Введение к работе
Актуальность темы. Проблема повышения эффективности рыбозащнты и совершенствования конструкций рыбозащитных устройств кРЗУ) касается 20 тысяч водозаборов систем коммунального и промышленного водоснабжения и является актуальной для всех регионов Рос-:ии. Слабая оснащенность действующих водозаборов РЗУ (в 1990 г. < 20%), сложность, громоздкость и малая их эффективность, прекращение финансирования НИР и ОКР по рыбозащите, отсутствие современной нормативно-законодательной базы использования биоресурсов внутренних и территориальных вод при возрастающих объемах изъятия воды, усиление антропогенного воздействия и загрязнения водоемов и др., ухудшили условия воспроизводства рыбных ресурсов, и, как следствие, — в последние 12-15 лет снизили обеспечение населения страны рыбопродукцией в 3-4 раза.
Любой водозабор как головной технологический элемент систем водоснабжения должен бесперебойно отбирать воду, функционируя одновременно как рыбозащштгый объект. Главное требование к РЗУ: гарантированный при любых гидрологических условиях пропуск воды заданного качества; эффективная, безопасная для рыб — рыбозащита; надежность действия при эксплуатации; простота конструкции, автоматическое действие, экономичность, соответствие условиям водоисточников и особенностям ихтиофауны. В диссертации принята классификация по способу предотвращения попадания рыб в водозаборы: механические, гидравлические и физиологические.
Оценка состояния, эффективности и тенденций развития РЗУ на водозаборах показали необходимость более широкого использования в качестве средства рыбозащнты технологий фильтрующего водоириема, а в качестве рыбозащитных устройств — фильтрующих элементов водоприемников. В разработку теоретических основ и практику рыбозащнты на водозаборах, совершенствование приемов и конструкций РЗУ большой вклад внесли: Л.Г.Аверкиев, Т.Г.Войнич-Сяноженцкий, В.Н.Ереснов, М.Г.Журба, Т.В.Колесникова, Г.М.Кузовлев, Б.С.Мале-
ванчик, В.К.Мауль, Б.З.Мельцер, А.И.Мотинов, И.В.Никоноров, А.С.Образовский, А.И.Пахоруков, В.В.Петрашкевич, А.А.Смирнов, А.К.Стрелков, Б.Ф.Турутин, К.Ф.Хииицкий, В.Н.Шкура и др.
Цель настоящей работы — обоснование целесообразности и условий применения технологий фильтрующего водоприема и фильтрующих элементов водоприемников в качестве рыбозащитных устройств (РЗУ) на водозаборах коммунального и промышленного водоснабжения.
Для достижения этой цели ставились следующие задачи:
анализ существующих конструкций РЗУ и оценка их технологической и рыбозащигной эффективности;
создание экспериментальных установок и фрагментов натурных фильтрующих РЗУ и выполнение на них исследований рыбозащиты в лабораториях л в натуре;
разработка ихтиолого-техшлогических основ применения фильтров водоприемников, в качестве отгораживающих РЗУ;
разработка конструкций водоприемников и инженерные расчеты фильтров в качестве РЗУ при водоотборе из различных источников;
оценка работы фильтров водоприемников с функциями РЗУ при эксплуатации их в различных гидрологических и ихтиологических условиях;
совершенствование конструкций дренажно-водосборно-промывных систем фильтрующих РЗУ водоприемников;
повышение безопасного взаимодействия рыб и их молоди с фильтрующими элементами водоприемников;
ихтиолого-инженерная и экономическая оценка эффективности использования фильтрующего водоприема в качестве РЗУ.
Научная новизна диссертации заключается в:
оценке причин, механизма и закономерностей вовлечения рыб, их молоди и личинок в водозаборные сооружения;
определении гидродинамических параметров области питания и геометрических характеристик фильтрующего водоприемника, обеспечивающего эффективную рыбозащиту на речных водозаборах;
обосновании наиболее целесообразных технологий фильтрующего водоприема и конструкций фильтрующих водоприемно-очистиых сооружений с учетом требований рыбозащиты;
оценке структуры гидравлических условий безопасного взаимодействия фильтрующих поверхностей с рыбами и их молодью при во-доотборе;
определении рациональных пределов управления движением рыб и их молоди в области питания фильтрующих РЗУ с учетом влияния структуры потоков на поведение, условия отхода и травматизма рыб.
Практическая значимость работы заключается в том, что:
разработаны рекомендации проектирования новых и реконструкции существующих РЗУ водозаборов на основе фильтрующих рыбоза-щитных элементов водоприемников;
ранее разработанные и предлагаемые новые конструкции фильтрующих водоприемно-очистиых сооружений обеспечивают повышенную для рыб и их молоди безопасность при рациональном соотношении биологических, гидравлических, технологических параметров водоприема;
обоснованы выбор мест расположения, типа и конструкций, режимов эксплуатации водоприемников из крупных водоемов, при бесплотинном водоприеме из малых рек с использованием фильтрующих элементов водоприемников в качестве РЗУ;
разработаны новые конструкции фильтрующих водозаборно-очистных сооружений с повышенной рыбозащитой.
Практическая реализация разработок. Совместно с НІТФ "Эко-гон" в 1999 г. разработаны рекомендации по переоборудованию водоприемных оголовков из р. Лены с открытым водоприемом на фильтрующие рыбозащитные кассеты-панели из керамзита d = 20...30 мм толщиной 260 мм, исключающих вовлечение молоди рыб в береговой колодец, чем предотвращен ущерб рыбному хозяйству в 237,73 тыс. руб. (в ценах 1981 г.). Реализовано переоборудование водоприемных оголовков открытого водоприема на фильтры из р. Кан (г. Канск) совместно с
Сиб. филиалом НИИВОДГЕО. Кассетные РЗУ из шариков пенополи-стирола, размещаемые в сменяемых контейнерах, предотвратят ежегодный ущерб рыбному хозяйству в 203,87 тыс. руб.
К лету 2001 г. обосновывается переоборудование речных затопленных оголовков водозабора Трусовского района г. Астрахани на фильтрующий на осігове дренажно-фильтрующих элементов НПФ (г. Белгород, Россия).
Апробация работы. Результаты работы доложены на:
научно-технических конференциях Астраханского АИСИ (1997...2000 гг.) н Астраханского ГТУ (1997-99 гг.);
международной конференции "Проблемы русловой гидравлики и гидротехнического строительства", Тбилиси, 2000 г.;
ХХХ-ой научно-технической и ХХХІ-ой научно-методической конференциях Пенз. ГАСА (1999, 2000 гг.);
6-ти Междунар. научно-технических конференциях по экологии, водному хозяйству, инженерному обеспечению городов в Приволжском Доме Знаний (г. Пенза, 1998...2000 гг.);
заседаниях Астраханского отделения ЖКА РФ (1998...2000 гг.);
Ш-ем и IV-ом Междунар. конгрессах "Вода: экология и технология" - Экватек-98 и Экватек-2000 (г. Москва, 1998 и 2000 гг.);
научно-техническом совете НПФ "Экотон" (г. Белгород, 1999-2000 гг.);
совещании по проблеме рыбозащиты в Енисейском бассейне (г. Красноярск-Дивногорск, 2000 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 статей.
Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографии 143 наим. и приложений.
Работа изложена на 207 с. машинописного текста, содержит 34 илл., 3 прил.