автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Оптимизация работы водозаборного сооружения с рыбозащитным устройством

На правах рукоппси

г

КОСТЫЯЕВ агздкмкр Явая

ОПБМШШЛ РАБОТЫ ВОДОЗАБОРНОГО СООРУНЕККЯ С РЫЗОЗАЕКТНШ УСТРОЙСТВОМ

Специальность: 05.23.07 - "Гидротехническое п ;юлпоратшзЕов строителастЕо"

АВТОРЕФЕРАТ диссертацзм на соискание ученой стопени .кандидата технических наук

Новочеркасск - 1537,

раоота выполнена в Новочеркасска: государственной мелиоративной академии (НША)

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор Иванов П.В.

Научный консультант - . кандидат технических наук,

доцент Сукало Г.Ы.

Официальные стаюнанты - доктор технических наук,

профессор Кисаров О.П.

кандидат технических наук, доцент Мурзвенко Г.С.

Бедупзя организации - Государственное учреждение по

мелиорации и водному козякстеу "Ростогводэксшт/атапид".

•Л- от

Ьадата состоится "I у ^ . 1537 г. в на заседании диссертационного совета К 12C.76.G2 в Новочерказ-ской государственной мелиоративной акздемия г.о адрес/:

3-15403, г.Новочеркасск Ростовской области, уд. Пу^ккнс-кая, 111, ауд. £23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГМД.

Сгэывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, пгсс;а< направллгг ученому секретари диссертационного совета.

Автореферат 'разослан " ^" ^^1557 г.

/чении' секретарь диссертационного

—г.^та. к.т.н., доцент 5.д. лрапкоаск:Ь':

- з -

ОЕДАЯ ХЛРЛКТГОЯЛТГла РАБОТЫ

Акту а л ьнооть проблемы. Проблема защиты рыб от попадания в зодозаборы язляется одной из наиболее. острых в современном гидротехническом я мелиоративном строительстве. Особенно заж-а зтот sonpoo для нодоеиоз era России, богатых укк-кальнои ихтиофауной. По данным АзКИЛРХа на водозаборах Дона «хе-годно гибнет более 5 млрд.ст.колоди рыб.

Наиболее слояга .-зпросы рыбозациты репгптся на крупных но-дезаберзх. Больгик: . из этих нодозабороз язл.татся иелкератяз-нкии и забкргят воду из ркбехогяГазтввНЕОЗяачкмнх водоемов я го-дотокоз з период массового с.-'лтз молоди рьй. Разработка научных рекомендаций по сбсскоганиз рзжмоз работы водозаборов с у:~ тс:.: дзнни:-: о скате молоди риЗ остается весьма актуальней. Работа выполнилась з рамках координационного плана ГКНТ СССР по аалзккз-05.01 "Разработать и внедрить кс:.алекс мероприятий, рыбога^птных устройств и рыбопропускных сооружений для сохранения и. зоспрокэ-зодстза рыб при энергетическом и водохозяйственном строительстве" проблемы 0.85.01. Креме гого, тематика работы соответствует "Республиканской (федеральной) целевой научно-технической программе ка 19S2-1Q95 г.г." (проблема 3.11/37.0 "Разработать ясные нысскоэф+'с-ктивкуе технологии и конструктивные реиэния по сс.чра-" нения рыбных запасоз а источниках орошения").

Ц е л ь в настоящей работы является разработка математически. моделей, методик и рекомендаций по оптимизации работы водозаборного сооружения с ркбоэазлтавх устройством (РЭУ).

Для достижения поставленной цели необходимо решить следуйте 'задачи:'

1. Определяй условия аффективной работы существующих водозаборов с К^У путей натурных иссдедоваакл я создания аатоыа-газировсяной базы данных и анализа результатов ев обработки.

2. Разработать матвматическуя модель эколого-экономичесиой оптиаигацюА'рабаты речных мелиоративных водозаборов с РЗУ.

3. Разработать практические рекомендации по оптимизации работы водозаборного сооружения с ры2озащггог:.

Исходный материал п иетодика исследований. Задачи, поставленные в работе, реагшгсь путей разработки имитационных моделей с использованием математических методов я персональных ЭВМ. Необходимая для разрабопш ршзмендаций информация Сила получена в результате обработки фактического материала натурных исследований водозаборов и их рыбозащитных устройств Няж-ке-ианычской оросительной системы и Азовского магистрального канала.

Автор защищает:

Системный подход к планирования забора воды, учитывающий интересы водопотреблявдей отрасли и рыбного хозяйства водоисточника.

2. Структуру автоматизированной информационной системы (АИС) по водозаборам и их ГОУ.

3. Имитационную модель, реализованную на ЭВМ и позволяющую выполнять оценку планов забора воды и их корректировку с учетси рыбоохранного фактора. • •' •

4. Результаты натурных гидравлкко-биологических исследований водозаборов Азовского магистрального канала и Нижне-Маны-чской оросительной системы.

5. Практические, рекомендации по оптимизации рзботы водога-

борного соорувенпя с рейазштши устройством, г той числе при применении Сассэйнов сугс-2:ого регудщюванпя. "

Научную нозиэну работа пссзазляют:

1. Результаты обр&бс-тга данных о5 зкспдуатэдяи водогвбороз и РЗУ бассейна Аэозсшго иоря.

2. 1/лтеиатпческая модель экогого-экономической спталязацки работы речного водоэабсрз с РЗУ.

3. Критерий и олгсрпти оценка аглгл всйсрз соды пз .орепэнпе при июташюннсы кодегсрсзЕКии на £31 грсвдсооэ ската :ог.од:: рыб

П 20Д0ПСТр5Э."3"".~.

4. Мгтс-яхз расчета ясдегпой е^агстп п р-гжзгэ опспзуатацяв бассейна сугсп'сго рэг/гтрсгкпгл прл способе р^-5о-зезям.

Прзг. гзчэокуэ цпзооп рг£эгл соотаздпзт:

- гт тонзт::?таооги" - л тл:"::"" су.стг.п по су£естзуи?21 2сдоза5ср2м и бзссэйпа Агогсзазго ксрз;

- '..¡етсдгпсз, алгср'.та п пг-сгрг.о'псэ обэспечг-ш;э по • олттагизащи роботы водогаборсз с озс^тпгл устрайст-

и рэгулирораяпэ годепогребгекга гяагсггчокея способа': рубсза^ига.

Внедрение результатов работа осуществлено з Государственном учрэяденки по -ыегаорзцки л годному хозяйству "Рео-тсзводзксадуйтата" при зксагуатааии водозабора с РЗУ Няяне-Ма-лычскои оросптеапсй 'спстены. Нэтодпга роетэтэ полезной емкости бассейна суточного регуггрогатлз кач гкодогзчоского способа ркбогадпты внедрена з Госудорстзмгнса научно:! центре 'Тггзодпро-ект". Кроме того, бгнк данных АКС, сэдерлагзй информацпв по гкс^-пдуатируекыи водозаборам, внедрен в Цгнтрздьном управления ркбо-

хозяйственной бкопэртизы и нормативов по охране и всспроизводо-тву рыбных запасов Роско^рыбслогства, £ тагае в Каспзйскоы НИИ рыбного хозяйства.

Апробация работы. Результаты работы догладывались и получили положительную оценку па паучно-практическом созегрнии по охране и воспроизводству рыбных запасов (г.Москва, 1991), на конференции молодых ученых и специалистов по водпоиу хозяйству (г,Новочеркасск,1392 г.), конференции "Проблемы мелиорации и экономики Юга Poccmi" (г.Новочеркасск, 1993),' конференции "Проблемы ирригации Ростовской обласго" (г.Новочеркасск, 1S95), заседании Научного Совета PA!¿ "Водные ресурсы России, их качество, комплексное использование и охрана" (г. Москва, 1S95), Есерос-кагакой научно-практической конференции "Зкологкчэские аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использования ороааекых земель" (г. Новочеркасск, 1S95), конференции "Экология и природопользование а Ростовской области" (г.Новочеркасск,1995), Всероссийской научно-практической конференции "Управление устойчивы!»' водопользованием" (г.Москва,1997)_.

П 'у б л и к а ц и и. По результатам выполненных в диссертационной работе 'исследований опубликовано 9 печатных работ.

Структура :: объем диссертации. Диссертация ■ состоит из введения, пяти глаз, общзх выводов и приложений. 06-

Jgas объем диссертации ^ 205 :ограяиц, в том числе 134 ограничь

* >

маншлтоснаго текста, 46 рисунков, 27 таблиц, 55 страниц придо-женив- И; слисок использованной литературы из 147 каимановешЬ,

С О Д й Р 3 А Н Я E PA3ÜTH

3 з з р з о й г л а а о силоллод анализ принципов л ttstoaca засзгги рыб et conaaaas« а 2одозаСср:шз сооружения. ' Ргее^стр-энн конс?ру,ггй25ага р-гпэнял ркбсвеятт устройств я усдзагд ^ссплуатацггл суцосгауйзк годозсЗороэ з F3'/.

Отивчеа энзчят-эльккЛ гкгзд р.12а отечегтгзиагзс .'Saaras К.М , Ppjssr: M.U., Лглэгь"-:.-з З.С.,' !5г:'.о-за П.А., Мзтсягз A.M., Нумн-бзум Q.M., йфцхулг.:i U.S., If-здрзга З.Я., Яззлоз Д.С., Пахсру-1532 A.M., Ü5TP330Sin 3.3. , Г33:м В.А. , РСОЗНОЗ Н.П., Р/УДЯ" цэз 'Л. С., Слнссгаи\ С.И., Etf/ga В.И. а яр.) я зарубсгных (Еа-tos D.w., Hums J.У., Brott J.R., Led? г R.T., v.'ales J.H.'> nr-слэзоззтолеЛ. Отдмэа» стсреш npcöaojÄi П02К35ЩЯ гф$екткзпостп раСоти рьйезгдргггих устроЛота зодозгберез ссзеданы з трудах Варегсгаз A.G.«Есидареако B.C., Двгтярвгсй Н.Г.,Зп;о2япезз З.И., .-ааноза П.З., Мамваачжа S.C.» Кпсэлэвз-Децхлгдгэ S.K.v Мура-зенкзГ.С., !.!ураз»н;-:о Т. А., ПурасаГ.Н., Сатарова В.В., гяяга-сгего п др.

Псвкгешз эксплуатационных характерно водозаборе-: срсон-систем, матеиатачгскс;.;*/ снксагязз прсцэссоз ;с< эксплуатации пссвтаены раСотя Есчкареаз Я.З., Гаврхгоза A.A., Kaaas-' нко П. Г., Кардана В. А., Кнсзроза О.П., Ксрялза З.И., Ната-дат/каМ.Э., Сльгареякз В.Я., Суршгз 3. А., Цедрннз З.И. з др.

Приведена к проанализировали данные о прюккимооти различнее типов РЭУ на ыалиерагизньк годозаберах Ростовской сбхастл. Установлено, что для задета молоди рьй от попадапет з зсдозаЗор-ные сооружения и устройства шреко пряменяптся различные тане-

трукции рыбозацитных устройств, основанные на экологических, поведенческих и физических принципах защиты рыб и их комбинации.

Экологические способы рыбозадиты, несмотря на дольние потенциальные розмояности, нэ налли широкого оаспрсстракэкия. Из—*

вестны единичные случаи применения бассейнов суточного регулирования для ограничения ночного забора воды. Методики расчета (с учетом рыбоохранного фактора) емкости и режимов эксплуатации бассейнов суточного регулировали практически отсутствуют.

В работе отмечено, что вопросы эксплуатации рыбозациткых устройств рассматриваются изолированно от вопросов эффективности гксплуатации ороситель них систем. Плакирование забора воды из источника орошения основывается на полном соответствии потребности и подачи воды. Комплексная оптимизация редима работы во-дозаборсз с РЭУ не проводится.

Вторая глава посвяцена создания автоматизированной информационней системы (ЛИС) сущестЕуклих водозаборов и их РЗУ.

Разработанный ручной документ "Пзспсрт водозабора" состоит из 3-х разделов. В первом разделе призсдятся основные технпчес-кие дачные водозабора. Второй раздел ссдерлит ихтиологическую (рыбохсзяйствешг.х) характеристику райснз Еодсзабсра (сведения о сезонной и суточной динамике ската молоди, ее вертикальное распределение и т.п.).

В третьем разделе дается сбцая характеристика РЭУ (количество секций или огслсвкоэ. принцип ркбоэагиты. т:п конструкции и т.д.), и информация о конкретней конструктивном релении (диаметр оголовков, размеров' ячей сетки, скорость золь; в ячее, сановные параметры рыСоотвтда и прсмывнсго устройства;', др.). 3 к;.-.

честве прилоления к паспорту лается схема водозабора и РЗУ. Паспорт водозябсрз является универсальным и единственным докумекто?< 20 Есех случаях поступления информации з банк данных.

Разработанная нами технология ведения и программное обеспечение автоматизированной системы по водозаборам и РЗУ ориентирована па персональные 32!/ типа 1ЕМ РС. Созданная база данных (АЙС) содержит сведения о 1677 водозаборах и РЗУ, подведомственных трем бассейновым управлениям по охране и воспроизводству рыбных запасов (Азоврыбводу, Кубанрыбводу и Цимлякскрыбводу).

Выполненный разносторонний анализ ¡^формации, _содержащейся з баге данных АКС, позволил установить основные закономерности по эксплуатации и конструктивным репениям водозаборов и РЗУ. 3 частности, 95,IX всдсгаборсЕ имеют механический способ забора воды. Больная часть Еодозаборов (56,31) оснащены примитивными РЗУ, а около ЗХ - вообще их не кмепт. Накбольвее распространенно ¡•агев'х различные сетчатые конструкции (рис.1).

Незначительное количество рыбсзацитккх водозаборов, подведомственных Агонрыбводу, икепт принудительнки прсиыв (3,7%) п искусственный рыбоотвод (2,IX). Производительность более 62" водозаборов, оснащенных РЗУ типа отруереактивный сетчатки рыбозаг-рздитель (ССРЗ), находится в диапазоне от 1 до 10 а3/с.

Водозаборные сооружения и устройства мелиоративного назначения ссставдяпт около 782 от числа всех водозаборов. Основная масса всдссабороз эксплуатируется з течение двух и более месяцев периода ската молоди рыб. Данные о суточном режиме работы водозаборов свидетельствует о том, что 37,6% водозаборов эксплуатя-руетоя круглосуточно, 59,77. - только в дневное, а 2,7Х - только з ночное время. Таким образом, более 40* водозаборов фуккцкоки-

рувт с еочеэт сргуг»', когда ярокзходкх иваотуш окат из-г.одк a os псаэденяь в scsoSiTSopÄ's соэрукгяг.й.

P.:

-^«wuie юночруадй ray es усц»

.VV;

I -W

Í/-

* «{

ffîffi.

-5

jo » и

FI™! ^

BSS

6

7

1 û P

1 --сдоотал ceî'Kû; £ - CCFïï 5 - C£Î4stuù кадздэц; 6

с - сoî'ks к:, сгсгэг-»ïpj ? - «ascsïHûû

KS-, о - UÏÏHÏS«: кохдаац; t> - Lv

гтльтр; 6 - огозозок; G

Б работе щсссактса гааш» :; ta no-,meseras sosoos-

Соров к РЭУ rsîï s разрезе базегйааак jsssasessä tiâoozçzzz, rs:-; к в цггк; со «¡гдоз«5ор2м ara Posos:.

Третьи ггдеа вооаяцэна разработка «згеиазгичеекзй модели 8K3soro-8iBS!5№400i®ö овтакзаццв ргзкаа рейоты иеадюрйТЕвго-го годоеаЗорй. изж^вдай содхад с/^кшик^югаагэ Еодохооякг-"ssísiua сеттер (EXC}» сроадЕодсгэ: ^деэтоор «в аодохога^, ар-ед-податздт сааастайззеаз вотедь с îu^-so гсех отргелдх

ESTÛUÙ caaos иагзаглл ра-р^о-геть »шеыахическуа кэдогь оохвьщгзздщ рсЗохц лодогсЗора о F3S\ Соэ-£зкезй Esaa детер^цкрозайазз ЪятоишигнЕза шдегь футавдоак-ромшг ЕодохогяЁстгзннкх саэтеи ocaossaa ea шшне реальных ■ ^дголзгаёгях о цракссак» прохэкгаезг в EKÊ?» « разработана, ез 5азФ ofcsà ыздеж, щгаддажэшза В»А«Ка5вякц п Е,В.Ивааовьм.

А' '

Критерием качества управления зодозабором з модели оду;*кт показатель суммарного экономического аффекта от нодспотрэбллпл::: отраслей и сохранности мслсдп рцб. Найти

U)

-■у.-, услсзгп:

С2>

где ' - прэдэдг'лт ? лэнсота интервала моделнрсггния;

di - згаксютгс-.ил: от сролепил га период

[t,i + dt] > 5Д5 стоимость уцерба, наносного

^сд-за^орс-.{ pifecuy хозяйству га период/^ с -CLÎjna i—г/ гигсраг-кь-ру Р-5, ден. ед; m - числа учитываемых Еадскгзгмэрез руб;

С"* " эгтРзты яа г •sœr/гтзггз водозаборного сосрух?н:^ с РЭУ га период[irZ*dt], д.н.ед; 0,(tj~ расход водозабора, н^/с . 3 разработанной модели зффе;г? от срижпя, получаь.'лгй за

счет водопсдачл на поля, состзетстзуил^й расходу водозабора

га период fiti * dtj » определяется по зависимости

'vafa(t),t)dt * S, -9(i) Cc(zjdi (3)

где - эффект от использования 1 м3 воды, заб.фаемой из

зодсистсчннкз (брутто)

( % 0 ' U

- эффект от использования единицы зодного ресурса,

поданного яа поля; <?/- - козффшиент полезного действия (КГЦ)

i / 1

оросительной системы; - коэффициент неравномерности полу-

чения зфф>ектз зо времени.

Стс;э.!ость уцерба, наносимого водозабором рыбному хозяйству,

предлагается определять следующим образом

где S¿ - с'отсота одной особ:-: рыби 1.-га Еодэрагаэра

^ - отодохляь ¡.-дной сссбл ^ - ТО вядо, достогт2й прсивзло-юго ¿озраста; - кооф&гцпонт праыслового возврата (вьюта-е'«юсти до прогл^гогэга возраста) сссбп 1-го видорзсиерг; -

коз$ф:щиокт ¿фивадзпкя будуцей стс;-з:ост;: оссбг рыбы 1-го вкдо-раамара к моменту соасстыдеккя аффекта от орогеьпя и ущерба рыбному хозяйству; - интенсивность гибели молоди рьй

1-го видоразмера прз: заборе воды кг юточЕкка оросеют.

Потери молоди рыб в результата водозаЗорг вагися*; от обгона

забора, интенсивности ската шлоди рыб, а тасаэ вараигтроЕ водозаборного сооружения п РЭУ. На пападзккэ ¡¿егод:: рыб в водозабор. влияет гвдраащпэскиэ условия в зоне- водозабора, ■ его плановое и глубинное расположение, а также коиюноеочес-конструктивное резекиэ, которое будем учитывать а соотаетствта с рекоиэядацнжс: П.В.Кваяога и В.В.Дьяченко с поиоз?ьп параметре а

(5;

где ^ед?^ ' коэ<№''Пдаент эффективности РЗУ по 1-1.7 видоразмеру рыб; - концентрация молоди рыб 1-го видсразыора.

Максимизация функционала (1) с учетом (2)- (5) методами. вариационного исчисления позволила аналитически определить зависк-мссть для нахождения оптимального расхода водозабора ■

9 = . ¿с £

(а)

Значенияи С^ (о) характеризуют описанные выге показатели н начальный момент времени, соответствующий максимально

•сгьжззск.'у радходу впдгг при котором

———-------— — та%

■ ; (7)

Таким образом, функция (б) оптимизирует саСср воды пз та-ГО'-ППЯа срсгггкпа, ¿ЕКОГЛ'ЛЗПруЯ су!Л!£рНЫЙ от сропенпп п

г

ххрглкооти иэходп рк5. Как видно, озтагзльпш рсжм работы ео-;сзз5сра судэогзевко гагг.з^х о? фужсрй кергзпкгзрности пзлучэ-:п:л зйэ'гга от срсзэнпз ' и дпзэятки ската »элоди

РК5 • '

Применение задпсглостя (5) для гебодьсюс патергехсз зремепа (не болеэ 1-3 суток ) позволяет допустить, -но С5П5£

я Сд(ь.]яСОЦ&Г. При зтсм сазногз,-ГОСТЬ ОЯЭТаДЬЕОГО рзсхсдз зодо-саЗсра г£У.этнэ упрсгазгса*

;-г-77т

ЪгЬ-к^ЬлЬ® .(9)

Данная гадисй/ооаь ;:сяет пзпольговзться таске для определения редина яЕязгнэюи при расчете емкости бассейна суточного рг-гулировакия, реализующего оологический способ рь'Еогщггы пр" зсдсза£орэ а оросительные систем.

Непосредственное применение формулы (0) дал Сольпзк интервалов времени затруднительно из-еа сложности задания функции С » поэтому для оптимизации плана -забора зоды на оро-

сителлный период пас! реетмендуется реализация аналитически мп-дели (1) с огрзпгг-гениэм (2) за Сазе соотзетстзущэй имитационной .модели, состснцей га следующих блоков:

- моделкровазнэ сезонной денемики -ската молоди; • .

й О - ъ (о)

- моделирование суточной динамики скзта молоди;

- моделирование попадания ската молод;: в водозабор;

- оценкз плана забора воды в оросительную систему (рис.2).

Оптимизация забора воды па втеяе разработки споенных пла-

:-:о2 ¿одополъзованкя на очередной полькой сезон заяг^чслтся 2 изменении плана водозабора (декадных или суточных объемов ьоды к соответстЕугглих расходов) п отыскании наилучшего хлрпанта, сбес-п=ч1зг.оцего иасагуц уцерба ихтиофауна водоисточника при выполнении с>т;зотзузцнх в иэлиорация гехпкческга и технолог ическзо: ограничений.

Критерием оценки плана забора еоды яаляетсл статистически достоверная оценка, подученная 1гк средкеар:фл8?Ечэсггзэ пг результатам ьзогократного имитационного мздел::рззанпя и вычисления уцерба ихтиофауне по формуле

'«ИМ П7

■ К = а X 1а

;г Т Р; ) ^

гле П - величина уцзрба, полученная з В -ой реализации имитационной модели; ¿¿¿^ " сюделкровазная концентрация молоди рыб 1-го "вндоразмера в 1 -ьл"; интервал Бремени ~Ь -их суток;

С/^ - расход водозабора в £ -ыи цнтзрвал с -нх суток; .д С - продолжительность интерзала времени ( д ¿ = 2 г ) •

Для реализации предложенных ыатематическпх моделей необходимы данные но гидравлический а техническим услозиям работы во-дозаборз к -динамики ската молоди рыб. В связи с отцы еозникла необходимость проведения натурных тадраадимо-бполагкчеаких исследований. / "

т

С " ' на»

с

г

)г

- г<2 ...' ..

2 п* /1

г

■20-

I

Печать

1

I

(конец )

- 1Ь -

В четверток главе ошханы объекта, ь-етсдвка проведения и результаты натурных гкдрпизко-еыакгычесгзк исследований двух- ыедшратизных аодэзебороз с РЗУ баооейна Азовского iiopii, явлхззгкся прздсгззнтолш.ш разные тапоз зодозаберов и РВУ (табл.1).

Основные показателя с5ъе;ггоз натурных Есоледоьанки

Наименование Водоис- Тип Расчет- Тип j Кол-во

объекта точник водоза- ный р^о- гЗУ | сегадей, работы

бора ход, i'.'^/c ! сголозк

Арпачинскнй р. Дон, МеХаНИ- О С 1 CCF3 6 кругло-

водозабор. берего- ЧеСКИЙ суочяый

вой (плаву-

ковш чая НС)

Водозабор Веселоз- сакотеч- £0,0 Плоска; 5 кругло-

Азовского ское во- сетка суточный

магистраль- дохрани-

ного канала лище

Гидразяичнсккии 1:сследоЕанияии установлены основные вако.чэ-иерностн распределения скоростей течения воды в створе входа в ¡;о22 Арпач;шского водозабора к в створах плоских сеток по граним ИВУ -Азовского водозабора.

Данные замеров, " представленные ка рис.З показывает пз характер течения еоды которая, в кандом случае, определяется кс:.:-поновочно-конструктивными' рыпеаиями сооружений, гидравлическими особенностями водоисточников и уЬловия,\га эксплуатации сооружено'!. Так для условий Арпачинского водозабора определен параметр, ■учитыващий снижение концентрации молоди ( а~ - 0,7). ; Биологические исследования проводились с целью установления основных закономерностей пространственно- временной структуры

опгры скоростей :: гоко влплш-л всдогабсров

® аа г.с ¿,а '* 6,0 о,а и» <2$ /М ЛиУ] А*

- | > _ 1 _ А' ~ Л Ьл У ! Щ ш т

Рвеажж^ 1 т.а 3.5 87 17.а 7.0 |Д5|

Глусама, а | ¡5. и; ^ ■ ч» -г' 5 V N з!

скатг-молоди рыб. Исследования проводились по методике Глазрыб-зода, по каждому водозабору вкгпазп две серви. опытоз с полным

оугэчкьы циклом. Проб» раб ирзлнзь г двух точках на вертикали: V г.:"ер:<::ости (0,2 Н) тол_7 потока (0,6 И), ..чализ проб е^пол-п.ц по двум ргсыерглх- группа: длиной тела мс-пое 15 мм к £о-„; ;■ 12 ю. * Ичтизфауил вадо;:: гс-шикэз с сснозяся пртдотадленз клрг.э2Ь2,с: (лец, пло:;.з, густгрл, крзснсп=рхз я др.) и окуневые: (сгс/нз, суда:-;, бач_\:-кругляк;. 0£селенные рузулхтаты суточного ритма попадание юлсд.: рсб ъ водозаборы представлена на рпо.4..

Суточный ритм попадание и^лодд рлЗ в додзг-г^сру

а,б - Арпачинсим водозабор; в,г - водозабор Азовского Ь2\; а, в - ислодь рыб длиной тела мене? 15 ю-:; б,г - молодь рыб длиной тела Солее 15 мм; о - на поверхности: в - на глубине.

Рис. 4

ID -

лиалнэ рэсултатоз o2pt;5oTJta получении: деяньк по сбспм во-созаборам позволяет сделать сяедуЕз:э лнводы:

- скат когодм риЗ а ;?опо зодсггДороз осуществляется кругсда-

г

сугочно с ярко вкралешюи суточной неравномерностью;

- гозрэстпдаэ концентрации ка^гпдЕэтсл з сумэречзо-ночноэ гремя с пике:-! 22-24 часа;

i

- яараяер ската молоди ергаэдг-гекз из ггзпеп? от рггзгэрго-го cocts53 я глуб^па 23ятея проЗ;

- гллпчгorsснпея ссзигэ ргзулътдтоз ссксдгздот, что стало £0 S ï-олодп з йочгог о 20 "гэ.до 4 ъгз.

Б п я г о 5 Tzzsz прззедягся пргктгс-сгэ рзкглн^^гп по сэтсжгсагя psfsr»: ~:-дсос2орного согруг-оппд о HS?.

Рэгеглоддгт прэг^^грг-г-лпг оцзниу nsssa ггЗорз- гзз срсл':;:пэ r/теа плгссшопнсго ':одел:фооллил sa HSZ-.Î и его enrrrrt-

з допусггм^к пр?дг.лл>: методом последсглтольлого приблп"е-(pî.o.5).

. Пгедлонэнгл по садгетс исходных данных к згоду IISZÍ с:-uosôks на использовании баз дакких файдовой структура., Входная глгфорнз'Пй представляется в г:!Д- файла, ссдертхацэго исходный плаз забора воды, хЕрастерясгкгг* ската ггзлодп рыб, основные тгх-цлческ:'? показатели водозабора п РЗУ, a tej-tis ггаиомпческиа показатели для вычисления уг;~рЗз piwsc^y яоздйстгу.

Рекомендации прпмецллзю для оптимизации плана собора з К1етеЧ'!аякчску2 систецу на 1955 год. Исходный а рекс^ендозанэг?. iizizx (лпоследстпм утвергэдоЕннй Езгезесжи районный упрлзл^ниш оросительных статей а гатасхаэ рабочего) фрагмент плана эзЗ&-ра воды празедэа а гейл.2. "

Структурная схема опткмлга:*7"-! плача eaíopa веды на сропение

Sic. 5

Тэблицз 2

Недопотребление (брутто) по Никне-Манычской оросительной системе нз 1996 год, тыс.м3

Еариант Май Нянь ЙОЛЪ ден. ;

2 3 1 2 3 1 2 3

сходный 4520 391Г 3713 4894 5229 5201 4779 1959 1552.2 !

екомендо- 1

аннъй 4520 4385 3139 4894 5229 5201 4779 1959 1623,3 ;

Корректировка исходного плана забора еодъ; проводилась

езультатзм имитационного моделирования на ЭВМ ската молоди рыб еткрех зидеразмерез (рис.5).

Требуемое количество реализаций модели устанавливалось ис-одя из заданной точности - 0,05 и достоверности - 0,95. 3 езяэи тем, что значение критерия (9) вычисляется с использованием моделирозакных концентраций молоди С^ ^ , было выполнено составление фактического и смоделированного рядов и ;тх статиоти-еских характеристик, подтвердивЕих адекватность предложенной митациенной модели и достоверность полученных результатов меде-ированин.

Изменение исходного плана водозабора в допустимых для орс-¡ения пределах з двух декадах поливного периода (см.табл.2) лри-одит к снижению ожидаемого ущерба ихтиофауне р.Дон, которое слъко по молоди леоа и судака составляет 51,2 тыс.лтук.

Срагмакта рэадизздш юшаццошш ьаэдеда для уодсгш Арпачгаскпго водозебора на р. Дои

а - сезонная динамика ската лезд ( > 15 ; б - суточная динамика ската лезв ( > 15 им); ? - сиоделираванные значения;

о - фактические значения; о - величина ущерба ихтиофауне по всей зидорагыераы.

Рис.б

Дальнейшую оптимизацию работы Арпачзяского Еодозабсрз рекомендуется выполнять путем снижения забсра воды в сумеречно- ночное время в соответствии с реализацией аналитической модели в гиде зазисимостей (6) к (5).

В тех случаях, кгг;;з необходимое уменьшение подачи воды па орохегиэ ограничено, нами рекомендуется устрс'гсг^о бассейнов суточного регулзтрозания, рэализупцих экслогнческяй способ рыбоза- '

г •

ЦП ТЫ.

Разработанная методика расчета полезной емкости бассейна

суточного регулирования я редима его экоп-т/атёнии предполагает,

»

что расход водозабора для наполнения бзрсейпз определяется по формуле (8), а подача воды на орогэкие производится з соответствии с требуемым графиком.' Расчет предлагается выполнять для двухчасовых интервалов времени методом бгл.а^.сэ годы з бассейне. Отлкчие данной методики от суцеотвущкх ¿к^-'-хется э том, что последние не предусматривай рыбоохрачного щактсрз., а при напол-ьенга бассейна з основная учитываются только з-^зурякрати кассовых станций и водоисточника. Применение кетод-.-л рассмотрено на примере расчета емкости и реяимз эксплуатации бассе&га, суточного регулирования з проекте реконструкции сролземрго участгсз з Ду-бовсром районе Ростовской области.

Для автоматизации рекомендаций по сптшпзащгн рг5.оты задо-заборных сооружений с FЗУ к расчета емкости бассейна суточного регулирования нами разработаны соответствует» пеограаяш? средства для ПЗЗМ PC типа IBM PC на языке PASCAL^

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ научно-технических публикаций и материалов проектных и эксплуатационных организаций по мелиорации и годному хозяйству выявил, что Бкологкчгсюю способы рьйосешпг;. ськвакше с регулированием оа5ора соды по Ерэмэкк, по иазли гшр-.чзго распространения, котя- сЗлбдез? боашая погепциадьЕ&ш воэиожноетяш: и не требуот сЕачкгегышх йатясЕЫ&и агоаеиш. В судгствукдэй практике регпад ексавуотшвш БодогьЗоров с РЗУ иаэаачЕвтса, как правило; только яэ ^рз&оз&чнй Еодоазгрвйгшзэй отрасли.

2. Предложена гзхиогегаа форсированна, организационная структура и технолога Суикдконкрованкя автоматизированной информационной скстею* по водозаборам и ¡к КЗУ. Созданный баи; данных «1С позволил установи», чго более 40 X водоззборсЕ функционируют в сочное вреип, когда происходит массовый скат молоди рыб. Сущестауящие РЗУ пг оЗеспзчкгаэт с-ффективную защлту молоди рыб, особенно на ранккх этапах ее рогиптзз, т.к. более пштаинш водозаборов оснащены примитивными РЗУ, а сффзктивность специальных РЭУ типа плоской сети; при вацкхе кологк газаюй менее 15 »а: не преЕызает 20-2.

3. Предложен ктшезезний зколого-зкснсапгееапщ подход к ад-ткмнгацти рэааллз эксплуатации водозабора с РЗУ, основанный на применении ¡¿атештггческого моделирования и новых информационных технологий. АЕаггггпч&оки- получена вависп»оогь опугакц&ЕОГО расхода водозабора как фуккжи вреазни и ряда сругкх фзктороа, среди которых сущестБашм влааадэ окззываэт суточная дзшамкка ската молоди в водохогсчиэ».

; 4. Разработана гажгащшная модель п критерий оценки плана

забора воды на орошение о учзтом рыбоохранного фактора. Создано программное обеспечение для персональных 3SM типа IBM, реализуг-деэ имитационнуп модель оптимизации режима эксплуатации R37 водозабора.

5. Выполнены натурные гидравлика-биологические исследогшша Арпачинскоы водозаборе Нижне-Манычской оросительной системы и

аодозабора Азовского магистрального канала. Установлены гидрав- • дические условия закси:мерности попадания молода! рыб различных размеров в исследсз-"1.-' водозаборы.

6. Разработаны г;' этические рекомендация по оптимизации режима работы водсзабсрд с РЭУ, включающие а себя также методику расчета полезной емкости и рекима эксплуатации бассейна суточного регулирования.

?. Предложенные рекомендации нашш практическое применение при планировании режима здаплуатации Арпачинского водозабора Нижне-Манычской сросительной системы. Методика расчета полезной емкости бассейна суточного регулирования как экологического способа рыбозащиты внедрена а Государственном научном центре- 'ТСх-водпроект". Кроме того, банк данных АИС, содержаний информации по эксплуатируемым водозаборам, внедрен в Центральном управления рыбохозяйственной экспертизы и нормативов по охране и воспроизводству рыбных запасоз Росксмрыболовства, а также в Каспийском" НИИ рыбного хозяйства.

Основные положения диссертации опубликованы в следущнх

работах: ■ •

1. Иванов П.В., Костылев В.И., Эрслер А.Л. Состав хранимых данных в автоматизированной системе обобщения рыбосхранной ин-

формации //йгбоге^яньга сооружения и устройства: Сб. ст./НИШ. -Новочеркасск, 1S33. - С. 145-148.

.2. lisasoa П.В., Костьаез В.И. Еопросы рыбоохраны при эксплуатации! водозаборов Еагаевской оросительной системы //Тез.конф./НИМИ. - Новочеркасск, 1992. - С.81.

3. ИвановЧ1.В., Костылев В.Я., Стрельцова Н.Б. Анализ релизов эксплуатации содозабороз Азовского бассейна с использованием информационной системы //Экономика. Экология. Право. Концепции и модели:Сб.ст./HJMI.- Новочеркасск, 1992. - С. 112-117.

4. Иванов П.В., Кардас В.А., Костылев В.К. Ь'атематотескал модель аколого-экономическсй оптимизации эксплуатации речных мелиоративных водозаборов Проблемы мзлиорацшг и эконом;;ки Юга России:Тез.кокф./ИйС1. - Новочеркасск, 1S33. -С. 160.

5. Иванов П.В., Костылев В.И., Оптимизационная модель режима эксплуатации мелиоративного водозабора с учетом рыбоохраны* //Актуальные вопросы водного хозяйстза и мелиорацли:С5.ст./НК-Ш. - Новочеркасск, 1994. - С. 58-63.

6. Квалов П.Б., Костылев В.И., Воличева Г.С. .Косичекко M.G. Оптимизация режима эксплуатации водозабора ка основе имитационной модели ската молоди рыб // Проблемы ирригации в Ростогс-кой области:Тез.докл./НИМИ. -.Новочеркасск, 1995. - С.86-87.

7. Костылев В.К., Иванов П.Б. Рексмендаци;; по оптимизации работы мелиоративных водозаборов с учетом рыбоохргнного фактора // Проблемы ирригации в Ростоеской. области:Тез.дскл./НИМИ. - Новочеркасск, 1995. - С.85.

8. Иванов П.В., Костылев В.И. Ркбохозяйотвенная оцет-га плана забора воды на орошение на основе имитациснкой модели ската молоди рыб в водоисточнике //Экологические аспекты зксплуата-.адш гидромелиоративных- систем и использование орошаемых земель :Сб.ст. /НИШ. - Новочеркасск, 1ЭЭ6. - Ч. L - С.47-51. •

9. Костылев В.И. Оптимизация эксплуатации рыбозацитных устройств речных водозаборов //Управление устойчивым водопользованием: Материалы Всероссийской Научно-практической конференции (Москза в-7 февраля 1997).- Екатеринбург, 1997. - с.105.

Подписано в печать 2.04.97г. Тирад 100 экз. Заказ S'43 Типография НГМД, г.Новочеркасск Пуакакскзя ill