the valve is arranged so that it contains hinges at the upper edge of the shutter, which can be rotated. It is assumed that when the fish collides with the shutter, the latter will not cause damage to the fish, or damage will be minimal due to the direction of rotation of the shutter, if at all.
Согласно варианту осуществления изобретения заслонке придают форму в соответствии с отверстием для прохода рыб. Согласно одному варианту заслонка имеет прямоугольную форму, согласно другому варианту - квадратную форму. Согласно варианту осуществления изобретения труба в точке входа имеет квадратное сечение, так что при той же скорости потока может быть получен больший массовый расход по сравнению с трубой круглого сечения, диаметр которой равен стороне квадрата трубы квадратного сечения.According to an embodiment of the invention, the shutter is shaped in accordance with the opening for the passage of fish. According to one variant, the damper has a rectangular shape, according to another variant, it has a square shape. According to an embodiment of the invention, the pipe at the point of entry has a square section, so that at the same flow rate, a higher mass flow can be obtained compared to a round pipe, the diameter of which is equal to the side of the square of the square pipe.
Пример 6.Example 6
Согласно варианту осуществления изобретения заборная труба и подъемная труба расположены соосно. Согласно варианту осуществления изобретения подъемная труба расположена внутри заборной трубы. Согласно варианту осуществления может быть предусмотрена группа подъемных труб. В такой группе необязательно, чтобы все трубы имели одинаковый диаметр, однако некоторые из подъемных труб могут иметь определенный особый диаметр в соответствии с рыбами, живущими в речной системе.According to an embodiment of the invention, the intake pipe and the riser pipe are arranged coaxially. According to an embodiment of the invention, the riser pipe is located inside the intake pipe. According to an embodiment, a group of risers may be provided. In such a group, it is not necessary that all pipes have the same diameter, but some of the riser pipes may have a certain special diameter in accordance with the fish living in the river system.
Согласно варианту осуществления изобретения также рыбопропускной канал, минующий турбину, который ведет из верхнего бьефа к нижнему бьефу, реализован посредством заборной трубы или ее подходящей части, если это применимо. Согласно варианту осуществления сифонная труба также может находиться в той же заборной трубе, что и подъемная труба, но в соответствии с другим вариантом осуществления ее прокладывают отдельно.According to an embodiment of the invention, also a fish passage bypassing the turbine, which leads from upstream to downstream, is implemented by means of a intake pipe or a suitable part thereof, if applicable. According to an embodiment, the siphon pipe can also be located in the same intake pipe as the riser pipe, but according to another embodiment, it is laid separately.
- 21 040499- 21 040499
Вложение одних труб в другие в качестве примера может иметь преимущество на крутых горных склонах или в подобных условиях, где монтаж затруднен или стоит дорого или требуется значительная экономия пространства. В таких системах, где используются узлы РПУ и/или РПУО в нижнем и/или верхнем бьефе плотины, трубы, вставки и/или проходные элементы могут быть выполнены в соответствии с нормальными соединениями для соединения узлов РПУ и/или РПУО согласно назначению рассматриваемого узла в намеченном месте.Nesting pipes within others, by way of example, can be advantageous in steep mountain slopes or similar environments where installation is difficult or expensive or where significant space savings are required. In such systems, where RPU and/or RPU nodes are used in the downstream and/or upstream of the dam, pipes, inserts and/or penetrations can be made in accordance with normal connections to connect the RPU and/or RPU nodes according to the purpose of the node in question in designated place.
Пример 7.Example 7
Согласно варианту осуществления на элементы или части системы может быть нанесено покрытие, предотвращающее механический износ. Согласно варианту осуществления изобретения там, где это применимо, покрытие также может быть сделано в целях предотвращения осадкообразования. Специалистам в данной области, ознакомленным с вариантами осуществления настоящего изобретения, должно быть известно, как на трубу, места соединений или клапаны как таковые наносить, к примеру, алмазоподобное покрытие (DLC, от англ. Diamond-Like-Coating) или иное подходящее покрытие, препятствующее износу. Согласно варианту осуществления изобретения трубы также могут быть выполнены из материала, стойкого к механическому и/или химическому износу в условиях речной системы. В частности, например, pH воды может влиять на выбор материала различных узлов.In an embodiment, elements or parts of the system may be coated to prevent mechanical wear. According to an embodiment of the invention, where applicable, a coating may also be made in order to prevent sedimentation. Those skilled in the art familiar with the embodiments of the present invention should be aware of how to apply, for example, a diamond-like coating (DLC, from the English Diamond-Like-Coating) or other suitable coating to a pipe, joints or valves, preventing wear. According to an embodiment of the invention, the pipes can also be made of a material that is resistant to mechanical and/or chemical wear under the conditions of a river system. In particular, for example, the pH of the water can influence the material selection of the various assemblies.
Широта охвата вариантов осуществления для каждого пункта формулы изобретения определена нижеследующей формулой изобретения. Однако для специалистов в данной области должно быть понятно, что индивидуальные отличительные признаки вариантов осуществления могут варьировать внутри идеи изобретения в соответствии с рассматриваемым вариантом.The scope of the embodiments for each claim is defined by the following claims. However, it should be clear to those skilled in the art that the individual features of the embodiments may vary within the inventive concept in accordance with the embodiment under consideration.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20165371 | 2016-04-29 | ||
EP16207458.7 | 2016-12-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA040499B1 true EA040499B1 (en) | 2022-06-10 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7198852B2 (en) | Migratory fish passage device | |
Gosset et al. | Tests of two types of bypass for downstream migration of eels at a small hydroelectric power plant | |
CN109469030B (en) | Fish gathering and transporting system for diversion type power generation high dam | |
US5385428A (en) | Water intake fish diversion apparatus | |
KR100934092B1 (en) | Fish movement system construction method of river dam | |
CN109736254A (en) | High dam integrates fish pass structure and its crosses fish method | |
WO2005124032A1 (en) | Fish guidance system | |
CN109736255A (en) | The fish lift device and its attracting fish method of fish gathering are carried out using hydropower station tail water | |
CN109736253A (en) | A kind of fish-collecting box and its attracting fish method using tail water fish gathering | |
Travade et al. | Fish locks and fish lifts | |
CN109469029A (en) | Fish collecting and transporting system | |
JP5586112B2 (en) | Naturally adaptable river and lake water intake equipment | |
Ovidio et al. | Improving bypass performance and passage success of Atlantic salmon smolts at an old fish-hostile hydroelectric power station: A challenging task | |
KR20100060970A (en) | Fish Transfer System of Dam Using Shanghai East Net | |
US10316505B2 (en) | Stormwater siphon cube | |
RU157640U1 (en) | WATER INTAKE STRUCTURE FOR MOUNTAIN RIVERS | |
EA040499B1 (en) | FISH PASSING DEVICE FOR MIGRANTING FISH | |
KR20140135130A (en) | Underwater beams, artificial fishes installed in dams | |
Ferguson et al. | Recommendations for improving fish passage at the Stornorrfors Power Station on the Umeälven, Umeå, Sweden | |
CN209482272U (en) | Fish collecting and transporting system | |
Zobott et al. | Design guidelines for Pacific Lamprey passage structures | |
KR20120040570A (en) | A fish way | |
KR20160128583A (en) | Artificial language bypassing underwater | |
Redeker | Retrofitting Fish Passes: International Best Practice, Current Research and Foreseeable Developments | |
RU2237132C1 (en) | Protection system for water intake structure |