Рыбозащитные сооружения и устройства на мелиоративных и обводнительных системах

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  
Департамент координации деятельности организаций  
в сфере сельскохозяйственных наук  
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  
высшего образования  
«Волгоградский государственный аграрный университет»  
 
Эколого-мелиоративный факультет 
Кафедра «Прикладная геодезия природообустройство  
и водопользование» 
 
 
 
 
В. С. Бочарников  
А. С. Овчинников  
О. В. Бочарникова  
 
 
 
РЫБОЗАЩИТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ 
И УСТРОЙСТВА НА МЕЛИОРАТИВНЫХ  
И ОБВОДНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ 
 
Учебное пособие 
Издание 2-е, переработанное 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Волгоград  
Волгоградский ГАУ  
2023 
1 

УДК 627.5 
ББК  40.6 
Р-78 
 
Рецензенты: 
кандидат сельскохозяйственных наук, и.о. директора Волгоградского 
филиала ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт 
гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова М.Н. Лытов; доктор 
технических наук, профессор кафедры «Землеустройство, кадастры и 
экология» ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ А. Д. Ахмедов  
 
 
Бочарников, Виктор Сергеевич   
Р - 78      Рыбозащитные сооружения и устройства на мелиоративных 
и обводнительных системах: учебное пособие / В. С. Бочарников,       
А. С. Овчинников, О. В. Бочарникова. – Издание 2-е, переработанное. 
Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2023. – 80 с. 
 
ISBN 978-5-4479-0392-3 
 
В пособии рассмотрены общие методические принципы проектирования водозаборных сооружений и устройств, даны рекомендации по их применению и конструированию, приводятся примеры расчетов всех типов рыбозащитных и рыбопропускных сооружений. 
Для обучающихся по направлению подготовки 20.03.02 Природообустройство и водопользование. 
 
 
УДК 627.5 
ББК 40.6 
 
 
Рекомендовано 
методической 
комиссией 
экологомелиоративного факультета ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ (Протокол № 7 от 21 марта 2023 г.) 
 
ISBN 978-5-4479-0392-3 
 
 
© ФГОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2023  
© Бочарников В. С., Овчинников А. С., 
Бочарникова О. В. , 2023  
2 

РЫБОЗАЩИТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ  
НА МЕЛИОРАТИВНЫХ И ОБВОДНИТЕЛЬНЫХ  
СИСТЕМАХ 
 
1.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
 
Рыбозащитные сооружения (РЗС) и устройства (РЭУ) являются 
элементами водозаборного гидроузла, поэтому их конструкции и меры по защите рыб должны быть увязаны с широким кругом вопросов 
проектирования объекта водообеспечения. 
Не допускается размещение водозаборов на участках, прилегающих к нерестилищам, зонам интенсивных миграций и больших 
скоплений молоди рыб. 
При проектировании водозаборов прорабатывают варианты выключения водозабора в периоды интенсивных покатных миграций 
рыб. В случае необходимости постоянной подачи воды водопотребителю рассматривают возможность устройства регулирующих емкостей на трассе канала, заполняемых в периоды покатных миграций 
малой интенсивности. 
Общебиологическая информация, знакомство с которой необходимо для проектирования РЗС, приведена в работе [6] и других источниках. В указанной работе рассмотрены методологические и методические вопросы организации защиты молоди рыб, основанные на закономерностях их поведения в потоке воды. 
Сведения по техническим аспектам различных конструкций 
РЭУ и РЗС изложены в СНиП 2.06.0787, в работах [10, 11, 3], типовых проектах, патентных и других материалах [2, 7, 9]. 
При проектировании РЗС разрабатывают следующие вопросы. 
1. На основе данных биологических исследований обосновывают необходимость устройства РЗС на водозаборе или отказ от него. 
2. Принимают решение по размерам и видам защищаемой молоди рыб, а также определяют характер, вид и объем компенсационных 
мероприятий. 
3. Разрабатывают варианты рыбозащитных мероприятий и их 
инженерные решения, обеспечивающие эффективность защиты от вовлечения в водозабор рыб на заданном рыбохозяйственными органами 
3 

уровне, который обычно принимают равным 90 %. В некоторых случаях используют понятие функциональной эффективности РЭУ, определяемой процентом отведенных в безопасную зону водоисточника 
жизнеспособных рыб данного вида и размера от общего числа тех же 
рыб, попадающих в водозаборное сооружение при отсутствии рыбозащитного устройства. 
4. Дают экономическую оценку вариантов защиты рыб с учетом 
компенсационных затрат. Выбирают основной вариант РЗС, по которому ведут дальнейшее проектирование. 
 
1.2 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ 
И КОНСТРУИРОВАНИЮ РЫБОЗАЩИТНЫХ СООРУЖЕНИЙ 
 
На мелиоративных водозаборах наиболее перспективны средства рыбозащиты, устраиваемые в открытых водотоках и каналах. К 
ним относят водоприемные ковши с рыбозащитными элементами, отбойные козырьки и запани, воздушно-пузырьковые завесы, конструкции фильтрующих рыбозащитных устройств (плоские сетки, конические многосекционные рыбозаградители и др.). 
При необходимости защиты различных видов рыб целесообразно применять рыбозащитные комплексы, включающие несколько видов РЗС и РЗУ. Эффективна поэтапная защита рыб как простыми 
(вспомогательными), так и достаточно сложными (основными) конструкциями рыбозащитных сооружений и устройств. 
Достаточно простым и эффективным вспомогательным средством рыбозащиты могут служить конструктивные решения входных 
оголовков бесплотинных водозаборов, предложенные А.С. Образовским, А.М. Мотиновым и др. В конкретных условиях водотоков возможно найти такое конструктивное решение водоприемных ковшей, 
при котором обеспечивается достаточно эффективная защита молоди 
рыб. Например, значительный рыбозащитный эффект может быть получен при использовании ковшей с низовым питанием, устраиваемых 
в проточных водоемах. Стенку, формирующую ковш, рекомендуется 
устраивать криволинейной, а сам водозабор конструировать в соответствии с рисунком 1. Средняя скорость потока на входе в ковш не 
должна превышать 20...25 % скорости транзитного потока. Соотношение геометрических параметров ковша bвx/l принимают равным 
4 

0,25...0,3. Отбойный козырек ковша устанавливают нормально по отношению к транзитному потоку шириной Ввх – bвх= (0,25 ... 0,3)bвх. 
Стенку рыбоотводящего тракта размещают на расстоянии, соответствующем длине водоворота LB, от входа в ковш водозабора. Параметры рыбоотводящего тракта принимают с учетом следующих рекомендаций: L’ = (1...1,5)Lв  и b' = (0,25...0,35)bвх. 
Рыбозаградители гидравлического действия устраивают в виде 
запаней. При таких РЭУ эффективность защиты рыб, обитающих в 
поверхностных слоях, достигает 60 %. В состав этих рыбозащитных 
устройств входят несущие конструкции, отбойные щиты, подъемнотранспортное оборудование. Несущие конструкции могут быть стационарными или плавучими. Щиты заглубляют не менее чем на 1 м под 
уровень воды [17]. Запани рекомендуется устраивать на входе в бесплотинные водозаборы из рек на участках, где скорость речного потока превышает 1 м/с. При этом скорость течения на входе в водозабор 
не должна превышать 0,4 м/с [9]. 
 
 
 
Рисунок - 1 Схема обратного ковша с криволинейной стенкой:  
1 – водозабор; 2 – стенка ковша; 3 – рыбоотбойный козырек;  
4 – криволинейная стенка рыбоотвода; 5 – рыбоотводящий тракт 
 
Целесообразно применять отбойные козырьки и запани в комплексе с воздушно-пузырьковой завесой. Такая конструкция РЗС рекомендована к применению на водозаборе Руставского гидроузла из 
р. Куры (рис. 2). Расчетный расход водозабора составляет 60 м3/с. Запань длиной 38,5 м расположена перед водозабором. Конечный ее 
участок длиной 12 м предназначен для отвода молоди рыб к работающему пролету водосброса. 
5 

Глубину погружения под уровень воды горизонтальной полки 
запани назначают с учетом горизонта перемещения защищаемой молоди рыб, но не менее 1 м, а также с учетом исключения нежелательного стеснения потока перед водозабором.  
Ширину горизонтальной полки принимают исходя из ширины 
водовоздушного потока на глубине ее погружения. 
Ширину воздушного «факела» можно определить по зависимости 
 
                                          
ф
В
ф
Н
D
b
08
,
0
7
,
0


,                                     (1) 
 
где: 
В
D   диаметр воздуховода; 
ф
Н   глубина потока в плоскости выхода «факела» на полку. 
 
В условиях, когда поднимающийся вверх водовоздушный факел 
относится водозаборным потоком по направлению течения, полку 
устраивают шириной 0,8...1,5 м без донных отверстий. Учитывая 
необходимость увеличения пропускной способности водоотводящей 
части запани, полку ее целесообразно устраивать расширяющейся от 
верхнего конца к нижнему. При длине запани более 10 м для увеличения транспортирующей способности потока полку устраивают с уклоном в сторону нижнего ее конца. Конструктивно запань может быть 
выполнена на стационарных опорах и из отдельных понтонов. 
Воздушно-пузырьковую завесу (ВПЗ) создают, выпуская воздух 
из отверстий, устроенных в проложенных по дну водоема трубах. Для 
создания плотного восходящего к поверхности водовоздушного потока применяют двух- и многониточные завесы. 
Исходные данные для расчета ВПЗ следующие: общая протяженность завесы, определяемая длиной водозаборного фронта и ее 
расположением относительно входа в водозабор; заглубление завесы 
под расчетный уровень воды; скорость течения воды в районе действия ВПЗ. 
При расчете назначают давление в воздуховоде, превышающее 
давление водяного столба и атмосферное над его поверхностью. 
Начальную скорость выхода пузырьков воздуха из отверстий uво назначают в диапазоне 2...4 м/с, диаметр отверстий d0  в пределах 0,3...0,8 
мм, исходя из условия, чтобы диаметр пузырька у поверхности не превышал 2...5 мм. Отверстия в трубе высверливают в 3...6 рядов, в зави7 

симости от диаметра воздуховода. Шаг перфораций ап назначают из 
условия создания на возможно малом расстоянии от трубы сплошной 
воздушно-пузырьковой завесы и принимают в диапазоне (20...40)d0. 
Расстояние между воздуховодами может быть принято равным 
(3...5)DB. Воздуховоды располагают перед забральной стенкой, учитывая размеры водовоздушного факела и снос его потоком. 
Расстояние сноса ближайшей к забральной стенке границы факела определяют с учетом скорости, сносящей факел, и скорости его 
подъема к поверхности. Среднюю скорость подъема водовоздушного 
факела можно принять равной 0,4...0,6 м/с. 
Для обеспечения равномерного выхода воздуха по длине водовода его устраивают сужающимся. Учитывая сложность изготовления 
труб переменного диаметра, воздуховоды составляют из секций разного диаметра. При расчете диаметров воздуховодов в пределах каждой секции определяют следующие величины: 
расход воздуха через одно отверстие 
 
                                              
о
о
в
о
в
f
u
Q
.
.


,                                         (2) 
 
где:   коэффициент расхода, принимается равным 0,60...0,64; 
2
785
,
0
о
о
d
f 
  
площадь поперечного сечения отверстия; 
 
число отверстий в пределах одной секции 
 
                                                
п
c
с
a
n
l
N
/

,                                               (3) 
 
где: с
l   длина секции; п  число рядов отверстий; 
 
расход воздуха через последнюю секцию 
 
                                                 
c
о
в
ст
N
Q
Q
.

;                                             (4) 
 
диаметр воздуховода секции 
 
ci
Q
D
                                            
ci
u
.
785
,
0

;                                        (5) 
о
в
 
расход через каждую из секций 
 
                                           


i
m
Q
Q
cm
ci



1
,                                         (6) 
 
где т  общее число секций; i  порядковый номер секции; 
8