RU2233363C1

RU2233363C1 - Fish-passing spawning channel

Info

Publication number: RU2233363C1
Application number: RU2003107759/03A
Authority: RU
Inventors: ков А.А. Чист (RU); А.А. Чистяков; В.Н. Шкура (RU); В.Н. Шкура; А.М. Анохин (RU); А.М. Анохин; Е.А. Чемикосова (RU); Е.А. Чемикосова
Original assignee: Чистяков Александр Анатольевич; Шкура Виктор Николаевич; Анохин Александр Михайлович; Чемикосова Екатерина Алексеевна; Чистяков Александр Александрович
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-07-27

Abstract

FIELD: hydraulic engineering, particularly fish passes for permitting fish-breeder access through supporting structures to hatchery and fish growth places.

SUBSTANCE: channel includes water pass forming conduit, members of natural and increased roughness distributed along conduit bottom and additional through passes. Head of the conduit is connected to upper pool of hydro-system, opening of conduit communicates with lower pool. Heads of additional through passes are connected to water pass. Openings of additional through passes communicate with lower pool waterway and create multi-pass inlet head with separate fish passes. Longitudinal axes of additional through passes extend at different angles to longitudinal section waterway line of angle magnitude decreases towards waterway flow direction. Water-distribution station in connection area of additional through pass heads with water pass has curved longitudinal partitions connected to heads of additional through passes. Inlet heads of opening parts of additional through passes from coastline side have fish guiding device. Fish guiding device is formed as bottom projection with curved edge facing waterway bed part.

EFFECT: enhanced hydraulic conditions in lower pool for increasing possibility of fish access in inlet head of the channel.

3 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.The invention relates to hydraulic engineering, in particular to fish passage facilities designed to allow fish producers to pass through retaining structures to spawning and feeding grounds.

Известен рыбоходно-нерестовый канал [1], включающий рыбоходный тракт в виде канала, соединяющего головную его часть с верхним бьефом, а устьевую часть с нижним бьефом, и элементы усиленной шероховатости, установленные на дне канала, по всей его длине.Known fish passage-spawning channel [1], including a fish passage path in the form of a channel connecting its head part to the upper pool, and the mouth part to the lower pool, and elements of enhanced roughness installed on the bottom of the channel along its entire length.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность привлечения донных видов рыб в входной оголовок.The disadvantage of this structure is the low efficiency of attracting bottom fish species in the input head.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рыбоходно-нерестовый канал [2], включающий водопроводящий тракт, выполненный в виде канала, головная часть которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть - с нижним бьефом, элементы усиленной и естественной шероховатости, установленные на дне канала по его длине, и дополнительные проточные тракты, головные части которых соединены с водопроводящим трактом.The closest in technical essence and the achieved result is a fish-spawning canal [2], including a water supply path made in the form of a channel, the head of which is connected to the upper pool of the waterworks, and the mouth part to the lower pool, elements of enhanced and natural roughness, established at the bottom of the channel along its length, and additional flow paths, the head parts of which are connected to the water supply path.

Недостатком данного сооружения является низкая эффективность привлечения рыбы, подходящей со стороны нижнего бьефа, поскольку, если мигранты не попали в створ рыбоходно-нерестового канала, они попадают в зону влияния водосбросной плотины гидроузла и не являются объектом пропуска в верхний бьеф.The disadvantage of this structure is the low efficiency of attracting fish suitable from the downstream side, because if migrants do not fall into the target of the fish-spawning channel, they fall into the zone of influence of the spillway dam of the waterworks and are not an object of admission to the upper pool.

Целью изобретения является создание эффективных гидравлических условий в нижнем бьефе для повышения вероятности захода рыб во входной оголовок рыбоходно-нерестового канала.The aim of the invention is the creation of effective hydraulic conditions in the downstream to increase the likelihood of fish entering the inlet head of the fish passage-spawning channel.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Соединение устьевых частей дополнительных проточных трактов с водотоком нижнего бьефа позволяет сформировать вдоль береговой линии многоголовый входной оголовок, позволяющий мигрирующей рыбе найти наиболее благоприятные гидравлические условия для ее захода в рыбоходный тракт. Если рыба не попала в зону привлекающего шлейфа, нижнего (по течению) входного оголовка, у нее есть высокая вероятность попасть в вышесформированное привлекающее течение, поскольку она продолжает находиться в зоне влияния привлекающего потока.The connection of the mouth parts of the additional flow paths with the downstream watercourse allows the formation of a multi-headed inlet head along the coastline, allowing migrating fish to find the most favorable hydraulic conditions for its entry into the fish passage tract. If the fish did not fall into the zone of the attracting plume, the lower (downstream) inlet head, it has a high probability of falling into the above-formed attracting flow, since it continues to be in the zone of influence of the attracting stream.

Расположение проточных трактов под разными углами к продольному створу водотока нижнего бьефа позволяет решить следующие задачи:The location of the flow paths at different angles to the longitudinal alignment of the downstream watercourse allows us to solve the following problems:

- во-первых, минимальное значение первого угла позволяет обеспечить безотрывное сопряжение потока из проточного тракта с водной массой водотока;- firstly, the minimum value of the first angle allows you to provide seamless connection of the stream from the flow path with the water mass of the watercourse;

- во-вторых, с увеличением значения угла (второй угол) поток, выходящий из проточного тракта, имеет возможность охватить большую ширину водотока и, соответственно, большую часть рыбохозяйственного створа. Однако при этом вдоль берега образуется вторичное водоворотное течение и процесс безотрывного обтекания нарушается. Тем не менее в образуемых зонах 11 (фиг.2) возможно временное накопление рыбы, где она имеет возможность отдыха и восстановления своих энергетических затрат. Последний проточный тракт (максимальный угол) создает зону с максимальной шириной по отношению к ширине вотодотока в этом створе и, соответственно, позволяет привлекать из русловой части реки;- secondly, with an increase in the value of the angle (second angle), the stream leaving the flow path has the ability to cover a large width of the watercourse and, accordingly, a large part of the fishery alignment. However, a secondary whirlpool current is formed along the coast and the process of continuous flow is disrupted. Nevertheless, in the formed zones 11 (figure 2), temporary accumulation of fish is possible, where it has the ability to rest and restore its energy costs. The last flow path (maximum angle) creates a zone with a maximum width relative to the width of the flow in this section and, accordingly, allows you to attract from the channel of the river;

- в третьих, работа входных оголовков может быть организована по следующей схеме. Минимальная средняя скорость потока у нижнего, по течению, оголовка, а максимальная у проточного тракта с максимальным углом расположения к продольному створу водотока. Данная схема позволяет реализовать поэтапное привлечение рыбы вдоль береговой линии в зоне влияния входных оголовков и тем самым предоставить возможность выбора рыбе наиболее благоприятных гидравлических условий для ее захода в рыбоходный тракт (водопроводящий тракт).- thirdly, the work of the input heads can be organized according to the following scheme. The minimum average flow rate is at the downstream head, and the maximum is at the flow path with a maximum angle to the longitudinal alignment of the watercourse. This scheme allows for the phased attraction of fish along the coastline in the zone of influence of the input heads and thereby provide the opportunity for the fish to choose the most favorable hydraulic conditions for its entry into the fish passage tract (water supply path).

Выполнение водораспределительного узла, в месте соединения головных частей дополнительных проточных трактов с водопроводящим трактом, с криволинейными продольными перегородками, примыкающими к головным частям дополнительных проточных трактов, позволяет обеспечить более равномерное распределение расхода водопроводящего тракта по дополнительным проточным трактам. Перегородки выполняют струенаправляющее действие в месте деления потока на три независимых водотока. Более того, за счет работы излучины, сформированной перед водораспределительным узлом (фиг.1), практически все наносы будут попадать в проточный тракт с максимальным углом расположения по отношению к продольному створу водотока, что в свою очередь повышает вероятность незанесения наносами двух других дополнительных проточных трактов.The implementation of the water distribution unit, at the junction of the head parts of the additional flow paths with the water supply path, with curved longitudinal partitions adjacent to the head parts of the additional flow paths, allows for a more uniform distribution of the flow of the water supply path along the additional flow paths. Partitions perform a directing action at the place of division of the stream into three independent waterways. Moreover, due to the work of the bend formed in front of the water distribution unit (Fig. 1), almost all sediment will fall into the flow path with a maximum angle relative to the longitudinal alignment of the watercourse, which in turn increases the likelihood of two other additional flow paths not being deposited .

Улучшению гидравлических условий в зоне влияния входных оголовков способствует устройство рыбонаправляющих устройств в виде донных уступов, выполненных со стороны береговой линии и примыкающих к входным оголовкам поточных трактов (фиг.8. 9, 10 и 11). В данном случае геометрические границы потока, выходящего из проточного тракта, имеют более устойчивое положение по отношению к транзитному потоку водотока. Практически весь расход из проточного тракта участвует в формировании привлекающего рыбу шлейфа скоростей, и только незначительная его часть растекается по горизонтальной полке донного уступа. Одновременно криволинейная грань донного уступа является устойчивым тактильным ориентиром для продвижения вдоль нее донных видов рыб (например, осетровых) ко входу в проточный тракт. С другой стороны, полигональное сечение водотока в зоне влияния входных оголовков (фиг.9, 10 и 11) формирует благоприятные гидравлические условия для продвижения рыбы, а также способствует эффективному транспортированию донных наносов вниз по течению за пределы привлекающего рыбу потока.The improvement of hydraulic conditions in the zone of influence of the inlet heads is facilitated by the arrangement of fish-guiding devices in the form of bottom ledges made from the shoreline and adjacent to the inlet heads of the flow paths (Fig. 8, 9, 10, and 11). In this case, the geometric boundaries of the flow exiting the flow path have a more stable position with respect to the transit flow of the watercourse. Almost the entire flow rate from the flow path is involved in the formation of a velocity loop attracting fish, and only a small part of it flows along the horizontal shelf of the bottom ledge. At the same time, the curved face of the bottom ledge is a stable tactile reference point for moving bottom species of fish (for example, sturgeons) along it to the entrance to the flow path. On the other hand, the polygonal section of the watercourse in the influence zone of the inlet heads (Figs. 9, 10, and 11) creates favorable hydraulic conditions for fish promotion, and also facilitates the efficient transportation of bottom sediments downstream of the stream attracting fish.

Криволинейная, в плане, форма донных уступов, а также выполнение их боковой грани выпуклостью в сторону русловой части водотока в полной степени способствуют как рыбонаправляющей, так и наносотранспортирующей их функции.The curvilinear, in plan, shape of the bottom ledges, as well as the fulfillment of their lateral edge with a bulge towards the channel part of the watercourse, fully contribute to both the fish-guiding and nanotransporting functions.

В целом конструктивные признаки основного пункта изобретения отвечают критерию "существенные отличия " и связаны между собой настолько, что образуют единый творческий замысел.In General, the design features of the main point of the invention meet the criterion of "significant differences" and are so interconnected that they form a single creative concept.

Решение поставленной задачи достигается путем создания новой конструкции рыбоходного тракта канала, а также графического материала, представленного на следующих фигурах:The solution to this problem is achieved by creating a new design of the fish passage channel of the channel, as well as the graphic material presented in the following figures:

фиг.1 - рыбоходно-нерестовый канал, план;figure 1 - fish-spawning channel plan;

фиг.2 - рыбоходно-нерестовый канал, формируемая гидравлическая структура потока в нижнем бьефе, план;figure 2 - fish-spawning channel, the formed hydraulic structure of the stream in the downstream, plan;

фиг.3 - сечение I-I на фиг.2, трапецеидальное поперечное сечение канала с элементами усиленной шероховатости;figure 3 is a section I-I in figure 2, a trapezoidal cross-section of the channel with elements of enhanced roughness;

фиг.4 - сечение II-II на фиг.2, полигональное поперечное сечение канала (пойма-русло-пойма) с элементами усиленной шероховатости;figure 4 - section II-II in figure 2, the polygonal cross section of the channel (floodplain-channel-floodplain) with elements of enhanced roughness;

фиг.5 - сечение III-III на фиг.2, полигональное поперечное сечение канала (русло-пойма) с элементами усиленной шероховатости;figure 5 - section III-III in figure 2, a polygonal cross section of the channel (channel-floodplain) with elements of enhanced roughness;

фиг.6 - узел I на фиг.1, водораспределительный узел;6 - node I in figure 1, a water distribution unit;

фиг.7 - сечение IV-IV на фиг.6, поперечное сечение канала в месте установки продольных перегородок;Fig.7 is a section IV-IV in Fig.6, the cross section of the channel at the installation site of the longitudinal partitions;

фиг.8 - многоголовый входной оголовок с донными криволинейными уступами и формируемой гидравлической структурой потока, план;Fig. 8 is a multi-headed inlet head with bottom curved ledges and formed hydraulic flow structure, plan;

фиг.9 - сечение V-V на фиг.8;Fig.9 is a section V-V in Fig.8;

фиг.10 - сечение VI-VI на фиг.8;figure 10 is a section VI-VI in figure 8;

фиг.11 - сечение VII-VII на фиг.8.11 is a section VII-VII in Fig.8.

Рыбоходно-нерестовый канал включает водопроводящий тракт 1, выполненный в виде канала, головная часть 2 которого соединена с верхним бьефом гидроузла, а устьевая часть 3 - с нижним бьефом, элементы усиленной 4 и естественной 5 шероховатости, установленные на дне канала по его длине, дополнительные проточные тракты 6, головные части которых соединены с водопроводящим трактом 1. Устьевая часть 3 дополнительных проточных трактов 6 соединена с водотоком 7 нижнего бьефа, образуя многоголовый входной оголовок с автономными рыбоходными трактами, при этом продольные оси дополнительных проточных трактов 6 расположены под разными углами к продольному створу водотока 7, а значения углов уменьшаются по направлению течения водотока 7.The fish-spawning channel includes a water supply path 1 made in the form of a channel, the head part 2 of which is connected to the upper pool of the hydraulic system, and the wellhead part 3 is connected to the lower pool, elements of reinforced 4 and natural 5 roughness installed at the bottom of the channel along its length are additional flow paths 6, the head parts of which are connected to the water supply path 1. The wellhead part 3 of the additional flow paths 6 is connected to the water stream 7 of the downstream, forming a multi-headed inlet head with autonomous fish passage paths, when this, the longitudinal axis of the additional flow paths 6 are located at different angles to the longitudinal alignment of the watercourse 7, and the angle values decrease in the direction of the flow of the watercourse 7.

Водораспределительный узел 8, в месте соединения головных частей дополнительных проточных трактов 6 с водопроводящим трактом 1, может быть выполнен с криволинейными продольными перегородками 9, примыкающими к головным частям дополнительных проточных трактов 6.The water distribution unit 8, at the junction of the head parts of the additional flow paths 6 with the water path 1, can be made with curved longitudinal partitions 9 adjacent to the head parts of the additional flow paths 6.

Входные оголовки устьевых 3 частей дополнительных проточных трактов 6 со стороны береговой линии водотока 7 выполнены с рыбонаправляющим устройством в виде донного уступа 10 с криволинейной, в плане, гранью, обращенной выпуклостью в сторону русловой части водотока 7.The input heads of the estuarine 3 parts of the additional flow paths 6 from the side of the coastline of the watercourse 7 are made with a fish-guiding device in the form of a bottom ledge 10 with a curvilinear, in plan view, face convex towards the channel of the watercourse 7.

Рыбоходно-нерестовый канал работает следующим образом.Fishery-spawning channel works as follows.

Привлечение рыбы из нижнего бьефа в устьевую часть 3 дополнительных проточных каналов 6 рыбоходно-нерестового канала осуществляется подачей рабочего расхода из верхнего бьефа и регулятора головной части 2 по водопроводящему тракту 1 и распределением его в водораспределительном узле 8 по трактам 6. Мигрирующая рыба, подходящая со стороны нижнего бьефа, реагируя на создаваемые гидравлические условия, попадает в зону влияния привлекающего "шлейфа" и начинает активно перемещаться к одному из входных оголовков устьевых частей 3 проточных трактов 6. В случае, если гидравлические условия у нижнего, по течению, входного оголовка 3 не благоприятствуют заходу в него рыбы, она, продвигаясь выше по течению, имеет возможность попасть в зону влияния второго и третьего входных оголовков 3. Благодаря наличию зон 11, размещенных между третьим и вторым, а также между вторым и первым оголовками 3, рыба имеет возможность временного отдыха и восстановления своих энергетических возможностей, при этом не покидая зоны прилегающего потока.Attraction of fish from the downstream to the estuary 3 of additional flow channels 6 of the fish-spawning channel is carried out by supplying the working flow from the upstream and the head part 2 regulator along the water supply path 1 and distributing it in the water distribution unit 8 along paths 6. Migrating fish, suitable from the side downstream, responding to the created hydraulic conditions, falls into the zone of influence of the attracting "loop" and begins to actively move to one of the input heads of the mouth parts of 3 flow paths 6. If the hydraulic conditions at the downstream inlet head 3 do not favor the entry of fish into it, it, moving upstream, has the opportunity to fall into the zone of influence of the second and third inlet heads 3. Due to the presence of zones 11, placed between the third and second, as well as between the second and first heads 3, the fish has the ability to temporarily rest and restore their energy capabilities, while not leaving the adjacent flow zone.

Устьевые части 3 размещены таким образом, чтобы вышерасположенный привлекающий рыбу “шлейф” скоростей (его активная зона) находился в зоне влияния нижерасположенного привлекающего рыбу “шлейфа” скоростей. Именно такая компоновка входных оголовков 3 проточных трактов 6 позволяет создать непрерывное привлечение рыбы вдоль всей зоны влияния многоголового входного оголовка рыбоходно-нерестового канала. Максимальной эффективности распространения привлекающего рыбу потока способствует размещение дополнительных проточных трактов 6 под разными углами по отношению к продольному створу водотока 7, причем α₁<α₂<α₃ (фиг, 2). Например, возможен вариант, когда значения углов, под которыми расположены проточные тракты 6, составят: α₁=11°, α₂=33°, α₃=55°.The wellhead portions 3 are arranged in such a way that the upstream fish-attracting “plume” of velocities (its active zone) is in the influence zone of the downstream fish-attracting “plume” of velocities. It is this arrangement of the input heads 3 of the flow paths 6 that allows you to create a continuous attraction of fish along the entire influence zone of the multi-headed input head of the fish-spawning channel. The maximum distribution efficiency of the attracting fish stream is facilitated by the placement of additional flow paths 6 at different angles with respect to the longitudinal alignment of the watercourse 7, with α ₁ <α ₂ <α ₃ (Fig. 2). For example, it is possible that the values of the angles at which the flow paths 6 are located are: α ₁ = 11 °, α ₂ = 33 °, α ₃ = 55 °.

Рыба, зашедшая в один из проточных трактов 6, имеет возможность отнереститься, поскольку в них имеются соответствующие условия для нереста как донных видов рыб, так и рыб, обитающих в поверхностных горизонтах потока (фиг.3, 4 и 5). В случае, когда условия для нереста не устраивают мигрантов, они имеют возможность продвижения по дополнительным трактам 6, вверх по водопроводящему тракту 1 и выхода в верхний бьеф гидроузла.Fish that entered one of the flow paths 6 has the ability to spawn, since they have the appropriate conditions for spawning of both bottom fish species and fish living in the surface horizons of the stream (Figs. 3, 4 and 5). In the event that the conditions for spawning do not suit migrants, they have the opportunity to move along additional paths 6, up along the water supply path 1 and exit to the upper pool of the waterworks.

Улучшению гидравлических условий в зоне влияния входных оголовков способствует устройство рыбонаправляющих устройств в виде донных уступов 10, выполненных со стороны береговой линии и примыкающих к входным оголовкам проточных трактов 6 (фиг.8, 9, 10 и 11). В данном случае геометрические границы потока, выходящего из проточного тракта 6, имеют более устойчивое положение по отношению к транзитному потоку водотока 7. Практически весь расход из проточного тракта 6 участвует в формировании привлекающего рыбу шлейфа скоростей, и только незначительная его часть растекается по горизонтальной полке донного уступа 10. Одновременно криволинейная грань донного уступа 10 является устойчивым тактильным ориентиром для продвижения вдоль нее донных видов рыб (например, осетровых) ко входу в проточный тракт 6. С другой стороны, полигональное сечение водотока 7 в зоне влияния входных оголовков (фиг.9, 10 и 11) формирует благоприятные гидравлические условия для продвижения рыбы, а также способствует эффективному транспортированию донных наносов вниз по течению, за пределы привлекающего рыбу потока.The improvement of the hydraulic conditions in the zone of influence of the inlet heads is facilitated by the arrangement of fish-guiding devices in the form of bottom ledges 10 made from the shoreline and adjacent to the inlet heads of the flow paths 6 (Figs. 8, 9, 10 and 11). In this case, the geometrical boundaries of the stream exiting the flow path 6 have a more stable position with respect to the transit flow of the water flow 7. Almost all of the flow from the flow path 6 is involved in the formation of a velocity loop attracting fish, and only a small part of it flows along the horizontal shelf of the bottom ledge 10. At the same time, the curved face of the bottom ledge 10 is a stable tactile reference point for the movement of bottom fish species (for example, sturgeon) along the entrance to the duct 6. On the other hand, the polygonal section of the watercourse 7 in the influence zone of the inlet heads (Figs. 9, 10, and 11) creates favorable hydraulic conditions for the fish to move, and also contributes to the efficient transportation of bottom sediments downstream, outside the stream attracting fish.

Криволинейная, в плане, форма донных уступов 10, а также выполнение их боковой грани выпуклостью в сторону русловой части водотока 7 в полной степени способствует как рыбонаправляющей, так и наносотранспортирующей их функции.The curvilinear, in plan, shape of the bottom ledges 10, as well as the fulfillment of their lateral face by convexity towards the channel part of watercourse 7, fully contributes to both the fish-guiding and nanotransporting functions.

Источники информацииSources of information

1. Свидетельство РФ на полезную модель №13806, Е 02 В 8/08, 2000.1. Certificate of the Russian Federation for utility model No. 13806, E 02 B 8/08, 2000.

2. Авторское свидетельство СССР №1666633, Е 02 В 8/08, 1991.2. USSR author's certificate No. 1666633, E 02 B 8/08, 1991.

Claims

1. Fishery-spawning channel, including a water supply channel made in the form of a channel, the head part of which is connected to the upper pool of the hydraulic system, and the mouth part - to the lower pool, elements of enhanced and natural roughness installed on the bottom of the channel along its length, and additional flow-through paths, the head parts of which are connected to the water supply path, characterized in that the wellhead parts of the additional flow paths are connected to the downstream watercourse, forming a multi-headed inlet head with autonomous fish passage paths, while the longitudinal axis of the additional flow paths are located at different angles to the longitudinal alignment of the watercourse, and the angles decrease in the direction of the flow of the watercourse.

2. Fishery and spawning channel according to claim 1, characterized in that the water distribution unit at the junction of the head parts of the additional flow paths with the water path is made with curved longitudinal partitions adjacent to the head parts of the additional flow paths.

3. Fishery and spawning canal according to claim 1, characterized in that the inlet heads of the estuarine parts of the additional flow paths from the side of the watercourse shoreline are made with a fish-guiding device in the form of a bottom ledge with a face curved in plan, convex towards the channel part of the watercourse.