> Техника, страница 78 > Рыбоходы
Рыбоходы
Рыбоходы, рыбоподъемы, устройства, сооружаемые при плотинах для пропуска рыбы между бьефами. При преграждении плотинами водных потоков нарушается их естественный гидрологический режим, что часто в корне подрывает интересы существовавшего до того рыбного хозяйства. Чтобы дать рыбе возможность перемещаться в удобные для метания икры части реки или те части, где она сможет найти пищу необходимого ей качества, устраивают Р. Основным условием для рационального проектирования Р. является достаточно полное знакомство с характером и условиями жизни пород рыб, для которых предполагается устроить Р. Исследования показали, что с целью метания икры нек-рые породы рыб передвигаются из нижних в верхние части рек, проводя там даже первый период жизни (угри), и идут в обратном направлении для отыскания пищи. Эти породы рыб, называемые странствующими, сравнительно немногочисленны; к ним относятся: лосось, медоница, морская и речная миноги, морская форель, осетр, сельдь, угорь и др. Остальные более многочисленные породы называются оседлыми, передвигаются лишь в определенных частях рек, обычно возвра
щаясь к своему исходному пункту; к ним относятся: вьюн, ерш, голавль, карп, красноперок, налим, окунь, палья, плотва, пескарь, рыбец, сом, стерлядь, судак, хариус, щука, уклейка, подуста, язь и многие другие. Это передвижение рыб наблюдается весною, летом и осенью, с мая по сентябрь, и происходит особенно оживленно в летний период, а весною и осенью лишь при теплой и солнечной погоде; при пасмурной же и холодной погоде большого движения рыбы не наблюдается.
Основными требованиями, предъявляемыми к проектируемым Р., должны быть удачный выбор места расположения и конструкции Р. Несоблюдение этих требований даже лишь в небольшой части всегда ведет к нарушению работы Р., чему имеем многочисленный ряд примеров из практики строительства Р. Вход в Р. со стороны нижнего и выход со стороны верхнего бьефов должен быть расположены так, чтобы рыба могла их легко найти. Выход желательно располагать в верхней по течению части плотины. Если это затруднительно, то имея в виду, что рыба, не могущая пройти через плотину в верхней части, будет передвигаться вниз по течению вдоль ниспадающей с плотины струи воды, ища здесь прохода, можно расположить на этом пути вход Р.; если вход будет заметен и не загружен с верховой стороны, то можно Ожидать исправной работы Р. Евли же и этот путь является нежелательным, то, учитывая, что рыба, утомленная попытками найти вход Р., отходит для отдыха в глубокое место неподалеку от плотины, можно вход расположить по пути или около этого места.
При расположении входа дальше расстояния от хода рыбы она в него пе попадет, и Р. будет бездействовать. Практически это расстояние колеблется 2—12 метров в зависимости от скоростей падающей с плотины воды. При проектировании входа важно учитывать, что рыбу привлекает шум воды и она идет на сильное течение; поэтому желательно через Р. пропускать достаточный расход воды и создать у входа заметное для рыбы течение. Расположение входа вблизи гидростанции, как это. часто практикуег-
ся, не является желательным, тс. к как входящий во всасывающие трубы турбин сильный ток воды делает незаметной для рыб сравнительно слабую струю, втекающую в рыбоход. Целесообразным был бы пропуск сбрасываемого через плотину расхода целиком через Р., однако это не всегда возможно по эксплуатонным соображениям, а также вследствие значительной потери через Р. воды без утилизации ее энергии. Даже в том случае, если выбор места расположения Р. будет удачен, но рыба не сможет его преодолеть, он будет бездействовать. Для того чтобы рыба могла преодолеть течение воды в Р., необходимо, чтобы возможная работа рыбы не превышала секундную работу Т в килограммахм, необходимую для ее подъема против течения, определяемую по формуле
Фигура 2.
т 7. P(v + w)2
Т=2а : ·
где Р—вес рыбы в килограммах, эн w—скорости (в м/ск): V—наибольшая скорость передвижения рыбы в тихой воде, a w—скорость течения воды в Р., ускорение силы тяжести .д=9,81 м/ск2, к— практич. коэф. (2—2,5). Возможная мощность рыбы по наблюдениям может доходить на коротком протяжении до 60 килограммм/ск. Поэтому при устройстве Р. в виде лотков крутого
Фигура з. уклона необходимо цо длине через каждые 10—15 метров устраивать горизонтальные площадки для отдыха рыб, иначе рыба не сможет подниматься по Р. Необходимо стремиться, чтобы по длине Р. была постоянная скорость течения, отсутствовали прыжки воды и глубина не убывала к нижнему бьефу. Р. по возможности желательно придавать прямолинейное направление, воду в нем иметь мутную, хорошо освещенную, со звучным движением. В конструкции рыбохода необходимо избегать острых углов и частей, легко могущих поранить рыбу.
Одним из распространенных типов Р. является рыбоходная лестница, то есть расположенные в виде ступеней бассейны (ка-
ребень меры), между которыми разделяется все падение Р. Лестницы распространены двух подтипов: с перегородками, занимающими часть ширины, и с поро-фиг· 4· гами во всю шири ну камеры. Высота ступеней обычно не превышает 30 см. На фигуре 1 а, б, в, г, д изобра-
стий, края которых во избежание прямого удара струи, пугающего рыбу, необходимо защищать направляющими козырьками, наивыгоднейшее направление которых показано на фигуре 2, в Этот тип Р. является в настоящее время одним из наиболее распространенных и позволяет допускать уклоны до 1 : 6. Более значительного уклона Р., до 1 : 4, удалось достигнуть французскому инж. Камере. Р. его системы виден на фигуре 5 (а—продольный разрез, б —план, в — поперечный разрез Р.) и представляет собою железный жолоб с обшитыми деревом стенками, подвешенный между фермами спицевой плотины. Уклон жолоба можно менять. Для уменьшения скоростей течения воды в дне жолоба сделаны щели в виде полосок во всю его ширину, располагаемые реже к низовой части Р. Поступающая под сильным напором из щели в жолоб вода навстречу протекающей по нему воде значительно замедляет ток последней; для усиления удара струй к щелям приделаны направляющие пластинки под углом 45° (фигура 5, г). Над щелями расположены задвижки, могущие их прикрывать и позволяющие регулировать расход воды в Р. Недостатком Р. системы Камере является переменная скорость течения по его длине, составляющая в среднем 2,5 м/ск,
жают ряд Схем Р. с перегородками, имеющими целью удлинить путь движения воды и избежать нарастания прямого давления воды и прижимания рыбы течением к стенке Р. Из приведенных схем наилучшей является д, При которой увеличивается длина пути рыбы свыше двух раз и сильно понижается скорость. Однако в настоящее время наибольшим распространением пользуются Р. с порогами (фигура 2, а, б, β). Р. с порогами бывают 2 видов: с вырезами, расположенными вверху порога у края стенки (фигура 3), или с отверстиями а у дна, называемыми вплывными (фигура 4), для прохода рыбы, располагаемыми в шном порядке (на фигура 4 даны продольный разрез А, план Б и поперечный разрез В). Наилучшими из них являются Р. с перегородками и донными проходными отверстиями, как не вынуждающими рыбу к прыжку при усиленном переходе ее подобно предыдущему виду. Желательно,допускать некоторый перелив воды над порогом, вызывающий шум и привлекающий рыбу. Для выравнивания скоростей к нижнему бьефу необходимо постепенно уменьшать размеры отвер-
а у входа даже 5,8 м/ск,что недопустимо для прохода рыбы. Избегнуть указанного недо-
струкцию, удалось бельгийскому инж. Дени-лю. Дениль на основании длительных лабораторных опытов спроектировал Р. с уклоном
|β
ния, κ-
благодаря простоте конструкции, небольшим и равномерным скоростям“течения, почти одинаковым вдоль лотка глубинам и исправному пропуску рыбы. На фигуре7 приведены чертежи Р. сист. Дениля, сооруженного при плотине Земо-Овчальской гидроэлектрической станции близ Тифлиса. Эксплоатация показала, что оседлые рыбы вполне преодолевают Р. сист. Дениля при- самых крутых укло-
г= 1 :1,5, представляющий собою лоток усиленной шероховатости с расположенными по его дну и бортам зубьями—уступами особого очертания в виде обратной волны, показанной на фигуре 6 в разрезах. Благодаря уступам значительно уменьшается скорость тече-
вается равномерной,как • и глубина воды вдоль лотка. Опытами Дениля установлена для Р. его типа следующая эмпирическая ф-ла: коэфи-циент сопротивления
Ь=0,0214 -
O,O0OS4
к
Равномерная скорость течения может определена по формуле быть го
R г где г—уклон лотка Р., R—гидравлич. радиус, равный в Н2Н, В и Н — ширина и глубина воды в Р. Дениль рекомендует принимать вы соту выступов зубьев 1/а—*/* II; 1—Ц/6 Н
и расстояния между зубьями по оси I1/·.—2°II; при г=1 : 1,5, Н=0,40 метров и В=0,6 метров Дени-лю удалось достигнуть равномерной скорости го=2,09 м/ск вдоль всего лотка. Р. системы Дениля получили широкое распространение нах, что же касается странствующих рыо, то такой уклон им не под силу и для исправной работы Р. не должен превосходить 1:4.
Система Дениля нашла себе применение в ручейковых Р. с характером течения, сходным с течением воды в горном ручье. Р. этого типа изображен на фигуре 8, где 1—водоподводящая канава, 2—осушительный канал, 3— щитовой затвор под мостом, 4—соединительная дамба, 5—плотина, 6—решетка, 7—Р.,
8—мостовая на цементе. Р. состоит из ряда бассейнов, соединенных между собою узкими лотками—каналами. Бассейны имеют форму усеченного конуса с заложением откосов"2 :1 с диам. зеркала воды 5 метров и дна 1 метров Каналы, соединяющие бассейн, представляют собою лотки усиленной шероховатости сист. Дениля и располагаются так, чтобы образовать в смежных бассейнах наиболее длинный путь с водоворотами и тиховодами для отдыха рыбы. Несмотря на сравнительно высокий переход между бассейнами, а именно 0,45 м, эксплуатя показала высокие качества этого рыбохода в особенности для прохода через него лососей.
Наблюдения показали, что пропуск рыбы между бьефами могут при определенных условиях производить судоходные шлюзы, заменяя в этом случае Р.; например в шлюзе водоподпорного сооружения Кахлет на р. Дунае несмотря на существование специально устроенного Р. часто наблюдаются большие стаи рыб, среди которых можно наблюдать щук значительной величины. Это дало основание Рекену предложить вместо обычного Р. специальный рыбоходный шлюз особого устройства, представлен-
ный на фигуре 9. Отверстия, соединяющие шлюзную камеру размерами 3 х 8 Л( с бьефами, снабжены щитами, автоматически последовательно поднимаемым! и опускаемыми, что вызывает попеременное наполнение и опорожнение рыбоходного шлюза. Несмотря на тщательно продуманную конструкцию шлюза Рекена рыба им со-• вершенно не пользовалась. Замечено, что рыбы избегают устройств, в которых наблюдаются сильные водяные удары и изменение характера течения за короткие промежутки времени, что повидимому и является причиной неудачной работы рыбоходного шлюза, где период шлюзования составляет всего только 4 минуты; возможно, что увеличение времени шлюзования исправило бы работу рыбохода этого типа.
Лит.: Анисимов Н., Водоподъемные плотины. М.—Л., 1931; Курс внутренних водных сообщении, под ред. К. Акулова и др., т. 2, Искусственные водные пути, Ы.—Л., 1928; Жук С., Лесоплавные лотки, расчет и конструкции сплавных желобов, бревноспусков и плотоходов, Л., 1925; Под ар ев В„ Гидротехнич. сооружения, ч. 1, Плотины, выц. 5, М., 1927; Ф и д м а н А., Водное строительство Германии, М., 1924; Ф р а н-п и у с О., Гидротехнич. сооружения, пер. с нем., т. 1, ВТ., 1929; Ч а р н о м с к и и В., О лотках и каналах прпмоугольного сечения усиленной шероховатости в применении к рыбоходам, плотоходам, быстротокам и взводному судоходству, Л., 1924; Домрачев П., Влияние строящихся сооружений на промысел Волховского сига, «Материалы по исследованию р. Волхова и его бассейна», Л., 1924, вып. 3, ч. 1; Воронец-к и и В., Описание рыбохода при гидроэлектрич. установке р. Волхова, там ж-е, Л., 1924; Пузыревский Н. Рыбоходы и пути к улучшению их конструкции, «Труды 2 Всесоюзного гидрологии, съезда в Ленинграде 20—27/IV 1928 г.», ч.З, стр. 435—444; Engels Н., Handbuch desWasserbiiues, В. 2, Lpz., 1923, р. 1288— 1302; L u (1 i n A., Die Nordischen Wasserkrafte, В., 1930; Schoklitsch A. Der Wasserban, В. 2, W., 1930; D e n i 1 &., Les 6chelles a poissons et leur application анх barrages de Meuse et dOarthe, «Annales des travaux publics de Belgique», Bruxelles, 1909; D e n i 1 &., Les debelles hydrauliques, «Annales de l’associatlon des ingenieurs sortis des dcoles speciales de Gand», sdrie 5,
t. 21, 1909; Harry A., Die Fischwege an Wehren und Wasserwerken, «Publikation der schweizerischen Wasserwirtschaft», 1917. S; Hinterleitner A., Fischpasse u. Fischaufstieg an den Kanalisierungsstau-fen d: Grosschiffahrtsstrasse Rhein-Main-Donau. «Was-serkraft u. Wasserwirtschaft», Mch., 1931, H. 12; N e-w e 1 1 F. H. a. Morphy D. W., Principles of Irrigation Engineering, N. Y. 1913; G e r h a r d t P., Welire
u. Fischwege, Handb. d. Ing. Wiss., T. 3, B. 2; F r i s c h-
h о 1 z, Anlage u. Betrieb v. Fischpassen, Handb. d. Binnenfischerei Mitteleuropas, B. 6, Lief, i, Stg., 1924; Koch, Aufstiegskontrollen an Fischpassen, «Deutsche Wassenvirtschaf t», Charlottenburg, 1930, H. 11—12; Schassmann, Die Wirksamkeit d. verschiedenen Fischaufstiegsvorrichtungen an Stauwehren, ihre Notwcn-digkeit und Anwendungsmogltchkeit im Einzelfalle, «Schweizerische Fischerzeitung», Zurich, 1930; Recken L., Fischschleuse, «Allgemeine Flscherei-Zeitung», Augsburg, 1905. H. 12. С. Каплинский.