Введение к работе
Актуальность работы. При строительстве гидроузлов, на важных в рыбохозяйственном отношении реках и водоемах, необходимо обеспечивать паритет водных мелиорации, водного транспорта, гидроэнергетики, коммунального хозяйства и рыбного хозяйства Между тем, плотины гидроузлов преграждают пути миграции рыб к местам нереста и нагула, что является одной из главных причин сокращения их естествешгого воспроизводства. Проблема массового пропуска мигрирующих рыб через плотины решается устройством в составе речных гидроузлов рыбопропускных сооружений (РПС). Однако, несмотря на многолетний опыт проектирования и эксплуа-у тащш, производительность большинства из шіх не обеспечивает пропуск в верхний бьеф необходимого для естественного воспроизводства количества рыб. Основные причины низкой рыбопропускной способности сооружений установлены в процессе их обследования такими известным! отечественными и зарубежными специалистами кат Г.К.Харчев, М.И.Тихлй и П.В.Внкторов, Л.М.Нусенбаум, Д.С.Павлов, Б.С.Малеванчик, Г.Н.Ряховская, А.Ш.Барекян, В.Н.Шкура, М.А.Скоробогатов, П.В.Иванов, А.И.Лупандин, Г.С.Муравенко, M.Kozak, G.Iens и др. Анализ литературных источников позволил определіггь основные направления совершенствования конструкций '/ как собственно рыбопропускных сооружений, так и подходных участков в зоне поисков и участков выхода рыб в верхнем бьефе. В частности, важным фактором, определяющим эффективность пропуска рыб, является создание благоприятных условий для ориентации рыб и поиска ими входа в накопители рыбопропускных сооружений. В этой связи оптимизация конструктив-'/ пых решении и гидравлических условий подходных участков является актуальной.
Работа выполнялась в период с 1974 по 2000 гг. в рамках: плана важнейших научно-исследовательских работ ГКНТ СССР по проблеме 0.85.01, раздел 06.01.09.Н1 «Провести комплексные научно-исследовательские работы по обоснованию и проверке в натуре параметров верховых лотков, сопрягающих устройств, ихтиологических площадок, блоков питания и рыбо-/ направляющих устройств», республиканской целевой научно-технической программы на 1992-95 гг. (проблема 3.11/37.0); федеральной программы развития рыбного хозяйства РФ до 2000 года «Рыба».
Цель работы - гидравлическое и инженерно-биологическое обоснование и разработка рекомендаций по конструированию подходных участков (к рыбопропускным сооружениям на основе рыбонаправляющих уступов и сопрягающих пандусов.
Задачи исследований:
выполнить комплекс исследований и наблюдений на действующих рыбопропускных сооружениях для обоснования необходимости и направлений конструирования подходных участков к ним;
оценить возможность и условия применения рыбонаправляющих уступов и сопрягающих пандусов при конструировании подходных участков к рыбопропускным сооружениям;
разработать методики расчета поля скоростей в зоне влияния рыбонаправляющих уступов и над сопрягающими пандусами;
установить закономерности воздействия параметров рыбонаправляющих уступов на поведение рыб;
разработать рекомендации по конструированию подходных участков к рыбопропускным сооружениям с применением рыбонаправляющих уступов и сопрягающих пандусов.
Автор защищает:
- результаты обобщения материалов многолетних натурных исследований топографических и підравлических условий на подходных участках к рыбопропускным сооружениям;
результаты лабораторных гидравлических исследований и экспериментальные зависимости по определению параметров привлекающего рыбу потока в зоне влияния рыбонаправляющих уступов;
результаты экспериментальных исследований поведения и распределения рыб в зоне влияния рыбонаправляющих уступов;
теоретические и экспериментальные зависимости по определению параметров привлекающего потока над сопрягающим пандусом;
методику расчета поля скоростей в зоне влияния рыбонаправляющих устройств и над сопрягающими пандусами;
рекомендации по проектированию рыбонаправляющих уступов и со-нряіаюіцих пандусов, применяемых в комплексе с рыбопропускными сооружениями.
Научную повишу работы составляют:
данные многолетних натурных исследований и наблюдений по оцен-ке влияния деформаций русел и изменению гидравлических условий в зонах поиска на эффективность работы рыбопропускных сооружений;
экспериментальные зависимости и методика расчета поля скоростей в зоне влияния рыбонаправляющих уступов;
аналитические зависимости и методика расчета скоростей течения над сопрягающим пандусом.
Практическая пеппость работы заключается: - в разработанных рекомендациях по расчету и конструированию подходных участков к рыбопропускным сооружениям на основе применения рыбонаправляющих усту-
пов и сопрягающих пандусов; - предложениях по конструктивному решеїшю подходных участков к рыбопропускным сооружениям Краснодарского, Ти-ховского, Кочетовского и Константиновского гидроузлов. Личный вклад автора состоит в:
непосредственном участии в проведении топографических и гидравлических ксследований на Кочетовском, Николаевском, Константиновском и Краснодарском гидроузлах;
сборе информации и научном обобщении данных о влиянии топографических и гидравлических условий в зонах поиска на эффективность работы рыбопропускных сооружений;
проведении, анализе и обобщении материалов гидравлических и инженерно-биологических исследований рыбонаправляющих уступов;
проведешш теоретических и экспериментальных исследований характера течений над сопрягающими пандусами.
Методы исследовании. Задачи, поставленные в работе, решены путем проведения теоретических, натурных vi лабораторных исследований с использованием теории турбулентных струй, физического моделирования и методов математического планирования эксперимента
Оценка достоверности научных результатов. Исследования выполнены по апробированным методикам с применением контрольно-измерительной аппаратуры протарированной метрологической службой, с проверкой результатов посредством статистических критериев на основе теории ошибок дисперсионного анализа. В работе проведено сопоставление результатов расчетов и экспериментов, проверена оценка их сходимости.
Апробация работы.. Основные положения работы докладывались на: I и II областных конференциях молодых ученых «Исследования рыбопропускных и рыбозащнтных сооружений» (Новочеркасск, 1982, 18-1). Всссокп-
ной конференции по итогам работы вузов СССР в области гидротехники в XI пятилетке (Куйбышев, 1985), региональной научно-технической конференции «Повышение использования водных ресурсов в сельском хозяйстве» (Новочеркасск, 1989), научно-технической конференции «Проблемы мелиорации Юга России» (Новочеркасск, 1993), научнр-практической конференции «Мелиорация, эксплуатация, охрана природы и КИОВР» (Новочеркасск, 1998 г.); кафедре гидротехнических сооружений НГМА в 1999-2000 гг.
Публикации. Основные материалы исследований опубликованы в 14 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, приложений и списка литературы. Общий объем диссертащш 187 страниц, в том числе: 167 страниц машинописного текста, 63 рисунка, 14 таблиц, 2 приложения и список литературы," включающий 124 наименования отечественных и зарубежных источников.
