Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние разработки и использования рыбозащитных устройств, работающих на основе струевых завес и гидродинамических экранов 9
1.1. Анализ основных причин попадания молоди рыб в водозаборы 9
1.2. Оценка исследований механизма защиты молоди рыб струевыми завесами и гидродинамическими экранами 13
1.3. Анализ конструкций рыбозащитных устройств с гидродинамическими экранами 26
1.4. Основные требования, предъявляемые к рыбозащитным устройствам с гидродинамическими экранами 38
2. Конструирование и расчет основных параметров импульсного рыбозащитного устройства 42
2.1. Описание конструкции импульсного гидродинамического рыбо-зашитного устройства 42
2.2. Задачи конструирования, исследования и оптимизации рыбоза-щитного устройства 45
2.3. Методика расчета геометрических параметров импульсного гидродинамического устройства 49
3. Теоретические и лабораторные исследования по оценке гидродинамических характеристик импульсного рыбозащитного устройства 59
3.1, Исходные предпосылки и расчетная схема 59
3.2. Определение частоты вращения гидродинамического устройства 61
3.3. Экспериментальные исследования по обоснованию кинематических параметров устройства 74
3.3.1. Описание лабораторной установки и методики проведения исследований 74
3.3.2. Оценка точности экспериментальных измерений 79
3.3.3. Результаты лабораторных исследований по установлению кинематических характеристик РЗУ 80
3.4. Анализ полученных зависимостей и оценка опытных коэффициентов 85
3.5. Методика гидравлического расчета частоты вращения импульсного рыбозащитного устройства 87
4. Натурные исследования импульсного гидродина мического рыбозащитного устройства на водоза борах дельты волги
4.1. Цель, задачи и описание объектов исследований
4.2. Методика натурных гидравлико-биологических исследований рыбозащитного устройства 99
4.2.1. Методика и оценка точности натурных гидравлических исследований рыбозашитного устройства 99
4.2.2. Методика натурных биологических исследований и характеристика ихтиологического материала 101
4.3. Результаты гидравлических исследований рыбозащитного устройства в проточном водоеме 105
4.4 Результаты исследований по оптимизации технологических параметров устройства в условиях проточного водоисточника 109
4.4.1, Методика анализа данных натурных исследований по оптимизации режимов работы устройства 109
4.4.2. Результаты исследований по оптимизации частоты вращения устройства 114
4.4.3. Результаты исследований по определению эффективности рыбозащитного устройства 125
4.5. Оценка выживаемости молоди рыб после контакта с импульсным рыбозащитным устройством 137
4.6. Результаты исследований гидродинамического устройства в непроточном водоеме 140
5. Внедрение результатов исследований, рекомендации по проектированию и эксплуатации импульсного рыбозащитного устройства 143
5.1. Рекомендации по проектированию импульсного рыбозащитного устройства водозабора ОАО «Прогресс» 143
5.2. Рекомендации по изготовлению устройства 148
5.3. Инструкция по эксплуатации рыбозащитного устройства 150
5.4. Перспективные конструкции рыбозащитных устройств на основе импульсных гидродинамических экранов 152
5.5. Рекомендации по дальнейшему исследованию импульсного рыбозащитного устройства 155
Общие выводы 158
Литература 161
Приложение 168
- Оценка исследований механизма защиты молоди рыб струевыми завесами и гидродинамическими экранами
- Методика расчета геометрических параметров импульсного гидродинамического устройства
- Экспериментальные исследования по обоснованию кинематических параметров устройства
- Методика натурных гидравлико-биологических исследований рыбозащитного устройства
Введение к работе
Актуальность проблемы. Использование водных ресурсов для различных хозяйственных целей связано со строительством водозаборных сооружений и изъятием из поверхностных водоисточников значительных объемов воды. В настоящее время на территории Российской Федерации учтено около 7,1 тысяч водозаборов суммарной производительностью более 11,5 тыс. м3/с. Как показывает практика, многие из них оказывают отрицательное влияние на водные биоценозы, в том числе и ихтиофауну. По данным органов рыбоохраны за последние пять лет по выявленным нарушениям правил защиты рыб расчетный ущерб рыбному хозяйству только от одного водозабора составляет от 102 до 1360 тыс. руб. в год или в среднем 24,8 тыс. руб. на 1 м3/с забираемой воды. Исследования в бассейнах рек Волги, Дона, Кубани и др. свидетельствуют, что водные экосистемы испытывают весьма высокую нагрузку, а отдельные ценные виды рыб находятся на грани исчезновения и требуют чрезвычайных мер по их спасению. Данные обстоятельства свидетельствуют о необходимости разработки широкого круга мероприятий по охране рыбных запасов и, прежде всего, мер по защите рыб при организации водоотбора.
При разработке мероприятий по охране ихтиофауны внутренних водоемов страны по-прежнему актуальными остаются создание, проектирование и использование рыбозащитных устройств, соответствующих современным требованиям экологической безопасности, имеющих высокую рыбозащит-ную эффективность и техническую надежность. На решение этой проблемы и направлена настоящая работа, которая является результатом исследований, выполненных в рамках Республиканской (федеральной) целевой научно-технической программы (проблема 3.11/37.0 «Разработать новые высокоэффективные технологии и конструктивные решения по сохранению рыбных запасов в источниках орошения»), Федеральной программы развития рыбного хозяйства РФ "Рыба", отраслевых планов НИР комитета по рыболовству МСХ РФ и направления научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО «Но-
вочеркасская государственная мелиоративная академия».
Целью исследований является разработка, исследование и обоснование конструкции импульсного гидродинамического рыбозащитного устройства машинных водозаборов производительностью до 0,5 м /с.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи'.
разработать и обосновать конструкцию импульсного рыбозащитного устройства (РЗУ) для различных условий забора воды из водоисточников;
изготовить опытные образцы устройства на расход до 0,5 м /с, выполнить лабораторные и натурные исследования по установлению параметров и оценке рыбозащитной эффективности конструкции;
разработать методику расчета основных параметров импульсного рыбозащитного устройства и его элементов;
разработать рекомендации по проектированию, изготовлению и эксплуатации импульсного рыбозащитного устройства водозаборов различного назначения.
Методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались методы теории турбулентных струй, математическая теория планирования эксперимента, апробированные методики лабораторных и натурных экспериментов. Биологические исследования по оценке эффективности рыбозащитного устройства выполнялись по методике Главрыбвода с участием биологов КаспНИРХа.
Достоверность научных результатов. Основные положения, выводы и рекомендации научно обоснованы с позиций теории вероятности, математической статистики и моделирования на ЭВМ. Опытные данные научных исследований получены в результате использования общеизвестных методик лабораторных и натурных экспериментов, метрологически аттестованных приборов и стандартного оборудования промышленного изготовления. Достоверность научных выводов подтверждается также их апробацией и использованием в производственных условиях.
7 Основные положения, выносимые на защиту:
конструкция импульсного гидродинамического устройства для водозаборов производительностью до 0,5 м3/с;
методика расчета геометрических и кинематических характеристик импульсного рыбозащитного устройства;
показатели рыбозащитной эффективности и выживаемости молоди рыб после контакта с РЗУ;
рекомендации по проектированию, изготовлению и эксплуатации импульсного рыбозащитного устройства.
Научная новизна работы заключается в том, что:
по материалам экспериментальных исследований установлены основные технические и технологические характеристики импульсного рыбозащитного устройства;
данными натурных исследований на водозаборных сооружениях подтверждены эффективность защиты молоди рыб, превышающая нормативные показатели, а также высокая степень выживаемости рыб после контакта с устройством;
по результатам теоретических исследований разработана методика расчета параметров импульсного рыбозащитного устройства для различных условий отбора воды.
Практическую ценность работы составили:
~ новое техническое решение, а также научно обоснованная методика по расчету и конструированию импульсного рыбозащитного устройства;
- рекомендации по проектированию, изготовлению и эксплуатации
импульсного рыбозащитного устройства.
Рекомендации по проектированию и эксплуатации РЗУ утверждены НТС ФГУ «Управление «Ростовмелиоводхоз»» для использования на водозаборах области. Рекомендации, методика и техническое решение реализованы в проектной практике института Южводпроект для проектирования рыбозащит-ных сооружений водозаборов мелиоративных систем. Ожидаемый экономи-
8 ческий эффект от внедрения импульсного РЗУ в проекте водозабора ОАО
«Прогресс» на реке Чир в Ростовской области составил 149,122 тыс. руб.
Личный вклад. Постановка проблемы и реализация задач исследований, теоретические, экспериментальные исследования и их анализ, формулирование итоговых выводов осуществлены лично автором. В проведении гидравлических экспериментальных и натурных исследований принимали участие сотрудники отраслевой лаборатории и студенты. НГМА. Биологические исследования по оценке эффективности рыбозащитного устройства выполнялись при личном участии автора совместно с биологами КаспНИРХа.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались, обсуждались и были одобрены на заседаниях: Первой международной конференции «Биологические ресурсы Каспийского моря» (Астрахань. 1992 г.); Региональной научно-технической конференции «Проблемы мелиорации и экономики юга России»' (Новочеркасск, 1993 г.); Между народней: конференции «Наукоемкие технологии в мелиорации» (Костяковские чтения: (Москва, 2005 г.), научно-технических конференций НГМА, РосНИИПМ и Южводпроекта (Новочеркасск, 2005-2006 гг.), а также кафедры «Гидротехнические сооружения» НГМА (1992-1994, 2004-2006 гг.).
Публикации. Научные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 8 работах автора, включая статью в центральной печати, патент на изобретение, рекомендации по проектированию и эксплуатации и учебное пособие для студентов вузов.
Объем и структура работы. Диссертация имеет общий объем 171 страницу машинописного текста, включая 70 рисунков и 13 таблиц, структурно состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 116 наименований и 2 приложений.
Оценка исследований механизма защиты молоди рыб струевыми завесами и гидродинамическими экранами
Возможность использования струй в качестве элементов рыбозащитных устройств основана на результатах исследований В. П. Боровского (2002),
A. Е. Ващинникова (1987), В. Н. Киселева-Цецхладзе (1977), Ю. М. Колпач кова, В. М. Синявской, Ю. Е. Курина и Н. А. Юношева (1985), Ю. В. Мар тинсена (1940), В. Н. Мартышевского (1965), Г. С. Муравенко, А. И. Симо ненко, В. Е. Синеока (1977), Ю. В. Минкина (1981), П. А. Михеева (1994, 2000), Л. М. Нусенбаума (1961), Д. С. Павлова и Л. Г. Штафа (1981), Д. С. Павлова и С. Н. Тюрюкова (1989, 1991), А. М. Пахорукова (1980), B. В.. Петрашкевича (1992), В. Р. Протасова и А. Г. Старосельской (1978), И. И. Рипинского (1991), А. С. Цыпляева (1985), А. Л. Эрслера (1999) и др.
В частности установлено, что молодь рыб при скате стремится избегать зон активных гидродинамических возмущений, создаваемых различными препятствиями или струей. При этом биологи утверждают, что струи действуют на молодь как раздражители, которых она избегает, а инженеры склонны к динамическому фактору воздействия струй, отводящих рыб от зоны всасывания водозаборного сооружения.
В результате проведенных опытов в гидравлическом лотке с молодью окуня, плотвы и голавля Д. С. Павловым и С. Н. Тюрюковым (1986) было зафиксировано 360 трасс движения молоди, которые показали, что сносимые потоком рыбы не касаясь препятствий, покидали зоны возмущений потока. Они объяснили это тем, что рыбы испытывают в таких зонах локальное воздействие струй с различными величинами скоростей и используют их для ориентации в пространстве. Подтверждением тому служат различия в трассах движения живых и мертвых рыб, очевидные из рис. 1.1.
Д. С. Павлов и Л. Г. Штаф (1981) объяснили такое поведение рыб наличием у них наряду со зрительным И тактильным и гидродинамического механизма ориентации в пространстве, необходимым условием работы которого, является наличие в водной среде возмущений. Опыты, проведенные авторами в гидравлическом лотке с направляющими лопатками, показали возможность управления поведением молоди рыб путем создания зон повышенных скоростей в отдельных частях лотка в темноте.
Было доказано, что молодь рыб стремится уходить в зоны с положительным поперечным реоградиентом, совершая передвижения в поперечном направлении с критической скоростью, а наличие отрицательного продольного реоградиента сигнализирует рыбе о приближении препятствия. Ориентация рыб в поперечном реоградиенте осуществляется с помощью органов боковой линии за счет восприятия разности скоростей течения струй, омывающих их тело..Кроме того, этими же авторами сделан вывод о том, что поведение и распределение рыб в потоке с препятствиями определяется не только реоре-акцией, но и реакцией избегания, то есть оно аналогично поведению рыб в зоне рыбозащитных устройств. Следовательно, можно предположить, что ориентация молоди рыб в зоне влияния струйной завесы разработанного оголовка будет аналогичной, то есть реакцией избегания, исключающей ее по падание в водозабор.
А. С. Цыпляев (1985) указал, что у рыб существуют органы боковой линии, прежде всего как анализаторы турбулентного потока, благодаря чему рыба может четко определить находится ли она в стоячей воде или на течении сильном или слабом. При этом ей нет необходимости видеть ориентиры, по изменению градиентов пульсационных характеристик она чувствует приближение к обтекаемому потоком телу и стремится избежать контакта с ним, уходя в зоны потока с повышенной турбулентностью. На основании этих исследований А. С. Цыпляев делает вывод о том, что наиболее эффективными мерами от попадания молоди рыб в водозабор, на его взгляд, может быть создание перед водозабором искусственных зон повышенной турбулентности потока, которые бы отвлекали молодь на себя и отводили ее за пределы зоны влияния водозабора. Автор так же сделал попытку определить масштаб турбулентности речного потока, который в наибольшей степени воздействует на рыбу и который рыба ощущает. Турбулентный поток представляет собой движущуюся массу вихреобразований различных размеров и интенсивности.
В речных потоках наибольшие вихри достигают размеров глубины потока, В последующем раздробляясь они передают энергию более мелким вихрям. Те в свою очередь еще более мелким и так до вихрей размером в несколько десятых доли миллиметра. Согласно современным исследованиям, наибольшая доля кинетической энергии пульсаций потока приходится на самые крупные вихреобразования: до 50 % с частотой пульсаций па -1 Гц.
Так, скорости течения воды и = 1,0 м/с и частоте па =1 Гц соответствует размер вихря, или, что тоже самое масштаб турбулентности L = 1,0 м. По данным биологов органы боковой линии рыб способны воспринимать струи воды диаметров менее 1-2 длин. Исходя из этого утверждения можно сделать вывод о том, что молодь рыб длиной тела 20 мм способна воспринимать наибольший масштаб турбулентных возмущений равный L = 40,0 мм, с частотой пульсаций п(0 определяемой из соотношения nj = па L,
С учетом изложенного выше получим, что частота колебаний такой величины составляет пф = 25 Гц. Тогда на молодь рыб длиной тела 20 мм при скорости течения потока в 1,0 м/с действует пульсационное давление от 0,32 до 0,8 Па - это достаточно большое давление, учитывая, что масса молоди рыб длиной 20 мм составляет около 0,2 г. Следовательно, пульсационное давление турбулентного потока является достаточно сильным раздражителем, как для взрослой рыбы, так и для молоди рыб.
Подтверждением этому являются исследования В. Н, Мартышевского (1965), направленные на повышение уловистости тралов за счет создания за тральной доской турбулентного следа, рис. 12.
Методика расчета геометрических параметров импульсного гидродинамического устройства
На начальном этапе рассмотрим основные закономерности формирования скоростного поля в зоне.влияния устройства. Струеобразователь работает как короткий трубопровод, по длине которого происходит отдача расхода. Для упрощения изготовления РЗУ криволинейные струеобразователи приняты прямолинейными (рис. 2.4). С точки зрения рыбозащиты вдоль струеобразователя необходимо формировать равномерное скоростное поле. С учетом этого диаметр струеобразователя может быть определен с использованием уравнения движения жидкости с переменным расходом вдоль пути. Исследованиями в этой области занимались многие специалисты, которыми были получены теоретические решения задачи. Г, А. Петров (1951) уточнил уравнения для определения характеристик потока воды с переменным расходом и выполнил ряд подтверждающих их экспериментов.
Дифференциальное уравнение потока жидкости с переменным расходом вдоль пути, в соответствии с расчетной схемой имеет вид где Uco и qco - соответственно скорость и расход в струеобразователе. Слагаемое — выражает приращение удельной потенциальной энергии PS давления (удельного давления) по длине струеобразователя с учетом указанного противодавления (А.С. Цьшляев, 1973). Поток внутри струеобразователя испытывает противодавление со стороны окружающей жидкости,-поэтому в (2.1) приращение удельной потенциальной энергии поглощения к 0. При расчете коротких трубопроводов потерями по длине пренебрегают, поэтому в уравнении (2.1) Влияние отделяющегося из отверстий расхода на величину энергии потока внутри трубы определяется последним слагаемым уравнения (2.1) Объединив его с первым слагаемым в уравнении (2.1) и проведя преобразования с учетом того, что струи отделяются под прямым углом к струеобра-зователю, а проекция вектора скорости в струе на направление движения потока в трубе U0=0 получим где qco -расход воды в струеобразователе в сечении Х- Х\ Рм/pg- манометрическое давление в напорном трубопроводе на уровне свободной поверхности воды; Рх/ pg - манометрическое давление в струеобразователе в сечении Х-Х. Из (2.5) следует, что Pxf pg уменьшается по длине струеобразователя и достигает минимального значения в его конце, то есть при х = Lco, qco = 0. Тогда уравнение (2.5) в сечении х = L примет вид где рсо - коэффициент расхода отверстий струеобразователя; Q0 - площадь всех отверстий струеобразователя; Рсо/ pg - среднее избыточное давление в струеобразователе. Произведя подстановку (2.7) в (2.6), после преобразований получим Введя обозначение —— = Д, .и с учетом значений корректива количества движения (ц & 1,0 а коэффициента расхода для отверстий струеобразователя /лсо— 0,6, окончательно получим Разница давлений в начале и конце струеобразователя зависит только от его конструктивных параметров, т.е, от соотношения &СО/О0. Оптимальная величины Д, рассмотрена В.В. Смысловым и Ю.М. Константиновым, 1971 и Я показано, что при — 3, где X -.коэффициент гидравлического трения трубы струеобразователя напор в трубе будет увеличиваться. Постоянный пьезометрический напор по длине трубы остается при соотношении площади трубы к площади отверстий равном Д = 2,8.
Экспериментальные исследования по обоснованию кинематических параметров устройства
Лабораторные исследования проводились в гидротехнической лаборатории НГМА, опытный образец устройства на расход до 100 л/с имел следующие размеры: D0= 0,20 м - диаметр всасывающего трубопровода; Dp = 0,30 м - диаметр раструба; dN_mp = 0,04 м - диаметр напорного трубопровода; deK = 0,12 м - диаметр водораспределительной камеры; dco = 0,018 м - диаметр струеобразователя; d0 = 0,004 м - диаметр сопел струеобразователя; tc = 0,03 м - шаг отверстий струеобразователя; а= 45 -угол установки; Nco - 4 шт. -количество струеобразователей; Lco = 0,50 м - длина струеобразователя. Устройство исследовалось в режиме расхода водозабора от 10, до 50 л/с, давлении в струеобразователях от 0 до 300 кПа, расходе струеобразователей (напорного трубопровода) до qHm- 9,2 л/с, что составляло менее 10% от максимального расчетного расхода водозабора. Конструкция помещалась в гидравлический лоток длиной 12 м, шириной 1,5 м и высотой 1,3 м, который выполнен из оштукатуренной кирпичной кладки и позволял создавать поток глубиной до 1,1 м (рис. 3.6). Исследования выполнялись по следующей методике: - в лоток через напорный трубопровод подавалась вода с расходом 10(Ы20 л/с и устанавливалась глубина потока 0,9 1,0 м; - с помощью микровертушки измерялась скорость течения в лотке U}; - вода, прошедшая через РЗУ по лотку (6) отводилась в сбросную систему, расход QS3 измерялся с помощью водослива-водомера (4); _Qe3. - скорость во всасывающей трубе определялась по формуле U2 G „ - с помощью шпиценмасштабов определялись уровень воды в лотке и отметка середины отводящей трубы; - с помощью пьезометра определялись потери напора на РЗУ, рис. 3.7. Измерение скоростей потока на модели проводилось с помощью автоматизированной системы, состоящей из микровертушки, усилителя-формирователя импульсов, частотомера-периодомера с выводом данных на компьютер.
Для измерений скорости применялась двухконтактная микровертушка ти па X 6 с нижним пределом измеряемой скорости равным 0,02 м/с и верхним - 3,8 м/с. Вертушка тарирована в Аксайском тарировочном бассейне Северо-Кавказского управления ГУГМС. Продолжительность периода измерений гидравлических характеристик потока принималась, исходя из набора 800-1000 импульсов, при которых можно получать статистически достоверные результаты. Обработка данных измерений проводилась на ЭВМ по стандартным программам. При этом осредненная за время t скорость рассчитывалась по следующей формуле 0,05 м/с - порог трогания вертушки; К = 0,0071 - тарировочный коэффициент; / - частота вращения ротора микровертушки. Величина актуальной скорости подсчитывалась по зависимости где tt - время прохождения соседних лопастей микровертушки мимо контакта. Для определения гидравлического сопротивления РЗУ запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения 0-0 (см. рис. 3.7) в виде откуда Тогда с учетом (3.23) расход оголовка можно определить из уравнения напорного движения в виде По результатам замеров, по формуле (3.26) определялась величина коэффициента расхода экспериментальной установки. Однако полученное значение коэффициента расхода учитывает влияние не только РЗУ, но и арматуры водозабора, поэтому для дальнейшего проектирования целесообразно знать закономерность изменения коэффициента сопротивления РЗУ. Для условий экспериментальной установки коэффициент расхода можно определить по формуле где СРЗУ , Сол, Сі - коэффициенты сопротивления, соответственно РЗУ, колена и по длине. . Значения коэффициентов определялись по известным формулам (Справочник по гидравлике ..., 1984) и для размеров экспериментальной установки оказались равными Скол - 1,19 и Сі 0,08.
Методика натурных гидравлико-биологических исследований рыбозащитного устройства
Гидравлические исследования включали измерение параметров течений и анализ структуры потока в водоисточнике, в месте установки РЗУ, определение коэффициента расхода оголовка, а так же частоты вращения струеобра-зователей при различных режимах давления в системе питания. Исследования гидравлической структуры потока в месте водозабора проводились по общеизвестной в гидрометрии методике. Необходимые замеры выполнялись с понтона и лодки, в частности, скороети потока в зоне РЗУ измерялись гидрометрической вертушкой ГР-21, время секундомером, глубины с помощью лота и мерной рейки. Скорость вращения струеобразователей устройства определялась при различных углах атаки струи в диапазоне от 30 до 60 и давлении в напорном трубопроводе от 50 до 300 кПа, Изменение угла наклона струеобразователей осуществлялось их поворотом и фиксацией контрольной гайкой, а избыточное давление в трубопроводе питания измерялось с помощью манометра. Частота вращения системы струеобразователей оголовка определялась, как визуально, так и с помощью датчика ДТП (датчик герконовый подводный), закрепленного на раструбе всасывающей трубы. Магнитная головка крепилась на струеобразователе, прохождение её под датчиком фиксировалось регистрирующим устройством, собранным на базе элемента типа «Логика-1», расположенного на пульте управления насосной станции. Исследования устройства проводились по единой схеме с установкой конструкции против течения. Через шарнирное устройство РЗУ присоедини лось к гибкому всасывающему шлангу и насосу с помощью фланцев. Погружение РЗУ на заданную глубину (до 1,5 м) и удаление от понтона (до 1,0 м) осуществлялось при помощи кран-балки с лебедкой. Вода на струеобразова-тели подавалась по резиновому шлангу от напорного водовода.
В случаях, когда давление в струеобразователях было недостаточным, подавалась вода из дополнительной насосной станции (насоса). Основным этапом натурных гидравлических исследований являлась оценка коэффициента расхода рыбозащитного устройства при различных режимах работы струеобразователей, С этой целью проводились замеры расхода насосной станции с помощью мерного трапецеидального водослива при различном режиме давления Рнт в системе струеобразователей. При обработке результатов равноточных измерений линейных величин средняя квадратическая погрешность отдельного измерения тт определялась по зависимости где v - поправка равноточных измерений, м v,=I - /,-; L - среднее значение из результатов равноточных измерений, м здесь li - величина линейного измерения, м; п - число измерений. Определение расхода в поперечном сечении отводящего канала осуществлялось, по результатам измерения глубин и скоростей наиболее распространенным в речной гидрометрии методом «скорость-площадь», при этом погрешность определения расхода не превышала 5-6 %, что соответствует существующим требованиям (А.А. Лучшева, 1983). Данные о достоверности основных результатов гидрометрических измерений выполненных в ходе натурных исследований приведены в табл. 4.2. В процессе исследований рыбозащитное устройство периодически поднималось над поверхностью воды для осмотра и технической оценки возможных повреждении элементов, а также прилипания и застревания рыб и других предметов (мусора, водорослей и т.п.). Конструкция РЗУ проверялась на надежность непрерывной работы в течение 50 часов. Биологические исследования по оценке рыбозащитной эффективности РЗУ проводились по методике
Главрыбвода. Согласно этой методике, основным способом учета молоди рыб является учет их ловушками, устанавливаемыми непосредственно перед водозабором и за насосной станцией. В случае отсутствия проточности в водном объекте облов молоди рыб перед оголовком осуществлялся тралением. Исследования эффективности проводились в вечерне, сумеречное время суток с трехкратным повтором опытов. Пробы в реке, перед водозабором, брались с помощью ихтиологической ловушки с площадью входного отверстия 0,5 м , время экспозиции ловушки составляло 10 минут. За насосной станцией пробы брались в приемном бассейне (см. рис. 4.4). Расчет рыбозащитной эффективности производился по формуле где Ср - концентрация молоди рыб в реке перед водозабором (шт./м3); Cs - концентрация молоди за насосной станцией (шт./м3); В - коэффициент выживаемости молоди рыб после контакта ее с РЗУ с учетом естественной выживаемости. Концентрация молоди рыб перед РЗУ определялась путем пересчета данных ихтиологических проб по формуле где NM число рыб в ихтиологической ловушке за одну экспозицию; У л ,Vp — скорость потока, соответственно на входе в ловушку и в реке, м/с; Кф -коэффициент сопротивления ловушки; Ss - площадь входного отверстия ловушки, м ; Т - время экспозиции ловушки. Коэффициент сопротивления ихтиологической ловушки определялся как отношение скорости течения на входе в ловушку и скорости течения в реке. Для определения скорости на входе в ловушку гидрометрическая вертушка закреплялась с помощью растяжек в центре входного отверстия, и ловушка устанавливалась в точке отбора проб.
