Спосіб комплексного рибозахисту водозаборів та пристрій для його здійснення

1. Спосіб комплексного рибозахисту водозаборів, при якому в придонній області водоймища перед водозабором створюють повітряно-водяну C2 2 (19) 1 3 85086 4 Найбільш поширеного застосування винахід маповерхню, відноситься першим поверхневим пототиме при вирішенні проблеми захисту риб, особком з зони водозабору, а інша частина (до 50%) ливо мальків, від попадання у водозабори. виноситься другим потоком у напрямку до водозаЦя проблема є особливо актуальною для гідбору (водозабірного оголовку) і неминуче гине). роелектростанцій та різного роду підприємств та Саме така ситуація має місце при здійсненні служб, функціонування яких пов'язане з водозабоцієї технології. Динаміка руху бульбашок завіси ром. Вона має дві сторони: перша - екологічна, яка така, що вони не спроможні створити такого ефекполягає перш за все в тому, що при водозаборі тивного поверхневого потоку, який міг би бути нагине багато риби, і друга - техніко-економічна. Так, дійним бар'єром для проникнення через нього рипопадаючи у водозабори, риба і всіляка інша живби і відводити більшу її кількість в безпечну зону ність виводить з ладу техніку. Тому створенню водоймища. Через це велика маса риби, проходянових та удосконаленню існуючих рибозахисних чи через потік, гине. Крім того, технологія є доротехнологій та пристроїв в наш час приділяється гою і енергоємною. Наприклад, компресор, що велика увага. входить до складу установки, споживає багато Найбільш простим вирішенням проблеми заелектроенергії, що негативно позначається на хисту річної фа уни є елементарне відфільтруванпроцесі. ня риби, коли на шляху її слідування встановлюЗа прототип винаходу прийнятий спосіб комють сітки з рибовідводами, сітчасті барабани з плексного рибозахисту водозаборів, при якому в примусовим очищенням, спеціальні плітні, дамби придонній області водоймища перед водозабором або інші пристрої [Газета "Время" від створюють повітряно-водяну мікробульбашкову 13.07.2004p.]. Але, окрім того, що ці рішення пов'язавісу [патент РФ №2144107, МПК7:Е02В8/08, зані зі значними витратами, ефективність їх є доопубл. в Бюл. №1, 2000р.]. волі низькою. Крім того, вони потребують частого За прототип винаходу прийнятий також приобслуговування - фільтри і сітки потрібно чистити. стрій для комплексного рибозахисту водозаборів, Через це така технологія не набула широкого роздо складу якого входить аератор, що містить, щоповсюдження. найменше, дві проточні камери, кожна з яких Існує також так звана технологія зонного загооснащена напірним, випускним та повітряним патродження, яка враховує закономірності способу рубками, причому напірні патрубки з'єднані з вожиття риби, зокрема, розподілення її на різній глидонапірним трубопроводом, а на випускних патрубині водоймища [Газета "Время" від 13.07.2004р.]. бках розміщені перфоровані насадки [Патент РФ На ранніх етапах розвитку більшість видів риб №2270174, МПК7: C02F7/00, D01F13/02, опубл. в концентруються у верхніх шарах, тому її захист Бюл. №5, 2006p.]. зводиться до простого забору води з придонного Формування завіси здійснюють шляхом попешару річки чи озера. Але такий спосіб захисту, як і реднього одержання повітряно-водяної мікробульпопередній, є малоефективним. башкової суміші, стр умені якої випускають в приВідомий спосіб захисту риб, суть якого полягає донній області водоймища. Цей спосіб, як і у створенні безперервної повітряно-бульбашкової вищезгаданий, спричиняє комплексний вплив на або повітряно-пневматичної завіси в районі водорецептори риб (зоровий, акустичний та тактильзабору. Для створення завіси по дну водоймища ний), що викликає відповідні реакції в їх поведінці, і прокладають повітряну магістраль з перфорацією вони відходять з небезпечної зони водозабору. (перфорований колектор), куди під тиском подаОднак, при ослабленій чутливості рецепторів, яка ють повітря. Тиск створюється повітряними компспостерігається у ранньої і покатної молоді риб, ресорами [Кузнецов Ю.А. Влияние воздушных особливо вночі, значна кількість молоді потрапляє завес на поведение рыбы.- ж-л «Рыбное хозяйств стр умені повітряно-водяної суміші і виноситься во», №9, 1969г., с.53-55, №10, с.48-50]. Іншими на поверхню. Але, як було сказано вище, через те, словами, повітряно-пневматична завіса створющо поверхневі потоки, які відходять від гідравлічється шляхом випускання стисненого повітря ченого валка, не є надійним бар'єром для вільного рез отвори колектора, розташованого на дні водопроходженні крізь них риби, остання потрапляє до ймища. водозабірного оголовку в значній кількості. Суттєвою перевагою цієї те хнології є те, що Для упередження цього явища застосовують завіса має багатогранний відлякуючий вплив на додаткові прийоми формування поверхневих порибу: зоровий, тактильний та акустичний. Але ратоків у вигляді нахилених щитів, плавучих запаней, зом з тим і технологія, і устатк ування, на якому тощо, але це призводить до збільшення затрат на вона здійснюється, має ряд недоліків. (Перед розстворення рибозахисних пристроїв, виключає мокриттям недоліків слід зазначити, що особливістю жливість їх цілорічної експлуатації через замервсіх способів рибозахисту водозаборів із застосузання водоймищ. Крім того, такі технічні засоби є ванням повітряно-водяних мікробульбашкових мало надійними. завіс є утворення на поверхні водоймища так зваПристрій, описаний у винаході, прийнятому за ного гідравлічного валка, наявність якого привопрототип, дозволяє створювати рівномірну повітдить до утворення поверхневих потоків. Ці потоки ряно-водяну мікробульбашкову завісу значної пронаправлені симетрично в обидва боки від лінії гідтяжності, що, безумовно, є його перевагою. Але равлічного валка. Перший потік направлений в разом з цим поверхневі потоки, які відгалужуються напрямку від водозабору, а другий - в напрямку дo від гідравлічного валка цієї завіси, є недостатньо водозабору. Частина молоді риб, яка під дією осефективними для створення надійного рибозахисновного водозабірного потоку попадає в ерліфтного бар'єру. ний потік повітряно-водяної завіси і виноситься на 5 85086 6 В основу винаходу поставлена задача підвипристроїв, описаних згідно відомого рівня техніки, щення ефективності способу комплексного рибообумовлюють вказаний вище технічний результат. захисту водозаборів шляхом доповнення повітряНаявність двох завіс та їх неоднакова простоно-водяної мікробульбашкової завіси додатковою рова орієнтація зумовлює виникнення не одного другою завісою, площина якої перетинає площину (як це має місце у відомому винаході), а двох гідпершої, в результаті чого на поверхні водоймища равлічних валків, котрі взаємодіють між собою. У утворюються два гідравлічні валки, взаємодія позапропонованому технічному рішенні площини верхневих потоків яких призводить до утворення завіс перетинаються, через що поверхневі потоки, рибовідвідного потоку, направленого в протилежякі відходять від гідравлічних валків і межують між ний від водозабірного оголовку бік. собою, "накладаються". Результуючою такої взаєВ основу винаходу поставлена також задача модії є формування рибовідвідного потоку, кінетистворення ефективного і надійного пристрою для чна енергія якого забезпечує винесення риби у комплексного рибозахисту водозаборів шляхом безпечну зону водоймища. Ефективність і рентаудосконалення його конструктивного виконання, бельність такої технології набагато вища у порівзокрема, оснащенням пристрою додатковим друнянні з відомими, і на сьогоднішній день вона могим аератором і розміщенням його по відношенню же вважатись найбільш прийнятною при до першого з дотриманням умови перетинання організації рибозахисту водозаборів. площин, в яких розташовані осі отворів перфораВідмінністю запропонованого рибозахисного цій насадок аераторів, в результаті чого на поверпристрою є поєднання в ньому двох аераторів і хні водоймища утворюються два гідравлічні валки, розміщення їх таким чином, щоб площини, в яких взаємодія поверхневих потоків яких призводить до розташовані осі перфорованих отворів цих аераутворення рибовідвідного потоку, направленого в торів, перетинались. Ці конструктивні особливості протилежний від водозабірного оголовку бік. пристрою забезпечують можливість перетинання Поставлена задача вирішується завдяки тому, площин повітряно-водяних завіс і досягти технічщо в способі комплексного рибозахисту водозабоного результату, зазначеного вище. рів, при якому в придонній області водоймища Заявлений винахід пояснюють креслення, на перед водозабором створюють повітряно-водяну яких зображено: мікробульбашкову завісу, згідно до винаходу, на Фіг.1 - схема утворення гідравлічного валка створюють додаткову повітряно-водяну мікробуі поверхневих потоків повітряно-водяної завіси; льбашкову завісу, площина якої перетинає плона Фіг.2 - розташування повітряно-водяних защину першої завіси. При цьому додаткову завісу віс при наявності у водоймищі транзитного потоку; можна створити в придонній області водоймища на Фіг.3 - поперечний переріз повітрянопід кутом 15-25° до першої завіси з орієнтацією водянихзавіс Фіг.2 по А-А; вершини двогранного кута назустріч транзитному на Фіг.4 - розташування повітряно-водяних запотоку водоймища. Крім того, додаткову завісу віс при відсутності у водоймищі транзитного потоможна створити з боку водозабірного оголовка ку; паралельно першій завісі, на глибині 0,8-1,0м від на Фіг.5 - розташування аераторів пристрою поверхні водоймища і під кутом 40-50° до горизонзавіс при наявності у водоймищі транзитного пототу в напрямку першої завіси. ку; Поставлена задача вирішується також за рана Фіг.6 - розташування аераторів пристрою хунок того, що в пристрої для комплексного рибопри відсутності у водоймищі транзитного потоку. захисту водозаборів, до складу якого входить аеНа поверхні водоймища повітряно-водяна мікратор, що містить, щонайменше, дві проточні робульбашкова завіса візуалізується як гідравлічкамери, кожна з яких оснащена напірним, випускний валок 1 (Фіг.1). Наявність валка приводить до ним та повітряним патрубками, причому напірні утворення на водній поверхні поверхневих потоків патрубки з'єднані з водонапірним трубопроводом, 2 і 3, направлених симетрично по обидві сторони а на випускних патрубках розміщені перфоровані від лінії гідравлічного валка 1. Потік 2 направлений насадки, згідно до винаходу, до водонапірного в бік, протилежний водозабірному оголовку, а потік трубопроводу підключений додатковий другий 3 - в бік оголовка. Частина молоді риб, яка під дією аератор, при цьому площина, в якій розташовані основного потоку водозабору (транзитного потоку) осі отворів перфорацій насадок другого аератора, 4 попадає в ерліфтний потік 5 повітряно-водяної перетинає площину, в якій розташовані осі отворів завіси і виноситься на поверхню, відводиться поперфорацій насадок першого аератора. Другий верхневим потоком 2 від зони водозабору, а інша аератор може бути встановлений в придонній обчастина виноситься потоком 3 до водозабірного ласті водоймища під кутом 15-25° до першого, при оголовку. цьому вершина кута направлена назустріч транзиЕкспериментально було встановлено, що при тному потоку водоймища. Він також може бути наявності транзитного потоку найкращі результати встановлений з боку водозабірного оголовка папри здійсненні запропонованого способу мають ралельно першому на глибині 0,8-1,0м від поверхмісце тоді, коли повітряно-водяні завіси розташуні водоймища, при цьому осі отворів перфорації ванні під кутом 10 до 25° одна до одної, а вершина насадок другого аератора розміщені під кутом 40двогранного кута була направлена назустріч тран50° до горизонту і направлені в сторону першого зитному потоку (Фіг.2, 3). При цьому взаємодія аератора. поверхневих потоків 2 гідравлічного валка першої Ознаки, які відрізняють запропонований виназавіси і поверхневих потоків 3 гідравлічного валка хід від ознак подібних рибозахисних технологій та другої завіси приводять до формування рибовідвідного потоку 7, який спрягається з транзитним 7 85086 8 потоком. Таким чином, вся покатна молодь риб, гових споруд, що дозволяють закріпити другий яка затримується другою повітряно-водяною завіаератор 17 на глибині 0,8-1,0м, показаний на Фіг.6. сою, відводиться в транзитний потік водоймища і Аератор 17 встановлюється паралельно першому виноситься з небезпечної зони. Покатна молодь аератору 10 з боку водозабірного оголовка. При риб під дією основного потоку водозабору 4 попацьому осі отворів перфорації насадок другого аедає в ерліфтний потік 5 (Фіг.3) другої завіси і виноратора 17 розміщені під кутом 40-50° до горизонситься в поверхневі потоки 2 і 3 цієї завіси. Поверталі і направлені в сторону першого аератора 10. хневим потоком 2 молодь виноситься Здійснення запропонованого способу демонбезпосередньо в транзитний потік, а потоком 3 - в струє робота пристрою, призначеного для його рибовідвідний потік 7, який також спрягається з виконання. транзитним потоком водоймища. В процесі роботи пристрою, зображеному на При відхиленні величини кута розміщення поФіг.5 (за наявності транзитних потоків), повітряновітряно-водяних завіс від встановленого інтерваводяні струмені, що витікають з отворів перфоролу, е фективність технології знижується. Так, у разі ваних насадок 16 першого аератора 10, створюзменшення кута до величини, меншої 15°, в зоні ють в зоні водозабірного оголовка повітряноребра двогранного кута, утвореного першою та водяну мікробульбашкову завісу, яка має вигляд, другою завісами, можливе виникнення низхідних показаний на Фіг.1. В той же час повітряно-водяні потоків, а перевищення цього кута до величини, струмені, які витікають з отворів перфорованих більшої 25°, здатне викликати зниження швидкості насадок 16 другого аератора 17, розташованого сформованого рибовідвідного потоку. під кутом 15-25° до першого, створюють другу заВ разі відсутності транзитних потоків водовісу, площина якої перетинає площину першої ймища і наявності відповідних берегових споруд (Фіг.2, 3). На поверхні води видимою частиною цих другу повітряно-водяну завісу 6 (Фіг.4) доцільно завіс є два гідравлічні валки. Ці валки формують розташовувати паралельно першій з боку водозаповерхневі потоки, які, взаємодіючи між собою, бірного оголовка і випускання повітряно-водяної утворюють рибовідвідний потік 7, який спрягається суміші здійснювати з глибини 0,8-1,0м від поверхні з транзитним потоком. Покатна молодь риб, що водоймища і під кутом 40-50° до горизонту в наплаває в районі водозабору, під дією транзитного прямку першої завіси. При цьому гідравлічний вапотоку і потоку, створюваного водозабором, попалок 8 другої повітряно-водяної завіси 6, який утводає в повітряно-водяну мікробульбашкову завісу, рений не тільки ерліфтним потоком бульбашок утворену другим аератором, і в результаті комплеповітря, що спливають, а і дією гідравлічних струксної взаємодії потоків відводиться від небезпечменів повітряно-водяної суміші, блокує поверхненої зони водозабору. вий потік першої завіси, направлений у бік водозаВ процесі роботи пристрою, показаного на бірного оголовка, і забезпечує винесення всієї Фіг.6 (за відсутності транзитних потоків), у якого осі затриманої молоді потоком 7 з небезпечної зони отворів перфорацій насадок другого аератора 17 водозабору. направлені під кутом 40-50° до горизонталі в стоВипускання повітряно-водяної суміші з глибирону першого аератора 10, утворюється гідравлічни, що перевищує 1,0м, і під кутом, більшим 50°, ний валок 8, зображений на Фіг.4. Цей валок утвознижується ефективність гідравлічної складової рений ерліфтним потоком повітряних бульбашок, повітряно-водяного струменю, що приводить до що спливають, та гідравлічним потоком водяних необхідності додаткових витрат повітряно-водяної струменів. Він блокує поверхневий потік першої суміші. Аналогічний недолік виникає і при випусзавіси і відводить молодь риб, яка знаходиться в канні повітряно-водяної суміші з глибини, меншої поверхневому потоці, в безпечну зону водозабору. 0,8м і під кутом, нижчим 40° за рахунок зниження Приклад ефективності утворення ерліфтних потоків повітПристрої за схемою Фіг.5 впроваджені на декіряними бульбашками. лькох ТЕЦ ВАТ "МОСЕНЕРГО" (ТЕЦ-9, ТЕЦ-12, ТПристрій, що забезпечує реалізацію запропо17) та на Чернігівській ТЕЦ, водозабір якої розтанованого способу рибозахисту водоймища при шований в затоці річки Десна. Довжина кожної наявності в останньому транзитного потоку (Фіг.5), завіси і відповідно аераторів складає 15м. Кожен з містить водонапірний трубопровід 9, до якого підаераторів містить по 5 проточних камер з перфоключений аератор 10, до складу якого входять рованими насадками довжиною по 3м. Загальні проточні камери 11, кожна з яких має напірний 12, витрати води на створення повітряно-водяних міквипускний 13 та повітряний 14 патрубки. Проточні робульбашкових завіс складає до 80м 3/год при камери 11 напірними патрубками 12 підключені до тиску 0,25кПа. Це менш 2% від потреб водозабоводонапірного трубопроводу 9, а повітряними патру. рубками 14 - до повітроводу 15. Випускні патрубки Пристрій за схемою Фіг.6 впроваджений на 13 оснащені перфорованими насадками 16. Аераводозаборі ТЕЦ-21 ВАТ "МОСЄНЕРГО". Довжина тор 10 розташований біля водозабірного оголовку кожної завіси складає 12м. Аератори налічують по на дні водоймища. Другий аератор 17 підключений 4 проточні камери і перфоровані насадки довжидо того ж водонапірного трубопроводу 9 і розтаною 3м. Витрати води на створення повітряношований на дні водоймища під кутом 15-25° до водяних бульбашкових завіс складає 60м 3/год, що першого. менше 2% від потреб водозабору. Пристрій, який доцільно використовувати в разі відсутності транзитних потоків і наявності бере 9 85086 10 11 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85086 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601