CC BY
7ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Научная статья УДК 626.885
doi: 10.31774/2712-9357-2022-12-3-244-263
Конструирование и расчет трактов пригидроузловых рыбоходно-нерестовых каналов
Виктор Николаевич Шкура1, Алексей Викторович Шевченко2
1 2Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация
1VNShkura@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-4639-6448 2rigge1111@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-4839-6377
Аннотация. Цель: разработка рекомендаций по конструированию и методик расчета расходно-скоростных и геометрических параметров рыбоходно-нерестовых каналов, устраиваемых при крупных речных гидроузлах. Материалы и методы. Фактологическую базу предложенных разработок составили материалы обследования действующих Николаевского и Константиновского рыбоходно-нерестовых каналов и проектные материалы по строящемуся Багаевскому рыбоходно-нерестовому каналу на р. Дон. Методологию разработок составили научные методы анализа и синтеза информационного материала и технологии поискового конструирования рыбоводных сооружений. Результаты. Данные обследования функционирующих пригидроузловых рыбоходно-нерестовых каналов и анализ их проектных решений позволили установить подходы к определению и диапазоны расходно-скоростных и геометрических параметров, форм поперечных сечений их трактов и зон отдыха рыб, а также подходы к выбору их компоновочно-конструктивных решений. С учетом и на базе исходной информации предложена общая методология проектирования (обоснований, расчетов и конструирования) трактов рыбоходно-нерестовых каналов и методика их гидравлического расчета. При разработке общих и частных рекомендаций учитывались известные данные о биологических особенностях анадромно-миграционного поведения и плавательной способности рыб. Предложенные разработки адаптированы к условиям предложенного компоновочно-конструктивного решения Кочетовского рыбоходно-нерестового канала на р. Дон. Выводы. Приведены материалы обследования действующих рыбоходно-нерестовых каналов, устроенных при Николаевском и Константиновском гидроузлах, а также результаты анализа проектного решения канала в составе строящегося Багаев-ского гидроузла на р. Дон. Предложен методологический подход к разработке конструктивных решений и методики расчета геометрических параметров трактов рыбо-ходно-нерестовых каналов.
Ключевые слова: рыбоходно-нерестовые каналы, конструирование трактов каналов, расчет параметров каналов, трассы рыбоходно-нерестовых каналов, анадромно-мигрирующие рыбы, зоны отдыха и нереста рыб
Для цитирования: Шкура В. Н., Шевченко А. В. Конструирование и расчет трактов пригидроузловых рыбоходно-нерестовых каналов // Мелиорация и гидротехника. 2022. Т. 12, № 3. С. 244-263. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2022-12-3-244-263.
© Шевченко А. В., Шкура В. Н., 2022
(сс
© ®
HYDRAULIC ENGINEERING
Original article
Design and calculation of fish pass and spawning channel tracts at waterworks
Viktor N. Shkura1, Alexey V. Shevchenko2
1 2Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems, Novocherkassk, Russian Federation
1VNShkura@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-4639-6448 2rigge1111@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-4839-6377
Abstract. Purpose: development of recommendations for design and calculation procedure of the flow rate and geometric parameters of fish pass and spawning channels arranged at large river waterwork facilities. Materials and methods. The factual base for the proposed developments were survey materials for the existing Nikolaevsky and Konstantinovsky fish pass and spawning channels and design materials for the Bagaevsky fish pass and spawning channel under construction on the river Don. The development methodology was based on scientific methods of analysis and synthesis of information and technologies for the search design of fish breeding facilities. Results. The survey data of the operating fish pass and spawning canals at waterworks and the analysis of their design solutions made it possible to establish approaches to determining and the ranges of flow rate and geometric parameters, cross-sectional shapes of their tracts and fish recreation areas, as well as approaches to the choice of their layout and design solutions. Taking into account on the basis of the initial information, a general methodology for designing (substantiations, calculations and construction) fish pass and spawning canals and a method for their hydraulic calculation are proposed. When developing general and particular recommendations, known data on the biological features of anadromous-migratory behavior and the fish swimming ability were taken into account. The proposed developments are adapted to the conditions of the proposed layout and design solution of the Kochetovsky fish pass and spawning canal on the river Don. Conclusion. The survey materials of the existing fish pass and spawning canals, arranged at the Nikolaevsky and Konstantinovsky waterworks, as well as the results of the analysis of the design solution of the canal as part of the Bagaevsky waterworks under construction on the river Don. A methodological approach to the development of constructive solutions and methods for calculating the geometric parameters of the fish pass and-spawning channels tracts is proposed.
Keywords: fish pass and spawning channels, canal tracks designing, canal parameters calculation, routes of fish pass and spawning channels, anadromous migratory fish, fish recreation and spawning areas
For citation: Shkura V. N., Shevchenko A. V. Design and calculation of fish pass and spawning channel tracts at waterworks. Land Reclamation and Hydraulic Engineering. 2022;12(3):244-263. (In Russ.). https://doi.org/10.31774/2712-9357-2022-12-3-244-263.
Введение. Обязательным требованием при создании речных гидроузлов является обеспечение пропуска через них рыб к местам их нереста. Указанная задача может решаться устройством рыбоходно-нерестовых каналов [1-5]. Примерами таких сооружений являются Николаевский и Кон-стантиновский, строящийся Багаевский и проектируемый Кочетовский ры-
боходно-нерестовые каналы. Опыт эксплуатации таких каналов показал их эффективность по пропуску и нересту в их трактах мигрирующих рыб [6-8].
Рыбоходно-нерестовые каналы отличают их очевидные достоинства по сравнению с рыбопропускными шлюзами и рыбоподъемниками [9]. Достоинства таких каналов могут быть усилены, а недостатки [10-12] нейтрализованы при применении современных подходов к их созданию [13-16]. Поэтому за цель настоящей работы принято формирование научно обоснованной базы по расчету и конструированию трактов рыбоходно-нересто-вых каналов.
Материалы и методы. Эмпирическую основу разработки составляют данные авторского обследования действующих рыбоходно-нерестовых каналов, результаты анализа проектных решений и конструктивных разработок и известные методики расчета и конструирования их трактов.
Результаты и обсуждение. Обследование действующих рыбоходно-нерестовых каналов, устроенных в составе Николаевского и Константинов-ского гидроузлов на р. Дон, и анализ проектных решений Багаевского и Ко-четовского каналов позволили установить параметры и условия их функционирования, за которые приняты: расход реки Q , м3/с; расчетный перепад
уровней воды между верхним ZB/6, м, и нижним Z^6, м, бьефами гидроузла AZ, м; расчетный расход канала Q, м3/с; соотношение расходов канала и реки (Q/Q )■ 100, %; протяженность тракта канала LK, м; расчетный уклон дна канала /к; расчетная средняя скорость течения водного потока на входе и в тракте канала vK, м/с; форма типового поперечного сечения тракта канала; ширина тракта канала по дну ¿к, м; заложение откосов рыбоходно-нерестового канала £отк; средняя глубина водного потока в тракте канала hK, м. Значения указанных выше параметров приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Данные об основных параметрах рыбоходно-нерестовых каналов Донского каскада речных гидроузлов
Table 1 - Data on the main parameters of the fish passage and spawning channels of the Don cascade of river waterworks
and d
R
e
cl a
ti o
n
and d
H
y d
CD
л
и о р а ц и я
Наименование пригидроузлового рыбоходно-нерестового канала
с
дм о,
I ^
К
^ И
е р
дм
а, с N
£ <
рпе ы
«
л н
т е ч с а
Рч
е н в
о р
у
д
ос о <3 й S
^ а ы
а л а н а
са к
Рч
Параметр рыбоходно-нерестового канала
^ £ р р ,0
е и 0 и а 1 К ч •
2 й г-)
Я щ &
- i ^
о н т о о С
§ &
н § ^
И ^
у ла Ж й
н а к
ы н т еа чн
ачс дн
л
С и о Ч оа
н н е
* В я
т о
р
р
т
я я
н
д
е
I и
а л а н
«
к
н
ре
с еч яа те
л н
н т
ес чо
с а
Рч
р
о к с
ей К К
бт уо л
я я
н
д
е
й I и
И I
оа л а н а к
ро рС в
е тек
а р
т
S *
Ё ^ ау
рн
т д
ни п
ра ри л
Ши лана к
во
О Н И О О Р О U
л ^ еа нл
к т о
е и н е
о
н
д
о
Я X
оо
лб
а
СП
ы р
а н а к
о г о в
и
a д u р
1 о
о
н е
И н ng и
i n
e e
ri n
g
и а.
2 0
2 2
Николаевский
220+
4,0*
70,0
31,8
0,000650
6140
1,200
2,50
25,0
1:3,0
ю н 0.
21
2. 2,
Vol №
l. 3.
,2 С.
n 2
o. 44 3. 2 P
. 3. 2 4 4
-2 6 3
Константиновский
230+
3,0*
80,0
34,8
0,000430
6989
1,100
2,50
25,0
1:3,0
Багаевский
270+
2,0*
100,0
37,0
0,000338
5520
0,895
2,50
36,0
1:3,5
Кочетовский
250+
3,1*
90,0
36,0
0,000340
8630
0,950
2,60
30,0
1:2,5
Примечания:
«+» - значения расходов воды в нижних бьефах гидроузлов в периоды весенне-летнего и осенне-зимнего нерестовых ходов ана-дромно-мигрирующих рыб 75% обеспеченности;
«*» - перепады уровней воды между верхними и нижними бьефами гидроузлов, соответствующие величинам сбросных расходов,^_
Приведенные в таблице 1 данные, характеризующие условия функционирования действующих, строящегося и проектируемого нерестово-рыбо-ходных каналов, определяют сложившуюся практику их создания и использования и могут рассматриваться как ориентиры при их проектировании.
Методология проектирования (расчета и конструирования) трактов рыбоходно-нерестовых каналов предусматривает: установление расчетного периода их функционирования; определение расчетных расходов и уровней воды, соответствующих весенне-летнему и осенне-зимнему периодам нерестового хода анадромно-мигрирующих рыб; выбор диапазона и среднего (расчетного) значения скорости течения водного потока на входе в канал и в его тракте; выбор расчетного расхода канала; выбор формы и определение геометрических параметров поперечного сечения, уклона дна и протяженности тракта канала; установление (прогнозирование) показателей качества условий привлечения рыб из реки в канал; разработку компоновочно-конструктивного решения тракта канала; разработку конструктивных решений элементов тракта канала, обеспечивающих его функционирование.
Расчетные периоды функционирования канала определяются сроками нерестового хода анадромно-мигрирующих рыб. В зависимости от вида рыб могут рассматриваться весенне-летний и осенне-зимний нерестовые периоды (что, в частности, имеет место на Донском каскаде гидроузлов). При необходимости пропуска нескольких видов мигрирующих производителей рыб с различными сроками T и интенсивностями / нерестовых ходов строятся моновидовые или совмещенные графики вида / = f (T)
за многолетние периоды наблюдений. С использованием вышеуказанных графиков принимаются сроки начала и окончания расчетного периода работы канала. Принятие решения о сроках осуществляется по одному (особо приоритетному) виду рыб, или по нескольким приоритетным видам, или же по всей совокупности графиков нерестовых ходов. При этом граничные
временные сроки принимаются из условия охвата периода прохода через створ гидроузла не менее 75 % количества мигрирующих рыб (по видам или совокупности нерестовых стад). Например, для условий Кочетовского гидроузла на р. Дон расчетные сроки весенне-летнего нерестового периода составляют 75 сут, а осенне-зимнего нерестового хода - 70 сут.
На последующем этапе проектирования для принятого(ых) перио-да(ов) работы сооружения устанавливаются гидрологические характеристики условий функционирования рыбоходно-нерестового канала. В качестве гидрологических параметров рассматриваются: расходы реки Q , м3/с,
сбрасываемые водовыпускными сооружениями, и соответствующие пери-оду(ам) уровни воды в верхнем ZB/6, м, и нижнем Z^6, м, бьефах гидроузла. При определении расчетных значений Q , Z и Z используются ряды многолетних наблюдений и измерений указанных параметров. Статистической обработкой данных, реализуемой по принятым расчетным методикам, устанавливаются значения указанных параметров для различных уровней их обеспеченности P, %. За расчетные значения Q , ZB/6 и Z^6
принимаются их величины, соответствующие 75% обеспеченности. Как правило, при фиксированных уровнях водной поверхности в верхних бьефах гидроузлов (соответствующих нормальному подпорному уровню) учитываются (фиксируются) их возможные колебания при форсировке или воздействии сгонно-нагонных явлений. Для оценки гидрологии нижнего бьефа строится кривая функциональной связи Q = f (Z^6) и графики
Q = f (P) и Z^6 = f (P) .
Используя графическую интерпретацию гидрологических данных по нижнему бьефу гидроузла, устанавливают расчетные значения расхода реки Q , отметки уровня воды нижнего бьефа Z^6 гидроузла, принимаемые
на уровне 75% обеспеченности, и диапазоны изменения значений указанных
параметров, являющиеся гидрологической основой для проектирования канала. За среднерасчетные значения расхода реки для соответствующего входу в канал створа принимаются их величины, соответствующие 60-50% уровню обеспеченности.
По установленному расходу реки Q , м3/с, принимается расход ры-
боходно-нерестового канала Q, м3/с, по соотношению:
Q = (0,35...0,37) ■ Q, где Q - расчетный расход рыбоходно-нерестового канала, м3/с;
О - расход воды в реке, м3/с.
Одновременно с реализацией вышеуказанных расчетно-графических операций проводится анализ материалов рыбоводно-биологических обоснований и исследований особенностей анадромно-миграционного поведения рыб и данных об их плавательной способности [17-22]. По результатам анализа принимается решение о значениях: 1) средней скорости течения потока на входе в канал, в его тракте и зонах отдыха и (или) нереста рыб; 2) средних глубин воды в акваториальном пространстве тракта канала.
При принятых значениях Q, м/с, vK, м/с, и hK, м, производятся гидравлические расчеты геометрических параметров канала трапецеидального поперечного сечения (с заложением откосов от 1:2,5 до 1:3,5) с покрытием его русла каменно-галечно-гравийной смесью с фракциями 20-60, 60-100 и 100-150 мм. Расчет ведется по методикам и зависимостям гидравлики с учетом разного по фракциям крепления дна и откосов канала [23]. Последовательность вышеуказанного расчета предусматривает определение:
1) площади поперечного сечения канала wK = Q / vK, м2 (за делитель vK, м/с, принята расчетная средняя скорость течения водного потока в тракте канала);
2) ширины тракта канала по дну Ьк = юк / \ - котк • м, где котк -коэффициент заложения откосов тракта канала;
3) смоченного периметра русла канала %к = hK + 2hK^ 1 + к^к, м;
4) гидравлического радиуса R = юк / %к, м;
5) эффективной высоты выступов шероховатостей на дне и откосах канала по соответствующим расчетным зависимостям:
А = 0,785- d ,
^"*дна ' ^ дна '
где Адна - эффективная высота выступов на дне тракта канала, м; dHa - среднее значение высоты выступов на дне канала, м;
А = 0,785 • d ,
отк ' отк'
где Аотк - эффективная высота выступов на откосах тракта канала, м; d0TK - среднее значение высоты выступов на откосах канала, м;
6) значений коэффициентов шероховатости по зависимостям: для откосов Потк = 0,0198-А0Г, для дна nma = 0,0198-А^08;
7) параметров Шези для условий каменного покрытия различной шероховатости откосов Сотк и дна канала Сдна по авторской (1) и известным
обобщенным (2)-(4) зависимостям Р. Манинга, И. И. Агроскина, Н. Н. Павловского [24]:
С = 22lg
i
Як /(5,05n)0,
0,108
1
+ 9,5 • (5,05n)°, / R +1,5, (1)
С =1 • Я/6, (2)
n
С =1 + 17,72lg Як, (3)
n
Q _ 1 -0,13-0,75^-^Vn-0,1) n
Отметим, что в зависимостях (1)-(4) обобщенный параметр А. Шези обозначается как C, а коэффициент шероховатости n.
Средние значения коэффициентов А. Шези для откосов Сотк и дна С тракта канала по каждой из приведенных зависимостей (1)-(4) определяются при подстановке в них соответствующих значений коэффициентов шероховатости откосов n и n канала;
8) осредненных значений коэффициентов Шези Сотк и Сдна, определенных по зависимостям (1)-(4) разных разработчиков (см. п. 7);
9) осредненного значения коэффициента Шези по расчетному соотношению:
Ск = [2СОТк • (котк ■ h) + Сдна • Ьк ] /фк + 2Аотк ■ h),
где Ск - осредненный коэффициент А. Шези; b - ширина тракта канала по дну, м;
10) уклона дна по уравнению /к = v2 /(Ск2 • R), где vK - среднее значение скорости течения воды в тракте канала, м/с;
11) протяженности (длины) тракта канала по соотношению:
Ак = (^в/б _ ^н/б ) / ^к,
где ZB/6, - отметки уровня воды в верхнем и нижнем бьефах речного гидроузла соответственно, м.
При известных значениях Q, vK, bK и параметрах речного русла
в створе входа рыб в тракт канала Q, v , bp определяется показатель качества условий для привлечения рыб в тракт канала по зависимости:
П ,„ = 100Q •
л0,5
v,.
к/у
Ор
v
V р
i Т- \
1 + 7 i
V Ьр ,
о,
где П^ - показатель качества привлечения рыб в тракт канала, %; О - расход воды в тракте рыбоходно-нерестового канала, м3/с;
Q - расходы реки при 75% и 50% обеспеченности, м3/с; vK - средняя скорость течения воды в тракте канала, м/с; v - средняя скорость течения в реке в створе входа рыб в канал, м/с; bK - средняя по глубине водного потока ширина входа в канал, м; b - средняя ширина русла реки в створе входного оголовка канала, м.
Расчетные операции по зависимости (5) производятся для наиболее вероятных расходов реки и соответствующих им значений соотношений vK / v и bK / bp. Параметр П^у определяет прогнозируемые значения захода
мигрирующих по реке производителей рыб в тракт канала. Ориентировочно значения П^ должны превышать 50-60 %, а при несоблюдении указанного
условия рассматривается возможность увеличения расхода канала Q с последующим установлением соответствующей ему средней по глубине воды ширины канала bK.
Приведенные методологические положения по расчету параметров рыбоходно-нерестовых каналов апробированы на одном из проектных решений Кочетовского канала. Данные о расчетных условиях функционирования и расчетных параметрах его приведены в таблицах 2 и 3.
Приведенные в таблице 3 расчетные значения геометрических параметров рыбоходно-нерестового канала использованы и учтены при разработке компоновочно-конструктивного решения его тракта.
Разработка компоновочно-конструктивных решений рыбоходно-нерестовых каналов предусматривает: 1) выбор территории его расположения относительно реки и сооружений гидроузла; 2) определение участков расположения входного и выходного (для рыб) оголовков; 3) установление трассы канала и его конструктивного решения на различных участках; 4) определение расположения и конструктивного исполнения зон отдыха и нереста фитофильных видов рыб, входного и выходного оголовков.
Таблица 2 - Данные об условиях проектирования Кочетовского рыбоходно-нерестового канала Table 2 - Data on the design criteria of the Kochetovsky fish passage and spawning channel
Расход реки Qp, м3/с Расчетный перепад уровней воды SZ, м Расчетная средняя скорость течения воды в тракте канала Ук, м/с Средняя глубина водного потока в тракте канала hK, м Расчетный расход канала 0к, м3/с Форма поперечного сечения канала Заложение откосов рыбоходно-нерестового канала котк
250 3,1 0,950 2,60 90,0 трапецеидальная 2,5
r
d
aR
c
а л
з 0 § р
a p а ц § и a м
H и У г
а д u р
l о 3 т о е
И §
g
X
н и к а
Таблица 3 - Расчетные параметры и характеристики Кочетовского рыбоходно-нерестового канала Table 3 - Design data and parameters of the Kochetovsky fish passage and spawning channel
Ширина Протя- Показатель
Площадь тракта Смочен- Гидравли- Коэффициент шерохова- Осредненный Расчетный женность качества
поперечного канала ный пери- ческий ра- тости откосов и дна коэффициент уклон дна тракта привлече-
2 сечения юк, м2 по дну метр Хк, м диус R, м тракта канала потк / пдна Шези Ск канала 1к канала ния рыб
Ьк 2 м 42 м Пк/у , %
94,74 30,0 44,0 2,15 0,031 / 0,0327 35,40 0,00034 8630 84,0
p
e
e 2
3. о
§ 2
2 2
2 Т О •
2 i 2 2
a 2
2 2 § 2 a 4
3 I 2 2
P ON
2 2 2
4 4
1
2
6 3
При выборе размещения трассы канала учитываются: топографические условия пойменных участков реки, данные исследований анадром-ного перемещения рыб по речному руслу, расположение водосбросных и водоподпорных плотин и других сооружений гидроузла. При этом могут рассматриваться право- и левобережные (относительно русла реки) варианты трассирования канала при обязательном учете расположения трасс перемещения рыб в нижних бьефах гидроузлов. При решении задачи по выбору расположения тракта канала, его входного и выходного створов руководствуются методическими рекомендациями, приведенными в работах В. Н. Шкуры, Вл. Н. Шкуры, Б. С. Малеванчика, И. В. Никонорова, А. А. Чистякова [1, 2, 9, 13].
В соответствии с современными представлениями в области рыбохо-зяйственной гидротехники тракт канала рекомендуется устраивать меандрическим - в виде системы меандров (взаимно сопрягающихся излучин) различных размеров и очертаний. В трактах меандрической формы формируются разноскоростные зоны течений (у выпуклых и вогнутых берегов) при сохранении среднего значения скорости течения по живому сечению водного потока, что позволяет рыбам с разной плавательной способностью и различными биологическими особенностями миграционного поведения выбирать наиболее приемлемые для них трассы перемещения (по глубине и в плане). При этом обеспечивается компактность расположения тракта канала на местности. При конструировании поперечного сечения каналов наряду с типовой трапецеидальной формой в зависимости от топографических и рыбоводно-биологических условий могут рассматриваться сложные по форме очертания русла - с разноглубинным дном и разным заложением откосов по высоте на разных участках тракта канала. При этом обязательными условиями остаются: обеспечение принятой водопропускной способности; выдерживание скоростного режима протекания воды и определенного диапазона скоростей течения, наиболее приемлемых для прохода и нере-
ста рыб; обеспечение соответствующих биологическим особенностям рыб глубин водного потока на разноглубинных участках тракта канала.
При выборе очертаний микро- и макроизлучин канала учитываются особенности гидравлики течений у выпуклых и вогнутых откосов [23].
В пределах трактов каналов (по их протяженности) предусматривается устройство зон отдыха для рыб. Расстояния между зонами отдыха и скорости течения в их акваториальном пространстве определяются с учетом показателей плавательной способности рыб [1, 2, 15]. При определении количества зон отдыха и их расположения учитываются данные о протяженности транзитного безостановочного перемещения анадромно-мигрирую-щих производителей рыб в речных руслах при различных скоростях встречного потока [17-20], биогенных и абиогенных факторах влияния (водно-средовых и навигационных условиях). В соответствии с предназначением зон отдыха при их конструировании предусматривается уменьшение скоростей течения до минимальных их значений в диапазоне крейсерских (оптимальных) скоростей. Указанное условие обеспечивается за счет увеличения площади живого сечения водного потока (увеличения глубины и (или) ширины русла). При определении размеров и конструировании зон отдыха предусматривается создание условий для нереста в их акватори-альном пространстве определенных видов рыб (преимущественно лито- и фитофилов) устройством соответствующих глубинно-скоростных параметров в русле.
Методологические положения по компоновочно-конструктивному решению трактов рыбоходно-нерестовых каналов апробированы применительно к условиям Кочетовского гидроузла на р. Дон. Один из разработанных конкурирующих вариантов этого канала проиллюстрирован на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 - Компоновочно-конструктивное решение Кочетовского рыбоходно-нерестового канала Figure 1 - Layout and design solution of Kochetovsky fish passage and spawning channel
Сечение 1 - 1 Cross-section 1 - 1
Сечение 2 - 2 Cross-section 2 - 2
Сечение 3 - 3 Cross-section 3 - 3
vK - расчетная средняя скорость течения воды в тракте канала, м/с
ук - estimated average water flow velocity in the canal passage, m/s
Рисунок 2 - Поперечные сечения по Кочетовскому рыбоходно-нерестовому каналу (по рисунку 1)
Figure 2 - Cross sections in the Kochetovsky fish passage and spawning channel (according to Figure 1)
Выводы
1 Приведенные данные о расходных и геометрических параметрах действующих Николаевского и Константиновского рыбоходно-нерестовых каналов, строящегося Багаевского и проектируемого Кочетовского каналов
являются ориентирами для разработки проектных решений на других низконапорных речных гидроузлах.
2 Приведены методологические положения по проектированию (расчету и конструированию) трактов пригидроузловых рыбоходно-нере-стовых каналов, устраиваемых в целях обеспечения пропуска рыб через водоподпорный фронт низконапорных гидроузлов, с созданием условий для нереста рыб в акваториальном пространстве их трактов.
Список источников
1. Шкура В. Н. Рыбопропускные сооружения: в 2 ч. Ч. 1. М.: Рома, 1999. 380 с.
2. Шкура Вл. Н. Рыбоходные и рыбоходно-нерестовые каналы: монография / Новочеркас. инж.-мелиоратив. ин-т ДГАУ. Новочеркасск: Лик, 2012. 204 с.
3. Мартыненко В. Н. Рыбоходный канал в составе гидроузла // Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России. 2020. № 5. С. 150-152.
4. Введенский О. Г. Рыбоохранный комплекс гидроузла // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2013. № 4. С. 67-81.
5. Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты») по оздоровлению и развитию водохозяйственного комплекса реки Дон [Электронный ресурс]: распоряжение Правительства РФ от 21 июля 2021 г. № 2012-р. Доступ из справ. правовой системы «Консультант Плюс».
6. Опыт эксплуатации обводных нерестово-рыбоходных каналов при низконапорных гидроузлах на Нижнем Дону / С. П. Воловик, И. Ф. Ковтун, А. А. Корнеев,
B. Н. Шкура, В. П. Боровской // Гидротехнические рыбохозяйственные сооружения и русловая гидротехника: сборник / Гос. агропром. ком. СССР, Новочеркас. инж.-мелиоратив. ин-т им. А. К. Кортунова. Новочеркасск, 1986. С. 10-20.
7. Анохин А. М., Щепкина В. А. Программа возрождения рыбных запасов юга России «Серебряный поток Дона» // Актуальные вопросы рыболовства, рыбоводства (аквакультуры) и экологического мониторинга водных экосистем: материалы Между-нар. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию Аз. науч.-исслед. ин-та рыб. хоз-ва. 2018.
C. 102-105.
8. How effective are spawning-habitat création or enhancement measures for substrate-spawning fish? A synthesis. Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Sciences / T. Rytwinski, L. K. Elmer, J. J. Taylor, L. A. Donaldson, J. R. Bennett, K. E. Smokor-owski, A. K. Winegardner, S. J. Cooke. 2019. 183 p.
9. Малеванчик Б. С., Никоноров И. В. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1984. 256 с.
10. Оценка экологического состояния донных отложений рыбоходных каналов дельты Волги / А. П. Сорокин, Л. В. Яковлева, А. В. Федотова, А. А. Абишева // Социально-экономические и экологические аспекты развития Прикаспийского региона: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Элиста, 2019. С. 527-531.
11. Усынина А. Э., Святский А. С., Боярко С. Г. Рекомендации по восстановлению водности рыбоходных каналов дельты Волги // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2020. № 2(32). С. 78-82.
12. Создание системы воспроизводства биоресурсов и контроля дноуглубительных работ в рыбоходных каналах дельты Волги в условиях понижения уровня Каспий-
ского моря и маловодности реки Волги / А. Э. Усынина, Н. С. Шуваев, А. С. Святский, С. Г. Боярко // Современные исследования в науках о Земле: ретроспектива, актуальные тренды и перспективы внедрения: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. Астрахань, 2021. С. 158-161.
13. Чистяков А. А. Конструкции рыбоходных и рыбоходно-нерестовых каналов: учеб. пособие / Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. Новочеркасск, 2004. 150 с.
14. Введенский О. Г., Вохминцева Е. В. Использование переливных плотин для регулирования транзитного течения в рыбоходно-нерестовых каналах // Труды Поволжского государственного технологического университета. Серия: Технологическая. 2019. № 7. С. 150-155.
15. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.06.07-87: СП 101.1330.2012: утв. Минрегионразвития России 30.06.12: введ. в действие с 01.01.13. М., 2012. 69 с.
16. Гайдаев С. К. Рыбоводные сооружения низконапорного Багаевского гидроузла на реке Дон // Гидротехника. 2019. № 2(55). С. 22-25.
17. Павлов Д. С., Скоробогатов М. А. Миграции рыб в зарегулированных реках. М.: КМК, 2014. 413 с.
18. Павлов Д. С. Биологические основы управления поведением рыб в потоке воды. М.: Наука, 1979. 320 с.
19. Поддубный А. Г., Малинин Л. К. Миграции рыб во внутренних водоемах: монография. М.: Агропромиздат, 1988. 224 с.
20. Голованов В. К., Поддубный А. Г. Поведение осетровых в нижнем бьефе Кочетовского гидроузла // Биология внутренних вод: информ. бюл. Л., 1976. № 29. С. 54-56.
21. Research on dams and fishes: determinants, directions, and gaps in the world scientific production / H. R. Pereira, L. F. Gomes, H. O. Barbosa, F. M. Pelicice, J. C. Nabout, F. B. Teresa, L. C. G. Vieira // Hydrobiologia. 2020. Vol. 847. P. 579-592. https:doi.org/ 10.1007/s 10750-019-04122-y.
22. Fishway in hydropower dams: a scientometric analysis / J. L. Brito-Santos, K. Dias-Silva, L. S. Brasil, J. B. da Silva, A. M. Santos, L. M. de Sousa, T. B. Vieira // Environmental Monitoring and Assessment. 2021, 28 Oct. Vol. 193. P. 1-17. https:doi.org/10.1007/ s10661-021-09360-z.
23. Боровской В. П., Гарбуз А. Ю., Баев О. А. Методика гидравлического расчета нерестового канала с разнофракционным гравийно-галечниковым покрытием русла // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2018. № 1(29). С. 233-248. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=923 (дата обращения: 30.01.2022).
24. Киселев П. Г., Краев А. Д., Данильченко Н. В. Справочник по гидравлическим расчетам / под общ. ред. П. Г. Киселева. 4-е изд., перераб., испр. и доп. М.: Эко-лит, 2011. 312 с.
References
1. Shkura V.N., 1999. Rybopropusknye sooruzheniya [Fish-pass Structures]. In 2 parts, pt. 1, Moscow, Roma Publ., 380 p. (In Russian).
2. Shkura Vl.N., 2012. Rybokhodnye i rybokhodno-nerestovye kanaly: monografiya [Fish Pass and Fish Pass and Spawning Channels: monograph]. Novocherkassk Reclamation Engineering Institute DGAU, Novocherkassk, Lik Publ., 204 p. (In Russian).
3. Martynenko V.N., 2020. Rybokhodnyy kanal v sostave gidrouzla [Fish pass as a part of a waterworks]. Inzhenernye kadry - budushchee innovatsionnoy ekonomiki Rossii [Engineering Personnel - the Future of the Innovative Economy of Russia], no. 5, pp. 150-152. (In Russian).
42 Vvedensky O.G., 20132 Rybookhrannyy kompleks gidrouzla [Fish protection complex of a waterworks] Vodnoe khozyaystvo Rossii: problemy, tekhnologii, upravlenie [Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management], no. 4, pp. 67-812 (In Russian).
52 Ob utverzhdenii plana meropriyatiy ("dorozhnoy karty") po ozdorovleniyu i razvitiyu vodokhozyaystvennogo kompleksa reki Don [On the approval of the action plan ("road map") on improvement and development of the water management complex of the Don River] Order of the Government of the Russian Federation of 21 July, 2021, no. 2012-r. (In Russian).
6. Volovik S.P., Kovtun IF Korneev A.A., Shkura V.N., Borovskoy VP., 19862 Opyt ekspluatatsii obvodnykh nerestovo-rybokhodnykh kanalov pri nizkonapornykh gidrouzlakh na Nizhnem Donu [Experience in operation of bypass spawning and fish pass channels at low-head waterwork facilities on the Lower Don] Gidrotekhnicheskie rybokhozyaystvennye sooruzheniya i ruslovaya gidrotekhnika: sbornik [Hydrotechnical Fishery Facilities and Channel Hydraulic Engineering: collection] State agro-industrial complex of the USSR, Novocherkassk Reclamation Engineering Institute named after A.K. Kortunov, Novocherkassk, pp. 10-202 (In Russian)
7. Anokhin A.M., Shchepkina V.A., 20182 Programma vozrozhdeniya rybnykh zapa-sov yuga Rossii "Serebryanyy potok Dona" [Program for the revival of fish stocks in the south of Russia "The Silver Stream of the Don"] Aktual'nye voprosy rybolovstva, rybovod-stva (akvakul'tury) i ekologicheskogo monitoringa vodnykh ekosistem: materialy Mezhdu-narodnoy nauchno-praktichesloy konferentsii, posvyashchennoy 90-letiyu Azovskogo nauch-no-issledovatelskogo institutta rybnogo khozyaystva [Current Issues of Fisheries, Fish Breeding (Aquaculture) and Ecological Monitoring of Aquatic Ecosystems: Proa of the International Scientific-Practical Conference, Dedicated to the 90th Anniversary of Azov Sea Research Fisheries Institute], pp. 102-1052 (In Russian)
82 Rytwinski T., Elmer L.K., Taylor J.J., Donaldson L.A., Bennett JR., Smoko-rowski K.E., Winegardner A.K., Cooke S.J., 20192 How effective are spawning-habitat creation or enhancement measures for substrate-spawning fish? A synthesis. Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Sciences. 183 p.
9. Malevanchik B.S., Nikonorov I.V., 19842 Rybopropusknye i rybozashchitnye so-oruzheniya [Fish Pass and Fish Protection Structures] Moscow, Light and Food Industry PubL, 256 p. (In Russian)
102 Sorokin A.P., Yakovleva L.V., Fedotova A.V., Abisheva A.A., 20192 Otsenka ekologicheskogo sostoyaniya donnykh otlozheniy rybokhodnykh kanalov del'ty Volgi [Assessment of the ecological state of bottom sediments of the fish passage channels of the Volga delta]. Sotsial'no-ekonomicheskie i ekologicheskie aspekty razvitiya Prikaspiyskogo regiona: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Socio-economic and Environmental Aspects of the Development of the Caspian Region: Proc. of the International Scientific-Practical Conference]. Elista, pp. 527-531. (In Russian).
11. Usynina A.E., Svyatsky A.S., Boyarko S.G., 2020. Rekomendatsiipo vosstanovle-niyu vodnosti rybokhodnykh kanalov del'ty Volgi [Recommendations for restoring the water content of the fish pass channels of the Volga delta]. Inzhenerno-stroitel'nyy vestnikPrikaspi-ya [Engineering and Construction Bulletin of the Caspian Region], no. 2(32), pp. 78-82. (In Russian).
12. Usynina A.E., Shuvaev N.S., Svyatsky A.S., Boyarko S.G., 2021. Sozdanie siste-my vosproizvodstva bioresursov i kontrolya dnouglubitel'nykh rabot v rybokhodnykh kanalakh del'ty Volgi v usloviyakh ponizheniya urovnya Kaspiyskogo morya i malovodnosti reki Volgi [Creation of a system for the reproduction of bioresources and control of dredging in the fish passage channels of the Volga delta under the conditions of lowering the level of the Caspian Sea and low water content of the Volga River]. Sovremennye issledovaniya v naukakh o Zem-le: retrospektiva, aktual'nye trendy i perspektivy vnedreniya: materialy III Mezhdunarodnoy
nauchno-prakticheskoy konferentsii [Current Research in the Earth Sciences: a Retrospective and Current Trends and Prospects for Implementation: Proc. of the III International Scientific-Practical Conference]. Astrakhan, pp. 158-161. (In Russian).
13. Chistyakov A.A., 2004. Konstruktsii rybokhodnykh i rybokhodno-nerestovykh kanalov: uchebnoe posobie [Design of Fish Passage and Fish Pass and Spawning Channels: textbook]. Novocherkassk State Reclamation Academy, Novocherkassk, 150 p. (In Russian).
14. Vvedensky O.G., Vokhmintseva E.V., 2019. Ispol'zovanie perelivnykhplotin dlya regulirovaniya tranzitnogo techeniya v rybokhodno-nerestovykh kanalakh [The use of overflow dams for regulation of a transit flow in fish pass and spawning canals]. Trudy Po-volzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Tekhnologicheskaya [Proc. of Volga State Technological University. Series: Technological], no. 7, pp. 150-155. (In Russian).
15. SP 101.1330.2012. Podpornye steny, sudokhodnye shlyuzy, rybopropusknye i ry-bozashchitnye sooruzheniya. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.06.07-87 [Retaining walls, navigation locks, fish passage and fish protection structures. Updated version of SNiP 2.06.07-87], approved by Ministry of Regional Development of Russia of June 30, 2012, put into effect from 01.01.13. Moscow, 2012, 69 p. (In Russian).
16. Gaidaev S.K., 2019. Rybovodnye sooruzheniya nizkonapornogo Bagaevskogo gidrouzla na reke Don [Fish-ways of the low-head Bagaevsky waterworks on the River Don]. Gidrotekhnika [Hydrotechnics], no. 2(55), pp. 22-25. (In Russian).
17. Pavlov D.S., Skorobogatov M.A., 2014. Migratsii ryb v zaregulirovannykh rekakh [Fish Migrations in Regulated Rivers]. Moscow, KMK Publ., 413 p. (In Russian).
18. Pavlov D.S., 1979. Biologicheskie osnovy upravleniya povedeniem ryb v potoke vody [Biological Bases of Fish Behavior Control in Water Flow]. Moscow, Nauka Publ., 320 p. (In Russian).
19. Poddubny A.G., Malinin L.K., 1988. Migratsii ryb vo vnutrennikh vodoemakh: monografiya [Fish Migrations in Inland Waters: monograph]. Moscow, Agropromizdat Publ., 224 p. (In Russian).
20. Golovanov V.K., Poddubny A.G., 1976. Povedenie osetrovykh v nizhnem b'efe Kochetovskogo gidrouzla [Behavior of sturgeons in the downstream of the Kochetovsky waterworks]. Biologiya vnutrennikh vod: inform. byul. [Biology of Internal Waters: information bull.]. Leningrad, no. 29, pp. 54-56. (In Russian).
21. Pereira H.R., Gomes L.F., Barbosa HO., Pelicice F.M., Nabout J.C., Teresa F.B., Vieira L.C.G., 2020. Research on dams and fishes: determinants, directions, and gaps in the world scientific production. Hydrobiologia, vol. 847, pp. 579-592, https:doi.org/10.1007/ s10750-019-04122-y.
22. Brito-Santos J.L., Dias-Silva K., Brasil L.S., da Silva J.B., Santos A.M., de Sou-sa L.M., Vieira T.B., 2021. Fishway in hydropower dams: a scientometric analysis. Environmental Monitoring and Assessment, 28 Oct., vol. 193, pp. 1-17, https:doi.org/10.1007/s10661-021-09360-z.
23. Borovskoy V.P., Garbuz A.Yu., Baev O.A., 2018. [Hydraulic calculation methodology of spawning canal with differently fractured gravel-pebble-bed covering]. Nauchnyy ZhurnalRossiyskogo NIIProblem Melioratsii, no. 1(29), pp. 233-248, available: http:www.ros-niipm-sm.ru/article?n=923 [accessed 30.01.2022]. (In Russian).
24. Kiselev P.G., Kraev A.D., Danilchenko N.V., 2011. Spravochnik po gidravliche-skim raschetam [Handbook of Hydraulic Calculations]. 4th ed., rev., corr., Moscow, Ecolit Publ., 312 p. (In Russian)._
Информация об авторах
В. Н. Шкура - ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук, профессор; А. В. Шевченко - младший научный сотрудник, аспирант.
Information about the authors
V. N. Shkura - Leading Researcher, Candidate of Technical Sciences, Professor; A. V. Shevchenko - Junior Researcher, Postgraduate Student.
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Все авторы в равной степени несут ответственность при обнаружении плагиата, самоплагиата и других нарушений в сфере этики научных публикаций.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article.
All authors are equally responsible for detecting plagiarism, self-plagiarism and other ethical
violations in scientific publications.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 01.02.2022; одобрена после рецензирования 05.05.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 01.02.2022; approved after reviewing 05.05.2022; accepted for publication 11.05.2022.
