Условия выбора рыбозащитных устройств (РЗУ)

При проектировании гидроузлов и водозаборов на реках рыбохозяйственного значения должна рассматриваться целесообразность строительства рыбопропускных и рыбозащитных сооружений (устройств).

При проектировании рыбопропускных и рыбозащитных сооружений наряду с другими должны быть проведены ихтиологические изыскания и биолого-технические лабораторные и натурные исследования. По результатам этих исследований должна выявляться рыбохозяйственная и экономическая необходимость пропуска рыб через гидроузел, защиты их на водозаборе, закономерности движения и ската рыб, видовой и количественный состав рыб и другие параметры, необходимые для выбора типа, местоположения и количества рыбопропускных и рыбозащитных сооружений.

При проектировании рыбозащитных устройств необходимо учитывать наряду с техническими следующие основные биологические характеристики поведения рыб и молоди:

реореакция - ориентация рыб головой на течение и движение против потока воды. С реореакцией у рыб связаны активные и пассивные миграции, питание, защита от хищников, некоторые механизмы стайного поведения и т. п.;

зрение - рецепция, хорошо развитая у большинства пресноводных и проходных рыб, за исключением осетровых и некоторых ночных хищников (сом, налим);

слух - рыбы слышат в широком звуковом диапазоне от 16 до 5000 Гц, а в некоторых случаях до 13 000 Гц. Высокие звуковые и ультразвуковые частоты слухом рыбы не воспринимают;

органы боковой линии - рецептор, которым рыбы воспринимают в основном низкую часть звуковых колебаний с частотой от 1 до 25 Гц, гидродинамические поля и струи воды; это имеет значение при ориентации рыб в потоках с повышенной турбулентностью;

хеморецепция связана с чрезвычайно чувствительными органами обоняния и вкуса. Органы обоняния используются рыбами при сигнализации, обнаружении хищников и пищи, а органы вкуса - в поисках пиши.

Минимальные скорости потока, при которых возникает реореакция, называются пороговыми. Величины их у рыб разных видов колеблются в пределах 0,4-1,5 l/с, где l - длина тела рыбы. Величины пороговых скоростей определяются ихтиологическими исследованиями для конкретных условий и учитываются при применении ряда способов защиты рыб. Критическая скорость течения - это верхняя граница того интервала скоростей, в котором возможно удержание рыб в потоке. Ее величина равна скорости потока, который сносит рыб, в пределах 6-14 l/с.

Плавательная способность рыб характеризуется временем, в течение которого рыбы способны двигаться с заданной скоростью. Время движения рыб определяется скоростью их плавания: чем, больше скорость, тем меньше время движения. В потоке воды рыбы развивают бросковые скорости движения при преодолении водопадов, стремнин, входных окон в камерах рыбоходов и водоприемников и т. д.; они могут составлять 30-40 длин тела рыб в секунду (l/с). В режиме крейсерских (3-7 l/с) и максимальных (до 15 l/с) рыбы передвигаются в потоке, совершают миграции, удерживаются на участках с определенными гидравлическими условиями и сохраняют места своего постоянного обитания.

Рыбозащита водозаборов должна рассматриваться по двум направлениям:

первое направление предусматривает выбор правильного месторасположения водозаборов и их водоприемников и связано с особенностями распределения молоди, ее миграции, сезонным и суточным ритмом попадания в данном конкретном водоеме и водотоке. Определяется район с минимальной концентрацией рыб для устройства водозабора;

второе направление связано с защитой рыб, попавших в зону действия водозаборов, и основано на знании приемов управления поведением рыб, их реакций на отдельные раздражители, использующиеся для отпугивания или направления движения молоди, а также на знании скоростей движения рыб. Сезонный ритм попадания молоди рыб в водозаборы различен в разных водоемах и водотоках и может меняться по годам. Наиболее резкое увеличение концентрации молоди в районе водозабора происходит в результате предшествующего нереста производителей и миграции молоди рыб.

При устройстве рыбозащиты следует иметь в виду:

в процессе развития многие виды рыб совершают закономерные перемещения (миграции) из одних мест обитания в другие;

миграционный цикл рыб обычно состоит из нерестовой и нагульной (кормовой, зимовальной миграции). Одной из форм кормовой миграции являются покатные миграции, или скат молоди. Попадание молоди рыб в водоприемные сооружения - это в основном следствие покатных миграций;

в водотоках с достаточной прозрачностью воды в светлое время суток молодь стремится держаться у берегов, где скорости течения соответствуют их плавательной способности;

горизонтальное распределение рыб по ширине реки неравномерно, изменчиво и в значительной степени определяется плавательными способностями рыб. Изменение скоростей течения в реке может приводить к смещению миграционных трасс движения рыб;

перемещение различных рыб происходит в водотоках и водоемах разными путями. Скат личинок осетровых до перехода их к активному питанию совершается в придонных горизонтах реки. В прибрежной зоне, где скатывается молодь полупроходных рыб, молодь осетровых не встречается. Личинки донского судака длиной до 10-12 мм обитают в толще воды, главным образом в верхних слоях, а более крупные - в придонных слоях речных потоков. Ранние личинки леща обитают на мелководье в прибрежной зоне и по мере роста постепенно перемещаются дальше от берегов в придонные слои;

основная масса молоди рыб скатывается вниз по течению после выклева, но молодь некоторых видов задерживается на некоторое время в реках до июня - июля. Чем выше по реке, тем меньше молоди, меньше ее размеры, короче время пребывания;

на водоемах молодь концентрируется в прибрежной зоне с глубинами до 2-5 м.

При проектировании водозаборов нужно пользоваться тремя принципами рыбозащиты:

экологическим - использование закономерностей, связанных с образом жизни (распределением, миграциями и особенностями их попадания в водозабор);

поведенческим - использование реакций рыб на те или иные раздражители (свет, звук, электрическое поле и др.);

физическим - использование ряда физических явлений при условии обеспечения жизнеспособности рыб (задержание механическими преградами, использование разницы плотности воды и рыб и др.).

В отечественной и зарубежной практике наиболее широкое применение получили рыбозащитные устройства, созданные на поведенческом и физическом принципе защиты - различные сетчатые конструкции и фильтры с различным родом заполнителя. В качестве отвода молоди от рыбозащитного устройства (РЗУ) применяются рыбоотводные гидравлические и пневматические устройства, специальные рыбонасосы, кольцевые эжекторы, самотечные каналы.