14. Судоходные каналы и шлюзы.
Судоходные каналы делятся на 3 основных типа:
соединительные каналы устраивают для создания транспортного водного пути между отдельными судоходными реками или озерами (например, Беломорско-Балтийский канал соединяет Белое море с Онежским озером);
обходные каналы устраивают для обхода препятствий, встречающихся на основном водном пути (например, плотина);
подходные каналы обычно являются тупиковыми и играют роль подъездных путей.
В зависимости от условий плавания судоходные каналы различаются:
1. открытые (свободные) каналы устраивают при соединении водных путей имеющих незначительную разность уровней воды, обычно это обходные каналы.
2. шлюзованные каналы сооружают при значительной разности уровней в бьефах соединяемых водных путей (соединительные каналы).
Судоходными шлюзами называются специальные ГТС, служащие для перемещения судов, барж, плотов и т.д. из водного бьефа в другой в местах перепадов. Судоходный шлюз состоит из средней части камеры, которая в концевых частях ограничивается головами ВГ и НГ. В головах размещаются шлюзовые ворота, которые отделяют камеру от ВБ и НБ и поддерживают в закрытом состоянии разность уровней между ВБ или НБ и камерой. В головах шлюзов располагаются также устройства для наполнения камеры водой и ее опорожнения.
15. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения.
Рыбопропускные сооружения устраивают для пропуска рыбы через всевозможные преграды. По принципу действия они подразделяются на 2 группы: 1. постоянного и не принудительного действия (свободные), образующие сквозной путь для самостоятельного прохода рыбы из одного бьефа в другой (лотковые, прутковые, лестничные рыбоходы); 2. цикличного и принудительного действия, обеспечивающие пропуск рыбы из одного бьефа в другой путем шлюзований или с помощью различных подъемных устройств и механизмов (рыбоходные шлюзы и рыбоподъемники). В современных условиях сооружения постоянного и не принудительного действия устраивают при напорах до 15 м, а принудительного – при более высоких напорах. Рыбоходы – лотки или каналы с такими скоростями, чтобы рыба могла плыть в рыбоходе против течения. Примерные величины скоростей, преодолеваемые рыбами:
Породы |
Скорость, м/с |
Лососи, форель, щука |
2,3 – 3,5 |
Усач, хариус |
1,8 – 2,3 |
Сельдь, сиг |
1,5 – 1,8 |
Осетр, севрюга, судак, язь |
1,2 – 1,5 |
Сазан, лещ, окунь, ерш |
0,6 – 1,2 |
Прутковые рыбоходы устраивают на берегу в обход преграды. Они представляют собой ряд прудков, соединенных лотками с увеличенным уклоном.
Лестничные рыбоходы представляют собой ступенчатые лотки с поперечными перегородками, которые образуют ряд бассейнов. Для прохода рыбы в перегородках устраивают так называемые вплывные отверстия. По данным наблюдений большинство лестничных рыбоходов работают удовлетворительно, благодаря чему они получили значительное распространение.
Рыбоходные шлюзы. Рыбоходы при больших напорах дороги и громоздки, особенно для рыб, требующих понижение скорости течения, поэтому рыбоходные шлюзы могут быть размещены в гидроузле более компактно и построены при меньших затратах. Работа рыбоходных шлюзов аналогична работе судоходных шлюзов. Рассмотрим рыбоходный шлюз шахтного типа:
1 – затвор в ВБ;
2 – затвор в НБ;
3 – горизонтальная побудительная решетка шахты.
Рыбоходный шлюз шахтного типа имеет 3 основных части: входную, транспортирующую, выпускную. Входная часть представляет собой лоток, сопрягающийся с НБ и служит для привлечения рыбы к транспортирующей части. Транспортирующая часть – это вертикальная железобетонная шахта с двумя отверстиями, соединяющими шахту с нижней частью, то есть входным потоком и с верхней частью – выпускным лотком. Отверстия снабжены затворами.
Рыбоподъемники – рыбопропускные сооружения, служащие для подъема рыбы из НБ в ВБ с помощью специальных механических устройств. Рыбу поднимают в особых камерах наполненных водой или в сетях насухо. В каждом рыбоподъемнике можно выделить 2 основные части: улавливающую и транспортирующую. Транспортирующая часть состоит из камеры и подъемного механизма; улавливающая часть состоит из подводящего канала питаемого водой из ВБ и ловушки. Условия пропуска рыбы с помощью рыбоподъемников резко отличается от естественных, и это отрицательно сказывается на состоянии рыбы. Поэтому рыбоподъемники не получили широкое применение.
Рыбозащитные сооружения. Для предотвращения попадания в водозаборные сооружения скатывающихся личинок и мальков, а также взрослых рыб предусматривают рыбозащитные сооружения. Все рыбозащитные сооружения по принципу действия делятся на механические, гидравлические и физиологические. Механические рыбозащитные сооружения представляют собой преграду перед водозаборным сооружением, выполненные из сеток или фильтрующего материала. Все механические рыбозащитные сооружения состоят из несущей конструкции, преграждающего устройства, фильтрующих элементов и очистного устройства. Сетчатые рыбозащитные сооружения. Самым простым сетчатым рыбозаградителем является сетка установленная на водозаборный оголовок. Основным недостатком является их засоряемость.
1 – бетонная водосливная плотина;
2 – рыбоход;
3 – направляющая сеть;
4 – отверстия для прохода покатной рыбы.
Сети устанавливают под углом 15 – 17° к потоку.
Сетчатые барабаны также используются для защиты, они вращаются вокруг своей оси и промываются струей воды. Среди механических рыбозащитных сооружений наибольшее распространение получили фильтрующие кассеты, которые вставляют в специальные пазы и заполняют керамзитом, гравием и другими фильтрующими элементами. Гидравлические рыбозащитные устройства представляют собой устройства, с помощью которых перед водозаборами создаются гидравлические условия, препятствующие попаданию рыбы в водозабор и направляющие ее в рыбоотвод. Физиологические рыбозащитные сооружения: используются поведенческие реакции рыб на различные раздражители, вызывающие испуг рыбы или ее привлечение. Применяют как раздражители, так и их комплекс: электрораздражитель, это устройство основано на раздражающем действии электрического тока на организм рыбы. Для этого на пути рыбы создают электрическое поле соответствующего напряжения, попадая в которое рыба чувствует раздражение и стремится выйти за его пределы. Основной сложностью использования этого метода является то, что необходимое напряжение возрастает с уменьшением размера рыбы, то есть для защиты мальков требуется такое напряжение электрического поля, которое является смертельным для крупных рыб. Применение воздушно-пузырьковых завес позволяет воздействовать на рыбу как физиологически, так и с использованием гидравлической структуры потока, которая создается завесом.
Комплексная воздушно-пузырьковая защита водозабора от попадания в нее шуги, мусора и рыбы состоит из перфорированной трубы, которая укладывается у дна потока. От компрессора, расположенного на берегу подается сжиженный воздух. Пузырьки воздуха, поднимаясь к поверхности водоема, увлекают за собой окружающую воду, в результате чего происходит подъем глубинных вод на поверхность, где образуется бурунд. Т.о., образуется вводно-воздушная завеса, которая оказывает на рыбу: 1. отпугивающий эффект; 2. воздействует на рыбу с гидравлической точки зрения.