6. Рыбозащитные устройства

Рыбозащитные устройства (РЗУ) рассматриваются как неотъемлемый элемент водозаборных сооружений. Главные требования к РЗУ:

• гарантированный (бесперебойный) пропуск воды;

• э ффективность рыбозащиты;

Рис.5.11. Рыбозащитная плоская сетка с промывным устройством в приемной камере

Рыбозащитными называются сооружения, предназначенные для защиты рыб от источника опасности – оголовок, водоприемное окно, путем предотвращения попадания рыб в них и отвода их от этих участков в водоем.

Из существующих водозаборных сооружений наиболее полно обеспечивают защиту рыб фильтрующие, комбинированные, глубинные водозаборы, а также речные русловые водозаборы с затопленными оголовками, если скорость обтекания их речным потоком более чем в 3 раза превышает скорость входа в водоприемные сооружения. Полностью исключается попадания рыб в инфильтрационные водозаборы. Для таких водозаборов, а также для водозаборных сооружений малой производительности, в которых сороудерживающие решетки на период ската рыбной молоди заменяются сетками с достаточно малой величиной ячеек, периодически промываемыми обратным током воды, дополнительные рыбозащитные устройства можно не предусматривать.

Для всех остальных водозаборов должны предусматриваться механические рыбозащитные устройства, гидравлические или физиологические рыбозаградители.

Механические:

Рыбозащитная плоская сетка с промывным устройством предназначена для задерживания взвешанных и плавающих предметов из воды поверхностных источников. Пропускная способность сетки до 0,5 м³/с. Она устанавливается на водоприемное окно или оголовок с площадью, которая рассчитывается по формуле 22 с условием, что скорость движения воды через сетку равна 0,05-0,10 м/с (рис. 5.11). Расход промывной воды 30л/с при давлении 30 метров водяного столба и скорость движения в промывном водоводе 1-3 м/с. Диаметр промывного водовода по [17].

• Рыбозащитная сетка барабанного типа устанавливается на водоприемных окнах водозаборных сооружений берегового типа. Промывка сетки и отпугивание молоди рыб осуществляется вращающимся промывным устройством (рис. 5.12). Площадь поверхности сетки определяется по формуле:

F = Q/V, м², (34)

где Q – полезная производительность сооружения, м³/с; V- скорость движения воды через сетку принимается равной не более 0,1 м/с.

Рис. 5.12. Рыбозащитная барабанная сетка с

промывным устройством

1 – трубопровод от коллектора промывной воды;2 – таль электрическая; 3 – шланг для подачи промывной воды в сетку; 4 – цепь для подъема барабанной сетки; 5 – затвор; 6 – барабанная сетка

Механический струереактивный рыбозаградитель применяется для плавучих водозаборов (рис. 5.13).

Рис.5.13 Механический струереактивный рыбозаградитель

1 – корпус рыбозагродителя; 2 – вращающееся промывное устройство; 3 – направляющие ролики; 4- верхний направляющий подшипник; 5 - сеточное полотно; 6 – нижний упорный подшипник; 7 крючок для крепления рыбозаградителя к палубной надстройке

• Ф ильтрующие кассеты и плиты применяются при повышенных требованиях к надежности водоотбора в течении всего года, включая шуголедовый период. Выполняются в виде пространственной рамы с решетчатыми стенками, между которыми уложен фильтрующий материал. Фильтрующие кассеты устанавливаются в пазы конструкций водоприемника взамен сороудерживающих решеток (рис. 5.14). Линейные размеры кассет устанавливаются исходя из компановочных и эксплуатационных условий водоприемника (оптимальные линейные размеры кассет принимаются в пределах 1 – 2 м).

Рис. 5.14 Плоская кассета с насыпным фильтрующим материалом

1 – металлический каркас; 2 – передние ограничительные ребра; 3 – задние оградительные стержни; 4 – продольное ребро жесткости; 5 – насыпной заполнитель.

Площадь водоприемного отверстия (брутто)определяется по формуле:

F_{БР =} 1,25  q / V, м², ( 35 )

где V – скорость втекания в водоприемное отверстие, м/с, отнесенная к сечению в свету ( по условиям рыбозащиты при расчетах принимается равной 0,04 – 0,08 м/с);

q – полезная производительность сооружения, м³/с;

1,25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий.

Количество кассет определяется по формуле:

n = F_БР/ F_Р, ( 36 )

где F_P – площадь одной решетки принятой по расчету, м².

Потери напора в фильтре рассчитываются по формуле:

h = t  J, м, (37 )

где t – толщина фильтра или кассеты, м, принимается из условия

t  0,00075 м;

J – принимается по графику 1 в зависимости от V;

Малогабаритная конусная сетка применяется на мелких водозаборах для грубой очистки воды. Для этого на их конусах устанавливается сетчатое полотно с ячейками размером от 0,25х0,25 до 4х4 мм в зависимости от предъявляемых требований к степени очистки воды (рис. 5.15).

Рис. 5.15 Малогабаритная конусная очистная сетка с реактивным промывным

устройством, устанавливаемым на напорных водоводах

1 – самотечный или сифонный водовод; 2 – опорное кольцо; 3 – реактивное промывное вращающееся устройство; 4 – сетчатый конус; 5, 7 – подшипник; 6 – горизонтальная ось крепления; 8 – трубопровод для промывной воды; 9 – сопло; 10 – отверстие в патрубке.

Гидравлические:

• Запани и забральные стенки – это опущенные под уровень воды на 1 – 1,5 м водонепроницаемые щиты или экраны (бетонные перегородки, полотна, мембраны из прорезиненных тканей, пленок и др.), закрепленные на несущей конструкции;

а) б)

Рис.5.16 а) запань, б) забральная стенка

1 – водоподводящий канал; 2 – водозаборный канал; 3 – понтон; 4 – забральная стенка;

5 – служебный мостик; 6 – бычок несущий; 7 – запань; 8 – козырек; 9 – порог; 10 – дно водоема.

• Зонтичные рыбозащитные устройства (см. рис. 5.17) применяются при максимальной производительности до 1 м³/с. Механизм защиты рыб состоит в том, что стенки ограждения ограничивают водозабор с верхних и боковых слоев, где в основном обитает молодь. Эффективность рыбозащиты составляет 80 %. Площадь рабочего сечения, т. е. расстояние между всасывающей трубой и стенками цилиндра рассчитывается с учетом скорости движения воды, при которой молодь рыб, попавшая в зону водозабора может свободно ее покинуть. Диаметр этой площади рассчитывается по формуле:

, м , (38)

где Q – расчетный расход воды, м³/с;

V – скорость потока воды между стенками цилиндра и наружной стенкой всасывающего водовода ( принимается не более 0,1 м/с );

d – наружный диаметр всасывающей трубы, м.

Высота цилиндрической части H = h₁ +h₂, м,

где h₁ = 0,495D; h₂ = ( 1,3…1,5 )b;

b – расстояние между внутренней стенкой цилиндра и наружной стенкой всасывающего водовода;

h₃ – расстояние от низа зонтика до дна водоема, принимается большей из величин h₃ > 0,8 м либо h₃ > 0,55D.

Рис.5.17 Водоприемное устройство зонтичного типа

1 – зонтичный оголовок; 2 – оголовок водозаборной трубы; 3 – водозаборная труда; 4 – опорная конструкция

Кроме этого применение возможно: жалюзей, отбойных козырьков и струенаправляющих устройств.

Физиологические: служат для задержания рыб путем образования в воде:

• слабого тока вокруг оголовка;

• звуковых и световых полей;

• завес из воздушных пузырьков, эффективность защиты 60%.

Рис. 5.18 Схемы установки рыбозаградителей на водозаборах

а – механические; б – гидравлические; в– электрические; 1 – самотечный или сифонный водовод; 2 – русловое водоприемное устройство; 3 – сетчатый барабан; 4 – всасывающий трубопровод; 5 – эстакада или мостик; 6 – всасывающий или напорный трубопровод; 7 – берегово-сетчатый колодец; 8 – рыбозаградительная сетка; 9 – сетчатая камера; 10 – рыбоотвод; 11 – подводной канал или ковш; 12 – отбойный козырек; 13 – запань; 14 –жалюзи; 15 - глухие открылки; 16 – система электрода электрорыбозаградителя