автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Разработка и обоснование новых рыбозащитных конструкций мелиоративных водозаборов

На правах рукописи

ПЕТРАШКЕВИЧ Валерий Вильгельмович

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ РЫБОЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МЕЛИОРАТИВНЫХ ВОДОЗАБОРОВ

Специальность 05.23.07 - Гидротехническое строительство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт - Петербург 2009

003464497

Работа выполнена в ЗАО «Производственное объединение по изысканиям, исследованиям, проектированию и строительству водохозяйственных и мелиоративных объектов» ЗАО ПО «СОВИНТЕРВОД»

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Михеев Павел Александрович, ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия», г. Новочеркасск

доктор технических наук, профессор Кавешников Николай Трофимович, Московский государственный университет природообустройства,

г. Москва

доктор технических наук, профессор Бухарцев Владимир Николаевич, ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет», г. Санкт-Петербург

Ведущая организация - Южный специализированный научный центр «ЮЖВОДПРОЕКТ» филиал ФГУ «Управление «РОСТОВМЕЛИОВОДХОЗ», г. Ростов-на-Дону

Защита состоится 2009 г. в часов

на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 512.001.01 при ОАО «ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева» по адресу: Россия, 195220, Санкт - Петербург, ул. Гжатская 21. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «ВНИИГ имени Б.Е. Веденеева»

Автореферат разослан <а

//¿^#^2009 Г.

Ученый секретарь диссертационного совета^-~м^ / кандидат технических наук /Т.В.Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. При отборе воды из внутренних водоемов и водотоков на нужды орошеши и водоснабжения вместе с водой поступают личинки, ранняя молодь и взрослая рыба. Рыбным ресурсам страны наносится огромный ущерб. По данным КаспНИРХа в водозаборы Астраханской области выносится и гибнет на орошаемых полях более 14 млрд. шт. молоди.

В этой связи охрана и сохранение рыбных запасов страны является актуальной проблемой и решение ее связано с разработкой эффективных рыбозащитных мероприятий и рыбозащитных сооружений с отводом молоди рыб в безопасную зону водоисточника.

С 50-тых годов 20 века в нашей стране и США на мелиоративных водозаборах нашли широкое применение сетчатые рыбозащитные устройства (РЗУ): косо установленные вертикальные сетки с рыбоотводом; вертикальные вращающиеся бесконечные сетки со сбором рыб с сетки; наклонные сетки (Kupka К.Н.), сетчатые барабаны и др. РЗУ мелиоративных водозаборов имеют существенные недостатки. Эксплуатация вертикальных сетчатых преград с рыбоотводом связана с увеличением скоростей сквозь сетку в зоне рыбоотвода и небезопасным смывом осевших на сетку рыб напорными струями промывного устройства. Эти недостатки затрудняют эксплуатацию, монтаж и демонтаж этих систем, требуют повышенных энергетических затрат и, основное, не позволяют обеспечить высокий и устойчивый эффект очистки сетки от мелкого мусора и достичь высокой эффективности защиты личинок и ранней молоди рыб. Из 22,4 тыс. учтенных водозаборов 16,9 тыс. оборудованы специальными техническими средствами рыбозащиты. Однако работа большинства из них недостаточно эффективна.

Вопросы компоновки гидроузлов, в составе которых имеются рыбопропускные и рыбозащитные сооружения рассмотрены в научных трудах: Альхименко А.И., Бухарцева В.Н., Волкова И.М., Кавешникова Н.Т., Косиченко Ю.М., Румянцева И.С., Скоробогатова М.А., Слисского С.М., Шкуры В.Н., Штеренлихта Д.В. и др. Биологические основы защиты рыб при водозаборах разработаны в научных трудах: Павлова Д. С., Пахорукова А.М, Поддубного А.Г., Нусенбаума Л.М., Breet J.R., Clay С.Н. и др.

Большой вклад в становление, обоснование, разработку и внедрение рыбозащиты внесли исследователи: Алтунин B.C.; Барекян А.Ш.; Беглярова Э.С.; Болыиов А.М., Ващинников А.Е.; Волошков В.М.; Дегтярева Н.Г., Жидовинов В.И.; Иванов A.B.; Киселев - Цецхладзе В.Н.; Колесникова Т.В.; Коротовских А.И.; Лупандин А.И.; Малеванчик Б.С.; Нагобат Э.А.; Никоноров И.В.; Нусенбаум Л.М.; Михеев П.А.; Мотинов A.M.; Муравенко Г.С.; Образовский A.C.; Петрашкевич В.В.; Ревич В.А.;

Ршшнский И.И.; Ряховская Г.Н., Сабуренков E.H.; Синявская В.М., Страхов В.А.; Суровшшн Т.В.; Фильчагов Л.П.; Харчев Г.К.; Химицкий К.Ф.; Цыплаков М.Н., Цыплясв A.C.; Чеботарев М.А.; Шкура В.Н.; Эрслер A.JI., Юшманов O.JI.; Яковлев А.Е., Bates D.W., Hanson С.Н., Kerr J.E., Kupka K.H., McMillan F.O. и др.

За последние годы выполнен большой объем научно-исследовательских и конструкторских работ в области защиты рыб при мелиоративных водозаборах, однако остаются актуальными задачи разработки теоретических методов обоснования и расчета движения потока и рыбы у преград с рыбоотводом и на их основе создание высокотехнологичных, надежных и эффективных рыбозащитных устройств нового поколения.

Содержание диссертации соответствует разделу 5 паспорта специальности 05.23.07 - гидротехническое строительство.

Цель диссертационной работы. Разработка и обоснование новых конструкций рыбозащитных сооружений с рыбоотводом для водозаборов мелиоративных систем и инженерной методики их расчета. Для достижения поставленной цели оказалось необходимым решить следующие основные задачи:

1. Выполнить анализ существующих конструкций рыбозащитных устройств с рыбоотводом.

2. Обобщить существующие методы расчета движения жидкости и рыбы у плоских и криволинейных сетчатых преград с рыбоотводом.

3. Разработать математическую модель движения жидкости и рыбы у сетчатой преграды с рыбоотводом, установленной в горизонтальной плоскости под углом к направлению подходного потока.

4. Разработать модельную установку и выполнить экспериментальные исследования кинематики движения потока перед и за сеткой (формы образующей: прямая; ломаная; криволинейная), распределения пьезометрических давлений и скоростей по длине сетки.

5. Выполнить сравнительный анализ соответствия параметров теоретических и экспериментальных исследований и сделать выбор формы образующей РЗУ - конического двуполостного сетчатого заграждения с перегородками и центральным рыбоотводом.

6. Предложить модификации усовершенствованной конструкции прототипа: с регенерирующим устройством; с сектором очистки и с сектором очистки и встроенным в него рыбоотводом.

7. Разработать опытные образцы четырех модификаций РЗУ и выполнить гидравлико-биологические испытания с целью изучения эффективности очистки сетки транзитным потоком и защиты молоди рыб.

8. По результатам испытаний выбрать оптимальную конструкцию РЗУ, отвечающую требованиям высокой надежности и эффективности защиты личинок, ранней молоди и взрослой рыбы.

9. Разработать инженерную методику гидравлического расчета и конструирования новой конструкции РЗУ и водоструйного кольцевого насоса (ВКН) для отвода рыбы от РЗУ.

10. Разработать общие принципы проектирования рыбозащитных сооружений с учетом, полученных в процессе исследований, гидравлико-биологических критериев.

11. Внедрить результаты исследований в производство и получить экономический эффект.

12. Результаты исследований и разработок включить в нормативные документы по проектированию рыбозащитных сооружений.

Методы исследований. В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследований. При разработке математических моделей и методик расчета применялись численные и аналитические методы решения дифференциальных уравнений. В гидравлической лаборатории СКБ «Запорожгидросталь» при непосредственном участии соискателя выполнялись исследования: по изучению процесса перетекания потока сквозь плоские образующие сетчатого заграждения ( прямая, полигональная, криволинейная ); опытных образцов четырех модификаций конического двуполостного сетчатого заграждешм с рыбоотводом с пуском натурного мусора и молоди рыб из Каховского водохранилища (р. Днепр).

Научная нопизиа полученных результатов

1. Разработаны новые компоновки рыбозащитных сооружений, включающие: колодец для размещения блока РЗУ и водоструйного кольцевого насоса (ВКН), который связан с рыбоотводом. В блоке РЗУ размещена конструкция конического двуполостного сетчатого заграждения с сектором очистки и окнами рыбоотвода (а.с. №1177412); водоприемный оголовок - блок РЗУ, выдвинутый в водоток, в котором размещена конструкция плоского сетчатого заграждения, установленного с уклоном в горизонтальной плоскости, с очисткой сетки воздушно-пузырьковыми струями (патент №1231117);наплавное РЗУ эколого-гидравлического типа (мягкая забральная стенка: патент №1025781, патент №1142587, а.с. №1167260; щелевой водоприемник а.с. №1146361).

2. Обоснование новых сетчатых рыбозащитных конструкций основано на следующих положениях, предложенных автором: устойчивое движение рыб у сетчатого заграждения определяется не только скоростями плавания, но и площадями миделевых сечений тела рыб по направлению скоростей потока сквозь сетку Ус по ее длине; при размещении образующей сетчатого заграждения в горизонтальной плоскости под углом 6 < 90° к горизонту рыбы несут от 1,8 до 2,5 раз меньшую нагрузку, чем перед вертикальной косо установленной сеткой; выполнение образующей сетчатого заграждения в виде трактрисы (угол 0 изменяется от

90 до 6° у рыбоотвода) позволяет достичь плавного уменьшен™ Ус по длине заграждения в направлении к рыбоотводу (по мере продвижения рыбы к рыбоотводу она затрачивает меньше живой энергии, так как противостоит уменьшающейся скорости Ус); короткая длина образующей сетчатого заграждения достигается путем его объемного формирования в виде двух конических поверхностей, вершины которых соприкасаются по вертикали (короткая длина заграждения уменьшает время пребывания рыб у сетки, исключает се контакт с сеткой и повышает эффективность отвода рыб в рыбоотвод); размещение съемного сектора очистки с окнами рыбоотвода в пространстве между конусами позволяет достичь эффективной очистки сетки от мелкого мусора транзитным потоком (самоочистка сетки) при вращении заграждения вокруг вертикальной оси со скоростью 1 об/ минуту.

3. Получены новые экспериментальные данные распределения пьезометрических давлений, скоростей в живых сечениях и линий тока по длине образующей в зависимости от изменения коэффициента живого сечения сетки, формы образующей сетки (плоская с углом установки 8 = 90; 70; 51; 45; 36,5; 26; 17; 10°; полигональная, полная и укороченная трактриса), расхода на входе и в рыбоотводе. Эти данные позволили сделать выбор формы образующей оптимальной конструкции конического двуполостного сетчатого заграждения (а.с.№1177412).

4. Получены новые экспериментальные гидравлико-биологические данные на опытно-промышленных образцах (четыре модификаци ) конического двуполостного сетчатого заграждения ( с перегородками а.с. №495409; с регенерирующей стенкой патент №763515; с сектором очистки а.с. №889786; с сектором очистки и встроенным в него рыбоотводом а.с. №1177412 ) по распределению: пьезометрических давлений по длине заграждения; скоростей в живых сечениях; скоростей сквозь сетку по ее длине, по очистке сетки в процессе пуска натурного мусора (ряска, нитяные водоросли), по эффективности защиты рыб (из Каховского водохранилища) при трех расходах на входе и рыбоотводе.

5. Разработана кинематическая схема движения жидкости и рыбы у криволинейной сетчатой преграды, (угол 8 изменяется от 90 до 6° у рыбоотвода). Получены три основных режима ( в угловой форме ) работы преграды: у = 9,р = а/; у = 9-а,р = а + а/; у = 0 + а,р = а/-а; расчетные зависимости для определения скорости сноса рыбы Уси.

6. Предложена диаграмма относительного движения рыбы и определены предельные значения скорости подходного потока Уп :Уп = 0,5 Ук для сетчатых преград с рыбоотводом и углом установки 8 = 90°; \ 'и = к для сетчатых преград с рыбоотводом и углом установки 9 < 90° при длине заграждения Ь > 10 м; Уп = 1,5 Ук - для сетчатых преград с ры-

боотводом и углом установки 0 < 90° при длине заграждения Ь < 10 м, где Ук - критическая скорость течения потока для рыбы [Павлов, Пахо-руков, 1973].

7. Сформулированы общие принципы проектирования РЗУ с учетом гидравлико - биологических критериев, включая научно обоснованные методики по гидравлическому расчету и конструированию сетчатой преграды с криволинейной образующей на базе приближенного решення дифференциального уравнения с переменным расходом вдоль пути и водоструйного кольцевого насоса (ВКН) для отвода рыбы от РЗУ.

8. Выполнено обобщение и анализ существующих классификаций рыбозащитных конструкций и предложена концепция защиты рыб, включающая три направления (этапа): перераспределение концентрации ранней и подросшей молоди на подходе к водозабору; отвод рыб за пределы зоны действия водозабора (принудительный способ отвода рыб от РЗУ); использование непроницаемых для рыб преград - «тонкое сито». Разработка проекта рыбозащиты на водозаборе начинается с первого этапа. Проект должен предусматривать возможность реконструкции - дополнительного размещения РЗУ эколого - гидравлического типа или «тонкое сито». Реконструкция требуется в том случае, когда РЗУ первого этапа не отвечает нормативным требованиям эффективности защиты рыб.

Практическая значимость нолученных результатов.

1. Результаты исследований и разработок вошли в СНиП 2.06.07 -87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбоза-щитные сооружения» в раздел «Рыбозащитные сооружения»: пп.4.32; 4.34.

2. В помощь проектировщикам разработаны технические решения «Рыбозащитные сооружения и устройства водозаборов мелиоративных систем» [8].

3. В производство внедрены новые конструкции: конического двуполостного РЗУ (Шапсугский рыбопитомник в Краснодарском крае; колхоз С. Юлаева в Башкирии; ПО «Коломыясельмаш» в Украине; Дубровского водохранилища в Белоруссии; гидроузла Костешты-Стынка в Румынии; АНС -1 Аштского массива в Таджикистане); косо установленной в горизонтальной плоскости сетки с рыбоотводом и с очисткой сжатым воздухом (МНПО «Союз» в Москве; Краснопресненский сахорорафинад-ный завод в Москве); эколого - гидравлического типа - «забральная мягкая стенка с придонным забором воды» ( ГНС Комсомольской ОС в Саратовской области) и «крышка скорости» (ПХ Григорьевское г.Ярославль).

4. Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследований и разработок составил 2573,1 тыс. рублей.

5. Широкое внедрение этих типов РЗУ при заводском изготовлении с использованием новых конструктивных материалов, позволит заменить устаревшие малоэффективные конструкции РЗУ на тысячах мелких и средних мелиоративных водозаборах нашей страны.

Личный вклад соискателя. Диссертационная работа является результатом более сорокалетних исследований автора, выполненных в «Со-винтервод». Постановка проблемы и реализация задач гидравлико-биологичекких исследований и их анализ, формирование путей ее решения и итоговых выводов осуществлены лично автором. Автором предложены и запатентованы новые конструкции рыбозащитных сооружений мелиоративных вождозаборов. При проведении отдельных этапов экспериментальных исследований принимали участие сотрудники СКБ «Запо-рожгидросталь»: Погорелов В.П., Одинец Ю.С. и Герус Л.Е. В натурных испытаниях конического РЗУ Шапсугского рыбопитомника в Краснодарском крае принимали участие ихтиологи: Извольский И.С. Работа В.Ф., Богач А.Н. Личное участие автора состоит также во внедрении результатов исследований и разработок в производство. При постановке ряда задач, рассмотренных в диссертации, и подготовке диссертации автор получил ценные советы от д.т.н., проф. И.С. Румянцева и к.т.н., проф. Баре-кяна А.Ш.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты работы и главные положеши диссертащш докладывались, обсуждались и были одобрены на: координационных совещаниях по вопросам рыбопропуска и рыбозащигы (г. Рига. 1977 г.; г. Новочеркасск, 1984 г.); совещании в «Высшем институте по архитектуре и строительству» г. София, 1980г.; совещании в строительной фирме CAP «Military housing establishment», 1988 г.; Всесоюзной конференции «Гидравлика и экология будущего», г. Москва, 1990; заседаниях секции рыбопропускных и рыбозащитных сооружений межведомственной ихтиологической комиссии, г. Москва, 1985 - 1997 гг.; совещаниях в институте «Гидропроскг», г. Москва и ЗАО ПО «Совинтервод», г. Москва, 1977 - 2007 г. Результаты работы и главные положения диссертащш вошли в монографию «Fish - protecting structures of réclamation water inlcts» - Рыбозащитные сооружения мелиоративных водозаборов. Издательство «Палеотип», М., 2007, 247 с.

Публикации. По результатам работы опубликовано 51 научная работа, в том числе 9 патентов на изобретения, 12 а. е., 4 монографии и 8 работ из Перечня издании, рекомендуемых ВАК РФ для публикаций по докторским диссертациям.

Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы из 154 наименований, 8 приложений и содержит 210 страниц основного текста, в том числе 18 таблиц, 93 рисунка, всего 278 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе диссертации выполнен анализ существующих конструкций рыбозащитных устройств (РЗУ), средств для отвода рыб от РЗУ и опыта их эксплуатации, методов расчета, а также методов моделирования и гидравлико - биологических исследований в лабораторных и натурных условиях. Выполнен анализ причин попадания рыб в водозаборные сооружения.

Выполнен анализ существующих классификаций РЗУ отечественных и зарубежных исследователей: Павлова Д.С., Пахорукова A.M.; Ну-сенбаума Л.М.; Киселева - Цецхладзе В.Н.; Малеванчика B.C.; Яковлева А.Е.; Михеева П.А.; Иванова A.B.; Муссали Ю.Г. (США) и др. В результате анализа сформулирована концепция защиты рыб при водозаборах, которая включает три направления: перераспределение концентрации ранней и подросшей молоди рыб в потоке водотока; отвод молоди рыб в безопасную зону; преграды - « тонкое сито». Второе направление - отвод рыбы в безопасную зону является связующим звеном между первым и третьим направлениями, так как без отвода рыб нельзя организовать эффективную ее защиту. Направление - отвод рыб в безопасную зону, включает два аспекта: отвод рыб на подходе или в зоне водозабора с использованием рыбозащитных мероприятий или эколого - гидравлических РЗУ с проницаемыми для рыб преградами; отвод рыб от РЗУ с использованием принудительных средств и рыбоотводящих каналов или водоводов. Наиболее эффективным средством для отвода рыб от РЗУ является водоструйный кольцевой насос (ВКН). На рис. 1 показана расширенная схема концепции защиты рыб, разработанная автором. Предлагаемая концепция позволяет ограничить первоначальные вложения за счет поэтапного строительства рыбозащиты. При этом на водозаборе необходимо вести систематические наблюдения с целью определения действительной эффективности защиты молоди рыб. Если наблюдения покажут достаточно высокую эффективность, то рыбозащита принимается в эксплуатацию. Если рыбозащита не отвечает предъявляемым требованиям, то необходимо повысить ее эффективность путем использования эколого - гидравлических РЗУ или преград - «тонкое сито».

РЗУ с непроницаемыми для рыб преградами делятся на две группы: с преградой из естественного наполнителя (песок, гравий, камень и др.) и с сетчатой преградой, установленной в вертикальной или горизонтальной плоскости под углом 8 к направлению подходного потока. При использовании РЗУ первой группы необходимо соблюдать следующее неравенство для исключения прижатия рыб [Образовский A.C., 1979]

VBZYkp, (1)

юнжнтряршптодо:-шгймзадиввдок

- в.

Н о -о

: 2

5 с. г с

. о

: Е : 9

Га

а

и

Кошешшшшты рыб

ПрйрШ-'ШЕКШО»

Идонгац пахший хзраперпсгш вожтсчши

'■>: : 2 : г : ■

ш

ю г:

п

Зшсго-п^мнсюгРЗУ

| Световые, I шшг

дарыЦераяв

В -

Го

К с ^ г

V*

5 о

: с.

о

И

С 2

? 3

* а

й П г

о 5

я о

о 3

РЗУ

"Т ;

Ьч Ч 2 2 2>Р » Ч

? Ё. а % а г

гё г

Я Г - 2 -У с. о а о

" 3 а , 0 Ч эЕ

о 2 ' ^ г а

С с ^ «*

■£ г

'3 а

а"

и га

В, л I * 7 I хС

*

- - « Г О с.

кссешсВ31ю5ь1

ллл риб средами

у

ш >

р 0

и у

л

п А

О

л а

с

■л у

С

<

и

У

; и

I

о

г- ^

э *-

ь

= с

'■ I »

-: 3

; о и

■ £ и

но:

I -, V <2.3

К Ч : £ ::

и

О X

I) р

V*

а

X

г

V

о

: с о а

Г 22 : с.

1л5

!5

с.:

а г

з!;

г 5 О :

Рис. 1. Концепция защиты рыб при водозаборе [35]

где VB - скорость сквозь фильтр; V№ = Kll=]0l~ критическая скорость течения для защищаемых рыб [Павлов Д.С., Пахоруков A.M., 1973]. Для защиты ранней молоди рыб необходимо принимать VB < 0,1 м/с, а это потребует больших рабочих площадей фильтрующей поверхности. Поэтому применение этих РЗУ, как правило, ограничивается производительностью до 5 м3/с. Основным разработчиком фильтрационных РЗУ является НИИ ВОДГЕО. Эксплуатация этих РЗУ (кассеты, вихревые камеры, фильтрующие дамбы и др.) связана с проблемами их очистки и отведения рыб в безопасную зону. Вторая группа РЗУ нашла широкое применение на водозаборах мелиоративного, промышленного и коммунального назначения. Массовое применение нашли струереактивные РЗУ с очисткой сетки промывным устройством, которое вращается от реактивных сил внутри сетчатого барабана [Киселев - Цецхладзе В.Н., 1974]. Этот РЗУ широкоприменяется на стационарных и плавучих насосных станциях мелиоративных водозаборов. Типоразмеры РЗУ: 0,5; 1,0; 1,5 м3/с. РЗУ устанавливаются на течении для отвода рыб. Эффект отвода от 90 до 100%. Основной разработчик ФГУ Южводпроект (Южгипровод-хоз) г. Ростов - на - Дону.

В бассейне р.Волга широкое применение нашел РЗУ типа РОП-конусная перфорированная поверхность, омываемая струями напорной воды. Установка РЗУ производится на потоке с целью отвода рыбы.

Массовое применение нашли РЗУ типа « плоской сетки с рыбоот-водом», сетчатое заграждение которого установлено вертикально под углом 0 < 90°к направлению подходного потока [Нусенбаум JI.M., 1971; Цыпляев A.C., 1973]. По данным Кубанрыбвода в бассейне р. Кубань взято на учет свыше 400 водозаборов, большинство из которых оборудованы рыбозащитными устройствами типа плоской сетки с гидросмывом и рыбоотводом. Этим типом РЗУ оборудованы водозаборы мощностью от 20 до 300 м3/с. Их проектная эффективность составляет до 100%. Однако, на практике их эффективность значительно ниже. Основные причины плохой работы РЗУ: превышение от 2 до 3 раз оптимальных скоростей течения воды на сетном полотне, что приводит к поджатию к нему личинок и ранней молоди рыб и их гибели до 70 - 90%; неправильный монтаж рыбозащитных сеток, имеющих выступы арматуры; неудовлетворительная работа промывных устройств - гидрофлейт, вследствие частого выхода из строя погружных насосов; гибель рыбы до 50% в ры-боотводящих трактах и вакуумных установках. Низкая эффективность плоской сетки [Муравенко Г.С. и др., 1972] связана с неравномерным распределением удельных расходов, а следовательно, и скоростей течения потока сквозь сетку Vc по ее длине. При этом максимальное значение Vc достигает 1,43 от среднего значения (I/L = 0,8), а максимальное ко-

личество мальков в конце сетки достигает 2,1. На сетке при UL =0,8 происходит прижатие молоди рыб и ее гибель.

Натурные испытания РЗУ (секция L = 30 м) Донского магистрального канала (ДМК) в Ростовской области (Q = 130 до 250 м3/с.) [Михеев П. А., 2000], РЗУ Федоровской ОС (Q = 42 м3/с) и РЗУ (секция L = 60 м) Кубано - Марьяно - Чебургольской ОС (Q = 260 до 330 м3/с) в Краснодарском крае подтверждают неравномерное распределением удельных расходов, а следовательно, и скоростей течения потока сквозь сетку Vc по ее длине. Эффективность защиты рыб (/ > 30 мм) РЗУ Кубано - Марьяно - Чебургольской ОС составляет 97%, молоди (/ = 20 мм ) - от 76 до 90% , а личинок - от 44 до 55% [Цыпляев A.C., 1983]. Эффективность защиты рыб РЗУ ДМК в зависимости от размерного состава рыб колеблется от 60 до 90% [Михеев П.А., 2000]. Уменьшение длины секции сетчатой преграды РЗУ с L = 60 до 30 м способствует повышению эффективности защиты рыб.

Соискателем была выдвинута гипотеза, согласно которой возможность рыб уйти от сетки определяется не только скоростями плавания, но и миделевыми сечениями по отношению к скорости сквозь сетку и сносящей их к рыбоотводу.

При расположении сетки с уклоном в горизонтальной плоскости рыбы несут нагрузку, в 1,83 до 2,53 раза меньшую, чем перед вертикальной сетной, установленной под углом 0 < 90°к направлению подходного потока [21, 22]. Эта гипотеза явилась толчком для совершенствования конического двуполостного РЗУ, в котором образующая сетчатого заграждения размещается в горизонтальной плоскости, и для проведения гвд-равлико - биологических исследований с целью подтверждения этой гипотезы, путем изучения движения потока и рыбы у сетчатой преграды (образующая: прямая, полигональная, криволинейная). Сказанное свидетельствует об актуальности, необходимости и своевременности теоретического обоснования и разработки новых, высокотехнологичных, надежных и эффективных РЗУ для водозаборов мелиоративных водозаборов.

Выполненный анализ существующих средств рыбозащити и отвода рыб от РЗУ, а также опыта их исследований и эксплуатации позволил сформулировать цель и задачи диссертационного исследования.

Во втором разделе показаны способы достижения поставленной цели.

Теоретическое обоснование.

Создание надежной и эффективной конструкции РЗУ связано с использованием объемной сетчатой преграды с образующей, расположенной в горизонтальной плоскости, по длине которой скорости сквозь сетку Vc должны уменьшаться в направлении к рыбоотводу. Рыбы в начале преграды обладают полным запасом живой энергии и по мере продвижения к рыбоотводу теряют часть энергии в процессе противостояния ско-

ростям Vс. Снижение скоростей будет способствовать безопасному (без прижатия рыб к сетке) проходу рыб к входу рыбоотвода. С другой стороны отказаться от традиционного способа очистки сетки напорными струями и обосновать новый способ очистки сетки транзитным потоком водозабора при вращении сетчатого заграждения вокруг вертикальной оси. Обосновать: форму образующей, по длине которой скорости сквозь сетку Ус должны уменьшаться в направлении к рыбоотводу; математическую модель движения жидкости и рыбы у сетчатой преграды; метод гидравлического расчета с учетом отделения большей части потока (сквозь сетку) по пути и прохода меньшей части потока в рыбоотвод; метод гидравлического расчета рыбоотвода с использованием принудительных средств (водоструйный кольцевой насос - ВКН).

Экспериментальное обоснование

Экспериментальные исследования подразделяются на два этапа: первый этап связан с разработкой и изготовлением в гидравлической лаборатории СКВ «Запорожгидросталь» установки для проведения гидравлических исследований образующей (прямолинейной; ломаной линии и криволинейной); второй этап - разработка опытно-промышленных образцов конического двуполостного заграждения с учетом результатов

Схема 1 (план)

РЫБООТВОД

перегородка

Схема 2 (план) рыбоотвод перегородка

коническое двуполостное заграждение

КОНИЧЕСКОЕ ДВУПОЛОСТНОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ

Схема 3 (план) РЫБООТВОД

СЕКТОР очистки

Схема 4 (план) СЕКТОР

/очистки+

1 /окнл * I РЫБООТВОДА

СЕТКА

КОНИЧЕСКОЕ ДВУПОЛОСТНОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ

КОНИЧЕСКОЕ ДВУПОЛОСТНОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ

Рис. 2. Схемы размещения в экспериментальной установке опытно-промышленных образцов конического двуполостного рыбозащитного устройства (РЗУ) с очисткой сетки транзитным потоком и рыбоотводом

первого этапа исследований: с уплотнением 2,3 сектора у борта камеры [10] (рис. 2, схема 1); с перекрытием двух секторов неподвижной стенкой [12] (рис. 2, схема 2); со съемным сектором очистки [13] (рис. 2, схема 3); и со съемным сектором очистки и встроенным в него рыбоотводом [15] (рис. 2, схема 4). Диаметр заграждения 810 мм, расход от 35 до 140 л/с.

На рис. 3 показаны конструкции конических двуполостных заграждений опытно-промышленных образцов экспериментальной установки.

Рис. 3. Конструкции конических двуполостных сетчатых заграждений опытно-промышленных образцов экспериментальной установки

Третий раздел посвящен гидравлико-биологическому обоснованию РЗУ с горизонтальной преградой, установленной под углом к подходному потоку, и рыбоотводом.

Предложена математическая модель движения жидкости у сетчатой преграды с криволинейной образующей (рис. 4), которая описана кривой [20]

х = а1п [(а + V«2 - У2 Ш ~ 4а2 ~ У2 . (2)

У = ЭБИб,

где а = ОА - высота сетчатого заграждения при х = 0.

Угол 6 по длине преграды изменяется от 90 до 6°. Расход описывается зависимостью

Оп = Ос+Оро, (3)

где <2п - подходной расход; (¿с - расход сквозь сетку; (¿¡-о - расход ры-боотвода.

Рис. 4. Расчетная схема математической модели движения жидкости у сетчатой преграды

Скорости потока

Vc = Vn sin у; VT = Vn cos у, (4)

где Vc - нормальная к касательной скорость потока; VT - скорость потока по касательной в точке на преграде. Из рис. 4 видно, что скорости сквозь сетку Vc уменьшаются в направлении к рыбоотводу, a VT увеличиваются в этом направлении. Выделены три основных режима (в угловой форме) работы преграды (рис. 4а,Ь,с):

у = 8;Р = а;; у = 6 -а,р = а + а'; у = 9 + а;Р = а7 - а. (5) Разработана математическая модель движения рыб у криволинейной сетчатой преграды показана на рис. 4. Для скорости сноса рыб в сторону рыбоотвода Vch получены следующие зависимости [32, 36]: при у = б + а

Va, = - Kpcosy - ^V7-Vp2sm2y , (б)

при у = 0 - а

Va=- Feosе - tJv? - v2 sin2 е. (7)

Для вертикальной плоской преграды, установленной под углом 8 < 90° при у = 6 + а имеем [Павлов Д.С., Пахоруков A.M., 1983]: VCH =

л]У2 + V2 - 2VpVn cos а .

Движение рыбы у сетчатой преграды связано с выравниванием вертикальных и горизонтальных сил, действующих на тело рыбы, и вы-

13

бором угла у. Под влиянием структуры потока рыба может замедлить реореакдию RP [ Павлов Д.С., Пахоруков A.M., 1983] и увеличить угол у = 0 + а или в момент испуга увеличить RP и уменьшить угол у = 0 - а.

Изменение угла у в сторону увеличения или уменьшения приводит к неустойчивому движению рыбы:

R*F, (8)

где R - сила, развиваемая рыбой; F - сила сопротивления движению рыбы.

Возврат рыбы к устойчивому движению связан с выбором нового угла у путем уравновешивания следующих компонент:

acVc - a rVr, (9)

где (ос,(ог - площади миделевых сечений тела рыбы соответственно по направлению скоростей Vc и VT. Устойчивое движение рыбы перед преградой имеет место при:

R = F. (10)

Предложена диаграмма относительного движения рыбы у сетчатых преград, при построении которой используются все скоростные режимы плавания рыб {УБР\ Укрейс. = VepK>\ Уподцер. ~ соответственно бро-сковая; крейсерская скорость; под держиваемая скорость [Brett J.R., 1965] ;

Vпор ; Vк - соответственно пороговая и критическая скорость течения

для рыбы [Павлов Д.С., Пахоруков А.М., 1983]; Vj, = от 1,5 до 2 VK -вторая критическая скорость течения для рыбы [45] ) [8]. Диаграмма включает четыре зоны, в которых рыба способна противостоять потоку в процессе плавного увеличении скорости Vn. Введено понятие предельно допустимого значения Уп: Vn = 0,5 VK - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки 9 = 90°; Уп = VK - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки 9 < 90° при длине заграждения L > 10 м; Vn = 1,5 VK - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки 9 < 90° при длине заграждения L < 10 м;

Методика гидравлического расчета РЗУ

Вдоль сетчатой преграды (рис. 5) с образующей описанной уравнением (2) происходит непрерывное отделения расхода сквозь сетку, а часть расхода поступает в рыбоотвод. Гидравлический расчет выполнен на базе дифференциального уравнения с переменным расходом вдоль пути [Константинов Ю.М., 1988]:

™ + r-y<«"»vi® + dJL+dz + dK= о. (П)

S 8 Q У

которое после преобразований и интегрирования между живыми сечениями 1-1 и 2 -2 примет вид

+н|?+ f (r-K«»®vdQ, 12

g 2 11 1 \D2g J g Q

Приняты следующие обозначения: dO - расход сквозь сетку на расчетном участке; dx - длина расчетного участка; dy - приращение по оси у; dl - длина криволинейного расчетного участка; V - скорость на подходе; 9 - угол между касательной к заграждению и осью х.

Уравнение (12) решается методом суммирования. Заграждение разбивается на N = 28 расчетных участок dx в интервале углов 0п_, - 9„ = 3°. Величина расхода dQ, отделяемого на каждом расчетном участке п -

(л -1):

1 = ппАВ, (13)

где е - коэффициент сжатия струи; Л = Ь2 /(Ъ + df - коэффициент ивого сечения сетки прямого плетения [Кузьмин Ю.М., 1976], Ъ - размер ячеи сетки в свету, d - диаметр проволоки; Ус = фтД^Я - скорость сквозь сетку [Альтшуль А.Д.и др., 1975 ], ср = \/^[ + с-с2А7 - коэффициент скорости, С, - коэффициент сопротивления сетки; Н = Н0- х tg5 - закон изменения пьезометрического давления по длине образующей сетчатого заграждения, 5 - угол наклона пьезометрической линии, Н0 - начальное значения давления при х = 0.

Расход в и-ом живом сечении равен

Площадь /7-го живого сечения

Рп -УЛ (15)

15

Скорость в живом сечении п с учетом ( 15 ) и ( 16 ) определяется из зависимости:

Vn = QJFn- (16)

Расчет выполняется с учетом соблюдения зависимости (3)

Q = QC+QPO,

№28

где Q с - ^dq - расход за сеткой; Q 0 = от 2 до 5% Q - расход рыбоот-

№1

вода. Потери напора по длине сетчатой преграды определялись из зависимости:

№28 №28

h. = Yßh. = Yß^V'dx) /(2gD), (17)

№1 №1

где X - коэффициент гидравлического трения по Альтпгулю.

Методика гидравлического расчета водоструйного кольцевого насоса (ВКН).

В камере смешения ВКН происходят физические явления непосредственно связанные с процессом движения струи в спокойной воде. На границе двух сред образуется вихревая поверхность, которая всасывает внутрь себя частицы спокойной воды и это всасывание тем энергичнее, чем меньше диаметр колец самой поверхности. На образование вихрей затрачивается энергия поступательного движения частиц. Поэтому скорость поступательного движения уменьшается по мере удаления от сопла.

С другой стороны энергия струи постепенно рассеивается в этой среде и процесс неизбежно приводит к расширению струи. Именно такое явление происходит в камере смешения ВКН (рис. 6 ). При рассмотрении этого процесса сделано допущение, что отсутствуют какие - либо иные явления, в частности, увлечение частиц силами трения. Это основное допущение позволяет подойти к решению данной задачи, применяя принцип растекаши струи по Ржаницину H.A.

Экспериментально установлено [20, 26], что в конечной части внутреннего факела струи происходит механическое увлечение подсасываемой воды. Однако это явление проявляется лишь в концевой части внутреннего факела струи и поэтому существенного влияния на принятую расчетную схему не оказывает. На основашш равенства кинетической энергии потока в любом из его сечений (рис. 6) имеем:

V3

сечение I -1 яр(R2K - B^-^-dt

уъ

и в сечение II - II pn(R2K -R2x)-^dt (18)

Рис. 6. Расчетная схема камеры смешения водоструйного кольцевого насоса (ВКН)

и предполагая, что и для этого случая верна зависимость Vxx = const или Vxx = Ущх0 откуда

х

где х0 и 5 (/?л- - /?с) из опыта.

Скорость течения рабочей воды в кольцевой щели находим из зависимости:

Принимая давления и скорости во всех точках нормального сечения струи постоянными и рассматривая поток (струю), как бы состоящим из бесконечно большого числа элементарных колец высотой <1х, составим уравнение неразрывности струи для элементарного объема. Количество жидкости, вошедшей в цилиндр за время Л через сечение АА'ВВ', равно рк(Я2к ~ а кол1гчсство жидкости, вошедшей через боковую по-

верхность цилиндра, равно 2прНхс1хУрс1(. Сумма объемов всей жидкости, вошедшей в цилиндр, равна

Эта масса жидкости проходит через сечение ЕСБР со скоростью

г, ЗУ ,

Ух н--~т, поэтому можно написать следующее выражение:

дх

(20)

np(R2xVx - R2XVX + 2RxVpdx)dt.

(21)

npdt[R2K - (Rx + dRx)2Wx +—-dx).

(22)

Приравнивая (21) и (22), производя соответствующие упрощения и пренебрегая бесконечно малыми величинами второго порядка, получим зависимость для определения расхода рыбоотвода:

<3р0 = %1^(хг-х0)2-хП, (23)

где ()р - кУщ{11]. -Р.гс)- расход рабочей воды. Коэффициент эжекции:

_ _ Qpo _ к (*г ~хо)

QP *<

-1. (24)

Длина камеры смешения

LK = х0+хр = х0 + к(хт - х0), (25)

где хр = (хг -х0), к = от 1,4 до 3,2 - расчетный коэффициент.

В четвертом разделе изложено экспериментальное обоснование РЗУ с горизонтальной сетчатой преградой, установленной под углом к подходному потоку, и рыбоотводом.

Первый этап исследований

На рис. 7 показано изменение потерь напора Дh по длине сетчатой преграды, установленной в горизонтальной плоскости под углом 9 к направлению подходного потока. Из рис. 7 видно, что работа криволинейных сеток принципиально отличается от работы плоских сеток, установленных в горизонтальной плоскости под углом 6 < 90° к направлению подходного потока. На плоской сетке потери напора увеличиваются по длине в направлении к рыбоотводу и достигают максимального значения в конце сетки (рис. 1,а). На криволинейной сетке потери напора имеют максимальное значение в начале сетки и плавно уменьшаются в направлении в рыбоотводу (рис. 7,ft ).

На плоских сетках при оборе QР0 - от 10 до 15% Q можно достичь Ah = const по длине преграды. Криволинейная сетка независимо от отбора Qро обеспечивает плавное снижение ЛЛ по длине преграды. Для

отвода рыбы достаточно отбирать Qро < 5%Q. Снижение Д/i по L способствует безопасному (без поджатия рыб к сетке) проходу рыб в рыбо-отвод. По мере самостоятельного продвижения рыб они противостоят уменьшающейся скорости потока сквозь сетку. Экспериментальные данные хорошо согласуются с математической моделью движения жидкости сквозь (Vc) криволинейную сетку (рис. 4, зависимость 4 .

ь

Рис. 7. Изменение потерь напора ДЛ по длине сетчатой преграды, установленной в горизонтальной плоскости под углом О к направлению подходного потока

Распределение углов входа и выхода струек потока по длине сетчатой преграды с рыбоотводом. На рис. 8 показана плоская (9 = 26°) сетчатая преграда с расположением линий тока по ее длине [29]. Из рисунка 8 видно, что на подходе к сетке линия тока искривляются и под углом а входят в ячейку сетки, а за сеткой струйка отклоняется от горизонтали на угол а'. Угол поворота струйки р = а' - сс.

Расход, отбираемый в рыбоотвод, сильно влияет на характер размещения линий тока в зоне рыбоотвода. При О р.о - 0 (рис. 8 ,а ) линии тока резко отклоняются к сетке, а при О р.о > 0 ( рис. 8,6 ) отклоняются в сторону рыбоотвода. Для объяснения механизма перетекания жидкости сквозь сетку были сделаны замеры пьезометрического давления в нормальном створе ) - ) сетки (рис. 8,Ь ).

Анализ этих замеров позволил сделать следующие выводы, независимо от расходов <2 и О р. о непосредственно перед и за сеткой имеет место ускоренное движение частиц жидкости; падение давления начинается на подходе к сетке и продолжает снижаться до минимального значения за сеткой; затем за счет подсасывания (присоединения) частиц жидкости нижнего бьефа происходит восстановление давления.

С учетом этого явления опишем механизм перетекания жидкости сквозь сетку. Косо установленная сетчатая преграда на подходе отклоняет

поток в сторону рыбоотвода. Преграда с криволинейной образующей делает это сильнее. Струйка на участке АВ искривляется под действием ускоренного движения частиц жидкости и на участке ВС выпрямляется и далее на участке СД происходит процесс торможения частиц жидкости и искривления линии тока с обратной кривизной по отношению к участку АВ.

Ос

\ 1 '11 •

1 б/ 1

Рис. 8. Линии тока по длине сетчатой преграды, установленной в горизонтальной плоскости под углом в = 26° к направлению подходного потока: а - без отвода расхода в рыбоотвод; Ъ - с отводом расхода в рыбоотвод;

1 - сетка; 2 - рыбоотвод; 3 - заглушка; 4 - стенка камеры (разрез);

5 - козырек; б - линия тока

Изменения средних значений углов а и а! для оценки угла поворота струйки жидкости в ячейке сетки. Для плоских сеток (9 от 10 до 20°) значение \'>ср изменяется от 12 до 15°, а в интервале 8 от 35 до 45°имеет максимальное значение ^20° и стремится к нулю при В = 90°, что хорошо согласуется с теорией. В начале криволинейной преграды угол а имеет отрицательное значение (от - 10 до - 20°) и увеличивается к концу преграды независимо от расхода рыбоотвода. Таким образом, криволинейная преграда сильнее ( на больший угол -а) отклоняет линии тока в сторону рыбоотвода.

Результаты первого этапа исследований позволили сделать выбор криволинейной образующей (2 ) для конического двуполостного сетчатого заграждения с рыбоотводом, которая позволяет достичь уменьшения

V с и увеличения V т по направлению к рыбоотводу.

Второй этап экспериментальных исследований.

Приведены результаты гидравлико - биологических исследований четырех модификаций опытных образцов конического двуполостного сетчатого заграждения с рыбоотводом (рис. 2, схемы 1, 2, 3 и 4 ).

Результаты исследований опытного образца РЗУ с уплотнением секторов у стенки камеры (схема). На рис. 9 показан стенд с установкой блока - конического многосекционного рыбозаградителя (КМР) и рыбоотводом. Стенки блока РЗУ выполнены из пластика, что позволяло при подсветке наблюдать за процессом засорения и очистки сетки транзитным потоком при вращении сетчатого конического двуполостного заграждения и за поведением рыб. Расход РЗУ до 150 л/с.

Рис. 9. Стенд с установкой блока опытно-промышленного образца конического многосекционного рыбозаградителя (КМР) с рыбоотводом

При вращении заграждения от 0,6 до 1 об/мин. была проведена серия опытов с пуском натурного мусора (ряска и нитяные водоросли). В течении одного полного оборота сетка полностью очищалась при интенсивном запуске мусора. Была проведена серия опытов с одновременным пуском рыбы и мусора. Эффективность защиты рыб ( Э ) с учетом выживаемости в течении двух сз'ток составила 89%. Эффективность защиты рыб (Э):

э = №р.о - иотх.)1м ] 100%> (26)

где N - количество рыб в опыте; Ир.о ~ количество рыб поступивших в рыбоотвод; А/отх - отход рыб в опытах на выживаемость.

Всего было проведено 135 опытов, в том числе в темное время суток 101 и 34 на свету. В опытах использовано 2587 рыб. Ихтиологи За-

Блок КМР

порожской областной инспекции рыбоохраны помогали с доставкой рыбы и участвовали в поверочных опытах.

Эффективность защиты рыб составила 83,1% (на свету) и 82,1% (в темноте). Испытания РЗУ позволили выявить следующие недостатки модели: коэффициент использования сетки со стороны ВБ составляет РВБ П7 = 0,46 (3,3 сектора заграждения уплотнены у стен камеры, 2 сектора сообщаются с НБ и 3 сектора - с ВБ); для эффективного отвода рыб из уплотненного сектора необходимо отводить в центральный рыбоотвод не менее 5% от расхода РЗУ. При меньших расходах не все рыбы успевают поступить в рыбоотвод за время уплотнения сектора.

Результаты исследований опытного образца РЗУ с регенератором типа «стационарная стенка» (схема 2). У этой модификация РЗУ коэффициент использования площади сетчатой поверхности со стороны ВБ составляет порядка 90% от общей поверхности. Эта конструкция РЗУ исключает поступление мусора в водозабор. В изолированном секторе образовывался вертикальный, пронизывающий верхнюю и нижнюю сетку, вихрь, который эффективно удалял мусор с сетки и направлял его в окно рыбоотвода. При каждом уплотнении сектора мусор с периферии продвигался ближе к окну рыбоотвода и за несколько оборотов заграждения сетка становилась чистой. Процесс очистки прямо зависит от расхода рыбоотвода, который достигал 4,6% от расхода РЗУ. При пуске 1 кг мусора (ряска и нитяные водоросли) сетка полностью очищалась в течении от 15 до 20 минут. Опыты с рыбой выполнялись при: расходах 130, 100 и 50 л/с; расходе рыбоотвода 6; 4 и 1,3 л/с; подходной скорости потока 0,189; 0,147 и 0,078 м/с; скорости потока на входе в рыбоотвод 1,25; 0,83 и 0,27 м/с; скорости в трубе рыбоотвода 1,87; 1,25 и 0,4 м/с; стенка со стороны ПБ; скорости вращения заграждения п = 0,75 и 1,09 об/мин; в темноте и на свету. Продолжительность одного опыта длилась от 25 до 30 минут. Длительность опыта связана с тем, что молодь рыб могла долгое время находиться в камере и по мере утомления скатываться в пространство между конусами. Эффективность отвода рыб оценивалась с учетом ее выживаемости. Всего было проведено 42 опыта (3 опыта на свету) с пуском 655 рыб с длиной тела от 20 до 55 мм (горчак; лещ; карп; толстолобик; окунь; карась и др.). Выявлена зависимость эффективности отвода рыб ( Э ) в зависимости от при 130 л/с - Э = 80% , при 100 л/с - Э = 78%, а при 50 л/с - Э = 70%. Это связано с тем, что при большем О происходит более интенсивный скат рыб в область сетки. Данные опытов показали, что при Ор.о = 4,6% <2 и скорости подходного потока V = 0,2 м/с достигается Э = 80%.

Результаты исследований опытного образца двуполостного сетчатого заграждения с сектором очистки (схема 3 и 4). В этих модификациях РЗУ отсутствуют перегородки. Металлоемкость конструкция РЗУ

снижена на 30%. Вместо восьми секторов, образованных стационарными перегородками, используется один съемный сектор (рис. 2, схема 3) или съемный сектор с встроенным в него рыбоотводом (рис. 2, схема 4). Далее конструкцию опытного образца (схема 3) будем рассматривать как первый вариант, а РЗУ (схема 4) - второй вариант. Ниже приведены опыты с пуском натурного мусора (ряска и нитяные водоросли).

1 вариант сектора очистки

Опыты показали, что нитеобразный мусор перекрывает окно ры-боотвода на стержнях соединительного узла и может приводить к аварийным ситуациям. Этот вариант не отвечает требованиям эффективной очистки сетки.

2 вариант сектора очистки.

Опыты с пуском мусора проводились при (5 = 100 л/с; Ор.о= 6 л/с; п = 1,09 об/мин. При пуске 2 кг нитяных водорослей сетка промывалась полностью в течении 5 минут. В рыбоотвод попадало от 2 до 5 % мусора.

Опыты с пуском рыбы

Всего проведено 27 опытов, в том числе 13 с 1 вариантом и 14 со 2 вариантом сектора очистки. Опыты со 2 вариантом сектора очистки проводились при: окно рыбоотводаЗ, 3 и 1,8 дм2; диаметр трубы рыбоотвода - 64 и 82 мм. В опытах использовано 2920 рыб с длиной тела от 20 до 45 мм. Рыба (костистые виды) отлавливалась в р. Днепр в районе острова Хортица. Рыба доставлялась в специальных емкостях и до опытов в течении 2 суток выдерживалась в аквариумах с подачей воздуха. Рыба, отловленная в рыбоотводе, отсаживалась в аквариум для определения ее выживаемости.

Эффективность защиты рыб подсчитывалась с учетом ее выживаемости в течении двух суток. Опыты проводились в дневное и ночное время суток. Шесть опытов проведено в ночное время суток. Продолжительность опытов достигала 7 часов. Количество рыб, попавших в НБ и рыбоотвод, подсчитывались через 1 и 2 часа.

Поведение рыб. На рис. 10а показан момент противостояния рыб у сетчатого заграждения (2 вариант), а на рис. 10 Ь - снос рыб в зону окна рыбоотвода. При затеке рыбы уходили вверх по течению и противостояли потоку. Периодически отдельные особи то подходили к заграждению, то удалялись от него. Отдельные рыбки сносились и попадали в приемное окно рыбоотвода. Это поведение рыб можно было наблюдать при подсветке через прозрачную стенку камеры опытного образца РЗУ. Поведение рыб хорошо согласуется с кинематической схемой математической модели движения рыб у сетчатой преграды. На рис. Юс показан момент одновременного пуска рыбы и мусора. Рыба разместилась у окна рыбоотвода, а мусор оседает на сетку заграждения со стороны ВБ.

Рис. 10. Поведение рыб у конического двуполостного сетчатого заграждения с сектором очистки (2 вариант)

Эффективность защиты рыб РЗУ. РЗУ с сектором очистки (1 вариант). Эффективность защиты рыб составила 43%. В опыте № 254 эффективность защиты рыб составила 66%. Эти опыты проводились в июле - августе в дневное время, когда рыба особенно активна и могла долгое время противостоять потоку и не скатываться к окну рыбоотвода.

РЗУ с сектором очистки (2 вариант). Эффективность запдаты рыб с учетом выживаемости (диаметр трубы рыбоотвода 64 мм) составила 72%. При этом скорость в трубе рыбоотвода достигала 2 м/с. При диаметре трубы рыбоотвода 82 мм (скорость 1 м/с) эффективность защиты рыб с учетом выживаемости составила 87%. При увеличении площади входного окна в два раза (И х Ь = 30 х 300 мм ) отвод рыбы увеличился, а эффективность защиты рыб с учетом выживаемости составила 92%. Частота вращение заграждения не влияет на эффективность защиты рыб. Результаты второго этапа экспериментальных исследований позволили получить гидравлико - биологические критерии защиты рыб и сделать выбор наиболее эффективной и надежной конструкции конического дву-

полостного сетчатого заграждения с рыбоотводом. К использованию рекомендуется оптимальное коническое двуполостное сетчатое заграждение с сектором очистки, в который встроен рыбоотвод (схема 4).

Пятый раздел посвящен внедрению в производство результатов исследований и разработок и экономическому эффекту. Ниже приведены новые компоновочные и конструктивные решешы конического двуполостного сетчатого РЗУ с сектором очистки и встроенным в него рыбоотводом.

На рис. 11 показана компоновка конического двуполостного сетчатого РЗУ с сектором очистки и рыбоотводом, а на рис. 12 - блок РЗУ.

Рис. 11. Компоновка кошиеского двуполостного сетчатого РЗУ с сектором очистки и рыбоотводом: I - блок РЗУ; 2 ~ привод вращения сетчатого заграждения; 3 - водоструйный кольцевой насос ( ВКН ); 4 - рыбоотвод; 5 - водозабор; 6 - насос; 7 - подвод напорной воды к ВКН

Параметры блока РЗУ: расход от 0,15 до 0,3 м3/с; скорость сквозь сетку от 0,12 до 0,2 м/с; скорость в зоне сектора очистки от 0,5 до 1 м/с: мощность электропривода вращения заграждения 0,75 кВт; частота вращения 6,7 об/мин. Рабочая документация блока РЗУ - РКС - 800 разработана «УкркоммунНИИпроект» совместно с «Совинтервод» (арх. № 9018 к) при участии соискателя. Выполнение РЗУ в виде съемного блока позволяет быстро возводить рыбозащиту на мелиоративных водозаборах, которые, как правило, удалены от ремонтных мастерских. Установка блока РЗУ в колодце позволяет уменьшить высоту подъема ВКН ( исключить вакуум в камере смешения) и обеспечить безопасный проход молоди по рыбоотводу. Этот тип РЗУ внедрен на следующих водозаборах: колхоза С. Юлаева, Башкирия; ПО «Коломыясельмаш», Украина; Дубровского водохранилища, Белоруссия; гидроузла Костешты - Стынка, Румыния.

Компоновка РЗУ (рис. 11) используется на водохранилищах, где нельзя организовать самостоятельный уход молоди рыб из зоны действия водозабора.

Рис.12. Блок РЗУ- коническое двуполостное сетчатое заграждение с сектором очистки и встроенными в него окнами рыбоотвода: 1 - корпус; 2 - входной патрубок; 3 - выходной патрубок; 4 - нижний конус; 5 - верхний конус; 6 - сетка; 7 - узел ( разъемный ) соединения конусов; 8 - ось вращения конусов; 9 - сектор очистки; 10- приемное окно рыбоотвода; 11 -труба рыбоотвода; 12 - уплотнение; 13 - съемная крышка; 14- привод вращения заграждения

На рис. 13 показана компоновка наплавного РЗУ, внедренного на АНС - 1 Аштского массива в Таджикистане (расход 20м3 м/с).

Рис. 13. Наплавное РЗУ АНС - 1 Аштского массива в Таджикистане: 1 - понтон; 2 - место установки конического двуполостного заграждения; 3 - паз для установки мягкой придонной преграды; 4 - место для установки водоструйного кольцевого насоса ( ВКН ); 5 - наплавной рыбоотвод; 6 -береговой устой

Сооружение включает 5 понтонов, оборудованных коническими двуполостными сетчатыми заграждениями ( при средней скорости сквозь сетку 0,4 м/с ). Натурные испытания показали, что РЗУ является надежной конструкцией для защиты ранней молоди рыб с длиной тела от 8 до 25 мм. Эффективность защиты ранней молоди рыб по двум суточным наблюдениям составила от 90,6 до 92,4%.

На рисунке 14 приведена компоновка РЗУ типа «горизонтальная плоская сетка» с очисткой заграждения сжатым воздухом. Эта конструкция РЗУ внедрена и много лет успешно работает на водозаборах МНПО «СОЮЗ» и Краснопресненского сахарорафинадного завода им. Мантулина (р. Москва).

Р.МОСКВА

Рис. 14. Компоновка РЗУ типа « горизонтальная плоская сетка» с очисткой заграждения сжатым воздухом: 1 - сетка; 2 - грубая решетка; 3 - гофрированный ( перфорированный ) лист, 4 - блок РЗУ ( короб); 5 - канал рыбоотвода; 6 - камера с верхней перфорированной стенкой; 7 - подвод сжатого воздуха

Внедрение эколого - гидравлических РЗУ.

В рыбозащитном сооружении типа «мягкой забральной стенки» отбор воды производится из придонных слоев [47]. Отношение Г У Ув= 1/4, где Ут - скорость потока в прорези, Ув = 0,1 м/с - скорость потока в окне водозабора. Для отвода рыб с тактильной реакцией перед водозаборными окнами выполнена прорезь, дно которой размещено ниже кромки водозаборных окон. Расход РЗУ 96 л^/с при колебании уровня воды до 11 м. Сооружение построено и успешно эксплуатируется на водозаборе ГНС Комсомольской ОС в Саратовской области.

В обоснование рыбозащитного сооружения типа « крышка скорости» [6] положен принцип преобразования скоростей на входе в водоприемный оголовок: крышка исключает вертикальные скорости входа потока и формирует горизонтальные скорости, в которых рыба хорошо ориентируется. Рыбозащитное сооружение построено на водозаборе РЗУ ОПХ Григорьевское г. Ярославль.

По результатам исследований автора разработаны типовые проекты конического двуполостного РЗУ: КМР-500, КМР 1000 и РКС-800, которые выполнены в виде отдельного блока и устанавливаются в камерах с расходом водозабора до 20 м3/с.

В диссертации приведен перечень, включающий 13 водозаборов с расходом от 0,3 до 250 м3/с, предложений, патентов и а.с. автора внедренных в производство. Общий годовой экономический эффект составил 2573,1 тыс. рублей.

Разработаны общие принципы проектирования и показаны перспективы использования нового поколения РЗУ на мелиоративных водозаборах. Конический двуполостный рыбозаградитель с рыбоотводом рекомендуется СНиП 2.06.07 - 87: п. 4.32, табл. 4 для использования на водозаборах с расходом менее 0,5 и от 0,5 до 5,0 м3/с.

Общие выводы по работе

1. Выполненный анализ литературных источников, патентный поиск, опыт исследований, проектирования и эксплуатации показал, что применявшиеся до последнего времени рыбозащитные устройства (РЗУ) мелиоративных водозаборов имеют существенные недостатки. Эксплуатация вертикальных сетчатых преград с рыбоотводом связана с увеличением скоростей сквозь сетку в зоне рыбоотвода и небезопасным смывом осевших на сетку рыб напорными струями промывного устройства. Эти недостатки затрудняют эксплуатацию, монтаж и демонтаж этих систем , требуют повышенных энергетических затрат и, основное, не позволяют обеспечить высокий и устойчивый эффект очистки сетки от мелкого мусора и достичь высокой эффективности защиты личинок и ранней молоди рыб.

2. Разработаны новые компоновки рыбозащитных сооружений, включающие: колодец для размещения блока РЗУ и водоструйного кольцевого насоса (ВКН), который связан с рыбоотводом. В блоке РЗУ размещена конструкщи конического двуполостного сетчатого заграждения с сектором очистки и окнами рыбоотвода (а.с. №1177412); водоприемный оголовок - блок РЗУ, выдвинутый в водоток, в котором размещена конструкция плоского сетчатого заграждения, установленного с уклоном в горизонтальной плоскости, с очисткой сетки воздушно-пузырьковыми струями (патент №1231117); наплавное РЗУ эколого-гидравлического

типа ( мягкая забральная стенка: патент №1025781, патент №1142587, а.с. №1167260; щелевой водоприемник а.с. №1146361 ).

3. В основу обоснования новых сетчатых рыбозащитных конструкций положены следующие положения: устойчивое движение рыб у сетчатого заграждения определяется не только скоростями плавания, но и площадями миделевых сечений тела рыб по направлению скоростей потока сквозь сетку Ус по ее длине; при размещении образующей сетчатого заграждения в горизонтальной плоскости под углом 9 < 90° к горизонту рыбы несут от 1,8 до 2,5 раз меньшую нагрузку, чем перед вертикальной косо установленной сеткой; выполнение образующей сетчатого заграждения в виде трактрисы (угол 8 изменяется от 90 до 6°у рыбоотвода) позволяет достичь плавного уменьшения Ус по длине заграждения в направлении к рыбоотводу (по мере продвижения рыбы к рыбоотводу она затрачивает меньше живой энергии, так как противостоит уменьшающейся скорости Кс); короткая длина образующей сетчатого загражден™ достигается путем его объемного формирования в виде двух конических поверхностей, вершины которых соприкасаются по вертикали (короткая длина заграждения уменьшает время пребывания рыб у сетки, исключает ее контакт с сеткой и повышает эффективность отвода рыб в рыбоотвод); размещение съемного сектора очистки с окнами рыбоотвода в пространстве между конусами позволяет достичь эффективной очистки сетки от мелкого мусора транзитным потоком (самоочистка сетки) при вращении заграждения вокруг вертикальной оси со скоростью 1 об/минуту.

4. Получены новые экспериментальные данные распределения пьезометрических давлений, скоростей в живых сечениях и линий тока по длине образующей в зависимости от изменения коэффициента живого сечения сетки, формы образующей сетки (плоская с углом установки 8 = 90; 70; 51; 45; 36,5; 26; 17; 10°; полигональная, полная и укороченная трактриса), расхода на входе и в рыбоотводе. Эти данные позволили сделать выбор формы образующей оптимальной конструкции конического двуполостного сетчатого заграждения а.с. №1177412).

5. На опытно-промышленных образцах (четыре модификации) конического двуполостного сетчатого заграждения (с перегородками а.с. №495409; с регенерирующей стенкой патент №763515; с сектором очистки а.с. №889786; с сектором очистки и встроенным в него рыбоотводом а.с. №1177412 ) получены новые экспериментальные гидравлико- биологические данные по распределению: пьезометрических давлений по длине заграждения; скоростей в живых сечениях; скоростей сквозь сетку по ее длине, по очистке сетки в процессе пуска натурного мусора (ряска, нитяные водоросли), по эффективности защиты рыб (из Каховского водохранилища) при трех расходах на входе и рыбоотводе.

6. Разработана математическая модель движения потока и рыб у косо установленной сетчатой преграды, расположенной в горизонтальной плоскости с уклоном к направлению подходного потока. Модель позволяет получить уменьшение нормальных и увеличение касательных скоростей потока по длине преграды в направлении к рыбоотводу. Такая структура потока обеспечивает устойчивое движение рыб без прижатия их к сетке. По мере продвижения рыбы противостоят нормальным скоростям, снижение которых позволяет рыбам затрачивать меньше живой энергии для прохода в рыбоотвод.

Работа преграды характеризуется тремя режимами : первый режим у = 6;Р = а', второй режим у = б - а;Р = а + а.1 и третий режим

у = 9 + а;р = а' - а, где а и а7 - соответственно угол отклонения струйки (линии тока) потока перед и за сеткой. Рыба ориентируется перед сеткой по линиям тока.

7. Разработана диаграмма относительного движения рыбы у сетчатой преграды, при построении которой используются У1К = от 1,5 до 2

Ук - вторая критическая скорость течения для рыбы. Диаграмма включает четыре зоны, в которых рыба способна противостоять или сноситься в процессе плавного увеличении скорости течения потока Уп. Введено понятие предельно допустимого значения Уп: Уп = 0,5 Ук - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки 0 = 90°; Уп = Ук- для РЗУ с рыбоотво-дом и углом установки 8 < 90° при длине заграждения Ь > 10 м; Уп = 1,5 Ук - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки 9 < 90° при длине заграждения Ь < 10 м.

8. Разработаны методики гидравлического расчета и конструирования сетчатой преграды с криволинейной образующей на базе приближенного решения дифференциального уравнения с переменным расходом вдоль пути и водоструйного кольцевого насоса (ВКН) для отвода рыбы от РЗУ.

9. На основании критического анализа опыта эксплуатации, результатов экспериментальных данных по движению потока у плоских и криволинейных сеток и гидравлико - биологических испытаний четырех модификаций опытно-промышленных образцов сформулированы с учетом гидравлико - биологических критериев основные принципы проектирования и конструирования нового поколения конических двуполостных сетчатых РЗУ.

10. Предложена концепция поэтапного строительства РЗУ, включающая три направления: перераспределение концентрации ранней и подросшей молоди рыб в потоке; преграды - «тонкое сито» и отвод рыб в безопасную зон}'. Последнее направление является неотъемлемой частью двух первых направлений. С первого направления начинается разработка 30

средств рыбозащиты на водозаборе. Если РЗУ первого этапа не обеспечивает надежную защиту рыб, то рассматривается вопрос использования эколого - гидравлических или преград - «тонкое сито». Поэтапное строительство рыбозащиты на водозаборе призвано сократить капитальные вложения по возведению надежного и эффективного рыбозащитного сооружения.

11. Результаты исследований и разработок автора внедрены на водозаборах в различных регионах: Кранодарском крае; Ростовской области: Саратовской области; Москве, Ярославле, Башкирии; Украине, Белоруссии, Таджикистане и Румынии.Эффективность внедренных РЗУ колеблется от 80 до 92%. Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследований и разработок составил 2573,1 тыс. рублей.

12. В помощь проектировщикам разработаны технические решения «Рыбозащитные сооружения и устройства водозаборов мелиоративных систем». Результаты исследований и разработок соискателя вошли в СНиП 2.06.07 - 87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения» в раздел «Рыбозащитные сооружения»: п.4.32; 4.34; 4.35 и 4.36. Разработаны типовые проекты РЗУ: КМР-500; КМР 1000 и РКС-800, которые выполнены в виде отдельного блока и устанавливаются в камерах с расходом водозабора до 20 м3/.

13. Широкое внедрение этих типов РЗУ (в виде блока), при заводском изготовлении с использованием новых конструктивных материалов, позволит заменить устаревшие малоэффективные конструкции РЗУ на тысячах мелких и средних мелиоративных водозаборах нашей страны.

Список опубликованных научных трудов по теме диссертации

1. Березнср А.С., Поляков Л.В., Петрашкевнч В.В. Технические решения. Рыбозащитные сооружения и устройства водозаборов мелиоративных систем//«Союзгштроводхоз». -М.: - 1986.-С.131.

2. Киселев-Цсцхладзе В.Н., Петрашкевнч В.В. Опыт проектирования рыбозащитных устройств на ирригационных водозаборах // Сб. «Южги-проводхоз» Совершенствование проектирования мелиоративных и водохозяйственных объектов на Северном Кавказе. Вып. 1. - 1972 - С.50-57.

3. Петрашкевнч В.В. Проектирование водозаборных сооружений с учетом требований рыбозащиты // Мелиорация и водное хозяйство. Серия 7. Экспресс - информация. Вып. 8. - М. - 1985 - С. 24-25.

4. Петрашкевнч В.В. Зарубежный опыт биологического и инженерного обоснования конструкций рыбозащитных устройств водозаборных сооружений // ЦБНТИ Минводхоза СССР. Обзорная информация № 7. М.: -1982. - С. 58.

5. Петрашкевнч В.В. Патент № 1025784 на изобретение: Рыбоза-щитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1983 № 24.

6. Петрашксвич В.В., Жидовипов В.И. ас. № 1146361: Рыбозащот-ное устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1985. №11.

7. Петрашксвич В.В. Патагг№ 2021423 на изобретение: Водоструйный дефлектор//Бюл. 1994. № 19.

8. Петрашксвич, В.В. Рыбозащитные сооружения водозаборов. (Экологоградиентные компоненты механизма защиты, обзор отечественного и зарубежного опыта и технические решения) // «Совинтервод». - М.: 1992. С. 148.

9. Петрашксвич В.В. Сетчатые рыбозащитные сооружения // «Союз-водпроект». «Союзгипроводхоз». Проспект на ВДНХ СССР. 1985 - С. 16.

10. Псграшксппч В.В., Изотов Д.Н., Кондратьев В.В. а.с. № 495409. Рыбозащитнос устройство водозаборного сооружсшгя // Бюл. 1975,- №46.

11. Петрашксвич В.В. Патент № 744066 на изобретение: РЗУ водозаборного сооружения // Бюл. 1980. № 24.

12. Петрашксвич В.В, Патент № 763515 на изобретение: Рыбозагра-дигель Петрашкевича // Бюл. 1980. - № 34.

13. Петрашксвич В.В. а.с. № 889786: Рыбозащитнос устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1981. № 46.

14. Петрашксвич В.В., Буга Г.В. ас. № 870577: Рыбозащитнос устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1981а. № 37.

15. Петрашксвич В.В., Погорслов В.П., Одшгсц Ю.С., Герус Л.Е. а.с. № 1177412: Рыбозащитнос устройство водозаборного сооружения // Бюл.. - 1985,- №33.

16. Петрашксвич В.В. Патент № 1231117 на изобретение: Рыбо-защитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1986. № 18.

17. Петрашксвич В.В. а.с. № 794108: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1981с. № 1.

18. Петрашксвич В.В., Изотов Д.Н. а.с. № 490902: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1975. № 41.

19. Петрашксвич В.В. Патент № 1781378 на изобретение: Рыбозащитное устройство водозаборного оголовка // Бюл. 1992. № 46.

20. Петрашксвич В.В. Рыбозащитные сооружения мелиоративных водозаборов//«Палеотип». М. - 2007,- С. 247.

21. Петрашксвич В.В. Использование фильтрационных рыбоза-щитных устройств при водозаборах // Ж.. «Рыбное хозяйство». № 12. М.: - 1977,- С. 34-37.

22. Петрашксвич В.В. Исследования конических многосекционных рыбозаградителей // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. ВНИИ ВОДГЕО. - М.: - 1978 - С. 26.

23. Петрашксвич В.В., Суровикин В.Т. Лабораторные исследования многосекционного (конического) сетчатого рыбозаградителя // Ги-проводхоз. Тезисы к докладам на конференции молодых специалистов. М.:- 1974.-С. 3-7.

24. Пстрашксвпч В.В., Бсглярова Э.С., Юшманов О.Л, Многосекционный рыбозаградитель с подвижной стенкой - затвором // Московский областной территориальный центр научно - технической информации и пропаганды. Информационный лист № 416 - 82. - 1982. - С. 2.

25. Пстрашксвпч В.В. Конический многосекционнын рыбозаградитель // Ж. Рыбное хозяйство. № 10. - 1976. - С. 23-25.

26. Пстрашксвпч В.В. Исследования конусных рыбозаградителей на всасывающей трубе с принудительным отводом рыбы // Труды НИМИ. Т. XV. Вып. 6. Новочеркасск. - 1974. - С. 31-39.

27. Пстрашксвпч В.В.Конический многосекционный рыбозаградитель // Гипроводхоз. Проспект ВДНХ СССР. - 1976. - С. 8.

28. Пстрашксвпч В.В. Системы отвода защищенных рыб от рыбо-защитных устройств (США) // Мелиорация и водное хозяйство. Экспресс - информация. Серия 7. Вып. 18. - М. - 1986. - С. 9-15.

29. Пстрашкевич В.В. Перетекание несжимаемой жидкости сквозь косо установленную сетчатую преград)' с рыбоотводом // ТГТУ. «Гидравлика и экология». Тверь. - 1997.- С. 66-76.

30. Пстрашкевич В.В., Алтунин В.С., Капустина Н.И., Суконкин Ф.А. а.с. № 1308691: Рыбозащитное устройство // Бюл. 1987. № 17.

31. Пстрашксвпч В.В. Обоснование параметров горизонтальных сетчатых преград с рыбоотводом // Ж. «Гидротехническое строительство». - № 7. 2008. С. 50 - 54.

32. Пстрашксвпч В.В. Кинематическая схема движения рыб в зоне сетчатой преграды с рыбоотводом // Ж. «Мелиорация и водное хозяйство». № 3. - М. - 2007. - С. 48-49.

33. Пстрашкевич В.В. Испытания конического двуполостного рыбозащитного устройства // Ж. «Водоснабжение и санитарная техника» № 9. Часть 2. - 2007. - С.9-11.

34. Пстрашксвпч В.В. Коническое двуполостное рыбозащитное устройство с отводом рыбы // Ж. «Водоснабжение и санитарная техника» № 10. - 2007. - С.25-27.

35. Пстрашксвпч В.В. Концепщи защиты рыб при водозаборах // Ж. «Гидротехническое строительство». № 10. - 2008. - С. 42-47.

36. Пстрашкевич В.В. Гидродинамика движения рыб в зоне сетчатой преграды с рыбоотводом // Вестник международной общественной академии экологической безопасности и природопользования (МОА-ЭБП). Вып. № 1 (8). М.: - 2008. - С.94-102.

37. Пстрашксвпч В.В Сетчатые рыбозащитные устройства // Союз-ипроводхоз. Проспект ВДНХ СССР. - 1985. - С. 16.

38. Пстрашксвпч В.В Патент № 2016987 на изобретение: Устройство для нанесения раствора на поверхность // Бюл. 1992. - № 14.

39. Пстрашкевич В.В. Гцдравлико - биологический расчет фильтрационных рыбозащигных устройств // Сборник научных трудов Гидропроек-

та. Выпуск 99. «Комплексное использование водных ресурсов и охрана окружающей среды». М. - 1985.-С. 149-156.

40. Пстрашкспич В.В. Исследование движения жидкости и рыбы перед сеткой рыбозащитного устройства (РЗУ) // Сборник научных трудов ВО «Союзводпроект». Охрана природы при проектировании мелиоративных и водохозяйственных систем. М.: - 1984 - С. 99-111.

41. Пстрашксппч В.В. Исследования рыбозащитного устройства с косо установленной сетчатой преградой и рыбоотводом // Учебное пособие МАЭП. - 1996 - С. 59.

42. Петрашксвич В.В, Водоструйный дефлектор // Каталог паспортов. На у1! но - технические достижения в мелиорации и водном хозяйстве. Книга 4. Вып. 16. 1994. - С.31-32.

43. Пстрашксппч В.В. Патент № 883227 на изобретение: Устройство для подъема воды с глубин моря // Бюл. 1981. № 43.

44. Петрашксвич В.В. Патент № 789062 на изобретение: Рыбоподъемное устройство // Бюл. 1980. - № 47.

45. Петрашксвич В.В. Сравнительный анализ работы фильтрационных рыбозащитных устройств // Ж. Гидротехническое строительство №6- 1986. - С. 28-33.

46. Петрашксвич В.В., Изотов Д.Н. а с. №577279: Рыбозащитное устройство водозаборного оголовка // Бюл. 1977. № 39.

47. Колесников Г.В, Изотов Д.Н., Петрашкевич В.В. а с. №1167260: Рыбозащитное устройство водозаборного оголовка // Бюл. 1985. № 26.

48. Сидоров А.Н., Козлов Д.А., Вопиярский И.П., Петрашксвич B.B. а.с. № 1105547: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения//Бюл,- 1984,- №28.

49. Синеок В.И., Петрашксвич В.В., Карелин А.М., Куприянов A.B., Николаев Е.Г. ас. № 1142587: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. - 1985. м № 8.

50. СНиП 2.06.07.87 « Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения». М. - 1987.

51. Химицкин К.Ф., Петрашксвич В.В., Стовба B.C. Исследования рыбозащитных устройств для водозаборов Астраханского ЦКК // ВНИИ ВОДГЕО.М.. - 1972.

Типография ООО «Дом Шуан». 195220, Санкт-Петербург, Гжатская ул., 21. Объем 2,0 п.л. Тираж 120. Заказ 11.

Введение.

1 Анализ существующих средств защиты молоди рыб при водозаборах.

1.1 Причины попадания молоди рыб в водозаборы.

1. 2 Принципы и способы защиты рыб.

1.3 Классификация рыбозащитных устройств.

1.4 Сравнительная оценка классификаций рыбозащитных устройств.

1.5 Концепция защиты рыб.

1.5.1 Системы отвода рыб.

1.5.2 Принудительные устройства для отвода рыботРЗУ.

1.6 Обзор световых, звуковых и электрических рыбозащитных сооружений.

1.6.1 Световые РЗУ.

1.6.2 Звуковые РЗУ.

1.6.3 Электрические РЗУ.

1.7 Обзор эколого - гидравлических рыбозащитных сооружений.

1.7.1 Жалюзийный РЗУ.

1.7.2 Воздушно - пузырьковая завеса ( ВПЗ ).

1.7.3 Зонтичные РЗУ.

1.7.4 Наплавные РЗУ.

1.7.5 РЗУ - искусственная излучина.

1.7.6 РЗУ - лотки - концентраторы.

1.7.7 РЗУ- водозабор, оборудованный гидроускорителями.

1.8 Обзор РЗУ - «тонкое сито».

1.8.1 Фильтрационные РЗУ.

1.8.1.1 РЗУ - насыпные фильтры затопленных водоприёмников.

1.8.1.2 РЗУ - кассетные фильтры.

1.8.1.3 РЗУ - Фильтрующие дамбы.

1.8.2 Сетчатые РЗУ.

1.8.2.1 Базовые конструктивные решения и формы сетчатых преград.

1.8.2.2 Вертикально движущаяся сетчатая преграда.

1.8.2.3 Вертикальная косо установленная плоская сетка с рыбоотводом.

1.8.2.4 Вертикальная ( криволинейная в плане ) сетчатая преграда с рыбоотводом.

1.8.2.5 Сетчатая преграда, установленная с наклоном в горизонтальной плоскости.

1.8.2.6 Струереактивные РЗУ.

1.8.2.7 Конусные рыбозащитные заграждения ( КРЗ ) с рыбоотводом.

1.8.2.8 Конический многосекционпый рыбозаградитель

КМР).

Выводы по первому разделу.

2 Способы решения проблемы создания надёжных и эффективных средств рыбозащиты при мелиоративных водозаборах.

2.1 Теоретическое обоснование.

2.2 Экспериментальное обоснование.

2.2.1 Экспериментальная установка первого этапа исследований.

2.2.2 Экспериментальные установки второго этапа исследований.

2.3 Разработка и внедрение оптимальной конструкции РЗУ в производство.

Выводы по второму разделу.

3 Гидравлико-биологическое обоснование РЗУ с горизонтальной преградой, установленной под углом к подходному потоку, и рыбоотводом.

3.1 Математическая модель движения жидкости у сетчатой преграды с криволинейной образующей.

3.2 Расширение математической модели.

3.3 Математическая модель движения рыбы у сетчатой преграды с криволинейной образующей.

3.4 Относительные скорости движения рыб у сетчатых преград.

3.5 Методика гидравлического расчёта и конструирования сетчатой преграды с рыбоотводом.

3.6 Методика гидравлического расчёта и конструирования водоструйного кольцевого насоса (ВКН) для отвода рыбы от РЗУ.

Выводы по третьему разделу.

4 Экспериментальное обоснование РЗУ с горизонтальной сетчатой преградой, установленной под углом к подходному потоку, и рыбоотводом.

4.1 Результаты первого этапа исследований.

4.1.1 Распределение потерь пьезометрического давления по длине сетчатой преграды с рыбоотвводом.

4.1.2 Распределение скоростей по длине сетчатой преграды с рыбоотводом.

4.1.3 Распределение углов входа и выхода струек потока по длине сетчатой преграды с рыбоотводом.

4.2 Результаты второго этапа экспериментальных исследований.

4.2.1 Результаты исследований опытного образца РЗУ с уплотнением секторов у стенки камеры ( таблица 2.2, схема 1 ).

4.2.2 Результаты экспериментальных исследований конического двуполостного сетчатого заграждения с очистной стенкой ( таблица 2.2, схема 2 ).

4.2.3 Результаты экспериментальных исследований двуполостного сетчатого заграждения с сектором очистки таблица 2.2, схема 3 и 4 ).

Выводы по четвертому разделу.

5 Внедрение в производство результатов исследований и разработок и экономический эффект.

5.1 Новые конструктивные и компоновочные решения конического двуполостного сетчатого РЗУ с сектором очистки и рыбоотводом.

5.2 Новое конструктивное решение рыбозащиты водозаборного оголовка, выдвинутого в водоток.

5.3 Эколого -гидравлическое РЗУ ГНС Комсомольской ОС в Саратовской области.

5.4 Эколого -гидравлическое РЗУ ОПХ Григорьевское г. Ярославль.

5.5 Концепция защиты рыб при водозаборах, общие принципы проектирования РЗУ с учётом гидравлико — биологических критериев.

5.6 Экономический эффект и перспективы использования результатов исследований и разработок.

Выводы по пятому разделу.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. При отборе воды из внутренних водоёмов и водотоков на нужды орошения и водоснабжения вместе с водой поступают личинки, ранняя молодь и взрослая рыба. Рыбным ресурсам страны наносится огромный ущерб. По данным Цымлянскрыбвода из Цимлянского водохранилища ежегодно в ирригационный Донской магистральный канал выносится ( в зависимости от урожайности ) от 14 до 500 млн. молоди 30 видов рыб. По данным Касп-НИРХа в водозаборы Астраханской области выносится и гибнет на орошаемых полях более 14 млрд. молоди.

В этой связи охрана и сохранение рыбных запасов страны является актуальной проблемой и решение её связано с разработкой эффективных рыбозащитных мероприятий и рыбозащитных сооружений с отводом молоди рыб в безопасную зону водоисточника.

С 50-тых годов 20 века в нашей стране и США на мелиоративных водозаборах нашли широкое применение сетчатые рыбозащитные устройства (РЗУ): косо установленные вертикальные сетки с рыбоотводом; вертикальные вращающиеся бесконечные сетки со сбором рыб с сетки; наклонные сетки ( Kuplca К.Н.), сетчатые барабаны и др. РЗУ мелиоративных водозаборов имеют существенные недостатки. Эксплуатация вертикальных сетчатых преград с рыбоотводом связана с увеличением скоростей сквозь сетку в зоне рыбоотвода и небезопасным смывом осевших на сетку рыб напорными струями промывного устройства. Эти недостатки затрудняют эксплуатацию, монтаж и демонтаж этих систем , требуют повышенных энергетических затрат и , основное, не позволяют обеспечить высокий и устойчивый эффект очистки сетки от мелкого мусора и достичь высокой эффективности защиты личинок и ранней молоди рыб. «Из 22,4 тыс. учтённых водозаборов 16,9 тыс. оборудованы специальными техническими средствами рыбозащиты. Однако работа большинства из них недостаточно эффективна [Малеванчик Б.С., Никоноров И.В., 1984]. 7

Биологические основы защиты рыб при водозаборах разработаны в научных трудах: Павлова Д.С., Пахорукова А.М, Поддубного А.Г., Нусенбаума Л.М., Breet J.R., Clay С.Н. и др.

Вопросы компоновки гидроузлов, в составе которых имеются рыбопропускные и рыбозащитные сооружения рассмотрены в научных трудах: Альхи-менко А.И., Беллендира E.H., Бухарцева В.Н., Волкова И.М., Кавешникова Н.Т., Косиченко Ю.М., Румянцева И.С., Скоробогатова М.А., Слисского С.М., Шкуры В.Н., Штеренлихта Д.В. и др.

На базе теоретических исследований Мещерского И.В. о движении тел переменной массы, Маккавеевым В.М. впервые было выведено общее уравнение движения жидкости переменной массы. Впоследствии теория движения жидкости переменной массы была развита в трудах Ненько Я.Т., Коновалова И.М., Константинова Ю.М., Патрашева А.Н., Руднева С.С., Скиба М.М., Киселева П.Г., Кожевникова A.C., Петрова Г.А., Дульнева И.Б., Смыслова В.В., Навояна Х.А., Егорова А.И., Михеева П.А., Мешенгиссера Ю.М, Яковлева А.Е. и др. Причём, развитию теории движения жидкости переменной массы во многом способствовали труды Павловского H.H., Агроскина И.И., Чертоусова М.Д., Леви И.И., Рахманова А.Г., Чугаева P.P. и др. в области теории неравномерного движения жидкости, а также достижения в области изучения гидравлических сопротивлений в трудах Агроскина И.И., Альтшуля А.Д., Конакова П.Н., Шевелёва Ф.А., Угинчуса A.A. и др.

Большой вклад в становление, обоснование, разработку и внедрение рыбо-защиты внесли исследователи : Алтунин B.C.; Барекян А.Ш.; Беглярова Э.С.; Болыдов A.M., Ващинников А.Е.; Волошков В.М.; Дегтярёва Н.Г., Жидовинов В.И.; Иванов A.B.; Киселев - Цецхладзе В.Н.; Колесникова Т.В.; Коротовских А.И.; Лупандин А.И.; Малеванчик Б.С.; Нагобат Э.А.; Никоноров И.В.; Нусен8 баум JI.M.; Михеев П.А.; Мотинов A.M.; Муравенко Г.С.; Образовский A.C.; Петрашкевич В.В.; Ревич В.А.; Рипинский И.И.; Ряховская Г.Н., Сабуренков E.H.; Синявская В.М.,Страхов В.А.; Суровикин Т.В.; Фильчагов Л.П.; Харчев Г.К.; Химицкий К.Ф.; Цыплаков М.Н., Цыпляев A.C.; Чеботарёв М.А.; Шкура В.Н.; Эрслер A.JL, Юшманов O.JL; Яковлев А.Е., Bates D.W., Hanson С.Н., Kerr J.E., Kupka K.H., McMillan F.O. и др.

За последние годы выполнен большой объём научно-исследовательских и конструкторских работ в области защиты рыб при мелиоративных водозаборах, однако остаются актуальными задачи разработки теоретических методов обоснования и расчёта движения потока и рыбы у преград с рыбоотводом, и на их основе создание высокотехнологичных, надёжных и эффективных рыбоза-щитных устройств нового поколения. На решение этой задачи и направлена настоящая диссертационная работа, которая является результатом обобщения и анализа научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ, выполненных соискателем в ЗАО ПО «Совинтервод» и СКБ «Запорожгидросталь». Цель и задачи исследования

Цель диссертационной работы. Разработка и гидравлико-биологическое обоснование новых рыбозащитных конструкций высокотехнологичных, надёжных и эффективных рыбозащитных сооружений с рыбоотводом для водозаборов мелиоративных систем и их инженерный расчёт.

Для достижения поставленной цели оказалось необходимым решить следующие основные задачи:

1. Выполнить анализ существующих конструкций рыбозащитных устройств с рыбоотводом.

2. Обобщить существующие методы расчёта движения жидкости и рыбы у плоских и криволинейных сетчатых преград с рыбоотводом.

3. Разработать математическую модель движения жидкости и рыбы у сетчатой преграды с рыбоотводом, установленной в горизонтальной плоскости под углом к направлению подходного потока.

4. Разработать модельную установку и выполнить экспериментальные исследования кинематики движения потока перед и за сеткой ( формы образующей: прямая; ломаная; криволинейная ), распределения пьезометрических давлений и скоростей по длине сетки.

5. Выполнить сравнительный анализ соответствия параметров теоретических и экспериментальных исследований и сделать выбор формы образующей РЗУ -конического двуполостного сетчатого заграждения с перегородками и центральным рыбоотводом ( прототип, а.с. №-495409 ).

6. Предложить модификации усовершенствованной конструкции прототипа: с регенерирующим устройством ( патент № 765515 ); с сектором очистки ( а.с. № 889786 ) и с сектором очистки и встроенным в него рыбоотводом ( а.с. № 1177412).

7. Разработать опытные образцы четырёх модификаций РЗУ и выполнить гид-равлико-биологические испытания с целью изучения эффективности очистки сетки транзитным потоком и защиты молоди рыб.

8. По результатам испытаний выбрать оптимальную конструкцию РЗУ, отвечающую требованиям высокой надёжности и эффективности защиты личинок, ранней молоди и взрослой рыбы.

Разработать инженерную методику гидравлического расчёта и конструирования новой конструкции РЗУ и водоструйного кольцевого насоса ( ВКН )

10 для отвода рыбы от РЗУ.

10. Разработать общие принципы проектирования рыбозащитных сооружений с учётом, полученных в процессе исследований, гидравлико-биологических критериев.

11. Внедрить результаты исследований в производство и получить экономический эффект.

12. Результаты исследований и разработок включить в нормативные документы по проектированию рыбозащитных сооружений.

Методы исследований.

В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследований. При разработке математических моделей и методик расчёта применялись численные и аналитические методы решения дифференциальных уравнений. В гидравлической лаборатории СКБ «Запорожгидросталь» при непосредственном участии соискателя выполнялись исследования: по изучению процесса перетекания потока сквозь плоские образующие сетчатого заграждения ( прямая, полигональная, криволинейная ); опытных образцов четырёх модификаций конического двуполостного сетчатого заграждения с рыбоотводом с пуском натурного мусора и молоди рыб из Каховского водохранилища ( р. Днепр ). В опытах с пуском рыб принимали участие ихтиологи Запорожского бассейнового управления рыбинспекции, Укррыбвода и Центрального управления рыбохозяйственной экспертизы и нормативов (ЦУРЭН). Параметры заграждения ( ячея сетки, скорости потока, окна рыбоотвода ) отвечали натуре.

Опыты проводились в дневное и тёмное время суток. Контроль процесса засорения и очистки сетки выполнялся визуально, а отловленный в рыбоотводе и в нижнем бьефе мусор взвешивался. Методика опытов с пуском рыбы была общепринятой. Перед опытами рыба выдерживалась в аквариумах лаборатории, а после опытов вновь отсаживалась в аквариумы для определения её выживаемости в течении двух и более суток. Проводились опыты с одновременным пуском мусора и рыбы. Оценку эффективности защиты рыб производили с учётом выживаемости рыб.

Научная новизна полученных результатов

1. Разработаны новые компоновки рыбозащитных сооружений, включающие: колодец для размещения блока РЗУ и водоструйного кольцевого насоса (ВКН), который связан с рыбоотводом. В блоке РЗУ размещена конструкция конического двуполостного сетчатого заграждения с сектором очистки и окнами рыбоотвода ( а.с. №1177412 ); водоприёмный оголовок - блок РЗУ, выдвинутый в водоток, в котором размещена конструкция плоского сетчатого заграждения, установленного с уклоном в горизонтальной плоскости, с очисткой сетки воздушно-пузырьковыми струями ( патент №1231117 ); наплавное РЗУ эколого-гидравлического типа ( мягкая забральная стенка: патент №1025781, патент №1142587, а.с. №1167260; щелевой водоприёмник а.с. №1146361 ).

2. Обоснование новых сетчатых рыбозащитных конструкций основано на следующих положениях, предложенных автором: устойчивое движение рыб у сетчатого заграждения определяется не только скоростями плавания, но и площадями миделевых сечений тела рыб по направлению скоростей потока сквозь сетку Успо её длине; при размещении образующей сетчатого заграждения в горизонтальной плоскости под углом в < 90° к горизонту рыбы несут от 1,8 до 2,5 раз меньшую нагрузку, чем перед вертикальной косо установленной сеткой; выполнение образующей сетчатого заграждения в виде трактрисы ( угол 0 изменяется от 90 до 6°у рыбоотвода ) позволяет достичь плавного уменьшения Успо длине заграждения в направлении к рыбоотводу ( по мере продвижения рыбы к рыбоотводу она затрачивает меньше живой энергии, тат как противостоит уменьшающейся скорости Ус); короткая длина образующей сетчатого заграждения достигается путём его объёмного формирования в виде двух конических поверхностей, вершины которых соприкасаются по вертикали ( короткая длина заграждения уменьшает время пребывания рыб у сетки, исключает её контакт с сеткой и повышает эффективность отвода рыб в рыбоотвод ); размещение съёмного сектора очистки с окнами рыбоотвода в пространстве между конусами позволяет достичь эффективной очистки сетки от мелкого мусора транзитным потоком ( самоочистка сетки ) при вращении заграждения вокруг вертикальной оси со скоростью 1 об/ минуту.

3. Получены новые экспериментальные данные распределения пьезометрических давлений, скоростей в живых сечениях и линий тока по длине образующей в зависимости от изменения коэффициента живого сечения сетки, формы образующей сетки (плоская с углом установки 0 = 90; 70; 51; 45; 36,5; 26; 17; 10°; полигональная, полная и укороченная трактриса ), расхода на входе и в рыбоот-воде. Эти данные позволили сделать выбор формы образующей оптимальной конструкции конического двуполостного сетчатого заграждения ( а.с. №1177412).

4. Получены новые экспериментальные гидравлико-биологические данные на опытно-промышленных образцах ( четыре модификации ) конического двуполостного сетчатого заграждения ( с перегородками а.с. №495409; с регенерирующей стенкой патент №763515; с сектором очистки а.с. №889786; с сектором очистки и встроенным в него рыбоотводом а.с. №1177412 ) по распределению: пьезометрических давлений по длине заграждения; скоростей в живых сечениях; скоростей сквозь сетку по её длине, по очистке сетки в процессе пуска натурного мусора ( ряска, нитяные водоросли ), по эффективности защиты рыб из Каховского водохранилища ) при трёх расходах на входе и рыбоотводе.

5. Разработана кинематическая схема движения жидкости и рыбы у криволинейной сетчатой преграды, ( угол# изменяется от 90 до 6°у рыбоотвода ). Получены три основных режима ( в угловой форме ) работы преграды: у = в,(3 = а'\у = в-а,р = а + а!;у = в + а,/3 = а1 -а; расчётные зависимости для определения скорости сноса рыбы V

6. Предложена диаграмма относительного движения рыбы и определены предельные значения скорости подходного потока V п : V п =0,5 Vк для сетчатых преград с рыбоотводом и углом установки 9 — 90°; V п = Ук для сетчатых преград с рыбоотводом и углом установки 9 < 900 при длине заграждения Ь > 10 м; V п = 1,5 Vк - для сетчатых преград с рыбоотводом и углом установки

9 < 90° при длине заграждения Ь < 10 м, где V к- критическая скорость течения потока для рыбы [Павлов, Пахоруков, 1973].

7. Сформулированы общие принципы проектирования РЗУ с учётом гидравли-ко — биологических критериев, включая научно обоснованные методики по гидравлическому расчёту и конструированию сетчатой преграды с криволинейной образующей на базе приближённого решения дифференциального уравнения с переменным расходом вдоль пути и водоструйного кольцевого насоса (ВКН) для отвода рыбы от РЗУ.

8. Выполнено обобщение и анализ существующих классификаций рыбозащит-ных конструкций и предложена концепция защиты рыб, включающая три направления ( этапа ): перераспределение концентрации ранней и подросшей молоди на подходе к водозабору; отвод рыб за пределы зоны действия водозабора ( принудительный способ отвода рыб от РЗУ ); использование непроницаемых для рыб преград - «тонкое сито». Разработка проекта рыбозащиты на водозаборе начинается с первого этапа. Проект должен предусматривать возможность реконструкции - дополнительного размещения РЗУ эколого - гидравлического типа или «тонкое сито». Реконструкция требуется в том случае, когда РЗУ первого этапа не отвечает нормативным требованиям эффективности защиты рыб.

Практическая значимость полученных результатов.

1.Результаты исследований и разработок вошли в СНиП 2.06.07 - 87 «Подпорные стены судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения» в раздел «Рыбозащитные сооружения»: пп.4.32; 4.34.

2. В помощь проектировщикам разработаны технические решения «Рыбозащитные сооружения и устройства водозаборов мелиоративных систем».

3. В производство внедрены новые конструкции: конического двуполостного РЗУ ( Шапсугский рыбопитомник в Краснодарском крае; колхоз С. Юлаева в Башкирии; ПО «Коломыясельмаш» в Украине; Дубровского водохранилища в

Белоруссии; гидроузла Костешты-Стынка в Румынии; АНС -1 Аштского массива в Таджикистане ); косо установленной в горизонтальной плоскости сетки с рыбо-отводом и с очисткой сжатым воздухом (МНПО «Союз» в Москве; Краснопресненский сахорорафинадный завод в Москве ); эколого — гидравлического типа - « забральная мягкая стенка с придонным забором воды» (ГНС Комсомольской ОС в Саратовской области ) и «крышка скорости» ( ОПХ Григорьевское г.Ярославль ).

4. Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследований и разработок составил 2573,1 тыс. рублей.

5. Широкое внедрение этих типов РЗУ, при заводском изготовлении с использованием новых конструктивных материалов, позволит заменить устаревшие малоэффективные конструкции РЗУ на тысячах мелких и средних мелиоративных водозаборах нашей страны.

Личный вклад соискателя.

Диссертационная работа является результатом более 40 -летних исследований автора, выполненных в гидравлических лабораториях ЗАО ПО «Совинтервод» и СКБ «Запорожгидросталь». Постановка проблемы и реализация задач гидравл-ико-биологичекких исследований и их анализ, формирование путей её решения и итоговых выводов осуществлены лично автором. При проведении отдельных этапов исследований принимали участие сотрудники СКБ «Запорожгидросталь»: Погорелов В.П., Одинец Ю.С. и Герус JI.E. В натурных испытаниях конического РЗУ Шапсугского рыбопитомника в Краснодарском крае принимали участие ихтиологи: Извольский И.С. ( ЦУРЭН ); Работа В.Ф. ( Кубанрыбвод ); Богач А.ЩКубанская инспекция рыбоохраны ). Личное участие автора во внедрении результатов исследований и разработок в производство. При постановке ряда задач, рассмотренных в диссертации, и подготовке диссертации автор получил ценные советы от доктора технических наук, профессора И.С. Румянцева и к.т.н., профессора Барекяна А.Ш.

Апробация результатов диссертации

Основные результаты работы и главные положения диссертации докладывались, обсуждались и были одобрены на: координационных совещаниях по вопросам рыбопропуска и рыбозащиты ( г. Рига, 1977 г.; г. Новочеркасск, 1984 г. ); совещании в «Высшем институте по архитектуре и строительству» г. София, 1980г.; совещании в строительной фирме CAP «Military housing establishment», 1988 г.; Всесоюзной конференции «Гидравлика и экология будущего», г. Москва, 1990; заседаниях секции рыбопропускных и рыбозащитных сооружений межведомственной ихтиологической комиссии, г. Москва, 1985 - 1997гг.; совещаниях в институте «Гидропроект», г. Москва и ЗАО ПО «Совинтервод», г. Москва , 1977

2007г. Результаты работы и главные положения диссертации вошли в монографию «Fish - protecting structures of réclamation water inlets» - Рыбозащитные сооружения мелиоративных водозаборов. Издательство «Палеотип», М., 2007, 247 с.

Публикации

По результатам работы опубликовано 51 научная работа, в том числе 9 патентов на изобретения, 12 а. е., 4 монографии и 8 работ в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ для публикаций по докторским диссертациям.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы из 154 наименований, 8 приложений и содержит 210 страниц основного текста, в том числе 18 таблиц, 93 рисунка, всего 278 страниц.

Общие выводы по работе

1. Выполненный анализ литературных источников, патентный поиск, опыт исследований, проектирования и эксплуатации показал, что применявшиеся до последнего времени рыбозащитные устройства ( РЗУ ) мелиоративных водозаборов имеют существенные недостатки. Эксплуатация вертикальных сетчатых преград с рыбоотводом связана с увеличением скоростей сквозь сетку в зоне рыбоотвода и небезопасным смывом осевших на сетку рыб напорными струями промывного устройства. Эти недостатки затрудняют эксплуатацию, монтаж и демонтаж этих систем , требуют повышенных энергетических затрат и , основное, не позволяют обеспечить высокий и устойчивый эффект очистки сетки от мелкого мусора и достичь высокой эффективности защиты личинок и ранней молоди рыб.

2. Разработаны новые компоновки рыбозащитных сооружений, включающие: колодец для размещения блока РЗУ и водоструйного кольцевого насоса (ВКН), который связан с рыбоотводом. В блоке РЗУ размещена конструкция конического двуполостного сетчатого заграждения с сектором очистки и окнами рыбоотвода ( а.с. №1177412 ); водоприёмный оголовок - блок РЗУ, выдвинутый в водоток, в котором размещена конструкция плоского сетчатого заграждения, установленного с уклоном в горизонтальной плоскости, с очисткой сетки воздушно-пузырьковыми струями ( патент №1231117); наплавное РЗУ эколого-гидравлического типа ( мягкая забральная стенка: патент №1025781, патент №1142587, а.с. №1167260; щелевой водоприёмник а.с. №1146361 ).

3. В основу обоснования новых сетчатых рыбозащитных конструкций положены следующие положения: устойчивое движение рыб у сетчатого заграждения определяется не только скоростями плавания, но и площадями миделевых сечений тела рыб по направлению скоростей потока сквозь сетку Успо её длине; при размещении образующей сетчатого заграждения в горизонтальной плоскости под углом в < 90° к горизонту рыбы несут от 1,8 до 2,5 раз меньшую на

193 грузку, чем перед вертикальной косо установленной сеткой; выполнение образующей сетчатого заграждения в виде трактрисы ( угол в изменяется от 90 до 6°у рыбоотвода ) позволяет достичь плавного уменьшения Успо длине заграждения в направлении к рыбоотводу ( по мере продвижения рыбы к рыбоотводу она затрачивает меньше живой энергии, тат как противостоит уменьшающейся скорости Ус); короткая длина образующей сетчатого заграждения достигается путём его объёмного формирования в виде двух конических поверхностей, вершины которых соприкасаются по вертикали ( короткая длина заграждения уменьшает время пребывания рыб у сетки, исключает её контакт с сеткой и повышает эффективность отвода рыб в рыбоотвод ); размещение съёмного сектора очистки с окнами рыбоотвода в пространстве между конусами позволяет достичь эффективной очистки сетки от мелкого мусора транзитным потоком ( самоочистка сетки ) при вращении заграждения вокруг вертикальной оси со скоростью 1 об./ минуту.

4. Получены новые экспериментальные данные распределения пьезометрических давлений, скоростей в живых сечениях и линий тока по длине образующей в зависимости от изменения коэффициента живого сечения сетки, формы образующей сетки ( плоская с углом установки в = 90; 70; 51; 45; 36,5; 26; 17; 10°; полигональная, полная и укороченная трактриса ), расхода на входе и в рыбоот-воде. Эти данные позволили сделать выбор формы образующей оптимальной конструкции конического двуполостного сетчатого заграждения ( а.с. №1177412).

5. На опытно- промышленных образцах ( четыре модификации ) конического двуполостного сетчатого заграждения ( с перегородками а.с. №495409; с регенерирующей стенкой патент №763515; с сектором очистки а.с. №889786; с сектором очистки и встроенным в него рыбоотвод ом а.с. №1177412 ) получены новые экспериментальные гидравлико- биологические данные по распределению: пьезометрических давлений по длине заграждения; скоростей в живых се

194 чениях; скоростей сквозь сетку по её длине, по очистке сетки в процессе пуска натурного мусора (ряска, нитяные водоросли ), по эффективности защиты рыб ( из Каховского водохранилища ) при трёх расходах на входе и рыбоотводе.

6. Разработана математическая модель движения потока и рыб у косо установленной сетчатой преграды, расположенной в горизонтальной плоскости с уклоном к направлению подходного потока. Модель позволяет получить уменьшение нормальных и увеличение касательных скоростей потока по длине преграды в направлении к рыбоотводу. Такая структура потока обеспечивает устойчивое движение рыб без прижатия их к сетке. По мере продвижения рыбы противостоят нормальным скоростям, снижение которых позволяет рыбам затрачивать меньше живой энергии для прохода в рыбоотвод. Работа преграды характеризуется тремя режимами: первый режим у = в\р = а', второйрежим у = в-а\(3 = а+а' и третий режим у-в + а\Р = а1 -а, где а и а1 - соответственно угол отклонения струйки (линии тока) потока перед и за сеткой. Рыба ориентируется перед сеткой по линиям тока.

7. Разработана диаграмма относительного движения рыбы у сетчатой преграды, при построении которой используются V1К = от 1,5 до 2 V к - вторая критическая скорость течения для рыбы. Диаграмма включает четыре зоны, в которых рыба способна противостоять или сноситься в процессе плавного увеличении скорости течения потока Уя. Введено понятие предельно допустимого значения Vя: Уя = 0,5 У к - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки в = 90°; Уя = У к - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки в < 90° при длине заграждения Ь>10м;Уя = 1,5УЛ. - для РЗУ с рыбоотводом и углом установки в < 900 при длине заграждения Ь < 10 м.

8. Разработаны методики гидравлического расчёта и конструирования сетчатой преграды с криволинейной образующей на базе приближённого решения дифференциального уравнения с переменным расходом вдоль пути и водо

195 струйного кольцевого насоса (ВКН) для отвода рыбы от РЗУ.

9. На основании критического анализа опыта эксплуатации, результатов экспериментальных данных по движению потока у плоских и криволинейных сеток и гидравлико - биологических испытаний четырёх модификаций опытнопромышленных образцов сформулированы с учётом гидравлико - биологических критериев основные принципы проектирования и конструирования нового поколения конических двуполостных сетчатых РЗУ.

10. Предложена концепция поэтапного строительства РЗУ, включающая три направления: перераспределение концентрации ранней и подросшей молоди рыб в потоке; преграды - «тонкое сито» и отвод рыб в безопасную зону. Последнее направление является неотъемлемой частью двух первых направлений. С первого направления начинается разработка средств рыбозащиты на водозаборе. Если РЗУ первого этапа не обеспечивает надёжную защиту рыб, то рассматривается вопрос использования эколого - гидравлических или преград — «тонкое сито». Поэтапное строительство рыбозащиты на водозаборе призвано сократить капитальные вложения по возведению надежного и эффективного рыбозащитного сооружения.

11. Результаты исследований и разработок автора внедрены на водозаборах в различных регионах: Кранодарском крае; Ростовской области; Саратовской области; Москве, Ярославле, Башкирии; Украине, Белоруссии, Таджикистане и Румынии. Эффктикность внедрённых РЗУ колеблется от 80 до 92 %. Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследований и разработок составил 2573,1 тыс. рублей.

12. В помощь проектировщикам разработаны технические решения «Рыбоза-щитные сооружения и устройства водозаборов мелиоративных систем». Результаты исследований и разработок соискателя вошли в СНиП 2.06.07 — 87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения» в раздел «Рыбозащитные сооружения»: п.4.32; 4.34; 4.35 и 4.36. Разработаны типовые проекты РЗУ: КМР-500; КМР 1000 и РКС-800, которые выполнены в виде отдельного блока и устанавливаются в камерах с расходом водозабора до 20 м3/ с.

13. Широкое внедрение этих типов РЗУ ( в виде блока ), при заводском изгото-лении с использованием новых конструктивных материалов, позволит заменить устаревшие малоэффективные конструкции РЗУ на тысячах мелких и средних мелиоративных водозаборах нашей страны.

1. Алеев Ю.Г. Поворотливость рыб // Тр. Севастопольской биологической станции АН СССР, том XII, 1959.

2. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика// Стройиздат. М., 1975,327 с.

3. Аникин B.C., Гулянский А.Ш., Муравенко Г.С., Яценко Э.А. . Исследования рыбозащитного устройства на Донском магистральном канале // Сб. «Рыбозащитные устройства на водозаборных сооружениях». ЮжНИИГиМ. Новочеркасск, 1981, с.74 90.

4. Барекян А.Ш., Яковлев А.Е. Методические аспекты проблемы защиты рыб на водозаборах // ТГТУ. «Гидравлика и экология»,Тверь, 1997, с. 140 149.

5. Березнер A.C., Поляков JI.B., Петрашкевич В.В. Технические решения. Рыбозащитные сооружения и устройства водозаборов мелиоративных систем // «Союзгипроводхоз».М., 1986, 131 с.

6. Ващинников А.Е., Михайлов H.H., Пахоруков A.M. и др. Испытания рыбозащитного устройства варианта КРЗУ 1000. В кн. Вопросы орошения в Поволжье. М., 1980, с. 158 - 162.

7. Войно Сидорович Г.Б. Схема рыбозащиты у отверстий водоприёмника, размещённого в самопромывающемся ковше // ГОССТРОЙ СССР, Строительство и архитектура, серия 20, выпуск 6. М., 1979, с. 14-18.

8. Волошков В.М. Рыбозащитный комплекс для водозаборов из непроточных и малопроточных водоёмов // Автореферат диссертации кандидата технических наук. Новочеркасск, 1998, 25 с.

9. Временные положения по проектированию рыбозащитных устройств197водозаборных сооружений //ГОСНИОРХ, JL, 1967, 62 с.

10. Иван Георгиев Амов Рибозащитни устройства при водовземни съоръжения // Автореферат на диссертация за присъждане на научна степен « Кандидат на техническите науки», София, 1979, 21с.

11. Иванов A.B. Памятка водопользователя по рыбозащите // «Гидропроект». М., 2005, 77 с.

12. Иванов A.B. Справочник по рыбозащите для сотрудников органов рыбоохраны // «Гидропроект». М., 2005. 227 с.

13. Иванов А.И. Рыбоохранные мероприятия в гидротехнике // ОАО «Инженерный центр ЕЭС», Филиал «Института Гидропроект», М., 2005,с. 14.

14. Иванов А.И. Обеспечение безопасности рыб на водозаборах // Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. ОАО «Инженерный центр ЕЭС», Филиал «Института Гидропроект», М., 2007, с.50.

15. Каменев И.А. Рыбозащитные устройства для охраны покатной молоди лососевых рыб в США // Ж. «Рыбное хозяйство», 1976, №8, с. 24 28.

16. Киселев Цецхладзе В.Н., Муравенко Г.С., Санадзе Н.В. Классификация рыбозащитных устройств // В сб. «Гидротехнические сооружения в мелиоративном строительстве». Выпуск 12, М., 1979, с. 136 - 149.

17. Киселев Цецхладзе В.Н. Исследования струереактивных рыбозаградителей//Автореферат кандидатской диссертации. НИМИ, 1974, 39 с.

18. Колесникова Т.В. Характеристики водовоздушных завес, используемых в качестве рыбозащитных мероприятий // «ВНИИ ВОДГЕО» Сб. Водозаборы для промышленного строительства с рыбозащитными устройствами. М., 1985, с. 35 -41.

19. Константинов Ю.М. Гидравлика //Головное издательство «Выща школа». Киев, 1988, 398 с.

20. Коротовских А.И., Яковлев А.Е. Примеры конструктивно — компоновочных решений по многоступенчатой рыбозащите на крупных водозаборах // ТГТУ. «Гидравлика и экология»,Тверь, 1997, с. 77 81.

21. Краткие указания к проектированию рыбозаградителя типа плоской сетки с рыбоотводом // ГосНИОРХ., 1966, 38 с.

22. Кузнецов В.А. Влияние воздушной завесы на поведение рыб // Ж. «Рыбное хозяйство» №9, 1969,с. 48-50.

23. Кузьмин Ю.М. Сетчатые установки систем водоснабжения // Стройиздат. Ленинградское отделение. Ленинград, 1976, 159 с.

24. Левич В. Г. Физико химическая гидродинамика // Издательство АН СССР. М., 1952, 532с.

25. Липская Н.Я. Возрастные изменения морфологии черноморского шпрота и их функциональное значение // Труды Севастопольской биологической станции. Том XIII. Изд во АН СССР. М.Д960, с. 180 - 184.

26. Малеванчик Б.С., Никоноров И.В. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения // Изд во «Лёгкая и пищевая промышленность».М., 1984, 256 с.

27. Михеев П.А. Рыбозащитные сооружения и устройства // Изд во «Рома».М., 2000, 405 с.

28. Мотинов A.M., Шахов A.B., Штыкова B.B. Система принудительного рыбоотведения самопромывающегося устройства речных водозаборных сооружений // «ВНИИ ВОДГЕО» Сб. Водозаборы для промышленного строительства с рыбозащитными устройствами.М., 1985, с. 16 25.

29. Муравенко Г.С., Синеок В.Е., Симоненко А.И. Распределение молоди рыб вдоль плоской сетки рыбозаградителя // Сб. «Южгипроводхоз» Совершенствование проектирования мелиоративных и водохозяйственных объектов на Северном Кавказе. Выпуск 1, 1972, с. 43 -45.

30. Муравенко Г.С., Синеок В.Е. Лабораторные исследования рыбозаградителя типа плоской сетки с рыбоотводом // Сб. «Южгипроводхоз» Совершенствование проектирования мелиоративных и водохозяйственных объектов на Северном Кавказе. Выпуск 1, 1972, с. 45 50.

31. Муравенко Г.С. Исследования рыбозащитного устройства с наклонно движущейся сеткой и донным рыбоотводом // Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. М., 1981, 24 с.

32. Муравенко Г.С. Применение методов планирования экспериментов при изучении взаимодействия рыб с элементами рыбозащитных устройств // В сб. «Гидротехнические сооружения в мелиоративном строительстве». Выпуск 12, М., 1979, с. 149- 167.

33. Муравенко Г.С. Лабораторные исследования рыбозащитного устройства с наклонно движущееся сеткой // ЮжНИИГиМ. Сборник научных трудов. Гидротехнические сооружения в мелиоративном строительстве. Выпуск 10, Новочеркасск, 1977, с. 51 63.

34. Мусиенко Б.А., Подласов A.B., Фильчагов Л.П. Водозаборы оросительных200систем и охрана природы // Изд во «Буд1вельник», Киев, 1982, 116 с.

35. Навоян Х.А. Методы гидравлического расчёта гидротехнических сооружений с переменным расходом вдоль пути // Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. МИСИ, М., 1983, 46с.

36. Нагобат Э.А. Исследование рыбозащитных устройств в сеточных камерах насосных блоков ГЭС // Известия ВНИИГ им. Веденеева, Л., Энергия, 1980,т. 143, с. 51-59.

37. Невядомская М.В., Падервинский В.А., Юдин В.К., Сегаль Г .Я. Рыбозаградитель с пороэластовыми фильтрующими элементами // Госплан Латвийской ССР. Информационный листок №195(1)-81, Серия 21-15, 1981,4 с.

38. Никитин Ю.П., Кийко В.Д., Никитин П.Ю. и др. Импульсный электрический рыбозаградитель // Ж. Мелиорация и водное хозяйство, №1, 1980, с.25-27.

39. Нусенбаум Л.М. Научно — исследовательские работы по вопросам защиты рыб // Минводхоз РСФСР, «Ленгипроводхоз». Информационные материалы. № 24. Л, 1971, с.40 49.

40. Образовский A.C. Плоская водовоздушная завеса, установленная у отверстий водоприёмников систем водоснабжения для защиты рыб // ГОССТРОИ СССР, Строительство и архитектура, серия 20, выпуск 6. М., 1979, с. 7-13.

41. Образовский A.C. Расчёт самопромывающегося устройства речных водозаборных сооружений ////«ВНИИ ВОДГЕО» Сб. Водозаборы для промышленного строительства с рыбозащитными устройствами. М., 1985, с. 3 — 15.

42. Образовский A.C. Гидравлика рыбозащиты на затопленных водоприёмниках систем водоснабжения // ГОССТРОЙ СССР, Строительство и архитектура, серия'20, выпуск 6. М., 1979, с. 1 6.201

43. Павлов Д.С. Особенности ориентации рыб в потоке воды // ИЭМиЭЖ. В сб. Биологические основы управления поведением рыб. Наука. М., 1970, с.226 -262.

44. Павлов Д.С. Особенности оптомоторных реакций рыб // В сб. Питание хищных рыб и их взаимодействия с кормовыми организмами. М., 1965.

45. Павлов Д.С., Пахоруков A.M. Биологические основы защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения // Изд во «Пищевая промышленность».М., 1973,208 с.

46. Павлов Д.С., Лупандин А.И., Костин В.В. Покатные миграции рыб через плотины ГЭС // Изд во «Наука», 1999, 255 с.

47. Павлов Д.С. Оптомоторная реакция и особенности ориентации рыб в потоке воды // М., «Наука», 1970. 148 с.

48. Павлов Д.С., Пахоруков A.M. Биологические основы защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения // Изд во «Лёгкая и пищевая промышленность».М., 1983, 264 с.

49. Павлов Д.С., Штаф Л.Г. Распределение покатной молоди рыб в реоградиентных условиях // Докл. АН СССР, 1981, т.260, №2, с.509 512.

50. Пахоруков A.M. Управление движением молоди рыб покатных мигрантов для защиты на водозаборах // Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук. ИЭМиЭЖ , М., 1980, 24с.

51. Петрашкевич В.В. Зарубежный опыт биологического и инженерного обоснования конструкций рыбозащитных устройств водозаборных сооружений202

52. ЦБНТИ Минводхоза СССР. Обзорная информация № 7. М., 1982, 58 с.

53. Петрашкевич В.В. Патент № 1025784 на изобретение: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл., 1983, № 24.

54. V 61. Петрашкевич В.В., Жидовинов В.И. а.с. № 1146361: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл., 1985, №11.

55. Петрашкевич В.В. Патент № 2021423 на изобретение: Водоструйный дефлектор // Бюл., 1994, № 19.

56. Петрашкевич В.В. Рыбозащитные сооружения водозаборов.

57. Экологоградиентные компоненты механизма защиты, обзор отечественного и зарубежного опыта и технические решения ) // «Совинтервод». М., 1992, 148 с.

58. Петрашкевич В.В. Сетчатые рыбозащитные сооружения //

59. Союзводпроект», «Союзгипроводхоз». Проспект на ВДНХ СССР, 1985, 16 с.

60. Петрашкевич В.В. Патент № 763515 на изобретение: Рыбозаградитель Петрашкевича // Бюл. 1980. № 34.

61. Петрашкевич В.В. а.с. № 889786: Рыбозащитное устройство водозаборНрго сооружения // Бюл. 1981. № 46.ч| 69. Петрашкевич В.В., Буга Г.В. а.с. № 870577: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1981а. № 37.

62. Петрашкевич В.В., Погорелов В.П., Одинец Ю.С., Герус Л.Е. а.с. №1177412: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл., 1985, № 33.

63. Петрашкевич В.В. Патент № 1231117 на изобретение: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения//Бюл. 1986.№ 18.

64. Рыбное хозяйство № 10, 1976, с. 23 — 25. ч! 81. Петрашкевич В.В. Исследования конусных рыбозаградителей навсасывающей трубе с принудительным отводом рыбы // Труды НИМИ, том XV, выпуск 6, Новочеркасск, 1974, с. 31 39.

65. Петрашкевич В.В. Испытания конического двуполостного рыбозащитного устройства // Ж. «Водоснабженик и санитарная техника» № 9, часть 2, 2007, с. 9 11.

66. J 89. Петрашкевич В.В. Коническое двуполостное рыбозащитное устройство с отводом рыбы // Ж. «Водоснабженик и санитарная техника» № 10, 2007, с.25 —1. Г'

67. Петрашкевич В.В. Концепция защиты рыб при водозаборах // Ж. «Гидротехническое строительство», № 10, 2008.

68. Петрашкевич В.В. Гидравлико биологический расчет фильтрационных рыбозащитных устройств // Сборник научных трудов Гидропроекта, выпуск 99 «Комплексное использование водных ресурсов и охрана окружающей среды».205ьэ1. М.,1985,с.149 -156.

69. Петрашкевич В.В. Исследование движения жидкости и рыбы перед сеткой рыбозащитного устройства ( РЗУ ) // Сборник научных трудов ВО «Союзводпроект». Охрана природы при проектировании мелиоративных и водохозяйственных систем, М., 1984, с. 99-111.

70. Петрашкевич В.В. Исследования рыбозащитного устройства с косо установленной сетчатой преградой и рыбоотводом // Учебное пособие МАЭП, 1996, 59 с.

71. Петрашкевич В.В. Водоструйный дефлектор // Каталог паспортов. Научно — технические достижения в мелиорации и водном хозяйстве. Книга 4, выпуск 16,1994, с.31-32.

72. Петрашкевич В.В. Патент № 883227 на изобретение: Устройство для подъема воды с глубин моря // Бюл. 1981. № 43.

73. Петрашкевич В.В. Патент № 789062 на изобретение: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. 1980. № 47.

74. Петрашкевич В.В. Сравнительный анализ работы фильтрационных рыбозащитных устройств // Ж. Гидротехническое строительство № 6, 1986.с. 28 -33.

75. Петров Г.А. Движение жидкости с изменением расхода вдоль пути // Стройиздат, М., 1951.

76. Подласов A.B., Фильчагов Л.П., Романько Н.И. Простейшие эколого -гидравлические рыбозащитные устройства зонтичного типа // Укргипроводхоз, Киев, 1979, 9с.

77. Пособие по проектированию, строительству и эксплуатации рыбозащитных сооружений с применением пороэласта // « ВНИИводполимер», «Соизводпроект».Елгава, 1984, 23 с.

78. Потапов М.В. Борьба с донными наносами и защита берегов от размыва // Государственное издательство колхозной и совхозной литературы «Сельхозгиз». М., 1936, 47 с.1. Ч Г

79. Расчёт и конструирование струереактивных рыбозаградителей // «Южгипроводхоз». Ростов на Дону, 1973, 25 с.

80. Ревич В.А. Эколого экономические аспекты разработки систем рыбохозяйственных компенсационных мероприятий // Сб. научн. трудов «Гидропроект», вып. 80.- М., 1982, с.26 - 35.

81. Ревич В.А. Эколого экономические аспекты проблемы рыбозащиты // Тезисы докл. научно - техн. конф. Волгоград. Дом техники НТО, 1982, с. 61 — 62.

82. Рекомендации по проектированию рыбозащитных устройств на водозаборах мелиоративных систем. Плоские сетки и сетчатый конус // «Союзводпроект».М., 1983, 101 с.

83. Ржаницин H.A. Водоструйные насосы ( гидроэлеваторы ).ГОНТИ НКТП СССР, М-Л., 1938.

84. Рипинский И.И. Рыбозащитные устройства для водозаборных сооружений //«Совинтервод». М., 1991, 206 с.I

85. Рыбозащитные устройства. Каталог проектов // «Южгипроводхоз», Ростов -на-Дону, 1985,28 с.

86. Сабуренков E.H. О функциональных показателях плавания рыб // «Промышленное рыболовство», серия 2, выпуск 7-8, 1975.

87. Салехова Л.П. Возрастные изменения морфологии некоторых придонных и придонно пелагических рыб и их функциональное значение // Труды Севастопольской биологической станции. Том XIII. Изд - во АН СССР. М.,1960, с. 166- 179.

88. Сетчатые рыбозащитные устройства для различных типов водозаборных сооружений // ГосНИОРХ. Проспект ВДНХ, Л., 1969.

89. Сиваковская осушительно- оросительная насосная станция с рыбозащитным сооружением // «Союзводпроект», «Гипроводхоз».Проспект на ВДНХ СССР. М., 1973.

90. Сидоров А.Н., Козлов Д.А., Вопнярский И.П., Петрашкевич В.В. а.с. №1105547: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл. , 1984, №28.

91. Синеок В.И., Петрашкевич В.В., Карелин A.M., Куприянов A.B., Николаев Е.Г. а.с. № 1142587: Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения // Бюл., 1985, №8.

92. Синеок В.Е., Муравенко Г.С., Симоненко А.И. Натурные исследования рыбозаградителя типа плоской сетки с рыбоотводом // Минводхоз СССР. Информационный листок. Серия 21 14, № 09 - 72 .М., 1972.

93. Смирнов A.A., Казимир Л.Д. Использование фильтрующих водозаборов на водоёмах // «ВНИИ ВОДГЕО» Сб. Водозаборы для промышленного строительства с рыбозащитными устройствами. М., 1985, с. 64 73.

94. Снегирёв И.А. Исследования и расчёты движения жидкости переменной массы // Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. МГМИ, М., 1973, 48с.

95. СНиП 2.06.07.87 « Подпорные стены, судоходные шлюзы,рыбопропускные и рыбозащитные сооружения». М., 1987.

96. Страхов В.А. Электрический рыбозаградитель типа ЭРЗУ — 1 , его устройство, выбор и расчёт // Тр. корд, совещаний по гидравлтке, вып. XXIV, 1965, с. 67-80.

97. Суровикин В.Т. Исследования самоочищающихся сетчатых рыбозаградителей водозаборов // Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. МГМИ. М., 1981, 18с.

98. Харчев Г.К. Рыбопропускные сооружения // Государственное изд — во строительной литературы. М. Л., 1940, 212с.

99. Химицкий К.Ф. Провести исследования и разработать рекомендации по проектированию механических рыбозащитных устройств на водозаборах промышленного типа // Всесоюзный научно технический иформационный центр. Б 041812. М., 1969.

100. Химицкий К.Ф., Петрашкевич В.В., Стовба B.C. Исследования рыбозащитных устройств для водозаборов Астраханского ЦКК // ВНИИ ВОДГЕО. М, 1972.

101. Химицкий К.Ф. Особенности поведения рыб у воздушно пузырьковых завес // Труды института «ВОДГЕО», выпуск 36, М., 1972, с.50 - 61.

102. Химицкий К.Ф. Исследования воздушно пузырьковых рыбозащитных завес // Труды института «ВОДГЕО», выпуск 36, М., 1972, с.61 - 72.

103. Цыпляев А.С. Рыбозащитные сетчатые установки с водоотводом // Изд -во «Пищевая промышленность». М., 1973, 161 с.

104. Цыпляев А.С. Гидравлические исследования рыбозащитного сооружения Фёдоровской ОС // Отчёт ЛИИ по теме 1416, 1975.

105. Цыпляев А.С. Исследования рыбозащитных устройств в бассейне р. Кубани // Отчёт ЛПИ по теме 104103, 1981, 102с.

106. Цыпляев А.С. Исследования рыбозащитного сооружения на водозаборе Кубано Марьяно - Чебургольской ОС // Отчёт ЛПИ по теме 104103, 1983, 207с.

107. Чугаев P.P. Гидравлика // «Энергия», Ленинградское отделение, 1971, 552 с.

108. Шкура В.Н., Михеев П.А. Водовоздушное промывное устройство сетчатых рыбозащитных сооружений ( РЗС ) // Инф. лист ЦНТИ. Ростов -на-Дону, 1993, №635-93, 2 с.

109. Шульман Г.Е. Элементы физиологии и биохимии общего и активного обмена у рыб // «Наукова думка», Киев, 1978, 204 с.

110. Юшманов О.Л., Губин А.Ф. Лабораторные гидравлические исследования конусного мусорорыбозаградительного устройства // МГМИ — Труды, том XXXIV, выпуск «Гидравлика и гидротехнические сооружения». М., 1973, с.94 -102.

111. Яковлев А.Е. Разработка способов и сооружений для защиты рыб на крупных водозаборах. Автореферат диссертации доктора технических наук //2091. Тверь, 1997. -33 с.

112. Bates D.W., Vinsonhaler R. Transactions of the American Fisheries Society, 1957, vol. 86, pp. 38-57.

113. Brett J.R., Alderdice D.F. Bull. Fish. Red. Bd. Can., 1958, № 117, p. 75.

114. Brett J.R., Alderdice D.F. Research on guiding young salmon at two British Columbia Field stations. Bull. Fish.Res. Bd. Can., №117, Ottawa, 1958, pp. 75.

115. Brett J.R., Mac Kinnon D. Preliminary experiments using lihgts and bubbles to deflect migrating young spring salmon. J. Fish. Rec. Bd. Canada, 1953, v. 10, №8, pp. 548-559.

116. Brett J.R. J. Fish. Res. Board Can., 1965, vol. 22 ( 6 ): pp.1491 1501.

117. Clay C.H. Dep. Fish. Can. Queen's Printer, Ottawa, 1961, p. 301.

118. Design of water intake structures for fish protection.- American Sosiety of Civil Engineers, New York, 1982, 144 pp.145. Fisheries Handbook, 1973.

119. Hanson C.H., et al. Marine Fisheries Review, 1977, vol. 39, № 10, pp. 7-17.

120. Jenkner et. al. Patent USA №4594024, 1986.

121. Journal of the power Devision, v. 100, №2, 1974, pp.191 200.

122. Kerr J.E. Studies on fish preservation at the Contra Costa steam plant of the Pacific Gas and Electric Co., Calif. Fish.& Game, Fish Bull, 1953, № 92, pp. 66.

123. Kupka K.H. The Canadian Fish Culturist, 1966, № 37, pp. 27 34.

124. Maxwell W.A. Southern Nuclear Engineering, Inc. Report SNE 123, Nus Corporation, Dunedin, Fla, 1973, p.78.

125. McMillan F.O. Electrical fish screen. Bull. Of the Bureau of Fish, v. XLIV 40, 1929, pp. 97-128.

126. Moore H.L., Newman H.W. U.S. Fish Wildl., 1956.

127. Ruggles C., Ryan P. An investigation of louvers as a method of guiding juvenile Pacific Salmon. Canad. Fish. Culturist, 1964, №33, p. 68.