Устройство для транспортировки рыбы из одного бьефа в другой через гидротехническое сооружение

 

Использование: в гидротехнике для пропуска рыбы из одного бьефа гидротехнического сооружения в другой. Сущность изобретения: устройство состоит из последовательно расположенных нижнего рыбонаправителя 1, транспортера 2, нижнего водосливного желоба 3, верхнего водосливного желоба 4, выгрузного лотка 5 и верхнего рыбонаправителя 6. Подъем рыбы из нижнего бьефа в верхний осуществляется транспортером 2, имеющем емкость для транспортирования рыбы. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к рыбопропускным и рыбоподъемным сооружениям на плотинах и гидроузлах.

Целью изобретения является повышение эффективности транспортирования рыбы из одного бьефа в другой через гидротехническое сооружение, универсализация устройства и снижение затрат на строительство.

На фиг. 1 изображено устройство в варианте транспортировки рыбы из нижнего бьефа в верхний, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 - это же устройство в варианте транспортировки рыбы из верхнего бьефа в нижний, вид сбоку; на фиг. 4 то же, вид сверху; на фиг. 5 -продольный разрез верхней части нижнего рыбонаправителя; на фиг. 6 продольный разрез транспортера в варианте контейнерного конвейера; на фиг. 7 устройство для перевода рыбы из одного бьефа в другой через высотное гидротехническое сооружение; на фиг. 8 транспортер в варианте контейнерного эскалатора, продольный разрез; на фиг. 9 то же, поперечный разрез.

Устройство может быть изготовлено как с стационарном, так и стационарно-мобильном исполнении. На графических материалах изображен вариант устройства в стационарном исполнении.

В любом случае наиболее предпочтительной является прямоточная конструкция, в которой нижний рыбонаправитель 1, транспортер 2, нижний 3 и верхний 4 водосливные желоба, выгрузной лоток 5 и верхний рыбонаправитель 6 расположены последовательно и соосно направлению водного потока реки.

Нижний рабонаправитель 1 содержит заходные открылки 7, днище 8, верхнее перекрытие 9 и поперечные перегородки 10 с рыбопропускными окнами 11 и струенаправляющими элементами 12. Относительно плотины он может быть закреплен как жестко, так и шарнирно /не показано/.

При упомянутом стационарном исполнении нижний рыбонаправитель 1 и транспортер 2 установлены на жестком, например, железобетонном фундаменте 13, соединенном с телом плотины 14, причем нижний рыбонаправитель 1 имеет моноблочную конструкцию основания, а его днище 8 расположено с наклоном относительно горизонта. Лишь на водоемах с малым уровнем воды в нижнем бьефе допустимо горизонтальное расположение днища 8 нижнего рыбнаправителя 1. Сечение рыбонапрваителя в направлении против течения воды сделаны постепенно уменьшающимися по ширине захвата. Лобовая часть 15 нижнего рыбонаправителя 1 и верхние части перегородок 10 покрыты эластичным материалом 16. Ширина транспортера 2 меньше ширины, граничащей с ним перегородки 10. На границе с транспортером 2 заходные открылки 7 и/или/ перегородки 10 оснащены правосторонним и левосторонним скатными лотками 17, расположенными с боков нижней части транспортера 2 и над его верхней ветвью. Углы атаки заходных открылков 7 нижнего рыбонаправителя 1 составляют 10-45^o.

Во всех поперечных вертикальных перегородках 10 нижнего рыбонаправителя 1, кроме граничащей с транспортером 2, предусмотрено наличие нескольких ярусов рыбопропускных окон 11 со струенаправляющими элементами 12 для пропуска не только верховых, но также среднеглубинных и природных рыб 30. В граничащей с транспортером 2 перегородке 10 наличие нижних и средних рыбопропускных окон 11 не допускается /во избежание защемления рыб между окнами 11 и рыботранспортирующими элементами 21 транспортера 2 при переводе рыб из нижнего бьефа в верхний/. Кроме того, расположение верхних кромок у рыбопропускных окон последней перегородки нижнего рыбонаправителя относительно рыботранспортирующих элементов 21 также выбрано из соображений предотвращения защемления транспортируемых рыб между ними.

На крупных рыбопропускных сооружениях рыбопропускные окна расположены не менее, чем в три яруса: верхний ярус для верховых рыб, средний ярус для пелагических /среднеглубинных/, нижний ярус для придонных.

Ярусное расположение рыбопропускных окон 11 вызвано тем, что рыбы привыкли к обитанию в излюбленной толще воды с определенным течением и многие из них, особенно придонные, привыкли преодолевать препятствия не методом перепрыгивания по верху, а обходя стороной. Расположение рыбопропускных окон 11 в смежных поперечных перегородках 10 не должно быть симметричным для исключения образования высоконапорного потока воды, препятствующего продвижению медлительных придонных рыб.

На крупных рыбопропускных сооружениях количество рыбопропускных окон 11 в каждом ряду по фронту каждой поперечной перегородки 10 предусмотрено не менее трех: среднее для пропуска наиболее энергичных и наиболее стремительных рыб / в местах с наиболее мощным водным потоком/, крайние /справа и слева от средних/ для пропуска менее энергичных и менее стремительных рыб.

Габариты рыбопропускных окон 11 и размер ячеек 18 между поперечными перегородками 10 соответствует максимальным размерам пропускаемых рыб.

На крупных рыбопропускных сооружениях поперечные перегородки 10 в нижнем рыбонаправителе 1 могут быть предусмотрены регулируемой высоты для регулирования уровня и скорости течения воды в различных ячейках 18 и различных слоях потока на случай изменения уровня воды в нижнем бьефе.

Рыбопропускные окна 11 в поперечных перегородках 10 снабжены струенаправляющими элементами 12, позволяющими управлять направлением и скоростью привлекающего потока воды в верхнем, среднеглубинном и придонном слое. Струенаправляющие элементы 12 могут быть выполнены плоскими или криволинейными с возможностью регулировки углов на расположениях.

Потолочное перекрытие 9 нижнего рыбонаправителя 1 расположено выше максимального уровня воды в нижнем бьефе и выше уровня водного потока, переливающегося через поперечные перегородки 10 /для предотвращения заполнения водой осветительных установок ближнего действия/.

Крайне важно, чтобы место расположения нижнего рыбонаправителя 1 было выбрано на естественных путях миграции рыб, на участках наибольшей их концентрации.

Транспортер 2 с активным приводом предназначен для перевода рыбы из нижнего рыбонаправителя 1 в верхней бьеф и из верхнего рыбонаправителя 6 в нижний бьеф.

На низких гидротехнических сооружениях в каждом рыботранспортирующем устройстве предусмотрено лишь по одному транспортеру 2. На высотных плотинах целесообразна установка не одного высотного транспортера 2, а нескольких транспортеров /от двух до десяти/, при этом потолочное перекрытие 19 для всех транспортеров 2 и нижнего рыбонаправителя 1 желательно изготовлять общим из нескольких составных частей. Угол наклона транспорта 2 к горизонту 10-90^o выбирают в зависимости от транспортируемых рыб, рельефа местности и конструкции его, например, в случае использования контейнерного конвейера он находится в пределах 20-45^o. Транспортер 2 с активным приводом может быть изготовлен в различном конвейерном исполнении.

Транспортер 2 в контейнером или ковшовом варианте содержит конвейер 20 с рыботранспортирующими элементами, например контейнерами или ковшами 21, наклонные пути 22, каркас с обшивкой 23 и привод 24. Пространство между передней /нижней/ стенкой 25 каркаса 23 и конвейером 20 представляет собой передний /нижний/ отсек 26, а пространство между конвейером 20 и задней стенкой 27 каркаса 23- задний /верхний/ отсек 28. Исполнение подъемных емкостей для рыб может быть различным, например: при исполнении конвейера в форме эскалатора рыботранспортирующие емкости могут быть выполнены в форме контейнеров 21, имеющих в отличие от полотен эскалатора днища и боковины, но не имеющих реечных настилов, их верхние части открыты для доступа рыб, а внутренние пространства используются в качестве емкостей /ячеек 29/ для воды с рыбой /фиг. 8 и 9/ при исполнении конвейера пластинчатой конструкции грузонесущие органы могут быть выполнены металлическими, деревянными, пластмассовыми или керамическими из высокопрочной керамики, его настил-полотно целесообразно изготовлять в форме пластин с неподвижными бортами по периметру, то есть по типу кузовов с водонепроницаемыми днищами и станками; при исполнении конвейера в форме нории грузонесущие элементы могут быть выполнены в виде водонепроницаемых ковшей.

Со стороны верхнего 4 и нижнего 3 водосливных желобов передняя /нижняя/ стенка 25 каркаса 23 снабжена вырезами по размерами желобов 3 и 4, а также затвора 40.

В варианте контейнерного конвейера 20 каждый контейнер 21 содержит емкость, желательно с прозрачными стенками, а также два основных /передних/ и два вспомогательных пластмассовых, керамических или стальных обрезиненных /бесшумных/ катка, посаженных на оси. Основные катки расставлены на несколько большую колею, чем вспомогательные. В отличие от полотен эскалатора контейнеры 21 транспортера 2 не имеют реечного настила, их верхние части открыты для доступа рыб, а внутренние пространства используются в качестве емкости /ячейки 29/ для воды с рыбой. Верхние кромки контейнеров 21 имеют по всему периметру плавно искривленную отбортовку и снабжены эластичными фартуками для предотвращения травмирования рыб, прыгающих в них после преодоления последней поперечной перегородки 10 нижнего рыбонаправителя 1. Кроме того, по периметру поперечного сечения контейнеры 21 снабжены эластичными уплотнителями для уменьшения зазоров между контейнерами и стенками рыбоспускного отсека 26 транспортера 2.

В качестве тягового привода контейнеров 21 использованы тяговые цепи - пластинчатые, втулочно-роликовые, закрепленные шарнирно на передних осях контейнеров 21. Эскалатор с двумя бесконечными тяговыми цепями огибает на верху натяжные, а внизу тяговые звездочки, при помощи контейнерных катков занимает положение в соответствии с профилем наклонных направляющих путей металлоконструкции /беговых дорожек/ 22. Привод 24 транспортер 2 может быть осуществлен с использованием различных источников энергии, например: электромеханический /при размещении электродвигателя в нижней части транспортера 2/ с дополнительным использованием в качестве привода энергии воды, прошедшей либо через верхний /рыбоспускной/, либо через нижний /после гидротурбины/, либо через верхний и нижний водосливные желоба 3 и 4.

гидравлический с использованием в качестве самостоятельного привода энергии воды, прошедший либо через верхний, либо через верхний и нижний водосливные желоба 3 и 4.

Передний /относительно направления течения воды в реке/ отсек 26 транспортера 2 предназначен для выполнения нескольких функций, в частности: для спуска крупной рыбы в рыбьей молоди из верхнего бьефа в нижней, являясь таким образом рыбоспускным /для размещения воды и рыбы используют пространство ячейки 31 между рыботранспортирующими элементами 21/, для размещения из верхнего бьефа воды, используемой в качестве: среды кратковременного обитания поднимаемых и спускаемых рыб,
привода конвейера 20,
создания в нижнем рыбонаправителе 1 побудительного потока, стимулирующего движения рыб против течения,
для размещения звуковых и ароматических рыбопривлекающих устройств с целью привлечения в нижней рыбонаправитель 1 и в ячейки 29 транспортера 2 рыб, движущихся против течения.

Задний /относительно направления течения воды в реке/ отсек 28 транспортера 2 предназначается для подъема рыбы из нижнего бьефа в верхний, являясь следовательно рыбоподъемным. Для размещения воды и рыбы используются, в частности, емкости /ячейки/ 29 в рыботранспортирующих элементах 21.

Для удобства технического и технологического обслуживания передняя 25 и задняя 27 стенки переднего 26 и заднего 28 отсеков транспортера 2 снабжены створками, открывающимися на шарнирах, и зигзагообразной лестницей с перилами /на схеме не показано/.

В зависимости от характеристики водоема транспортер 2 может быть закреплен не только к фундаменту 13, но и смонтирован на заякоренном судне, например барже /в плавучем или затопленном состоянии/. Независимо от способа монтажа каждый транспортер 2 устанавливают напротив нижнего рыбонаправителя 1.

В случае монтажа транспортера 2 на стационарном устройстве или затопленной /полузатопленной/ барже его закрепляют к плотине 14 со свободной перемещения верхней части в осевом направлении, /посредством колес, катков или роликов/ для исключения вредных температурных воздействий.

Лишь в случае монтажа транспортера 2 к барже, находящейся на плаву, не должно быть допущено касание транспортера 2 с телом плотины 14.

Выгрузной лоток 5 может быть в различном исполнении, например из скатанных досок /пластмассовых, деревянных или металлических, покрытых эластичным материалом/, либо в форме транспортера со свободным или принудительным перемещением гибкой ленты. Относительно верхнего конца транспортера 2 он имеет шарнирное крепление и снабжен гидроцилиндрами 32 с приводом для изменения угла наклона. Выгрузной лоток 5 имеет 4 стенки, верхняя должна быть прозрачной, допускается лишь наличие лотков и окон.

Верхний рыбонаправитель 6 устанавливают в верхнем слое воды верхнего бьефа. Его исполнение жесткого либо плавающего типа или шарнирное с опусканием подъемом на нужную высоту при помощи различного подъемног оборудования /не показано/. Ширина захвата рыбонаправителя 6 уменьшается в направлении течения воды. Необходимость в верхнем рыбонаправителе 6 имеется не на всех устройствах и не во всех случаях, а только при транспортировке рыб и покатной молоди из верхнего бьефа в нижний для самоконцентрации их перед транспортером 2 и для предотвращения попадания рыб при спуске и подъеме в турбинный водозабор. В остальных случаях необходимость в верхнем рыбонаправителе 6 отсутствует.

Верхний водосливной желоб 4, являющийся с сущности рыбоспускным, может быть также в различном исполнении /металлическом, железобетонном, упругом и т. п./, его сечение может быть круглым, эллипсовидным, прямоугольным. Высота верхнего желоба и его расположение должны соответствовать колебанию уровня воды в верхнем бьефе. Со стороны верхнего бьефа перед желобом установлена гидроуправляемая задвижка 33 и решетка 34.

Нижний водосливной желоб 3 в конструктивном исполнении подобен верхнему, а в отличие от него соединен не с верхним бьефом непосредственно, а с турбинным водосливным 35, имеет более прочную конструкцию /большую толщину стенок/ из-за большего напора воды, воздействующей на него.

В днище водосливного желоба 3 вблизи от тела плотины 14 сделан вырез, при необходимости перекрываемый гидроуправляемой задвижкой 36, а на выходе /перед вырезом в передней стенке 25 каркаса 23 транспортера 2/ предусмотрена гидроуправляемая задвижка 37. Наличие задвижек 36 и 37 необходимо только в случае установки рыбототранспортирующего устройства вблизи турбинного или шлюзового водовода 35 и только в случае использования энергии падающего потока воды на привод устройства либо в качестве побудительного потока для привлечения рыб.

Взаиморасположение нижнего рыбонаправителя 1 и транспортера 2 подчинено следующим требованиям:
ширина транспортера 2 меньше ширины, граничащей с ним поперечной перегородки 10 /для беспрепятственного приема всего потока воды и рыбы, спускаемых по рыбоспускному отсеку 26 транспортера 2/,
расстояние по длине устройства между верхней /задней/ ветвью конвейера 20 транспортера 2 и граничащей с ним поперечной перегородкой 10 в нижней части меньше, чем вверху /во избежание заклинивания между ними наиболее крупных экземпляров рыб, перепрыгнувших эту перегородку при переходе из нижнего бьефа в верхний);
правосторонние и левосторонние скаты лотки 17 расположены с боков нижней части транспортера 2, с наклоном в вертикально-поперечной плоскости и над верхней ветвью конвейера 20 транспортера 2 /задней в направлении против лечения воды/,
расстояние по ширине устройства между верхней /задней/ ветвью конвейера 20 транспортера 2 и граничащими с ним скатными лотками 17 в нижней части меньше, чем между верхними частями скатных лотков 17 вверху. Необходимо иметь ввиду, что для обеспечения работоспособности предложенного устройства не столь важна конструкция конвейера, сколько конструкция рыбонаправителей и стыковки их с конвейером, для самоконцентрации рыб перед конвейером и самозаполнения ими емкостей конвейера без какого-либо страха или настороженности.

Взаиморасположение верхнего водосливного /рыбопропускного/ желоба 4 и нижнего водосливного желоба 3 относительно транспортера 2 должно обеспечивать беспрепятственный пропуск всего потока воды и рыбы 30 из верхнего бьефа в нижней, при этом ширина желобов 3 и 4 меньше ширины транспортера 2.

Взаиморасположение транспортера 2 и плотины 14 должно обеспечивать беспрепятственное изменение длины транспортера 2 при температурных колебаниях.

Конструктивное исполнение плотины 14 преимущественно гравитационного типа. Турбинный водопровод /водослив/ 35 /с постепенно уменьшающимся сечением в направлении сверху вниз для исключения кавитации/ проложен в теле плотины 14 и проходит через гидротурбину, сообщаемую посредством вала с генератором электрического тока в здании ГЭС, а на выходе их плотины сообщается с рыботранспортирующим устройством через нижний водослив желоб 3, который расположен за пределами плотины 14.

Звуковое рыбопривлекающее устройство 38 представляет собой погруженный в воду гидродинамик для трансляции магнитофонных записей наиболее принятых для рыб в каждой конкретной ситуации звуков, соответствующих, например, нересту, кормлению и т.д.

Ароматическое рыбопривлекающее устройство 39 представляет собой погруженную в воду груз-кормушку для распространения в воде принятых для рыб запахов.

Для обеспечения простоты обслуживания целесообразен монтаж звуковых и ароматических рыбопривлекающих устройств и к одному и тому же элементу конструкции, например к передней стенке 25 переднего отсека 26 транспортера 2 при транспортировке рыбы из нижнего бьефа в верхний и к днищу рыбоспускного желоба 4 при транспортировке рыбы из верхнего бьефа в нижний. В каркасе 23 транспортера 2 и в каркасах обоих рыбонаправителей /1 и 6/ предусмотрены телекамеры и светопроницаемые люки /окна/ для наблюдения за пропуском рыб /на схемах не показано/.

На командном пункте устройства /не показан/ сосредоточены ЭВМ, магнитофонные записи звука мигрирующих рыб, телевизионные устройства для контроля уровня воды в межконтейнерных ячейках 31 транспортера 2 и за ходом передвижения рыб, а также программные устройства для включения в необходимом сочетании исполнительных механизмов /затворов, решеток, струенаправляющих элементов, конвейеров транспортера/ и рыбопривлекающих устройств /осветительных установок дальнего и близкого действия, звуковых и ароматических/.

Устройство работает следующим образом. В варианте рыбоподъемника для транспортировки рыб из нижнего бьефа в верхний вначале проводят подготовительные операции: устанавливают рыбозащитную решетку 34 перед верхним /рыбоспускным/ желобом 4, открывают рыбопропускные окна 11 в перегородках 10 нижнего рыбонаправителя 1, устанавливая струенаправляющие элементы 12 под средним углом атаки к продольной оси рыбонаправителя 1, включают привод 24 транспортера 2, открывают частично или полностью затворы /задвижки/ 33 и 37 в верхнем 4 и нижнем 3 водосливных желобах, включают рыбопривлекающие устройства, например осветительные установки, а также на основе использования звука 38 и запаха 39.

При включении транспортера 2 происходит перемещение рыботранспортирующих элементов его /ковшей 21 и т.п./ по наклонным путям 22.

При открывании затворов /задвижек/ 33 и 37 вода из верхних слоев верхнего бьефа по верхнему водосливному желобу 4 из более нижних слоев по нижнему водосливному желобу 3 поступает в передний отсек 26 транспортера 2, попутно создавая толкающее усилие для перемещения рыбоперемещающих частей 21 транспортера 2 / ковшей, контейнеров и т.п./.

В процессе перемещения рыбоперемещающих элементов 21 транспортера 2 проходит частичное перемешивание воды с воздухом, захваченным ковшами, контейнерами и т. п. рыбоперемещающимися частями 21 перед поступлением в передний отсек 26 транспортера 2.

При встрече с потоком воды из нижнего водосливного желоба 3 /с гораздо большей глубины, а потому имеющего более низкую температуру и иной кислородный режим/ происходит частичное перемешивание обоих потоков воды, суммарный поток получается с усредненной температурой и газовым составом. После выхода из переднего отсека 26 транспортера 2 частично аэрированный поток воды в дальнейшем распределяется на два потока, первый из которых расходуется на заполнение контейнеров 21 в заднем /рыбоподъемном/ отсеке 28 транспортера 2, а второй направляется в нижний рыбонаправитель 1 для создания побудительного потока.

Дополнительное формирование побудительного потока воды происходит благодаря устремлению стекающего вниз потока воды через верх перегородок 10 и в рыбопропускные окна 11. При этом происходит дополнительное перемешивание слоев воды между собой и с воздухом, то есть происходит дополнительная /повторная/ аэрация. Улучшению аэрации воды в нижнем рыбонаправителе 1 способствует также то обстоятельство, что транспортер 2 может быть размещен выше уровня воды в нижнем бьефе.

Став таким образом достаточно аэрированным, водяной поток дополнительно привлекает рыбу, которая подплывает к нижнему рыбонаправителю 1 со стороны нижнего бьефа.

Привлеченная на повышенную скорость аэрированного потока воды рыба 30 скапливается перед нижним рыбонаправителем 1 и, продвигаясь против течения, заходит в него, преодолевая одну за другой преграды в форме перегородок 10. Стремление рыб двигаться на встречу водного потока, самостоятельный переход их из нижерасположенных ячеек 18 в вышерасположенные стимулируется управляемым гидравлическим режимом потока.

Размещение рыб перед нижним рыбонаправителем 1 и в нем самом зависит в основном от степени освещенности, а также от направления, силы и скорости водного потока.

В процессе прохождения по нижнему рыбонаправлению 1 происходит самоконцентрация рыб перед транспортером 2 благодаря: постоянному уменьшению сечения рыбонаправителя 1 как по горизонтали, так и по вертикали, постоянному напору задних рядов рыб на передние, вызванному природным инстинктом совершать стайные миграции, постоянно усиливающемуся воздействию привлекающих факторов /побудительного потока, ароматических веществ, звуков, и т.д./ по мере продвижения.

При массовом преодолении перегородок 10 нижнего рыбонаправителя 1 рыбы выстраиваются в строгом порядке как относительно вертикальной, так и относительно горизонтальной плоскости. Так, в вертикальной плоскости /при виде сбоку/ рыбы занимают месторасположение в соответствии с их породным составом: верховые по верху, пеллагические в средних слоях, придонные около дна.

По горизонтали же /при виде сверху/ рыбы занимают месторасположение относительно продольной оси рыбонаправителя 1 /справа и слева/ на удалении, обратно пропорциональном их энергичности и стремительности, например, наиболее сильные, энергичные и стремительные рыбы преодолевают водный поток по его центральной оси с наибольшей скоростью течения воды, самые слабые на наибольшем удалении от оси потока /рядом с открылками/, а остальные в промежутках между ними.

Благодаря размещению рыбопропускных окон 11 по ярусам и по фронту, а также благодаря перетеканию воды сверху перегородок 10 обеспечивается перемещение рыбы в излюбленной толще воды, то есть верхнем, среднеглубинном, придонном или донном слоях водного потока /через верх перегородок, либо верхние, средние или нижние рыбопропускные окна/, только справо или только слева рыбьей стаи /в зависимости от состояния органов зрения и чувств/, методом преодоления препятствий наверху /перепрыгивая через верх перегородок 10 или через нижние горизонтальные кромки окон 11/ либо обходя стороной боковые вертикальные кромки рыбопропускных окон 11 /для тех рыб, которые привыкли обходить препятствия стороной, а не перепрыгивать через них/.

Так, самые быстрые верховые рыбы преодолевают перегородки 10 стремительным броском /рывком/ через верх, а менее энергичные из верховых - через рыбопропускные окна 11. Пеллагические рыбы преодолевают перегородки 10 через средние по высоте рыбопропускные окна 11 по струе с усредненным течением, а придонные через нижние, с небольшим по скорости водным потоком. При этом наиболее сильные из каждого вида рыб перемещаются в прямом направлении по струе с наиболее сильным течением, а самые медлительные в зигзагообразном направлении, по струям с наименьшими водными потоками, в максимальном удалении от наиболее мощного центрального потока.

Возрастающая по мере продвижения рыбы скорость воды и повышенная турбулентность потока вблизи каждой перегородки 10 быстро утомляет рыб. В поисках отдыха рыбы инстинктивно погружаются на дно одной из ячеек между перегородками 10, в стороне от рыбопропускных окон 11, где скорость потока понижена.

Лабиринт водопропускных окон 11 вблизи днищ 8 ячеек 18 снижает скорость встречного потока воды до сравнительно безопасного уровня, чем исключает дезориентацию медлительных придонных рыб и непроизвольное возвращение их в нижний бьеф, обеспечивает им отдых и преодоление лабиринта без необходимости перепрыгивания перегородок поверху, то есть без необходимости борьбы с сильным встречным течением. Рыба получает возможность отдыха, уходя от встречного потока не только в глубь ячейки 18, но и в сторону.

В то же время рыбопривлекающий поток, проходя через струенаправляющие элементы 12, изменяет свое направление движения в зависимости от угла наклона или угла атаки последних /его позднее выбирают из условия наиболее благоприятного режима в ячейках 18 между перегородками 10/.

Количество задействованных струенаправляющих элементов 12 и скорость перемещения контейнеров 21 выбирают таким образом, чтобы обеспечить эффективное управление водяным потоком /его направлением, силой и скоростью/, не затрудняя при этом доступ рыбы в нижний рыбонаправитель 1.

Благодаря созданию аэрированного потока воды с повышенным течением, а также применению вышеперечисленных регулировок обеспечиваются такие условия перевода рыбы из нижнего бьефа в верхний, которые приближаются к естественным.

После отдыха в ячейках 18 все виды рыб, подталкиваемые движущимся сзади косяком, движимые собственным приводным инстинктом и приманиваемые привлекающими устройствами на основе света, звука и запаха /38 и 39/, при отсутствии каких-либо настораживающих факторов перепрыгивают очередные перегородки 10. Таким образом процесс продолжается до тех пор, пока рыба не преодолевает последнюю /светонепроницаемую/ перегородку 10.

После преодоления последней перегородки 10 через верх или верхние окна 11 /наличие нижних и средних рыбопропускных окон 17 в ней в большинстве случаев во избежание травмирования рыб недопустимо/ рыбы неожиданно оказываются в одной из постоянно перемещающихся снизу вверх рыботранспортирующих ячеек 29 транспортера 2 или в зоне их действия. При этом наиболее энергичные рыбы всех видов /верховые, пеллагические и природные/ после преодоления последней перегородки 10 сразу же оказываются в одной из рыботранспортирующих ячеек 29 транспортера 2 или в зоне их действия, а менее энергичные рыбы, перемещающиеся по краям водного потока, после преодоления перегородки 10 вначале оказываются на направляющих /скатных/ лотках 17, по которым соскальзывают и скатываются в рыботранспортирующие ячейки 29 транспортера 2/ в случае изготовления верхней части нижнего рыбонаправителя 1 шире транспортера 2/.

Находясь в рыботранспортирующих ячейках 29 рыботранспортирующих элементов типа ковшей, контейнеров и т.п.21, рыба ведет себя достаточно спокойно по той причине, что получат возможность отдыха от борьбы с течением. Транспортер 2 при этом выполняет роль бесконечного ряда микробассейнов, перемещающих рыбу из нижнего бьефа в верхний. Из ячеек 29 рыба поступает на выгрузной лоток 5 и далее в верхний рыбонаправитель 6. Оказавшись в верхнем рыбонаправителе 6, рыба оказывается изолированной от турбинного водовода 35 посредством днища этого рыбонаправителя 6 и рыбозащитной решетки 34. Затем в соответствии с природным инстинктом рыба из верхнего рыбонаправителя уходит вверх против течения.

В процессе работы устройства по подъему рыбы из нижнего бьефа в верхний для достижения оптимальной пропускной способности и регулирования очередности перевода рыб регулируют величину побудительного потока путем изменения скорости и силы потока воды в нижнем рыбонаправителе 1 за счет регулирования величины открытия затворов 33 и 37 и скорости перемещения рыбоперемещающих элементов 21 транспортера 2, а также посредством изменения высоты перегородок 10 и расположения струенаправляющих элементов 12 в рыбопропускных окнах 11 перегородок 10.

Скорость перемещения рыботранспортирующих элементов 21 по наклонным путям 22 транспортера 2 выбирают в пределах 0,5-2,5 м/с в зависимости от количества и видов рыб, переводимых через гидротехническое сооружение. При этом нижний предел относится к переводу рыб в небольшом количестве и/или медлительных /придонных/, а верхний предел к переводу наиболее стремительных рыб /верховых/ и/или в большом количестве.

В зависимости от вида рыб, совершающих миграцию, включают привлекающую магнитофонную звуковую запись, которую после усиления воспроизводят в переднем отсеке 26 транспортера 2 с помощью подводных гидродинамиков 38, при кормовых звуки кормления; устройства для распространения привлекающих запахов 39, например, в переднем отсеке 26 транспортера и нижнем рыбонаправителе 1; заранее запрограммированные и наиболее щадящие для конкретного вида рыб электрические и магнитные поля соосно побудительному потоку /не показано/.

Регулируют газовый состав и температурный режим воды посредством регулирования затворами 33 и 37 соотношения воды, поступающей через верхний 4 и нижний 3 водосливные желоба, по которым течет вода разной температуры и с разным содержанием кислорода.

При транспортировке из нижнего бьефа в верхний на ГЭС в качестве кратковременной среды обитания и в качестве вспомогательного привода транспортера 2 в основном используют воду из верхнего бьефа, пропускаемую через верхний водосливной желоб 4.

Использование в качестве привода воды, прошедшей через гидротурбину и нижний водосливной желоб 3, целесообразно не по всей ширине плотины, а лишь напротив машинного зала ГЭС или рядом с ним.

В случае использования падающего потока воды, прошедшей через гидротурбину, для привода рыботранспортирующего устройства полностью или частично закрывают задвижку 36 и полностью либо частично открывают задвижку 37.

Этим самым регулируется количество воды, поступающей на привод рыботранспортирующего устройства, и, следовательно скорость перемещения рыботранспортирующих элементов /контейнеров, ковшей и т.п./
В варианте рыбоспускного сооружения устройство может быть использовано также в режиме пропуска покатной молоди и отнерестившейся крупной рыбы 30 из верхнего бьефа в нижний. Для этой цели достаточно включить рыбоотпугивающее устройство у водосбросов и водозаборного канала турбины /не показано/, включить рыбопривлекающие устройства 38 и 39 в концевой части рыбоспускного желоба 4 /звуковые и ароматические/, частично приподнять выгрузной лоток 5 относительно верхнего рыбонаправителя 6, закрыть затвор 37 и открыть затвор 36 в нижнем водосливном желобе 3, открыть затвор 33 в верхнем водосливном /рыбоспускном/ желобе 4, отрегулировать скорость перемещения рыботранспортирующих элементов /ковшей, контейнеров и т.п./ транспортера 2 и струенаправляющие элементы 12 у перегородок 10 нижнего рыбонаправителя 1.

Кроме того, возможен выпуск рыб из переднего /нижнего/ отсева 26 транспортера 2 не в нижний рыбонаправитель 1, а минуя его, посредством направления рыбы на его лобовую часть 15 и по сторонам заходных открылков 7 нижнего рыбонаправителя 1. Эту работу выполняют посредством открывания гидроуправляемой задвижки /затвора/ 40 в нижней части транспортера 2.

При впуске рыбы в начале происходит самоконцентрация ее в верхнем рыбонаправителе 6 благодаря постепенно уменьшающему сечению его по ширине и высоте. Затем рыба вместе с водой скатывается в верхний водосливной /рыбоспускной/ желоб 4, после чего под напором воды и сзади движущегося косяка оказывается в ячейках 31 рыбоспускного отсека 26 транспортера 2, полностью или частично заполненных водой.

При закрытой задвижке /затворе/ 40 небольшое количество рыб /в основном из числа наиболее слабых/ подхватывается рыботранспортирующими элементами /контейнерами/ ковшами и т.п./ 21 и вновь переводится в верхний бьеф по рыбоподъемному отсеку 28 транспортера 2, подавляющее большинство рыб вместе с водным потоком устремляется в нижний рыбонаправитель 1 и далее в нижний бьеф.

При открытой задвижке /затворе/ 40 вся рыба из рыбоспускного отсека 26 транспортера 2 разгружается в нижний бьеф перед лобовой частью 15 нижнего рыбонаправителя 1 и далее скатывается вниз по течению с наружных сторон заходных открылков 7, минуя ячейки 18 рыбонаправителя 1.

В процессе перевода из верхнего бьефа в нижний автоматически исключается баротравмирование и механическое повреждение спускаемых рыб благодаря снижению давления и гашению скорости потока воды в ячейках 31 рыбоспускного отсека 26 транспортера 2.

Снижение давления воды и скорости потока ее до безопасного уровня обеспечивается несколькими факторами, влияющими на степень заполнения водой ячеек рыбоспускного отсека 26 транспортера 2, в частности:
регулированием общего количества воды, поступающего в транспортер 2, посредством регулирования величины открытия затвора 33,
разделением сплошного потока воды, поступающего в рыбоспускной отсек 26 транспортера 2, на множество микропотоков, изолированных между собой ковшами, контейнерами и т.п. рыботранспортирующими элементами 21.

регулированием скорости перемещения ковшей, контейнеров и т.п. рыботранспортирующих элементов 21, обеспечивающим заполнение межконтейнерных и межковшовых ячеек 31 транспортера 2 лишь до допустимого уровня /скорость их перемещения предусматривают больше скорости заполнения водой ячеек в рыбоспускном отсеке транспортера/,
достаточной надежностью уплотнений ковшей, контейнеров и т.п. рыботранспортирующих элементов 21, связанного с этим предотвращения перетекания воды из вышерасположенных ячеек 31 в нижерасположенные,
формой рыботранспортирующих элементов 21,
применением на высотных сооружениях не одного лишь крупного транспортера 2, а нескольких небольших, соединенных последовательно.

При надежно действующем уплотнении на рыботранспортирующих элементах 21 напор воды в ячейках / межковшовых, межконтейнерных и т.п./ меньше суммарного напора воды в верхнем бьефе как минимум во столько раз,сколько контейнеров или ковшей 21 размещено в рыбоспускном отсеке 26 транспортера 2.

В результате комплексного воздействия этих факторов в течение своего времени перевода из верхнего бьефа в нижний спускаемые рыбы находятся в благоприятных условиях, в частности:
перемещаются в межковшовых и межконтейнерных ячейках 31 при спокойной обстановке со скоростью движения этих рыботранспортирующих элементов 21,
на них действует лишь давление крайне небольшого столба воды одной межковшовой, межконтейнерной и т.п. ячейки 31.

Решетка 34 предотвращает поступление в верхний водосливной /рыбоспускной/ желоб 4, транспортер 2 и рыбопропускные окна 11 травяной и древесной растительности, а также различного хлама крупных размеров, плывущих вниз по течению воды, тем самым предотвращаются частые технические и технологические отказы.

При спуске рыбы из верхнего бьефа в нижний целесообразнее использовать в качестве среды обитания и средства для вспомогательного привода транспортера 2 лишь воду, пропускаемую из верхних слоев верхнего бьефа через верхний водосливной желоб 4. Использовать для этих целей воду, прошедшую через гидротурбину и нижний водосливной желоб 3, нежелательно из-за режима, а также большего напора воды, способного повредить покрытую молодь.

В процессе спуска рыб из верхнего бьефа в нижний при сравнительно небольшой разнице в их уровнях, когда исключена опасность значительного повышения давления воды в нижних межковшовых, межконтейнерных и т.п. ячейках 31 до критического значения /при возможных утечках воды из вышерасположенных ячеек 31 в нижерасположенные/ и поэтому исключается вероятность баротравмирования рыб, затвор 33 открывают полностью, обеспечивая заполнение межковшовых, межконтейнерных и т.п. ячеек 31 транспортера 2 на полную высоту. При этом на рыботранспортирующие элементы 21 транспортера 2 в рыбоспускном отсеке 26 воздействует давление сплошного суммарного столба воды, находящегося, например, в контейнерах 21 и межконтейнерных пространствах 31, а противодействует ему суммарное давление воды, находящейся в контейнерах 21 на рыбоподъемном отсеке 28 транспортера 2, то есть на привод транспортера 2 действует разница в массах воды на рыбоспускном и рыбоподъемном отсеках транспортера 2. В подобном случае энергия воды может использоваться в качестве дополнительного привода транспортера 2.

В процессе спуска рыб из верхнего бьефа в нижний при значительной разнице в их уровнях, например на высотных сооружениях, затворы 33 нужно открывать не полностью с тем, чтобы заполнение водой межковшовых, межконтейнерных и т.п. ячеек 31 в рыбоспускном отсеке 26 транспортера 2 не на полную высоту, а лишь частично, во избежание случаев резкого повышения давления воды, возможных, например, при повреждении уплотнительных фартуков на контейнерах и утечках воды из вышерасположенных ячеек 31 в нижерасположенные для предотвращения баротравмирования рыб.

С этой же целью скорость перемещения контейнеров 21 должна быть несколько выше скорости заполнения водой межковшовых, межконтейнерных и т.п. ячеек 31.

В случае необходимости гидроизоляции рыботранспортирующего устройства от мощного потока воды, проходящего через гидротурбину, например, на случай ремонта, а также технического или технологического обслуживания его, полностью открывают задвижку 36 и полностью закрывают задвижку 37.

Транспортеры в виде конвейеров ленточного, ленточно-планчатого, люлечного и канатно- дискового типов в предлагаемом устройстве не всегда эффективно применять для спуска рыб из верхнего бьефа в нижний, но они с успехом могут быть использованы для перевода рыб из нижнего бьефа в верхний, особенно при невысоких плотинах и малых углах наклона конвейера к горизонту.

Предлагаемое устройство является универсальным, обладает высокой пропускной способностью, обеспечивает сохранность рыб и надежно в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Устройство для транспортировки рыбы из одного бьефа в другой через гидротехническое сооружение, включающее последовательно расположенные транспортер с емкостями для рыбы, установленными с возможностью перемещения по наклонным путям посредством привода, и верхний рыбонаправитель, расположенный в верхнем слое воды верхнего бьефа, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено верхним водосливным желобом, нижним рыбонаправителем со стороны нижнего бьефа и выгрузным лотком со стороны верхнего бьефа, при этом нижний рыбонаправитель разделен на ячейки поперечными перегородками и выполнен постепенно расширяющимся по направлению водного потока, выгрузной лоток размещен между верхней частью транспортера и верхним рыбонаправителем, рыбоспускной отсек транспортера соединен с верхним бьефом посредством верхнего водосливного желоба, снабженного защитной решеткой, а верхний рыбонаправитель выполнен постепенно сужающимся в плане по направлению водного потока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкости для рыбы выполнены в виде тележек.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкости для рыбы выполнены в виде ковшей.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкости для рыбы образованы пластинами, расположенными поперек полотна транспортера.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкости для рыбы выполнены в виде контейнеров.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что контейнеры шарнирно прикреплены к транспортеру и снабжены обрезиненными колесами, опертыми на наклонные пути.

7. Устройство по пп.1 6, отличающееся тем, что задняя стенка рыбоподъемного отсека транспортера и близлежащая к нему перегородка нижнего рыбонаправителя выполнены из светонепроницаемого материала, а верхняя кромка этой перегородки расположена выше рабочей поверхности транспортера в его нижней части не менее, чем на 0,5 высоты емкости для рыбы.

8. Устройство по пп.1 7, отличающееся тем, что рыбоспускной отсек транспортера соединен с турбинным водоводом при помощи нижнего водосливного желоба.

9. Устройство по пп. 1 8, отличающееся тем, что поперечные перегородки нижнего рыбонаправителя выполнены с рыбопропускными окнами и снабжены струенаправляющими элементами, а верхний и нижний водосливные желобы снабжены регулируемыми затворами, причем в нижнем водосливном желобе регулируемые затворы расположены последовательно.

10. Устройство по пп.1 9, отличающееся тем, что днище нижнего рыбонаправителя выполнено наклонным в сторону нижнего бьефа, ячейки рыбонаправителя выполнены с постепенно уменьшающейся по направлению к транспортеру высотой, а верх ближайшей к транспортеру перегородки расположен выше максимального уровня воды в нижнем бьефе.

11. Устройство по пп.1 10, отличающееся тем, что емкости для рыбы расположены с зазором относительно стенок и днища транспортера, снабжены по периметру уплотнителями.

12. Устройство по пп.1 11, отличающееся тем, что привод транспортера расположен над максимальным уровнем воды нижнего бьефа.

13. Устройство по пп.1 12, отличающееся тем, что на высотном гидротехническом сооружении предусмотрено последовательное размещение нескольких однотипных транспортеров с общим потолочным перекрытием из нескольких составных частей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8