Разработка и обоснование новых рыбозащитных конструкций мелиоративных водозаборов - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Работа выполнена в ЗАО «Производственное объединение по изысканиям, исследованиям, проектированию и строительству водохозяйственных и мелиоративных объектов» ЗАО ПО «СОВИНТЕРВОД» Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор trialв Павел Александрович, ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия», г. Новочеркасск доктор технических наук, профессор Кавешников Николай Трофимович, Московский государственный университет природообустройства, г. Москва доктор технических наук, профессор Бухарцев Владимир Николаевич, ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет», г.При отборе воды из внутренних водоемов и водотоков на нужды орошения и водоснабжения вместе с водой поступают личинки, ранняя молодь и взрослая рыба. В этой связи охрана и сохранение рыбных запасов страны является актуальной проблемой и решение ее связано с разработкой эффективных рыбозащитных мероприятий и рыбозащитных сооружений с отводом молоди рыб в безопасную зону водоисточника. С 50-тых годов 20 века в нашей стране и США на мелиоративных водозаборах нашли широкое применение сетчатые рыбозащитные устройства (РЗУ): косо установленные вертикальные сетки с рыбоотводом; вертикальные вращающиеся бесконечные сетки со сбором рыб с сетки; наклонные сетки (Kupka K.H.), сетчатые барабаны и др. Эксплуатация вертикальных сетчатых преград с рыбоотводом связана с увеличением скоростей сквозь сетку в зоне рыбоотвода и небезопасным смывом осевших на сетку рыб напорными струями промывного устройства. Эти недостатки затрудняют эксплуатацию, монтаж и демонтаж этих систем, требуют повышенных энергетических затрат и, основное, не позволяют обеспечить высокий и устойчивый эффект очистки сетки от мелкого мусора и достичь высокой эффективности защиты личинок и ранней молоди рыб.Разработать математическую модель движения жидкости и рыбы у сетчатой преграды с рыбоотводом, установленной в горизонтальной плоскости под углом к направлению подходного потока. Разработать опытные образцы четырех модификаций РЗУ и выполнить гидравлико-биологические испытания с целью изучения эффективности очистки сетки транзитным потоком и защиты молоди рыб. В гидравлической лаборатории СКБ «Запорожгидросталь» при непосредственном участии соискателя выполнялись исследования: по изучению процесса перетекания потока сквозь плоские образующие сетчатого заграждения (прямая, полигональная, криволинейная ); опытных образцов четырех модификаций конического двуполостного сетчатого заграждения с рыбоотводом с пуском натурного мусора и молоди рыб из Каховского водохранилища (р. Обоснование новых сетчатых рыбозащитных конструкций основано на следующих положениях, предложенных автором: устойчивое движение рыб у сетчатого заграждения определяется не только скоростями плавания, но и площадями миделевых сечений тела рыб по направлению скоростей потока сквозь сетку VC по ее длине; при размещении образующей сетчатого заграждения в горизонтальной плоскости под углом q <90° к горизонту рыбы несут от 1,8 до 2,5 раз меньшую нагрузку, чем перед вертикальной косо установленной сеткой; выполнение образующей сетчатого заграждения в виде трактрисы (угол q изменяется от 90 до 6° у рыбоотвода) позволяет достичь плавного уменьшения VC по длине заграждения в направлении к рыбоотводу (по мере продвижения рыбы к рыбоотводу она затрачивает меньше живой энергии, так как противостоит уменьшающейся скорости VC); короткая длина образующей сетчатого заграждения достигается путем его объемного формирования в виде двух конических поверхностей, вершины которых соприкасаются по вертикали (короткая длина заграждения уменьшает время пребывания рыб у сетки, исключает ее контакт с сеткой и повышает эффективность отвода рыб в рыбоотвод); размещение съемного сектора очистки с окнами рыбоотвода в пространстве между конусами позволяет достичь эффективной очистки сетки от мелкого мусора транзитным потоком (самоочистка сетки) при вращении заграждения вокруг вертикальной оси со скоростью 1 об/ минуту.В первом разделе диссертации выполнен анализ существующих конструкций рыбозащитных устройств (РЗУ), средств для отвода рыб от РЗУ и опыта их эксплуатации, методов расчета, а также методов моделирования и гидравлико - биологических исследований в лабораторных и натурных условиях. В результате анализа сформулирована концепция защиты рыб при водозаборах, которая включает три направления: перераспределение концентрации ранней и подросшей молоди рыб в потоке водотока; отвод молоди рыб в безопасную зону; преграды - «тонкое сито». Второе направление - отвод рыбы в безопасную зону является связующим звеном между первым и третьим направлениями, так как без отвода рыб нельзя организовать эффективную ее защиту.

Содержание диссертации соответствует разделу 5 паспорта специальности 05.23.07 - гидротехническое строительство.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ