Для предотвращения попадания скатывающихся личинок и мальков, а также взрослых рыб в водозаборные сооружения, размещаемые на рыбохозяйственных водоемах, необходимо предусматривать рыбозащитные сооружения. Также применяют рыбозащитные и рыбонаправляющие устройства для предотвращения попадания рыб в опасные для них зоны гидроэлектростанций и плотин и направления их к входу в рыбопропускные сооружения.
При проектировании рыбозащитных сооружений особенно важно знание плавательной способности рыб (времени, в течение которого рыба может поддерживать определенную скорость движения) и критических скоростей течения (минимальные скорости, при которых рыба сносится потоком), зависящих от образа жизни и возраста рыб, их физиологического состояния, температуры и освещенности воды. Кроме того необходимо учитывать, что наибольший рыбозащитный эффект может дать лишь комплексное воздействие на различные органы чувств рыб.
Типы рыбозащитных сооружений
Все рыбозащитные сооружения по принципу действия делятся на три группы: механические, гидравлические и физиологические.
1. Механические рыбозащитные сооружения. Наибольшее применение в нашей стране и за рубежом нашли механические рыбозаградители, так как они эффективнее других рыбозащитных сооружений. Они представляют собой механическую преграду перед водозаборным сооружением. В зависимости от характера преграды различают фильтрующие и сетчатые рыбозаградители (плетни, решетки, каменные наброски, дамбы, фильтры различных конструкций, плоская сетка, ленточные вращающиеся сетки, сетчатые вращающиеся барабаны). По способу отведения рыбы выделяют рыбозаградители с рыбоотводом и без рыбоотвода (плоская сетка, сетчатые вращающиеся барабаны, бесконечная перемещающаяся лента, сетчатые конусы).
Все механические рыбозащитные сооружения состоят из несущей конструкции, преграждающего устройства, фильтрующих элементов, очистного устройства и подъемно-транспортного оборудования. Наиболее просты в эксплуатации и эффективны фильтры. Простейшими фильтрующими устройствами являются укрепленные наброски из хвороста, камней, фильтрующие дамбы из камня.
Сетчатые рыбозащитные сооружения различных типов также широко применяют в отечественной и зарубежной практике. При разработке их конструкции следует исходить из следующих положений:
1. путь молоди рыб преграждается сеткой, которая должна беспрерывно очищаться в целях обеспечения заданной скорости течения воды;
2. сетка очищается гидравлическим способом — водными струями, без изъятия ее из воды;
3. устройство для очистки сетки действует без механических приводов; энергия потока всасываемой воды используется для вращения сетчатого барабана или флейты.
2. Гидравлические рыбозащитные сооружения. Рыбозаградители этого типа представляют собой устройства, с помощью которых перед водозаборами создаются гидравлические условия, препятствующие попаданию рыбы в водозабор и направляющие ее в рыбоотвод. К гидравлическим рыбозащитным сооружениям относятся запани, отбойные козырьки, зонтичные рыбозаградители, рыбозаградители заглубленного типа и жалюзийные рыбозаградители. Наиболее надежными гидравлическими рыбозащитными сооружениями являются рыбозаградители заглубленного типа и жалюзийные.
Рыбозащитное сооружение заглубленного типа применяют в случаях вынужденного расположения водозабора на местах нереста и нагула ценных промысловых рыб. Оно представляет собой оголовок, вынесенный на глубину 7—8 м и снабженный сверху козырьком. Забор воды осуществляется через боковые окна, оборудованные грубой решеткой.
Строительство и эксплуатация таких водозаборов требует больших капитальных затрат, связанных с выполнением специальных подводно-строительных работ, и значительных текущих расходов на водолазные работы по очистке решеток. Таким образом, данный метод рыбозащиты может быть рекомендован лишь в исключительных случаях, когда водозабор нельзя перенести в другое место.
Жалюзийный рыбозаградитель представляет собой расположенную под углом к потоку несущую конструкцию, на которой навешены секции жалюзей. Пластины жалюзийной решетки размещены таким образом, что создается впечатление наличия в воде сплошной стенки. Рыба видит преграду, останавливается, располагается головой против течения воды и относится к рыбоотводу. Биологическая основа действия жалюзийных установок состоит в комплексном воздействии на зрение, слух и органы боковой линий рыб.
3. Физиологические рыбозащитные сооружения.
В таких сооружениях используют поведенческие реакции рыб на различные раздражители, вызывающие испуг или привлечение их (зрение, слух, органы боковой линии, осязание, причем применяют как отдельные раздражители, так и их комплекс. Таким образом, физиологические рыбозащитные сооружения предотвращают попадание рыбы в водозабор, не препятствуя движению воды. К этому типу рыбозащитных сооружений относятся электрические рыбозаградители.
В основе работы электрических рыбозаградителей лежит воздействие на рыб электрических полей высокого напряжения. Рыба в электрическом поле стремится от катода к аноду, причем чем меньше рыба, тем большее напряжение нужно для ее отпугивания. Реакция на электрическое поле зависит также от вида рыбы; например, некоторые донные рыбы не чувствительны к его воздействию.
Электрорыбозаградитель состоит из системы электродов противоположной полярности, питающихся постоянным, переменным или импульсным постоянным током. Заградители различных типов отличаются разным расположением электродов и использованием для питания постоянного или переменного тока.
Недостатками существующих физиологических рыбозащитных сооружений являются, их значительная стоимость и сложность эксплуатации.