Введение к работе
Актуальность темы. Строительство гидроузлов на реках, безвозвратный забор воды, загрязнение водоемов привели к резкому снижению численности ценных промысловых видов рыб ВО внутренних водоемах России. Возведенные плотины прервали пути миграции проходных, полупроходных и туводных видов рыб и отрезали места их нагула от нерестилищ. Компенсационные мероприятия для сохранения численности рыб в таких условиях предусматривают: сооружение рыборазводных заводов, отсыпку искусственных нерестилищ в нижнем бьефе гидроузла, восстановление миграционных путей техническими средствами - строительством рыбопропускных сооружении (РПС) для пропуска рыб из нижнего бьефа в верхний и рыбоспускных - из верхнего в нижний.
Более чем трехсотлетний опыт эксплуатации рыбопропускных сооружений показывает, что эффективность пропуска рыб зависит от их местоположения в системе гидроузла и конструкции рыбопропускного сооружения, создающего благоприятные условия для привлечения рыб в нижнем бьефе гидроузла, накопления в рыбона-копительных лотках (в рыбоподъемных сооружениях) или по тракту движения рыб (в рыбоходах), и выпуска в верхнем бьефе гидроузла).
Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью разработки-н-яаучнога-обоенования эффективных технических средств и технологий для пропуска рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний.
В течение ряда лет данная тема разрабатывалась в соответствии с Координационным планом работ по решению проблемы 0.85.01 задания 10.02.03 "Создать конструкции и устройства для рыбопропуска и рыбозащиты на водозаборах с большими расходами воды" Государственного комитета по науке и технике СМ СССР.
Цель диссертационной работы - разработка технических средств и технологий для пропуска рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний, позволяющих сохранить численность рыб во внутренних водоемах страны.
Задачи исследований:
- проанализировать современное состояние вопросов обоснования, проектирования и эксплуатации рыбопропускных сооружений; с учетом новых данных о влиянии изменения параметров среды обитания мигрантов провести анализ конструкций, технологи-
ческих схем работы построенных рыбопропускных сооружений, а также их местоположения в системе гидроузла;
выполнить комплексные биолого-гидравлические исследования по определению реакции рыб на изменение параметров среды обитания (скорости течения, интенсивности турбулентности, градиента температуры, наличия наносов, давления); на основе полученных данных разработать полные требования к зонам привлечения, накопления и выпуска рыб, дать рекомендации по проектированию и эксплуатации рыбопропускных сооружений;
разработать по результатам комплексных натурных гидравлика-биологических исследований рекомендации по эксплуатации построенных рыбопропускных сооружений;
разработать и на основе проведенных гидравлических исследований оптимизировать конструкции рыбопропускных сооружений, имеющих лучшие характеристики тга пропуску рыб по сравнению с построенными, и создать для этих сооружений технологические схемы работы;
разработать метод оптимизации местоположения рыбопропускного сооружения в системе гидроузла.
Новые результаты заключаются в следующем:
сформулированы основные требования к зонам привлечения, накопления и выпуска рыб для аффективного пропуска мигрантов из нижнего бьефа гидроузла в верхний;
разработаны новые конструкции рыбопропускных сооружений (а также отдельные их элементы) и технологии пропуска рыб, позволяющие увеличить количество пропускаемых мигрантов из нижнего бьефа в верхний на построенных и проектируемых гидроузлах, разработаны методики гидравлического расчета РПС;
разработан метод оптимизации местоположения рыбопропускного сооружения в системе гидроузла.
Личный вклад автора выразился в: разработке общего подхода к решению поставленных задач; обобщении и формулировании условий в зонах привлечения, накопления и выпуска рыб; разработке методик проведения гидравлических и биологических исследований, руководстве исследованиями и непосредственным участием в них; формулировке научных положений и выводов; разработке конструкций рыбопропускных сооружений и технологии пропуска рыб; разработке конструкций отдельных элементов рыбопропускных сооружений; разработке методов расчета и рекомендаций по проектированию и эксплуатации рыбопропускных сооружений; разработке метода по оптимизации местоположения рыбопропускных соо-
ружений в системе гидроузла.
Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по проектированию новых, эксплуатации и реконструкции построенных рыбопропускных сооружений, что позволяет повысить эффективность пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний.
Основные результаты исследований вошли в СНиП 2.06.07-87 "Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбоза-щитные сооружения" и "Пособие по проектированию рыбопропускных и рыбозащитных сооружений к СНиП 2.06.07-87", использованы институтом "Гидропроект" им. С.Я.Жука при проектировании рыбопропускных сооружений на р. Печа (рыбоход введен в эксплуатацию в 1993 г.), Дургунского гидроузла в Монголии, гидроузла Аль-Багдади на р. Евфрат в Ираке, Нижне-Черекских ГЭС, также в проекте реконструкции рыбохода Нижне-Туломской ГЭС. Кроме этого, результаты исследований используются при эксплуатации рыбопропускных сооружений Саратовского (р. Волга), Краснодарского и Федоровского (р. Кубань) гидроузлов.
Результаты работы используются в учебном процессе Тверского государственного технического университета (включены в спецкурс "Гидравлика", "Гидротехнические сооружения", "Инженерные мероприятия по охране окружающей среды" и применяются в курсовом и дипломном проектировании).
Апробация работы выполнена в виде докладов на: координационных совещаниях по вопросам рыбопропуска и рыбозащиты (г.Рига, 1977; г.Новочеркасск, 1982; г.Астрахань, 1990), на научно-технических конференциях и семинарах (в Новочеркасском инженерно-мелиоративном институте, 1982 г., Санкт-Петербургском государственном техническом университете, 1983, 1996 гг., Тверском государственном техническом университете, 1974-1997 г.г.); на втором Всероссийском совещании "Поведение рыб" (Ео-рок, ИБВВ РАН, 1996); в школе передового опыта "Сооружения и устройства для сохранения естественного воспроизводства рыб при гидростроительстве на внутренних водоемах" (г.Краснодар, 1980 г.); на заседаниях секции рыбопропускных и рыбозащитных сооружений Межведомственной ихтиологической комиссии (г. Москва, 1985-1997 гг.); на технических совещаниях в институте "Гидропроект" им. С.Я.Яука, 1974-1997 г.г.; в Институте проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН (1981-1997 г.г).
По теме диссертации опубликовано 39 работ (в том числе в изданиях РАН), получено шесть авторских свидетельств на ивоб-
ретения.
Объем и структура работы. Диссертация состоит иэ введения, пяти глав, заключения, приложений и списка использованной литературы, включающего 254 наименований. Работа содержит 291 стр. машинописного текста, 72 рисунка, 23 таблицы и приложения.
Автор выражает благодарность Заслуженному изобретателю России, заведующему кафедрой "Гидравлика, теплотехника и гидропривод" Тверского государственного технического университета, профессору Барекяну Аршаку Шаваршавичу га всестороннюю помощь при выполнении данной работы.
