сотрудник
Россия
Россия
Казань, Россия
Россия
Россия
Россия
Россия
УДК 628.132 Резервуары в целом. Безнапорные резервуары. Сборные резервуары. Резервуары чистой воды
ББК 472 Рыбное хозяйство
В статье приводится описание комплексного пневматического рыбозащитного сооружения (РЗС) насосной станции № 1 Кармановской ГРЭС. Расчетный проектный расход НС № 1 водозабора – 44 м3/с. РЗС включает непроницаемый экран в виде запани, перекрывающий поверхностный двухметровый слой водозаборного потока и пневматическую (водовоздушную) завесу, обеспечивающую защиту разноразмерной молоди рыб, обитающей в толще, поверхностных и придонных слоях водоема. Ихтиологические исследования, проведенные Татарским филиалом ФГБНУ «ВНИРО», показали, что комплексное пневматическое рыбозащитное сооружение защищает молодь рыб, обитающую в водоеме со средней эффективностью 86,51%, что превышает нормативные требования 70% действующего СП 101.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 2.06.07-87«Подпорные стенки, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения» (с изменениями № 1.
водозабор, комплексное рыбозащитное сооружение, молодь рыб, отловы рыб, наплавная запань, вертикальные рыбоотводящие отбойные токи, вертикальные скорости, пневматическая завеса, водовоздушный поток, место безопасного обитания рыб
ВВЕДЕНИЕ
Кармановская ГРЭС филиала ООО «БГК» является самой крупной ГРЭС республики Башкортостан: включает 6 энергоблоков суммарной мощностью 1800 МВт, а вырабатываемая энергия используется энергосистемой РФ [1].
Источником технического водоснабжения Кармановской ГРЭС является Кармановское водохранилище, расположенное на р. Буй. Забор воды на нужды Кармановской ГРЭС осуществляется двумя береговыми насосными станциями: НС № 1 и НС № 2, производительностью 44,0 и 22,0 м3/с, которые расположены на южном берегу Кармановского водохранилища в 2,5 км от плотины гидроузла.
Конструкции обеих насосных станций аналогичны и выполнены на основании проектной документации, разработанной УралТЭП. Строительство ГТС водозаборных сооружений было начато в 1964 г., а завершено в 1973 году. На НС № 1, 2 установлены 12 циркуляционных насосов типа ОП-5-110КЭ, производительностью 18000 м3/ч или 5,0 м3/с.
Кармановское водохранилище в районе БНС имеет ширину 800 м, глубину по руслу (при НПУ) – 6,0 м, в прибрежной части – 2,5-3,0 метра.
По результатам многолетних исследований Татарского и Пермского отделений ФГБНУ «ГосНИОРХ» (в настоящее время Татарский и Пермский филиалы ФГБНУ «ВНИРО» «ТатарстанНИРО» и «ПермНИРО»), выявлено, что в Кармановском водохранилище обитает 23 вида рыб, из которых массовыми являются окунь, уклейка, красноперка, плотва. Достаточно обычны для водоема – лещ, густера, линь, карась золотой, карась серебряный, ерш, чехонь; реже попадаются судак, щука, налим, язь, голавль, елец, волжский подуст, пескарь; единично встречаются жерех, карп (сазан). Кроме того, водохранилище в 2012-2015 гг. искусственно зарыблялось молодью толстолобика и белого амура – рыбами-мелиораторами, для снижения зарастаемости водохранилища и улучшения экологического состояния водоема.
На сбросных каналах ГРЭС, не замерзающих в зимнее время, установлено несколько садковых линий Кармановского рыбхоза – крупнейшего рыбоводного хозяйства Башкирии, из которых в водохранилище попадают канальный сомик и сибирский осетр, роль которых в промысле неоднозначна [2-4].
Многолетние наблюдения прошлых лет «ТатарстанНИРО» и «ПермНИРО» показывают, что в насосные станции Кармановской ГРЭС попадают и гибнут сеголетки и годовики судака, уклейки окуня, ерша, леща, чехони, красноперки, налима, пескаря (размеры учтенных рыб – от 7,0-15,0 см). Основное попадание отмечалось в ночное время суток с 00 до 02 часов [5-7].
В связи с этим и во исполнение природоохранного законодательства, администрацией Кармановской ГРЭС было принято решение оборудовать водозабор НС № 1 рыбозащитным сооружением [8]. При разработке рыбохозяйственного обоснования по выбору конструкции РЗС, на НС № 1 использовались материалы и публикации Татарского отделения ГосНИОРХ, ВНИРО, ДАР/ВОДГЕО, ИПЭЭ РАН, Главрыбвода и других организаций [5-7; 9-16], изучающих закономерности покатных миграций, данные гидравлико-биологических обоснований проектов рыбозащитных сооружений на водозаборах-аналогах, сведения по состоянию ихтиофауны водоема и динамике попадания молоди рыб в водозабор КГРЭС.
После анализа ихтиологической и гидравлической ситуации в районе водозаборов Кармановской ГРЭС и рассмотрения различных вариантов конструкций РЗС, было принято решение оборудовать НС № 1 комплексным пневматическим рыбозащитным сооружением, имеющим в своем составе два взаимно дополняющих элемента:
- поверхностный непроницаемый экран в виде наплавной запани, перекрывающий поверхностный полутораметровый слой водозаборного потока и обеспечивающий защиту от попадания в водозабор молоди рыб с размерами тела от 12 мм и более;
- пневматическая (водовоздушная завеса), которая, за счет создаваемых вертикальных рыбоотводящих токов и водовоздушного потока, обеспечивает защиту рыб, обитающих в толще и придонных слоях водоема.
Пневматическая завеса создается за счет перфорированного трубопровода, уложенного на дно подводящего канала. К трубопроводу от компрессора подается сжатый воздух. Схема поперечного разреза комплексного пневматического РЗС представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема поперечного разреза комплексного пневматического РЗС: 1-перфорированная труба пневмозавесы (ВПЗ), 2-распределительный трубопровод, 3-воздуховод, 4-труба понтона запани, 5-юбка запани
Figure 1. Scheme of a cross section of a complex pneumatic launcher: 1-perforated ABC pipe, 2-distribution pipeline, 3-air duct, 4-spani pontoon pipe, 5-spani skirt
В процессе движения воздушных пузырьков, исходящих из перфорированного трубопровода РЗС сквозь толщу воды к свободной поверхности, происходит активное вовлечение частиц жидкости и, как результат – возникновение восходящих токов (эрлифтных течений). Вертикальные токи, достигая поверхности на оси водовоздушного факела, образуют валец, который, растекаясь в горизонтальной плоскости и взаимодействуя с наплавной запанью, обеспечивает принудительную и безопасную транспортировку разноразмерной молоди рыб, т.е. производится рыбоотведение разноразмерной молоди рыб от водозаборного сооружения в безопасную зону обитания.
Защита молоди на водозаборе Кармановской ГРЭС, с использованием непроницаемого экрана в виде наплавной запани и пневмозавесы (водовоздушной завесы), основана на использовании физического, поведенческого и экологического принципов рыбозащиты. На разноразмерную молодь рыб в рабочей зоне – в водовоздушном факеле РЗС, воздействуют восходящие вертикальные течения, флотация и барбардировка рыб поднимающимися пузырьками воздуха, совместная работа которых приводит к выносу рыб в сторону от водозабора.
Поведенческий принцип проявляется реакцией испуга рыб на сплошную воздушно-пузырьковую преграду в виде «зрительной стенки», создаваемую на пути их перемещения, и создаваемый шумовой эффект.
Экологический принцип заключается в том, что створ расположения РЗС на входе в подводящий канал ГРЭС был вынесен в акваторию водоема на участок, где всасывающие скорости водозаборного потока не превышали сносящие скорости для рыб наименьшего защищаемого размера, т.е. не более 10-12 см/с [9]. Таким образом, данное комплексное пневматическое РЗС уже фактически располагается согласно п. 3.3 СНиП 2.06.07-87 (с изменениями № 1) в безопасном месте водного объекта.
Рыбозащитное устройство НС № 1 водозабора Кармановской ГРЭС состоит из участка дноуглубления под установку РЗС, сопрягающих водонепроницаемых стенок, перфорированного трубопровода, наплавной запани, подводящего воздуховода Ду80, компрессорной станции и кабельных линий электроснабжения (см.рис.2).
Перед выполнением работ по установке РЗС был выполнен цикл подготовительных работ. В акватории водоема, в створе установки РЗС водозабора БНС № 1, производилось удаление донных наносов, водной растительности, крупногабаритного мусора природного происхождения и затонувших конструкций за период эксплуатации ГТС.
Наплавная запань понтонного типа расположена на поверхности воды над створом пневмозавесы. Длина запани
Для создания пневмозавесы, на дно подводящего канала перед запанью на специальные крепежные рамы уложен перфорированный трубопровод диаметром 159 мм, с пригрузом на хомутах. Сжатый воздух для него, по подводящему трубопроводу диаметром 80 мм, поступает от воздуходувки, размещенной в отдельном здании компрессорной станции. Пневматическую завесу создают пузырьки воздуха, выходящие из отверстий перфорированной трубы, которые затем поднимаются к поверхности воды. Вместе с пузырьками воздуха к поверхности воды, за счет интенсивных вертикальных токов, поднимается и часть водозаборного потока.
Схема компоновки основных элементов комплексного пневматического РЗС показана на рисунке 2.
Здание компрессорной станции заводского изготовления расположено на территории ГРЭС. Компрессорная станция оборудована 2-мя компрессорами Рутса ВРМТ 10/2 (1 рабочий +1 резервный). Расчетный расход воздуха 2-3 л/с на 1 метр пневмозавесы или 240 л/с на всю завесу (864 м3/ч). Внешний вид здания компрессорной станции, построенной на водозаборе-аналоге, показан на рисунке 3.
Рисунок 2. Схема компоновки основных элементов комплексного пневматического РЗС:
1-дноуглубление, 2-сопряжения, 3-технологические трубопроводы ВПЗ, 4-запань, 5-воздуховод, 6-компрессорная станция
Figure 2. Layout diagram of the main elements of the complex pneumatic ABC: 1-dredging, 2-couplings, 3-technological pipelines of the ABC, 4-pan, 5-air duct, 6-compressor station
Рисунок 3. Внешний вид здания компрессорной станции, построенного на водозаборе-аналоге
Figure 3. External view of the building of the compressor station, built on the water intake-analogue
В 2020 г. комплексное пневматическое рыбозащитное сооружение на водозаборе Кармановской ГРЭС было построено. В соответствии с требованиями СП 101.13330.2012 актуализированная редакция СНиП 2.06.07-87 "Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения" (с измен. № 1) на водозаборе БНС № 1 в 2021-2022 гг. Татарским филиалом ФГБНУ «ВНИРО» («ТатарстанНИРО»), был проведен полный комплекс ихтиологических исследований по оценке рыбозащитной эффективности построенного РЗС.
Целью представленной работы явилось определение фактической эффективности комплексного пневматического рыбозащитного устройства (пневматическая завеса с наплавной рыбоотводящей запанью на БНС №1 (1 очередь) Кармановской ГРЭС филиала ООО «БГК», на основе гидрологических и ихтиологических исследований во все сезоны года (осень и зима 2021 г., весна и лето 2022 г.).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Сотрудниками «ТатарстанНИРО» во все сезоны года (осень, зима 2021 г. и весна, лето 2022 г.) проводились гидрологические и ихтиологические исследования на береговой насосной станции (БНС) №1 Кармановской ГРЭС по определению эффективности комплексного рыбозащитного устройства, с использованием пневмозавесы совместно с наплавной рыбоотводящей запанью, установленного в осенний период (сентябрь) 2021 года. Одновременно, в период проведения сотрудниками Татарского филиала ФГБНУ «ВНИРО» полевых исследованиий на водозаборных и рыбозащитных сооружениях Кармановской ГРЭС, участвовали наблюдатели ФГБУ «ЦУРЭН», за исключением работ по определению эффективности ВПЗ в критические или лимитирующие периоды: в процессе весенних наблюдений скат молоди не удалось застать, он был завершён, и летом в период максимального прогрева воды.
Гидрологические и ихтиологические пробы отбирались по общепринятым методикам [9; 17-22] в соответствии с Программой научно-исследовательских работ по оценке эффективности рыбозащитных устройств на БНС №1 (первая очередь) Кармановской ГРЭС. Видовую принадлежность рыб устанавливали в соответствии с определителями и с учетом новых таксономических ревизий и сводок [23-27].
Для сбора ихтиологического материала, перед и за рыбозащитным устройством (РЗУ) использовали следующие орудия лова: ихтиопланктонные конусные сети диаметром 50 см (ИКС-50) и 80 см (ИКС-80), в том числе изготовленные из безузелковой дели ячеей 3 мм; прямоугольные ихтиопланктонные ловушки (ПИЛ) с размерами рамы 0,5×0,5 м и 0,6×1,5 м; ставные сети длиной 30-60 м, высотой 1,0-3,0 м, ячеей 10-12-16-25-30-35-50-60-70 мм; мультиячейные ставные сети длиной 40 м из 4-х полотен ячеей 20, 30, 40 и 50 мм (по 10 м каждое полотно); кастинговые сети американского типа диаметром 6 м, ячеей 12 мм. Также проводились исследования на наличие рыб на сороудерживающих вращающихся сетках водоочистных машин (ВОМ) береговой насосной станции (БНС №1) при выключенном и включенном РЗУ.
При сборе ихтиологического материала одновременно проводились измерения гидрологических и гидрохимических параметров воды (температура воды, скорость течения, глубина, прозрачность, содержание в воде растворенного кислорода) в районе проводимых исследований (рис.4) с использованием следующих приборов: измеритель скорости потока ИСП-1М с преобразователем сигналов вертушки ПСВ-1 («Гидрометеоприбор») (в кейсе); термометр; термооксиметр «Самара-2рН» (в кейсе); диск Секки; устройство для мечения рыб (игловый пистолет с бирками). Для фото- и видеосъемки использовалась подводная камера «Калипсо».
Карта-схема расположения РЗУ, водоподводящих каналов и БНС №1 Кармановской ГРЭС, с обозначением точек отбора ихтиологических проб и измерений гидрологических и гидрохимических параметров водной среды, представлены на рисунке 4.
Рисунок 4. Карта-схема расположения Кармановской ГРЭС с обозначением станций отбора проб: желтый пунсон – водохранилище (ст.1, 2, 3а); красный пунсон – перед РЗУ (ст.3); голубой пунсон – после РЗУ (ст. 4, 5, между РЗУ и бонами)
Figure 4. Map-scheme of the location of the Karmanovskaya GRES with the designation of sampling stations: yellow punch - reservoir (st.1, 2, 3a); red punch - in front of the ABC (Article 3); blue punch - after ABC (Art. 4, 5, between ABC and bonds)
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Ихтиологические исследования проводились в водохранилище перед и за РЗУ на БНС (исследование молоди, попадающей на сороудерживающие сетки), на водоподводящих каналах и сопровождались видеосъемками. Одновременно в районе работ проводились исследования гидрологических (температура воды, глубина, прозрачность, скорость течения) и гидрохимических (содержание растворенного кислорода) показателей воды.
Результаты гидрологических и гидрохимических наблюдений показали, что значения температуры воды в районе исследований во все сезоны года соответствовали среднемноголетним показателям, кислородный режим водоема во все сезоны был достаточно благоприятный и не опускался ниже требуемых рыбохозяйственных нормативов (Приказ Минсельхоза РФ от 13.12.2016 г. № 552).
Исследования попадания рыб непосредственно на вращающиеся сетки ВОМ на БНС №1 велись при включенном и выключенном РЗУ ежесезонно. Осмотр сеток, в течение всего периода работ, показал, что рыбы на них попадалось мало. Проникшая в водоподводящую прорезь (канал), рыба свободно нагуливается в его акватории, а попадание молоди на сетки БНС, в целом носит случайный характер, подчиненный лишь природным закономерностям.
В соответствии с Программой работ и СП 101.13330.2012 (с Изм. № 1 от 24.06.2020 г.), в осенний и зимний периоды 2021 г., при малых концентрациях рыб в потоке, направленном в ГТС и устройство забора воды, для получения достоверных результатов применяли метод искусственного зарыбления потока преимущественно из скоплений молоди рыб, отловленных в водохранилище.
Для искусственного зарыбления потока в акватории водохранилища активными орудиями лова (кастинговая сеть) были отловлены 60 особей окуня средней длиной 13,3 см, средней массой 50,0 граммов. Все рыбы на 1 час были рассажены в 2 контейнера для передержки, с целью выбраковки нежизнеспособных особей. Рыбы были поделены на 2 группы, в каждой из которых в среднем по 30 экземпляров. Рыб предварительно метили.
Как и рекомендуется в СП 101.13330.2012 (с Изм. №1 от 24.06.2020 г), рыб разделили на опытную и контрольную группы, первую из них запускали перед РЗУ (ВПЗ), на глубине 1,5-2,0 м и на расстоянии 3 м от рыбозащитного устройства в сумеречное время, в отбойное течение после наплавной запани в поверхностном слое воды в 3-4 метра. Каждый запуск выполняли при включенной подводной видеокамере. Для соблюдения требований программы и СП 101.13330.2012, с целью определения вектора передвижения выпущенных рыб, после РЗУ в разных слоях воды на расстоянии 2,0-2,5 м, в среднем на 15-30 минут были выставлены 2 ловушки (ПИЛ). Одновременно, перед РЗУ в водоотбойной струе ВПЗ в поверхностном слое была установлена 1 ловушка (ПИЛ). Акватория места выпуска (на расстоянии 15-20 м от места выпуска по полукругу) была огорожена разноячейными сетями. После РЗУ и перед ним было проведено по 4 лова выпущенной рыбы (по 2 раза двумя ПИЛ, в течение 15 мин. каждый). Если в результате этих обловов попадались меченые рыбы, то их отсаживали в садки на сутки для определения коэффициента выживаемости.
Видеонаблюдение после РЗУ показало, что рыбы в зоне действия РЗУ не сопротивлялись отбойному течению воздушного факела РЗУ и сносились в сторону акватории водохранилища в безопасную зону обитания.
Визуальный осмотр водоподводящего канала, со стороны наплавной запани в поверхностном слое воды, не выявил рыб, которые прошли РЗУ и были бы повреждены, травмированы или ослаблены. Такие наблюдения велись ежедневно. Основная масса рыб после выпуска опытной группы была отмечена в ловушках, выставленных в водоотбойной струе. Обнаружение рыб в этих ловушках, а также видеосъемка указывают, что основная доля рыб, попавших в пневмозавесу или ВПЗ, не могут справиться с создаваемым течением и их сносит в акваторию реки от водозабора. Таким образом, отмечено, что даже такие, относительно крупные особи рыб, размерами 13,3 см, не могут преодолеть РЗУ и проникнуть в водозабор.
Коэффициент выживаемости рыб после контакта с элементами конструкции рыбозащитного сооружения определяли специальными исследованиями с контрольной и опытной группами, согласно методике [22; 28]. Во все исследуемые сезоны значения данного коэффициента составляли единицу (1,000) (табл. 1).
Таблица 1. Показатели выживаемости рыб и эффективности РЗУ на БНС № 1 Кармановской ГРЭС во все сезоны года (осень и зима 2021 г., весна и лето 2022 г.) / Table 1. Indicators of fish survival and fish protecting facility efficiency at BNS No. 1 of Karmanovskaya GRES in all seasons of the year (autumn and winter 2021, spring and summer 2022)
|
Сезон |
Коэффициент выживаемости |
Коэффициент эффективности |
||
|
Взрослые рыбы |
Личинки |
Взрослые рыбы |
Личинки |
|
|
Осень |
1,000 |
– |
86,66 |
– |
|
Зима |
1,000 |
– |
87,49 |
– |
|
Весна |
1,000 |
1,000 |
87,27 |
75,00 |
|
Лето |
1,000 |
– |
84,62 |
– |
|
Среднее за год |
1,000 |
1,000 |
86,51 |
75,00 |
Важной оценкой работы РЗУ данного типа в зимний период являлись исследования по определению «потенциального» привлечения рыбы к пневмозавесе, «вследствие естественного снижения растворенного кислорода в воде водоема и возникновения заморных явлений».
Для этого нами было проведено изучение кислородного режима водоема, подводящего канала и акватории в месте расположения РЗУ. Показатели растворенного кислорода были замерены на всех станциях. Отмечено, что на всех станциях показатели растворенного кислорода были значительно выше нормативов ПДК для рыбохозяйственных водоемов, минимальные значения которых составляют 4 мг/л для зимнего периода и 6 мг/л для летнего [29]. При этом наибольшие показатели растворенного кислорода отмечались в акватории водохранилища в поверхностном слое воды. В нижних слоях воды и у дна эти показатели несколько снижались, но были вполне благоприятны для обитания рыб. Непосредственно перед РЗУ (в 3-х, 4-х м от него) величины растворенного кислорода несколько снижались, но за счет перемешивания воды пневмозавесой показатели выравнивались, как на поверхности, так и у дна (табл. 2).
Таблица 2. Усредненные значения гидрологических и гидрохимических показателей воды в районе работ на Кармановской ГРЭС в зимний период 2021 года /Table 2. Average values of hydrological and hydrochemical parameters of water in the area of work at Karmanovskaya GRES in the winter period of 2021
|
Местоположение и точки отбора |
Содержание кислорода, мг/л / % |
Температура воды, °С |
Скорость течения, м/с |
Глубина, м |
Прозрачность, м |
|
|
Водохранилище (ст. 1, 2, 3а) |
с поверхности |
14,3 / 100,6 |
1,36 |
0,07 |
3,0 |
1,4 |
|
у дна |
13,6 / 95,6 |
- |
- |
|||
|
Перед РЗУ (ст.3) |
с поверхности |
13,3 / 96,0 |
1,7 |
0,275 |
4,9 |
2,3 |
|
у дна |
13,3 / 96,0 |
- |
- |
|||
|
После РЗУ (ст.4) |
с поверхности |
12,5 / 92,0 |
2,3 |
0,013 |
3,2 |
3,0 |
|
у дна |
12,6 / 92,0 |
2,3 |
0,013 |
|||
Идентичная картина отмечалась также и в подводящем канале. Минимальные показатели растворенного кислорода были зафиксированы у боновых заграждений, составив в подводящем канале 12,5 мг/л, но они также были весьма высоки, в сравнении с биологически приемлемыми показателями для жизни гидробионтов. Обловы водохранилища вблизи РЗУ и осмотр водоема подводной видеокамерой не подтвердили наличие здесь высоких концентраций рыб, которые собираются на участке по причине кислородного голодания. Участок водохранилища вблизи РЗУ характеризуется отсутствием скоплений рыб. Отмеченные высокие показатели кислорода в водохранилище свидетельствуют о том, что кислородный режим водоема благоприятный для обитания рыб и причины для их концентрации у РЗУ отсутствуют. Вследствие этого, считаем, что на Кармановском водохранилище привлечение рыб к комплексному РЗУ с использованием пневмозавесы, по причине кислородного голодания, отсутствует.
Аналогичные замеры гидрохимических показателей воды проводились при оценке эффективности пневматических комплексных РЗС на водозаборах-аналогах на Яйвинской и Среднеуральской ГРЭС (р. Яйва, Исетское водохранилищеще). Было отмечено, что привлечение рыб к работающей пневматической завесе РЗС, при всех измеренных показателях растворенного в воде кислорода, не наблюдалось.
Таким образом, на основании проведенных исследований и расчетов, с учетом всех факторов внешней среды показатель эффективности (Кэф) РЗС (пневматическая завеса с наплавной рыбоотводящей запанью), установленных на береговой насосной станции №1 (1 очередь) Кармановской ГРЭС филиала ООО «БГК», составил:
- в осенний период – 86,66%;
- в зимний период – 87,49%;
- в весенний период: для взрослых рыб – 87,27%, для личинок – 75,00%;
- в летний период – 84,62%.
Показатель рыбозащитной эффективности (Кэф) комплексного РЗУ за период исследования по сезонам в среднем составил 86,51% (табл. 3), что соответствует показателям (70%), положенным по СП 101.13330.2012 (с изм. №1 от 24.06.2020 г.) и отвечает предъявляемым к ним (РЗУ) требованиям.
Результаты апробации комплексного РЗС с использованием пневматической завесы и непроницаемого экрана (наплавная запань), полученные нами в период исследований 2021-2022 гг. на Кармановской ГРЭС ООО «БГК», подтверждают эффективность данного типа рыбозащитного сооружения, полученного на других водозаборах крупных энергетических объектов, оборудованных данным типом РЗС (табл. 4):
- на двух водозаборах ЦБК АО «Группа ИЛИМ») – 96% (2017 г.);
- на водозаборе Среднеуральской ГРЭС – 80,5% (2017-2018 г.);
- на водозаборе Яйвинской ГРЭС – 87,58% (2021 г.).
Оценка соответствия полученных результатов нормативным требованиям по эффективности рыбозащитного устройства проведена путем сравнения их значений (п. «С.8» СП 101.13330.2012 с изм. №1 от 24.06.2020 г.). Если Кэф лежит в пределах доверительного интервала вычисленного показателя эффективности (Кэф-Sk) <Кэф <(Кэф+Sk) или ниже границы интервала Кэф <(Кэф+Sk), то РЗУ работает достаточно эффективно и отвечает предъявляемым к нему требованиям.
По расчетам, показатель (Кэф-Sk) = 85,23, показатель (Кэф+Sk) = 87,79. Среднее значение эффективности РЗУ (Кэф) для взрослых рыб составило 86,51%, т.е. Кэф лежит в пределах доверительного интервала вычисленного показателя эффективности, следовательно, рыбозащитные устройства на БНС № 1 Кармановской ГРЭС работают достаточно эффективно и отвечают предъявляемым к ним требованиям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании проведенных исследований отмечено, что комплексные пневматические РЗС успешно и эффективно работали на водозаборах крупных энергетических станций, как в речных условиях (р. Яйва, Северная Двина), так и в водоемах с замедленным водообменом – в водоемах-охладителях и озерах (оз. Исетское, Кармановское водохранилище), с расходами водозаборов до 44 м3/с.
Практика применения комплексных РЗС с использованием пневматических завес и непроницаемых экранов в виде запаней показала, что, при правильно подобранных параметрах оборудования и выбранном створе размещения РЗС с учетом гидравлических, технических и ихтиологических особенностей водозабора, их эффективность для водозаборов любой производительности гарантировано превышает 80%, что полностью соответствует рыбоохранным нормативам.
Таблица 3. Результаты апробации комплексного РЗС с использованием пневматической завесы и непроницаемых экранов (наплавных запаней) на Кармановской ГРЭС в 2021-2022 гг./ Table 3. Results of testing the integrated fish protecting facility using a pneumatic curtain and impervious screens (floating tanks) at Karmanovskaya GRES in 2021-2022
|
Водоем |
Тип РЗС |
Период проведения испытаний (месяц, год) |
Производительность водозабора Q (м3/с) |
Усредненные значения концентраций молоди рыб С, экз/м3 |
Показатель рыбозащитной эффективности РЗС Кэф (%) |
Краткая характеристика защищаемого объекта |
Рыбохозяйственная организация, участвовавшая в испытаниях РЗС |
||
|
До РЗС или РЗС отключено |
После РЗС или РЗС включено |
Вид |
Размер/ср. размер, мм |
||||||
|
Кармановское водохранилище
|
Воздушно-пузырьковая завеса (ВПЗ) с наплавной рыбоотводящей запанью
|
Ноябрь 2021 г. |
44 (БНС-1)
|
126,06 экз./100 м3 |
16,81 экз./100 м3 |
86,66 |
Лещ Густера Карась Окунь |
245 110-185/ 162 85 90-160/ 131 |
«ТатарстанНИРО»
|
|
Декабрь 2021 г. |
0,653 экз./100 м3 |
0,082 экз./100 м3 |
87,49 |
Окунь |
70-85/75 |
||||
|
Май 2022 г. |
3,09 (взросл.) 1,47 (личин) экз./100 м3 |
0,39 (взросл.) 0,37 (личин.) экз./100 м3 |
87,27 (взросл.) 75,00 (личин.) |
Уклейка Плотва Окунь личинки |
90-105/96 155-235/169 95-190/128 <11/9 |
||||
|
Июль 2022 г. |
0,97 экз./100 м3 |
0,15 экз./100 м3 |
84,62 |
Уклейка Плотва Окунь |
105-120/111 180 120 |
||||
|
Среднее за 4 сезона |
32,69 (только взросл.) или 26,45 (все) экз./100 м3 |
4,36 (только взросл.) или 3,56 (все) экз./100 м3 |
86,51 (только взросл.) или 84,21 (все) |
Лещ Уклейка Густера Карась Плотва Окунь |
245 90-120/ 104 110-185/ 162 85 155-235/ 169 70-190/ 114 |
||||
Таблица 4. Результаты апробации комплексных РЗС с использованием пневматических завес и непроницаемых экранов (наплавных запаней) на различных типах водоемов РФ/ Table 4. The results of testing complex fish protecting facility using pneumatic curtains and impermeable screens (floating sumps) on various types of water bodies of the Russian Federation
|
Место проведения работ |
Водоем |
Тип РЗС |
Период проведения испытаний (месяц, год) |
Производительность водозабора Q (м3/с) |
Показатель рыбозащитной эффективности РЗС Кэф (%) |
Рыбохозяйственная организация, участвующая в испытаниях РЗС |
|
Тверская область, г. Конаково, Конаковская ГРЭС, ОАО «Энел ОГК-5» БНС №1 |
Р. Волга (Иваньковское водохранилище |
Комплексная РЗС ВПЗ-наплавная запань |
Май-октябрь 2013 |
40,0 |
78,6 |
Верхне-Волжское отделение ФГБНУ «ГосНИОРХ» |
|
Ноябрь 2014– Апрель 2015 |
87,0 – 90,0 |
|||||
|
Архангельская область, г. Коряжма, БНС №1 и БНС №2 водозабора АО «Группа ИЛИМ» |
Р. Вычегда (приток р. Северная Двина) |
Комплексная РЗС ВПЗ-наплавная запань |
Июнь – октябрь 2017 |
3,5 |
Не менее 96,0 |
Северный филиал ФГБНУ «ПИНРО» (СевПИНРО) |
|
5,3 |
||||||
|
Свердловская область, Среднеуральская ГРЭС, филиал ПАО «Энел Россия», БНС №1 аварийного водозабора |
Исетское водохранилище (озеро) |
Комплексная РЗС ВПЗ-наплавная запань |
Сентябрь 2017–июль 2018 |
8,33 |
80,5 |
Татарское отделение ФГБНУ «ГосНИОРХ» |
|
Пермский край, п. Яйва, Яйвинская ГРЭС, ПАО «Юнипро», основной, вспомогательный каналы БНС первого подъема |
Р.Яйва, левобережный приток р. Камы |
Комплексная РЗС ВПЗ-наплавная запань |
Годовой цикл: зимний, весенний, летний, осенний периоды 2021 г |
Основной канал 14,0 |
100,0–81,95– 85,29–87,53 |
Татарский филиал ФГБНУ «ВНИРО» |
|
Резервный канал 4,8 |
||||||
|
Республика Башкортостан, Кармановская ГРЭС ООО «БГК», подводящий канал НС №1 первого подъема |
Р. Буй, Кармановское водохранилище |
Комплексная РЗС ВПЗ-наплавная запань |
Годовой цикл: Осенний, зимний, весенний, летний периоды 2021– 2022 г |
44,0 |
88,6–93,61– 81,14–84,62 |
Татарский филиал ФГБНУ «ВНИРО» |
1. Технический паспорт гидротехнических сооружений. ООО «Башкирская генерирующая компания, фонды Кармановской ГРЭС, 2018. - 144 с.
2. Браславская Л.М. Изучение состава местной ихтиофауны водохранилища Кармановской ГРЭС в связи с зарыблением его растительноядными рыбами //IV совещ. Молодых научных работников ГосНИОРХ (Ленинград, 4-6 апреля 1972г). - Л., 1972. - с. 4-6.
3. Гончаренко Р.И. Водохранилище Кармановской ГРЭС и перспективы его рыбохозяйственного использования / Р.И. Гончаренко, В.Г. Махнин, Г.Ф. Миловидова, Р.Г. Таиров, А.А. Щукина //Сб. науч. Тр. ГосНИОРХ, 1988. - Вып. 280. - с. 84-92.
4. Шакирова Ф.М., Салахутдинов А.Н. Современное состояние экосистемы Кармановского водохранилища //Эколого-биол. проблемы вод и биоресурсов: пути решения/Матер. Всерос. конф. (Ульяновск, 12-14 ноября 2007г). Ульяновск, 2007. - С.127-134.
5. Обследование водохранилища КГРЭС с целью разработки малозатратных рыбоохранных мероприятий, исключающих строительство малоэффективных и дорогостоящих РЗУ. Отчет НИОКР. - Казань: Татарское отделение ФГНУ «ГосНИОРХ», 2003-2004 гг. - 9 с., 22 с.
6. Разработка рыбоводно-биологического обоснования (РБО) для зарыбления водоема-охладителя Кармановской ГРЭС растительноядными рыбами и подготовка обоснования для проектирования РЗУ. Отчет заключительный. - Казань: Татарское отделение ФГБНУ «ГосНИОРХ», 2012. - 59 с.
7. Проектная документация по объекту: «Модернизация рыбозащитного сооружения на БНС № 1 (первая очередь) Кармановской ГРЭС филиала ООО «БГК». Раздел 8 МООС, раздел 4 КР. 9.71/0435/158/607/01658/19-М. РЗУ - Челябинск: ООО МП «Гидроремонт», 2019. - т. 8, 4.
8. Михеев П.А. Рыбозащитные сооружения и устройства. - М.: издательство «Рома», 2000. - 405 с.
9. Павлов Д.С., Пахоруков А.М. Биологические основы защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения. / Д.С. Павлов, А.М. Пахоруков - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 264 с.
10. Павлов Д.С. и др. Покатная миграция молоди рыб в реках Волга и Или. - М.: Наука, 1981. - 304 с.
11. Программа научно-исследовательской работы по оценке эффективности рыбозащитного сооружения на Кармановской ГРЭС, разработанная в соответствии с пунктом С Изменений №1 к СП 101.13330.2012 «СНиП 2.06.07-87 Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения». - Казань: Татарский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («ТатарстанНИРО»), 2021. - 29 с.
12. Оценка эффективности рыбозащитных устройств на БНС № 1 (первая очередь) Кармановской ГРЭС филиала ООО «БГК». Отчет заключительный. - Казань: Татарский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («ТатарстанНИРО»), 2022. - 97 с.
13. Оценка эффективности рыбозащитного комплекса филиала «Среднеуральская ГРЭС» ПАО «Энел Россия». Отчет заключительный- Казань: Татарский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («ТатарстанНИРО»), 2018. - 60 с.
14. Результаты исследований функциональной эффективности рыбозащитных сооружений, установленных на БНС № 1 и БНС № 2 водозабора АО «Группа «Илим» в г. Коряжма Архангельской области. Отчет о НИР. - Архангельск: Северный филиал ФГБНУ «ПИНРО» («СевПИНРО»), 2017. - 96 с.
15. Шульгин В.Д. Разработка комплексных рыбозащитных устройств с использованием воздушно-пузырьковой завесы, потокообразующих и рыбоотводящих элементов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. - Тверь, 2002. - 30 с.
16. Шульгин В.Д. Обобщение опыта по применению воздушно-пузырьковых завес (ВПЗ) и эрлифтного способа защиты рыб в составе комплексных РЗС. / В.Д. Шульгин, В.А. Аксенов, В.А. Петрухин, С.С. Набоков // Рыбное хозяйство. - 2016. - №6. - С. 98-104.
17. Расс Т.С. Методическое руководство по сбору икринок, личинок и мальков рыб. / Т.С. Расс, И.И. Казанова - М.: «Пищевая промышленность», 1966. - 42 с.
18. Руденко Г.П. Методы определения ихтиомассы, прироста рыб и рыбопродукции / Г.П. Руденко // М.: Продукция популяций сообществ водных организмов и методы ее изучения, 1985. - С. 111-138.
19. Руденко Г.П. Численность рыб, ихтиомасса, продукция выживших рыб и управление рыбопродукционным процессом в пресноводных водоемах (методическое пособие). - С-Пб., ФГБНУ «ГосНИОРХ», 2014. - 106 с.
20. Павлов Д.С. Покатная миграция рыб из Усть-Хантайского водохранилища / Д.С. Павлов, А.И. Лупандин, В.В. Костин // Вопросы ихтиологии. - 1994. - Т. 34. - Вып. 3.- С. 359-365.
21. Павлов Д.С. Миграции рыб в зарегулированных реках. / Д.С. Павлов, М.А. Скоробогатов - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. - 413 с.
22. СП 101.13330.2012 СНиП 2.06.07-87 «Подпорные стенки, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения» (с изменениями № 1). Приложение к приказу Минрегиона России № 267 от 30.06.2012 г. Применяется с 24.06.2020 г.
23. Коблицкая А.Ф. Определение молоди пресноводных рыб. - М.: Легкая и пищевая промышленность., 1981. - 208 с.
24. Аннотированный каталог круглоротых и рыб континентальных вод России (под ред. Ю.С. Решетникова). - М.: Наука, 1998. - 219 с.
25. Атлас пресноводных рыб России в 2 томах (под ред. Ю.С. Решетникова). - М.: Наука, 2003. - 253 с, 379 с.
26. Рыбы в заповедниках России. В двух томах / Под ред. Ю.С. Решетникова. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. - Т.1. - 627 с.
27. Макеева А.П. Атлас молоди пресноводных рыб России / А.П. Макеева, Д.С. Павлов, Д.А. Павлов - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011. - 383 с.
28. Методические рекомендации по определению эффективности рыбозащитных сооружений на водозаборах. - М.: ЦУРЭН, 2016.
29. Содержание растворенного кислорода в воде: Методические указания / сост. Кузьмина И.А. - НовГУ, Великий Новгород, 2007. - 12 с.
30. Russ T.S. Methodical guide to collecting eggs, larvae and fry of fish. / T.S. Russ, I.I. Kazanova - M.: "Food industry", 1966. - 42 p.
