Приводятся сведения о состоянии и проблемах пропуска мигрирующих рыб через рыбопропускные сооружения гидроузлов. Предлагаются методики расчета и конструирования рыбопропускных шлюзов и рыбоподъёмников, даются рекомендации по их размещению в составе гидроузла, конструированию приплотинных участков ГЭС и водосбросов, условиям их эксплуатации. Для инженеров-гидротехников, специализирующихся на проектировании и эксплуатации рыбопропускных сооружений.

Предисловие

Глава 1. Основные сведения и задачи проектирования
1. Классификация, основные термины и определения
2. Сведения о работе действующих рыбопропускных сооружений в СССР и за рубежом
3. Конструкции, технологические схемы работы и требования к проектированию РПС с непрерывным привлечением рыб
4. Исходная информация, основные задачи и особенности проектирования РПС

Глава 2. Инженерно-биологические данные и расчёты РПС
5. Интенсивность нерестового хода рыб и пропуска их РПС
6. Определение расчётного циклового потока рыб
7. Нормы жизненного пространства для рыб
8. Расчёт необходимых объёмов жизненного пространства для рыб в рыбонакопителях и рабочих органах РПС
9. Плавательная способность рыб
10. Привлекающие скорости для рыб

Глава 3. Расчёт и конструирование элементов РПШ и рыбоподъёмников
11. Рыбонакопители
12. Шлюзовые камеры
13. Транспортные контейнеры
14. Основные блоки питания
15. Дополнительные блоки питания
16. Рекомендации по проектированию верховых лотков и верхних бьефов в пределах зоны выхода рыб
17. Сопрягающие пандусы

Глава 4. Метод выбора компоновочно-конструктивного решения постоянно действующего водосброса на гидроузлах, имеющих в своем составе РПС
18. Предварительное определение числа и местоположения РПС
19. Оценка принятых проектных решений по условиям работы РПС
20. Конструирование зон поиска и подходных участков к РПС
21. Уточнение числа РПС и их местоположения в составе гидроузла по условиям нижнего бьефа
22. Оценка вариантов по компоновке РПС с учётом условий в зонах выхода рыб в верхний бьеф

Глава 5. Требования и рекомендации к проектированию механического оборудования, средств управления и автоматизации
23. Механическое оборудование
24. Средства управления и автоматизации

Глава 6. Эксплуатация рыбопропускных сооружений
25. Общие положения
26. Технологическая операция привлечения и накопления рыб
27. Оптимизация параметров операции привлечения и накопления рыб
28. Технологические операции по переводу рыб из нижнего бьефа в верхний
29. Методические рекомендации по оценке качества эксплуатации РПС
30. Оценка качества эксплуатации РПС

Приложение 1. Схема координат гидродинамической сетки
Приложение 2. Схема расчёта координат линий тока
Приложение 3. Схема расчёта координат линий потенциала
Список литературы

Предисловие

Комплексное использование природных ресурсов бассейнов рек является главным направлением развития водного хозяйства внутренних водоёмов. При зарегулировании стока рек необходимо совместно решать вопросы развития гидроэнергетики, мелиорации земель, судоходства, водоснабжения, рыбного хозяйства и других отраслей.

При проектировании гидроузлов на важных в рыбохозяйственном отношении реках особое значение придается проблеме сохранения и воспроизводства запасов ценных промысловых видов рыб. Сложность реализации данной задачи заключается в том, что гидротехническое строительство на таких реках приводит к резкому изменению исторически сложившихся условий обитания особо ценных проходных и полупроходных рыб. В частности, плотины гидроузлов преграждают пути миграции рыб к местам их нереста, что, наряду с другими видами негативного воздействия на состояние популяции, и стало одной из причин сокращения их воспроизводства, наблюдаемого на ряде водоёмов.

Между тем имеющийся опыт эксплуатации каскадов и отдельных гидроузлов показывает, что при обеспечении соответствующих условий для преодоления рыбами препятствий на их миграционных путях, широкой и своевременной рыбохозяйственной мелиорации водоемов, создании искусственных нерестилищ и реализации других мероприятий обеспечивается не только простое, но и расширенное воспроизводство рыбных запасов.

Для обеспечения необходимого объёма естественного воспроизводства проходных и полупроходных рыб, сохранения разновозрастной структуры их популяций и более полного обеспечения предприятий рыбной индустрии полноценными производителями рыб необходимо обеспечить пропуск определенного их числа через сооружения гидроузлов к местам естественного нереста.

Для обеспечения пропуска мигрирующих рыб в составе речных гидроузлов устраивают рыбопропускные сооружения (РПС). История их строительства насчитывает свыше 100 лет. К настоящему времени в различных странах мира построено более 300 РПС, однако большинство из них не выполняют своих функций, а пропускная способность некоторых действующих сооружений не отвечает требованиям рыбного хозяйства.

Основное число сооружений, рассчитанных, как правило, на пропуск лососевых, построено в США, Канаде, Финляндии, Японии. Относительно небольшие сооружения построены на реках стран Западной и Восточной Европы.

В СССР в основном на крупных реках построено 23 РПС, рассчитанных на пропуск различных видов рыб с разной плавательной способностью.

Наряду с имеющимися трудностями в решении проблемы создания высокоэффективных рыбопропускных комплексов, в Советском Союзе за последние 15 лет наметилась тенденция к их преодолению.

Советскими учеными и специалистами созданы биологические и инженерные основы проектирования и эксплуатации РПС.

Вместе с тем, несмотря на увеличившийся в последние годы объём научных работ в этой области, ряд важных вопросов не получил необходимого освещения в печати и должного научного обоснования. Кроме того, в процессе создания и использования РПС возникали и возникают новые, не рассматривавшиеся ранее инженерные задачи, для решения которых потребовалось проведение специальных научных исследований. В ходе многолетних экспериментальных и теоретических исследований автором получены новые данные, позволившие углубить и расширить существующие представления по проблеме.

В настоящей книге рассмотрен комплекс вопросов, позволяющих инженеру-гидротехнику на современном научном уровне вести проектирование и осуществлять эксплуатацию РПС.

В первой главе рассматриваются общие вопросы и задачи проектирования РПС, приводятся сведения о действующих сооружениях, конструкциях, условиях и эффективности их работы.

Вторая глава посвящена инженерно-биологическим расчетам. Здесь в систематизированном виде приведены имеющиеся и новые данные по плавательной способности рыб, необходимым для них объёмам жизненного пространства, привлекающим их скоростям. Приводятся впервые разработанные методики расчета циклового потока рыб и необходимых объёмов рыбонакопителей и рабочих органов.

В третьей главе приведены методики и рекомендации по расчёту и конструированию элементов шлюзов и рыбоподъёмников. Рекомендации учитывают положительные особенности апробированных на практике конструкций и позволяют проектировщику устранить имевшиеся в них недостатки.

Четвертая глава посвящена одному из наиболее сложных вопросов проектирования – выбору числа РПС и мест их размещения в составе гидроузла. Отмечено, что существовавший подход не учитывал конструктивных особенностей приплотинных участков и возможностей управления перемещениями рыб.

Предлагается метод выбора компоновочно-конструктивного решения водосбросов, имеющих в своём составе РПС, который позволяет рассматривать и оценивать различные варианты и выбирать наиболее приемлемые. Значительное внимание уделено вопросам проектирования рыбонаправляющих устройств.

В пятой главе даны рекомендации по устройству гидромеханического оборудования, средств управления и автоматизации.

В заключительной шестой главе приведены рекомендации по организации эксплуатации рыбопропускных комплексов и оптимизации всех технологических операций по привлечению, накоплению и переводу рыб из нижних бьефов гидроузлов в верхние.

Книга предназначена для специалистов водного и рыбного хозяйства, специализирующихся на проектировании, исследованиях и эксплуатации рыбопропускных сооружений. Может быть полезна научным сотрудникам, преподавателям и студентам вузов гидротехнического профиля.

Автор с благодарностью принял советы и пожелания, высказанные при рецензировании рукописи канд. техн. наук Г.Н. Ряховской и редактировании канд. биол. наук А.З. Амстиславским.