Рыбозащитные устройства

Рыбозащитные устройства входят в состав водозаборных сооружений промышленных предприятий, ирригационных систем, тепловых электростанций и других потребителей воды, расположенных на водотоках (реках и каналах) и на рыбохозяйственных водоёмах (прудах, озёрах, водохранилищах, морях) и предназначены для защиты личинок, молоди и половозрелых рыб от попадания в водозаборные сооружения и гибели.

Рыбозащитные устройства подразделяют на три группы:

1 группа — механические заграждения — препятствия на пути движения рыб, К этой группе относятся простейшие заграждения (плетни, решётки, фильтры из различных материалов), фильтрующие водозаборы, сетчатые заграждения (плоские сетки, плоские сетки с рыбоотводами, сетчатые барабаны, конусные сетчатые устройства);

2 группа — гидравлические заграждения — струенаправляющие устройства, с помощью которых в водотоках создаются гидравлические условия для направления движения рыб у гидротехнических сооружений (запони, отбойные козырьки, зонтичные рыбозащитные устройства);

3 группа — «физиологические» заграждения — устройства, задерживающие рыбу путём создания в воде электрических полей, светового и звукового воздействия, а также завес из воздушных пузырьков.

Механические рыбозащитные устройства являются наиболее эффективными. Гидравлические и «физиологические» рыбозащитные устройства строят в тех случаях, когда по биотехническим и инженерным соображениям нецелесообразно применение механических рыбозащитных устройств.

Механические рыбозащитные устройства представляют собой механическую преграду перед водозаборными сооружениями, бывают сетчатые и фильтрующие. Их конструкции могут быть срыбоотводом и без него. На небольших водозаборах в качестве временных рыбозащитных устройств применяют простейшие фильтрующие сооружения без рыбоотводов из хвороста, камыша и других материалов в виде плетней или фильтрующие дамбы из камня, щебня, гальки, гравия. При этом для бесперебойного водоснабжения участок канала в месте устройства фильтров расширяют в 2-3 раза.

Гравийный фильтр. Поперёк расширенного участка канала забивают два ряда кольев (на глубину не менее 0,5 м), колья каждого ряда заплетают плетнем. Промежуток между плетнями засыпают гравием размером 1 -2 см.

Гравийно-галечный фильтр. Поперёк расширенной части канала ставят три ряда плетневых стенок. Промежутки между первой и второй стенкой по течению воды заполняют галькой размером 3-5 см, а между второй и третьей стенкой – гравием. Стенки ставят на расстоянии 0,5 м одна от другой. Иногда между второй и третьей стенкой засыпают крупнозернистый песок, тогда такой фильтр называют песчано-галечным.

Стеклянно-гравийный фильтр. В промежутки между плетневыми стенками (на полную высоту фильтра) насыпают гравий с мелкобитым стеклом с таким расчётом, чтобы стекло заполняло все промежутки между гравием. Попадая в такой фильтр, икра, личинки, мальки хищной и сорной рыбы, а также земноводных травмируются стеклом и погибают. Для увеличения поверхности фильтра его располагают под некоторым углом к оси канала (не менее чем на 45°).

Кассетные фильтры представляют собой эстакаду, в пазы которой вставлены кассеты коробки, заполненные гравием, керамзитом, стеклянным или кирпичным боем и другими материалами, включая синтетические. Эти кассеты устанавливают для предотвращения попадания в водозабор мусора и молоди рыб. Скорости фильтрации воды в устройствах кассетного типа равны 25-30 см/с.

По мере заиления и загрязнения фильтров их необходимо очищать и промывать. Промывка фильтров проводится при поднятии кассет на поверхность. Наполнитель кассеты промывают и просушивают. Промывку фильтров проводят также обратным током воды, импульсами давлений и при комбинации этих способов.

Фильтрующие рыбозащитные устройства обычно устанавливают на участках водоёмов, где скорости течения воды превышают скорость на подходе к фильтру не более чем в 3 раза.

Сетчатые устройства имеют размеры ячеи, обеспечивающие защиту рыб определённых размеров и необходимый пропуск воды. Материал, из которого изготовлена сетка, не должен подвергаться деформации и коррозии. Для этой цели используют нержавеющую сталь, медь, латунь, капрон, нетрон, лавсан и другие материалы, Вдоль сетки должен создаваться такой поток воды, который бы не прижимал рыбу и позволял ей уйти от сетки. Применяют различные конструкции сетчатых рыбозаградительных устройств в зависимости от места и типа водозабора, расхода воды, биологической и размерной характеристики рыб, обитающих в водоёме.

Плоские сетки применяют в водозаборах на водотоках и водоёмах, устанавливают в водозаборных отверстиях оголовков, на входе в водозаборные отверстия, на плавучих насосных станциях и др. Они состоят из несущей конструкции, грубой решётки, сетчатого полотна, очистного устройства, подъёмного механизма, монтажной площадки.

Грубая решётка необходима для защиты сетчатых полотен от крупного мусора. Её можно установить вертикально или наклонно. Расстояние между стержнями решётки должно быть не более 50 мм.

Сетчатое полотно используют для предупреждения попадания молоди рыб в водозаборное сооружение. Оно состоит из отдельных сеточных рамок. Размер рамок по ширине 1 м, высота не более 1,5 м.

Сетчатое полотно может быть расположено в плане по прямой линии, по дуге, в виде прямоугольника. Сетчатые полотна применяют с ячеёй 4×4 мм для защиты молоди рыб длиной тела 30 мм и более и с ячеёй 2×2 мм — для защиты молоди рыб длиной тела 15 мм и более.

Плоские сетки с рыбоотводом часто устанавливают на подводящих каналах. Они состоят из несущей конструкции, грубой решётки, сетчатого полотна, подъёмного оборудования и рыбоотвода, который предназначен для выведения рыбы из подводящего канала. Сетчатое полотно рекомендуют располагать под углом 16-17,5° к оси канала.

Сетчатые барабаны устанавливают непосредственно на входе в водозаборные отверстия. Существуют различные их конструкции.Они могут состоять из одного или нескольких барабанов, обтянутых мелкоячейной сеткой, и очистного устройства.

В зависимости от способа очистки сетного полотна сетчатые барабаны делят на две группы: промывные устройства (водяная флейта) неподвижные, а сетчатый барабан вращается вокруг своей оси от лопастной турбины, или лопастного винта, или электропривода, сетчатый барабан неподвижный, а промывное устройство вращается от лопастного винта, или лопастной турбины, или струереактивного приспособления.

В некоторых струереактивных устройствах использована автоматика, которая контролирует степень засорения сетки. Реле автоматически выключает очистное устройство, отрегулированное на определённый период давления струй воды на сетке. При неисправности устройства и сильном засорении реле автоматически отключает насос и подает аварийный сигнал.

Сетчатые барабаны имеют производительность от 50 до 5000 л/с. Их применяют для рыбозащиты на плавучих насосных станциях и на водозаборах береговых насосных станций.

Не рекомендуется применять сетчатые барабаны на водозаборных сооружениях, перед оголовками которых имеются ковши или подводящие каналы. При использовании сетчатых барабанов на реках следует учитывать, что скорость течения воды через сетку не должна превышать 0,25 м/с при защите молоди рыб всех размеров, включая мальков менее 15 мм, и 0,4 м/с при защите молоди рыб длиной от 15 мм и более. Скорость течения в водотоке на участке расположения сетчатых барабанов должна быть не менее 0,4 м/с.

При применении сетчатых барабанов на водозаборах из водохранилищ и озёр скорость течения воды через сетку допускается не более 0,1 м/с при защите разноразмерной молоди рыб до 15 мм и не более 0,25 м/с при защите молоди рыб длиной 15 мм и более.

Конусное сетчатое устройство используют для защиты рыб на водозаборах с большими расходами воды (обычно на оросительных системах). Это рыбозащитное устройство представляет собой вращающийся сетчатый усечённый конус, установленный в пазовые конструкции вершиной к течению. Вращается конус от электродвигателя или от гидромотора, установленного под водой на оси конуса. Очистка наружной поверхности сетки конуса осуществляется неподвижным промывным устройством (водяной флейтой). Во избежание попадания крупного мусора перед конусом устанавливают решётку. Прошедшая через сороудерживающую решётку рыба попадает в сетчатый конус со стороны большого его основания. При вращении конуса и работе очистного устройства рыба относится током воды сначала к вершине конуса, а затем в водоотвод.

Гидравлические рыбозащитные устройства. К сооружениям этого типа относятся устройства, с помощью которых перед водозаборами создаются гидравлические условия, препятствующие попаданию рыбы в водозабор и направляющие её в рыбоотвод. У нас в стране наибольшее распространение получили такие рыбозащитные устройства как запани, отбойные козырьки, зонтичные.

Запани и отбойные козырьки состоят из стационарной несущей конструкции, щитов и подъёмно-транспортного оборудования. Щиты заглубляют ниже уровня воды не менее чем на 1 м. Подъёмно-транспортное оборудование обеспечивает установку и демонтаж запани или отбойных козырьков.

Зонтичные рыбозащитные устройства представляют собой конструкцию в виде цилиндра или куба, состоящую из непроницаемого материала. Такая конструкция присоединяется сверху к отверстию всасывающей трубы водозаборного сооружения. Вода засасывается в трубу снизу вверх. Это создаёт гидравлические условия, при которых предотвращается попадание рыбы в водозабор.

Физиологические рыбозащитные устройства рассчитаны на использование поведенческих реакций рыб на различные раздражители, вызывающие испуг или привлечение рыб. Они воздействуют на зрение, слух, осязание и боковую линию рыб. При этом применяются как отдельные раздражители, так и их комплекс. Следовательно, такие устройства защищают рыб от попадания в водозаборные сооружения, не препятствуя потоку воды. К этой группе способов защиты рыб относятся электрические, световые, звуковые, воздушно- пузырьковые рыбозащитные устройства.

Электрические рыбозащитные устройства используются в оросительных каналах и у гидроэлектростанций. Принцип их работы основан на реакции избегания рыбами электрических полей высокого напряжения. Причём чем меньше рыба, тем большее напряжение нужно для её отпугивания. В связи с этим при создании электрозаградителя исходят из минимальных размеров защищаемых рыб. Кроме того, различные виды рыб имеют разную чувствительность к электрическому полю и по-разному реагируют на него.

В нашей стране применяют однорядный электрорыбозаградитель ЭРЗУ-1, разработанный ГосНИОРХом и Ленинградским электротехническим институтом. Он состоит из несущей конструкции, системы электродов, делителя напряжения, прерывателей тока, системы управления и контроля, подьёмно-транспортного оборудования и ограждающего приспособления. Рыбозаградитель состоит из одного ряда расположенных вертикально электродов, опускаемых на всю глубину водоёма. Электроды сделаны из металлических труб, стержней или полос и сгруппированы в секцию по 12 шт. Расстояние между электродами зависит от электропроводности воды и размера защищаемой рыбы. Питание ЭРЗУ-1 осуществляется переменным током.

Световые рыбозащитные устройства разработаны на основе биологических особенностей рыб. Реакция рыб на искусственный источник света имеет видовую специфичность, может быть различной на разных стадиях онтогенеза даже у одного и того же вида, а также зависит от физиологического состояния рыбы, от абиотических и биотических факторов среды. Одни виды рыб положительно реагируют на свет, другие безразличны к нему, а третьи реагируют отрицательно. Световые рыбозаградители можно использовать для защиты молоди леща, воблы и некоторых других рыб.

Звуковые рыбозащитные устройства основаны на том, что рыбы воспринимают звуки широкого диапазона частот от 1 до 13000 Гц. В этом принимают участие органы слуха, боковой линии и плавательный пузырь. Звуки с переменными частотой и интенсивностью действуют на рыб сильнее, чем постоянные монотонные звуки. Рыбы пугаются любого шума. Однако эта реакция сохраняется короткое время, так как рыбы быстро адаптируются и не двигаются в нужном направлении. Управлять эффективно поведением рыб с помощью звука можно при использовании биологически значимых акустических сигналов: угрозы, боли, опасности, питания и др. Установлено, что наиболее сильная двигательная реакция у рыб отмечается на низкочастотные звуки (от 100 до 5000 Гц), которые являются для рыб сигналом опасности и создаются при броске хищников на жертву,биении раненой рыбы. Следовательно, для защиты рыб можно использовать звуки, отвлекающие рыб из зоны водозабора.

Воздушно-пузырьковая завеса создаётся воздухо-распылительной магистралью с перфорацией, уложенной по дну канала под углом от 60 до 8° к потоку воды. Наиболее эффективная завеса — плотная, спокойная, с несколькими рядами перфораций (6 рядов). Наибольший эффект рыбозащиты (до 80%) наблюдается при создании равномерной плотной завесы из пузырьков воздуха диаметром 2-3 мм. Для отвода рыбы от воздушно-пузырьковой завесы устраивают рыбоотвод.