CC BY
3ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Научная статья УДК 626.88
doi: 10.31774/2658-7890-2023-5-1-60-80
Научно-техническое обоснование создания пригидроузловых рыбоходных, рыбоходно-нерестовых и нерестовых каналов на р. Дон
1 2 Виктор Николаевич Шкура , Алексей Викторович Шевченко
1 2
' Российский 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 научно-технического обоснования целесообразности устройства и технических решений пригидроузловых рыбоходных, рыбоходно-нерестовых и нерестовых каналов. Материалы и методы. Эмпирическую основу работы составили данные авторских обследований и исследований рыбоходных и рыбо-ходно-нерестовых каналов, функционирующих в составе низконапорных гидроузлов на р. Западный Маныч и Дон, а также материалы и сведения по техническому обоснованию проектов Багаевского и Кочетовского рыбоходно-нерестовых каналов. Результаты и обсуждение. В ходе достижения цели и решения задач исследования были даны толкования специальных терминов: пригидроузловые рыбоходные, рыбоходно-нерестовые и нерестовые каналы, и сформулированы условия применения каждого из указанных сооружений. Приведены данные натурных обследований Усть-Манычских рыбоходных и Константиновского рыбоходно-нерестового каналов, выполненных в 2022 г. Предложены принципиальные схемы устройства пригидроузловых рыбоходных, рыбоходно-нерестовых и нерестовых каналов, которые при соответствующей проработке могут быть адаптированы к конкретным условиям их создания и функционирования, что наглядно проиллюстрировано представленными примерами проектных решений рыбо-ходно-нерестовых каналов, устроенных в составе Багаевского и Кочетовского гидроузлов на р. Дон. Разработаны конструктивные схемы сооружений и элементов, обеспечивающих функционирование рыбоходных, рыбоходно-нерестовых и нерестовых каналов, включая их основные составляющие - тракты, входные и выходные (для рыб) оголовки (участки). Выводы. Сформулированы определения специальных терминов: при-гидроузловые рыбоходные, рыбоходно-нерестовые (нерестово-рыбо-ходные) и нерестовые каналы, и дано обоснование условий их применения. Предложены компоновочно-конструктивные схемы устройства рыбоходных и рыбоходно-нерес-товых каналов в составе речных низконапорных гидроузлов.
Ключевые слова: рыбоходный канал, гидроузел, река, нерестовый канал, при-гидроузловое сооружение, рыбохозяйственное сооружение
Для цитирования: Шкура В. Н., Шевченко А. В. Научно-техническое обоснование создания пригидроузловых рыбоходных, рыбоходно-нерестовых и нерестовых каналов на р. Дон // Экология и водное хозяйство. 2023. Т. 5, № 1. С. 60-80. https://doi.org/ 10.31774/2658-7890-2023-5-1-60-80.
HYDRAULIC ENGINEERING
© Шкура В. Н., Шевченко А. В., 2023
Original article
Scientific and technical substantiation for arranging fish pass, fish passage and spawning and spawning channels at the waterworks on the river Don
1 2 Viktor N. Shkura , Alexey V. Shevchenko
1 2
' Russian 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 a scientific and technical substantiation for the feasibility of construction and technical solutions for fish pass, fish passage and spawning and spawning channels at waterworks. Materials and methods. The empirical basis of the work was the data of the author's surveys and studies of fish passage and fish-passage and spawning channels operating as part of low-head waterworks on the Western Manych and Don rivers, as well as materials and information on the technical substantiation of the projects of the Ba-gaevsky and Kochetovsky fish-spawning channels. Results and discussion. In the course of achieving the goal and solving the problems of the study, interpretations of special terms were given: fish passage, fish passage and spawning and spawning channels at the waterworks, and the conditions for the use of each of these structures were formulated. The data of field surveys of the Ust-Manych fish passages and the Konstantinovsky fish passage and spawning channels, carried out in 2022, are presented. Schematic diagrams for the construction of waterworks fish passes, fish passages and spawning and spawning channels are proposed, which, with appropriate study, can be adapted to the specific conditions of their creation and function, which is clearly illustrated by the given examples of design solutions for fish passage and spawning channels arranged as part of the Bagaevsky and Kochetovsky waterworks on the river Don. Structural schemes of facilities and elements that ensure the operation of fish pass, fish passages and spawning and spawning channels, including their main components - tracts, inlet and outlet (for fish) overheads (areas) have been developed. Conclusions. The definitions of the special terms: fish passes, fish passage and spawning (spawning and fish passage) and spawning channels are formulated, and the substantiation of the conditions for their use is given. Layout and structural diagrams for the arrangement of fish passage and fish-passage-spawning channels as part of river low-head waterworks are proposed.
Keywords: fish passage channel, waterworks, river, spawning channel, adjacent waterworks facility, fishery facility
For citation: Shkura V. N., Shevchenko A. V. Scientific and technical substantiation for arranging fish pass, fish passage and spawning and spawning channels at the waterworks on the river Don. Ecology and Water Management. 2023;5(1):60-80. (In Russ.). https://doi.org/10.31774/ 2658-7890-2023-5-1-60-80.
Введение. Директивными актами стратегии социально-экономического развития Российской Федерации в области продовольственной безопасности предусматривается значительное увеличение производства рыбной продукции, культивируемой и добываемой во внутренних водоемах
страны1' 2' 3' 4. В принятых программах, направленных на достижение поставленных целей, значимое место занимает Азово-Донской рыбохозяйст-венный бассейн, включающий Нижне-Донской рыбопромысловый район, содержащий используемые в рыбном хозяйстве водные объекты от Цимлянского водохранилища до устья р. Дон. При разработке соответствующих программных материалов учитывалось сложившееся состояние рыбных ресурсов в бассейне и условия функционирования его водохозяйственного комплекса. При оценке «стартовых» позиций программ учитывается имеющее место снижение рыбопродуктивности Азовского моря и Азово-Донского рыбопромыслового бассейна в отношении промысловых запасов особо ценных проходных (белуги, осетра, сельди) и ценных полупроходных (леща, судака, рыбца, шемаи, чехони, сазана, тарани) видов рыб [1-4]. Наряду с рыбоведческими оценками, при разработке программ развития учитывался и широкий спектр водохозяйственных условий Нижнего Дона в части состояния водных ресурсов и сложившейся многогранной структуры водопользования (учет нужд и потребностей всех участников водохозяйственного комплекса, возможности для регулирования водно-ресурсного потенциала и управления им, социально-экономическая приоритетность его использования, решение ряда текущих и прогнозируемых проблем экологического характера) [2, 5, 6].
1Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации [Электронный ресурс]: Указ Президента РФ от 21 янв. 2020 г. № 20. Доступ из справ. правовой системы «Консультант Плюс».
2Стратегия развития рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации на период до 2030 года [Электронный ресурс]: Распоряжение Правительства РФ от 26 нояб. 2019 г. № 2798-р. Доступ из информ. правового портала НПП «Гарант-Сервис».
3Об утверждении Стратегии развития агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов Российской Федерации на период до 2030 года [Электронный ресурс]: Распоряжение Правительства РФ от 12 апр. 2022 г. № 993-р. Доступ из справ. правовой системы «Консультант Плюс».
4О внесении изменений в государственную программу Российской Федерации «Развитие рыбохозяйственного комплекса» [Электронный ресурс]: Постановление Правительства РФ от 27 сент. 2021 г. № 1631. Доступ из информ. правового портала НПП «Гарант-Сервис».
В определенной степени на комплексный подход к использованию Нижне-Донского водного и биоресурсного потенциала направлено Распоряжение Правительства Российской Федерации № 2012-р от 21 июля 2021 г. «Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты») по оздоровлению и развитию водохозяйственного комплекса реки Дон»5.
В настоящее время сложившееся состояние рыбного хозяйства в Азово-Донском бассейне характеризуется (определяется) различными специалистами как деградирующее, а по отдельным видам рыб, населяющим его, как катастрофическое. Из всех многочисленных причин, приведших к такому исходу, следует особо отметить резкое снижение объемов естественного воспроизводства проходных и полупроходных видов рыб.
Снижение потенциала Нижнего Дона в части воспроизводства рыб вызвано рядом обстоятельств. Среди них следует особо выделить: снижение водности реки и зарегулированность ее водного стока, преграждение путей нерестовых миграций рыб каскадом построенных на реке и ее притоках гидроузлов, уменьшение площадей пригодных для нереста рыб русловых нерестилищ и незатопление (необводнение) займищ в речной пойме, высокая степень антропогенного воздействия на водные объекты, увеличение объемов безвозвратного изъятия водных ресурсов и др.
Среди обширного комплекса причин, приведших к кардинальным изменениям условий обитания и воспроизводства ихтиофауны в Азово-Донском бассейне, одной из основных является зарегулированность стока р. Дон, ее средних и малых речных притоков (таких как р. Северский Донец и Западный Маныч), а также низшей гидрографической сети каскадами речных и овражно-балочных гидроузлов. Так, на р. Дон построены и интенсивно эксплуатируются: Цимлянский гидроузел (с 1952 г.), располо-
5Об 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».
женный в 312 км от устья реки; Николаевский гидроузел (с 1975 г.) на удалении от устья реки, составляющем 247 км; Константиновский гидроузел (с 1982 г.), расположенный на расстоянии 208 км от устья; Кочетовский гидроузел, построенный в 1919 г. на удалении 179 км от устья р. Дон. В настоящее время в 100 км от устья р. Дон (в районе хутора Арпачина) активно ведется второй (завершающий) этап строительства низконапорного Багаевского гидроузла [7-9]. Схема, иллюстрирующая расположение каскада гидроузлов р. Дон, приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема расположения Нижне-Донского каскада низконапорных гидроузлов
Figure 1 - Location scheme of the Nizhne-Donskoy cascade of low-head waterworks
Следует отметить, что помимо р. Дон каскады низконапорных гидроузлов построены на таких важных в рыбовоспроизводственном и рыбоводческом отношении объектах, как р. Северский Донец, Западный Маныч и др. Преобразование р. Дон и ее притоков в каскады русловых водохранилищ обусловило преграждение путей нерестовых миграций рыб и привело к ухудшению состояния и невозможности нереста рыб в части русловых и пойменных нерестилищ. Для решения этих проблем на части НижнеДонских и других речных гидроузлов предусмотрено устройство рыбохо-зяйственных сооружений, одним из видов которых являются пригидроуз-
ловые рыбоходные, рыбоходно-нерестовые и нерестовые каналы [10-16]. Вопросы обоснования устройства таких сооружений и разработки их компоновочно-конструктивных решений определены целью настоящей работы.
Материалы и методы. Фактологическую основу исследования составили известные сведения и материалы авторских исследований рыбопропускных сооружений, устраиваемых в составе речных гидроузлов. При проведении исследований использовались методы научного анализа, а при разработке схем сооружений - технологии поискового конструирования.
Результаты и обсуждение. В действующем нормативном документе в области проектирования рыбопропускных сооружений (СП 101.13330.20126) сведения о рассматриваемых в данной работе нерестовых и рыбоходно-нерестовых каналах отсутствуют, что предопределяет необходимость уточнения их терминологических толкований и условий применения.
В реальной рыбохозяйственной практике широкое применение нашли пригидроузловые рыбоходные каналы, определяемые как вид рыбохо-зяйственных гидротехнических сооружений, устраиваемых в составе низконапорных речных гидроузлов и обеспечивающих условия для перемещения рыб из нижних бьефов гидроузлов в верхние. Рыбоходные каналы рекомендуется устраивать при гидроузлах с перепадом уровней воды между их бьефами, не превышающим 5,0 м, при наличии условий для нереста рыб в верхнем бьефе реки. Они трассируются в обход русловых сооружений речных гидроузлов на прилегающих к ним участках речной поймы. В конструктивном отношении различают разнопрофильные (плесо-перекатные, или каналы с системно-чередующимися профилями поперечного сечения их трактов) и монопрофильные (с трактами одинакового сечения и размеров по всей протяженности) рыбоходные каналы, общие виды которых проиллюстрированы ниже на рисунках 2а, 2б.
6Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.06.07-87: СП 101.13330.2012: утв. Минрегионразвития России 30.06.12: введ. в действие с 01.01.13. М., 2012. 69 с.
а)
1 - паводковая плотина; 2 - водосброс-регулятор; 3 - верхний бьеф гидроузла; 4 - нижний бьеф гидроузла; 5 - выходной (для рыб) оголовок канала; 6 - головной регулятор; 7 - зоны отдыха и нереста рыб; 8 - тракт канала; 9 - входной (для рыб)
оголовок рыбоходного канала
1 - паводковая плотина; 2 - водосброс-регулятор гидроузла; 3 - глухая плотина; 4, 5 - верхний и нижний бьефы реки; 6 - выходной (для рыб) оголовок канала; 7 - головной регулятор; 8 - тракт; 9 - зоны отдыха и нереста рыб; 10 - входной (для рыб) оголовок; 11 - дамба обвалования
Рисунок 2 - Схемы пригидроузловых рыбоходных каналов: а - прудкового типа; б - классический канальный рыбоход
Figure 2 - Diagrams of fish passage channels at the waterworks: a - pond type; b - classic channel fish pass
Рыбоходные каналы по рисунку 2а представляют собой систему последовательно чередующихся плесовых (низкоскоростных) и перекатных (высокоскоростных) участков («плесов» и «перекатов»). Учитывая характер протекания водного потока по плесам и перекатам, предполагают раз-носкоростное перемещение рыб по тракту канала - на уровне рывковых (бросковых) скоростей плавания на высокоскоростных (перекатных) участках и на уровне среднего и нижнего предела крейсерских скоростей на слабоскоростных (плесовых) участках. Такие конструктивные решения рекомендуется использовать для пропуска в обход сооружений гидроузлов рыб высокой плавучести (преимущественно лососевых пород рыб) [16].
Рыбоходные каналы по рисунку 2б устраиваются с условием обеспечения в их трактах (по всей их протяженности) установившегося равномерного течения водного потока (с постоянной средней скоростью по его сечению). Величина средней скорости протекания потока по трактам таких каналов принимается на уровне среднекрейсерской скорости плавания рыб (избираемой рыбами в речном потоке при нерестовых миграциях).
Примером устройства «плесо-перекатных» каналов являются рыбоходные каналы, устроенные в обход Усть-Манычского гидроузла на р. Западный Маныч [12]. В ходе ряда исследований, выполненных авторами и другими специалистами, установлено, что скорости течения водного потока в этих каналах в створах перекатных участков, головных регуляторов, входных (для рыб) оголовков значительно превосходят крейсерские (а зачастую и сносящие) скорости плавания для большинства видов рыб, мигрирующих на нерест по их трактам (плотвы, густеры, леща, сазана, окуня, судака и др.) [17]. В связи с этим принятое проектировщиками к строительству техническое решение Усть-Манычских рыбоходных каналов возможно признать ошибочным, а сами каналы - требующими реконструкции.
Постстроительные виды на тракт одного из этих каналов и характер течений на его плесо-перекатных участках приведены на рисунках 3 и 4.
Рисунок 3 - Вид завершенного строительством тракта Усть-Манычского рыбоходного канала (автор фото В. Н. Шкура)
Figure 3 - View of the completed construction of the Ust-Manych fish channel tract (photo by V. N. Shkura)
Рисунок 4 - Вид течений по тракту Усть-Манычского рыбоходного канала в первые годы его эксплуатации (автор фото В. Н. Шкура)
Figure 4 - View of the currents along the Ust-Manych fish passage tract in the first years of its operation (photo by V. N. Shkura)
В соответствии с рисунком 3 перекаты представляют собой затопленные дамбы с установленными на них элементами усиленной шероховатости, а плесы представляют собой углубленные участки тракта канала.
Отметим, что необоснованность технического решения рыбоходных каналов при Усть-Манычском гидроузле привела в процессе их более чем десятилетней эксплуатации в том числе к размыву устроенных в их трактах перекатных участков (рисунок 5) и изменению характера течений по трактам каналов в направлении, противоположном формированию равномерного скоростного режима движения потока по всей их протяженности.
Рисунок 5 - Виды сложившегося состояния перекатов в тракте Усть-Манычского рыбоходного канала (автор фото В. Н. Шкура)
Figure 5 - Types of the current state of bars in the Ust-Manych fish passage channel tract (photo by V. N. Shkura)
Пригидроузловые рыбоходно-нерестовые каналы определяются как устраиваемые в составе речных гидроузлов рыбохозяйственные гидротехнические сооружения, обеспечивающие условия для прохода рыб из нижних бьефов гидроузлов в верхние и нереста рыб в их трактах. Конструктивно такие каналы отличаются от рыбоходных (по рисунку 4) устройст-
вом в акваториальном пространстве их трактов нерестового субстрата и обеспечением соответствующих нерестовым условиям рыб скоростей течения и размеров жизненного пространства. Рыбоходно-нерестовые каналы устраиваются при низконапорных (с перепадами уровней воды в бьефах до 5,0 м) гидроузлах, в районе которых мигрируют производители рыб с разной степенью созревания репродукционного продукта (икры) (т. е. как подготовленные, так и не подготовленные к нересту особи). При принятии решения по условиям прохода рыб учитывается наличие на верхне-бьефных участках реки соответствующих определенным видам рыб нерестилищ.
Примеры компоновочно-конструктивных решений рыбоходно-нерес-товых каналов, устроенных в составе Николаевского и Константиновского (на р. Дон) низконапорных гидроузлов, приведены на рисунке 6.
Полевыми исследованиями, проведенными весной 2022 г. командой профильных специалистов ФГБНУ «РосНИИПМ», на рыбоходно-нерестовом канале при Константиновском гидроузле (р. Дон) установлено состояние гидравлики водного потока канала, характеризуемое как неудовлетворительное для рыб в части скоростного режима. Параметры течения воды в Константиновском канале (рисунок 7) являются неприемлемыми для прохода по его тракту рыб с низкой крейсерской скоростью плавания, т. е. со скоростью их непрерывного движения против потока в течение 1 ч, находящейся в диапазоне значений от 0,55 до 0,75 м/с.
Пригидроузловые нерестовые каналы определяются как устраиваемые в составе речных гидроузлов рыбохозяйственные гидротехнические сооружения, в акваториальном пространстве которых создаются необходимые условия для нереста рыб. Такие сооружения устраиваются при гидроузлах с перепадом отметок воды в верхнем и нижнем бьефах, не превышаю-
щим 5,0 м, и при отсутствии условий для нереста рыб на верхнебьефных участках рек. Конструктивные решения (форма и размеры), скоростной режим и вид нерестового субстрата в таких каналах определяются биологическими особенностями прогнозируемых для нереста видов рыб.
а
б
Рисунок 6 - Компоновочные решения Николаевского (а) и Константиновского (б) рыбоходно-нерестовых каналов
Figure 6 - Layout design of the Nikolaevsky (a) and Konstantinovsky (b)
fish-spawning channels
Рисунок 7 - Виды на тракт Константиновского рыбоходно-нерестового канала (автор фото В. Н. Шкура)
Figure 7 - Views of the Konstantinovsky fish passage and spawning channel tract (photo by V. N. Shkura)
Вне зависимости от вида указанных сооружений при их проектировании предусматривается решение задач по определению их расход-но-скоростных параметров и геометрических размеров, выбору трассы расположения их трактов, входного и выходного (для рыб) оголовков, конструированию составляющих каналы и обеспечивающих их функционирование гидротехнических сооружений и технологических элементов.
В соответствии с современными представлениями и разработками в области создания пригидроузловых рыбохозяйственных сооружений предлагается типовая схема компоновочно-конструктивного решения рыбоходно-нерестовых каналов, приведенная ниже на рисунке 8.
Предлагаемые типовые схемы компоновок рыбоходных каналов рекомендуется применять при гидроузлах с напорами, не превышающими 4,0-5,0 м. При таких перепадах уровней протяженность трактов может достигать 8,0-10,0 км. При больших перепадах протяженности каналов значительно увеличиваются, что приведет к росту их стоимости и необходимости наличия больших территорий для их размещения.
Входные (для рыб) оголовки рыбоходных, нерестовых и рыбоходно-нерестовых каналов рекомендуется устраивать в непосредственной близости от постоянно действующих водосбросных регулирующих сооружений
речных гидроузлов с расположением входных (для рыб) или устьевых (для водного потока) сечений в створе верхней границы (или в пределах) зоны поиска рыбами прохода через водоподпорный фронт речного гидроузла, что подтверждается данными многолетних авторских исследований [11].
1 - малый (средний) водоток; 2, 3 - затворы и водопроводящие нити дополнительного блока питания; 4 - водорегулирующее сооружение (плотина) гидроузла; 5 - рисберма; 6 - выходной участок; 7 - укрепленный участок русла водотока; 8 - входной (для рыб) участок рыбоходно-нерестового канала; 9, 13 - регулятор; 10 - входной оголовок канала с дополнительным питающим блоком; 11 - тракт рыбоходно-нерестового канала; 12 - зона отдыха и нереста для мигрирующих по тракту канала рыб;
14 - выходной (для рыб) оголовок (участок) канала
Рисунок 8 - Типовая компоновочно-конструктивная схема пригидроузловых рыбоходных и рыбоходно-нерестовых каналов
Figure 8 - Typical layout and design scheme of fish passage and fish passage and spawning channels tract at waterworks
Типовое компоновочно-конструктивное решение расширяющегося в плане (по направлению течения водного потока) входного оголовка, обеспечивающего благоприятные для рыб условия их привлечения и захода в тракт рыбопропускного канала, проиллюстрировано ниже на рисунке 9.
1 - тракт канала; 2 - сопрягающий лоток; 3 - водоводы; 4 - галереи; 5 - водовпускные отверстия; 6 - подпорная стенка; 7 - щитовые затворы; 8, 10 - каменное крепление реки; 9 - пролет водосброса-регулятора
Рисунок 9 - Типовая схема компоновочно-конструктивного решения входного оголовка
Figure 9 - A typical diagram of the layout and design solution
of the inlet overhead
В отличие от входных (для рыб) оголовков, оснащенных дополнительным питающим блоком и выполненных с прямоугольным плановым очертанием [17], расширяющиеся оголовки за счет увеличенного размера их входного (для рыб) сечения (по сравнению с рассматриваемым аналогом) обеспечивают более высокие значения показателя качества условий по привлечению и заходу в акваториальное пространство рыб, что повышает эффективность работы рыбоходных и рыбоходно-нерестовых каналов.
Тракты рыбоходных, нерестовых и рыбоходно-нерестовых каналов конструируются исходя из требования обеспечения условий для свободного прохода (перемещения) рыб и нереста их в акваториальном пространстве указанных сооружений. Параметры тракта (плановое очертание, рас-ходно-скоростные характеристики, размеры и форма поперечного сечения, уклон дна, протяженность канала и др.) определяются топографическими условиями его трассирования, гидрологическими характеристиками водотока (реки) и принимаются по результатам соответствующих расчетов. Рекомендуется использовать излучинную (меандрическую) форму тракта канала в плане и разноглубинную форму его поперечного сечения, что позволяет формировать разноскоростные зоны протекания водного потока, это, в свою очередь, позволяет рыбам выбирать наиболее приемлемые для них трассы перемещения или нереста. В трактах каналов предусматривается устройство гравийно-галечного покрытия их русел и использование элементов усиленной шероховатости (среднего, крупного камня или бетонных кубов) с соответствующим условиям их размещением по дну и откосам канала [10, 12, 13]. В трактах каналов предусматривается устройство зон отдыха (отстоя) рыб прямого или излучистого очертания [18-20]. Выбор количества и геометрии таких участков зависит от целого ряда конкретных условий устройства канала: количества и видов рыб, предполагаемых к проходу и (или) нересту; протяженности канала и параметров его поперечного сечения; глубины и скорости течения потока по его тракту.
Выходные оголовки каналов включают головной регулятор (обеспечивающий подачу воды в тракты) и выходной (для рыб) участок (предназначенный для подвода воды к регулятору и обеспечивающий условия для выхода рыб из канала и их адаптацию к условиям водохранилища).
Примеры адаптированных к конкретным условиям Багаевского и Кочетовского гидроузлов на р. Дон компоновочно-конструктивных решений рыбоходно-нерестовых каналов проиллюстрированы на рисунке 10.
а
б
Рисунок 10 - План-схемы компоновочно-конструктивных решений рыбоходно-нерестовых каналов, устраиваемых в составе Багаевского (а) и Кочетовского (б) гидроузлов
Figure 10 - Plan-schemes of layout design of fish passage and spawning channels arranged as part of the Bagaevsky (a) and Kochetovsky
(b) waterworks
Выводы
1 Сформулированы определения специальных терминологических образований: пригидроузловые рыбоходные, рыбоходно-нерестовые (не-рестово-рыбоходные) и нерестовые каналы, и разработано научно-техническое обоснование основных условий их применения.
2 Приведены сведения об условиях функционирования и целесообразности применения рыбоходных, рыбоходно-нерестовых и нерестовых каналов в составе речных низконапорных гидроузлов.
3 Предложены компоновочно-конструктивные схемы устройства действующих, строящихся и проектируемых рыбоходно-нерестовых каналов в составе низконапорных речных гидроузлов, а также отдельных элементов, обеспечивающих их эффективное функционирование.
Список источников
1. Воловик Е. С., Воловик С. П., Косолапов А. Е. Водные и биологические ресурсы Нижнего Дона: состояние и проблемы управления. Новочеркасск: Изд-во СевКавНИИВХ, 2009. 301 с.
2. Жукова С. В. Обеспеченность водными ресурсами рыбного хозяйства Нижнего Дона // Водные биоресурсы и среда обитания. 2020. Т. 3, № 1. С. 7-19. DOI: 10.47921/2619-1024_2020_3_1_7.
3. Дубинина В. Г. Требования рыбного хозяйства при управлении режимами водохранилищ // Экосистемы: экология и динамика. 2019. Т. 3, № 1. С. 67-97. DOI: 10.24411/ 2542-2006-2019-10027.
4. Дубинина В. Г., Косолапов А. Е., Жукова С. В. Проблема восстановления водных биологических ресурсов поймы Нижнего Дона // Научное обеспечение реализации «Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года»: сб. науч. тр. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2015. Т. 1. С. 277-287.
5. Актуальные вопросы развития водохозяйственного комплекса Ростовской области / Н. Л. Хижнякова, И. В. Ткачева, Л. А. Кравченко, В. В. Мамаев // Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2020. № 5(172). С. 4-9.
6. Глубоковский М. К., Глубоков А. И., Синяков С. А. Перспективы развития рыбо-хозяйственного комплекса России: монография / под ред. С. М. Дарькина, В. Л. Квинта. М.: Креатив. экономика, 2018. 190 с.
7. Шурухин Л. А., Пантина Т. А. Проект строительства Багаевского гидроузла как элемента единой системы внутренних водных путей Европейской части России // Транспорт Российской Федерации. 2017. № 5(72). С. 69-72.
8. Шурухин Л. А. Багаевский гидроузел: инженерные решения и итоги проектирования // Гидротехника. 2018. № 3. С. 41-46.
9. Гайдаев С. К. Рыбоводные сооружения низконапорного Багаевского гидроузла на реке Дон // Гидротехника. 2019. № 2(55). С. 22-25.
10. Шкура В. Н. Рыбопропускные сооружения. В 2 ч. Ч. 1. М.: Рома, 1999. 729 с.
11. Опыт эксплуатации обводных нерестово-рыбоходных каналов при низконапорных гидроузлах на Нижнем Дону / С. П. Воловик, И. Ф. Ковтун, А. А. Корнеев, В. Н. Шкура, В. П. Боровской // Гидротехнические рыбохозяйственные сооружения и русловая гидротехника / Гос. агропром. ком. СССР, Новочеркас. инж.-мелиоратив. ин-т им. А. К. Кортунова. Новочеркасск, 1986. С. 10-20.
12. Шкура Вл. Н., Дроботов А. Н. Рыбоходные и рыбоходно-нерестовые каналы / Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. Новочеркасск: НГМА, 2012. 203 с.
13. Чистяков А. А. Конструкции рыбоходных и рыбоходно-нерестовых каналов: учеб. пособие / Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. Новочеркасск, 2004. 150 с.
14. Мартыненко В. Н. Рыбоходный канал в составе гидроузла // Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России. 2020. № 5. С. 150-152.
15. Введенский О. Г. Повышение эффективности работы рыбоходно-нерестовых каналов // Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов: материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 50-летию Ин-та стр-ва и архитектуры ПГТУ. Йошкар-Ола, 2019. С. 266-273.
16. Юрмола Ю., Ярвенпаа Л. Миграция и воспроизводство рыбы в условиях городской среды - восстановление р. Лососинка как места обитания лосося Онежского озера, Петрозаводск // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2010. № 2. С. 45-56.
17. Шкура В. Н., Шевченко А. В. Рыбоходно-нерестовый канал в составе Коче-товского гидроузла на р. Дон // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2023. Т. 13, № 1. С. 219-237. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1350 (дата обращения: 16.02.2023). https:doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-1-219-237.
18. Шевченко А. В., Шкура В. Н. Конструктивные решения зон отдыха рыб на прямолинейных участках рыбоходных каналов // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2022. Т. 12, № 2. С. 142-157. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1283 (дата обращения: 15.01.2023). https:doi.org/10.31774/2712-9357-2022-12-2-142-157.
19. Шевченко А. В., Шкура В. Н. Конструктивные решения зон отдыха и нереста рыб, устраиваемых на излучинах рыбоходно-нерестовых каналов // Экология и водное хозяйство [Электронный ресурс]. 2022. Т. 4, № 1. С. 32-49. URL: http:www.rosniipm-sm1.ru/article?n=134 (дата обращения: 15.01.2023). https:doi.org/10.31774/2658-7890-2022-4-1-32-49.
20. Study on the population and effect of fish passing through the fishway in Cao'e River Gate / Y. Hui, B. Fuqing, C. Xinchuang, C. Xinsheng, S. Yueshu, W. Rong // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2020. Vol. 510. 042013. https:doi.org/doi:10.1088/1755-1315/510/4/042013.
References
1. Volovik E.S., Volovik S.P., Kosolapov A.E., 2009. Vodnye i biologicheskie resursy Nizhnego Dona: sostoyanie i problemy upravleniya [Water and Biological Resources of the Lower Don Basin: State and Management Challenges]. Novocherkassk, SevKavNIIVKh Publ., 301 p. (In Russian).
2. Zhukova S.V., 2020. Obespechennost' vodnymi resursami rybnogo khozyaystva Nizhnego Dona [Availability of water resources for the fishery of the Lower Don River]. Vodnye bioresursy i sreda obitaniya [Aquatic Bioresources and Environment], vol. 3, no. 1, pp. 7-19, DOI: 10.47921/2619-1024_2020_3_1_7. (In Russian).
3. Dubinina V.G., 2019. Trebovaniya rybnogo khozyaystva pri upravlenii rezhimami vo-dokhranilishch [Requirements of fishery under water reservoir management]. Ekosistemy: ekolo-
giya i dinamika [Ecosystems: Ecology and Dynamics], vol. 3, no. 1, pp. 67-97, DOI: 10.24411/ 2542-2006-2019-10027. (In Russian).
4. Dubinina V.G., Kosolapov A.E., Zhukova S.V., 2015. Problema vosstanovleniya vodnykh biologicheskikh resursovpoymy Nizhnego Dona [Challenges of restoration of aquatic biological resources of the Lower Don floodplain]. Nauchnoe obespechenie realizatsii "Vod-noy strategii Rossiyskoy Federatsii naperiod do 2020 goda": sb. nauch. tr. [Scientific Support for the Implementation of the "Water Strategy of the Russian Federation for the period up to 2020": collection of scientific works]. Petrozavodsk, KarRC RAS, vol. 1, pp. 277-287. (In Russian).
5. Khizhnyakova N.L., Tkacheva I.V., Kravchenko L.A., Mamaev V.V., 2020. Ak-tual'nye voprosy razvitiya vodokhozyaystvennogo kompleksa Rostovskoy oblasti [Topical issues of the development of the water management complex of Rostov region]. Rybovodstvo i rybnoe khozyaystvo [Fish Breeding and Fisheries], no. 5(172), pp. 4-9. (In Russian).
6. Glubokovsky M.K., Glubokov A.I., Sinyakov S.A., 2018. Perspektivy razvitiya ry-bokhozyaystvennogo kompleksa Rossii: monografiya [Prospects for the Development of the Russian Fishery Complex: monograph]. Moscow, Creative Economy Publ., 190 p. (In Russian).
7. Shurukhin L.A., Pantina T.A., 2017. Proekt stroitel'stva Bagaevskogo gidrouzla kak elementa edinoy sistemy vnutrennikh vodnykh putey Evropeyskoy chasti Rossii [Project for building the Bagayevsky waterworks as an element in the unified deep-water system of European Russia's inland waterways]. Transport Rossiyskoy Federatsii [Transport in the Russian Federation], no. 5(72), pp. 69-72. (In Russian).
8. Shurukhin L.A., 2018. Bagaevskiy gidrouzel: inzhenernye resheniya i itogi proekti-rovaniya [Bagaevsky waterworks: engineering solutions and design results]. Gidrotekhnika [Hydraulic Engineering], no. 3, pp. 41-46. (In Russian).
9. Gaidaev S.K., 2019. Rybovodnye sooruzheniya nizkonapornogo Bagaevskogo gi-drouzla na reke Don [Fishways of the low-head Bagaevsky waterworks on the Don River]. Gidrotekhnika [Hydraulic Engineering], no. 2(55), pp. 22-25. (In Russian).
10. Shkura V.N., 1999. Rybopropusknye sooruzheniya [Fish Passage Structures]. In 2 parts, pt. 1, Moscow, Roma Publ., 729 p. (In Russian).
11. Volovik S.P., Kovtun IF., Korneev A.A., Shkura V.N., Borovskoy V.P., 1986. Opyt ekspluatatsii obvodnykh nerestovo-rybokhodnykh kanalov pri nizkonapornykh gidrouz-lakh na Nizhnem Donu [Operation experience of bypass spawning and fish pass channels at low-head waterworks on the Lower Don]. Gidrotekhnicheskie rybokhozyaystvennye sooruz-heniya i ruslovaya gidrotekhnika [Hydrotechnical Fishery Facilities and Canal Hydraulic Engineering]. Novocherkassk, pp. 10-20. (In Russian).
12. Shkura Vl.N., Drobotov A.N., 2012. Rybokhodnye i rybokhodno-nerestovye kanaly [Fish Passage and Fish Passage Spawning Channels]. Novocherkassk State Land Reclamation Academy, Novocherkassk, 203 p. (In Russian).
13. Chistyakov A.A., 2004. Konstruktsii rybokhodnykh i rybokhodno-nerestovykh kanalov: ucheb. posobie [Designs of Fish Pass and Fish Passage and Spawning Channels: textbook]. Novocherkassk State Land Reclamation Academy, Novocherkassk, 150 p. (In Russian).
14. Martynenko V.N., 2020. Rybokhodnyy kanal v sostave gidrouzla [Fish passage as 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).
15. Vvedensky O.G., 2019. Povyshenie effektivnosti raboty rybokhodno-nerestovykh kanalov [Improving the efficiency of fish passage and spawning canals]. Aktual'nyeproblemy stroitel'nogo i dorozhnogo kompleksov: materialy Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf., pos-vyashchnnoy 50-letiyu Instituta stroitelstva i arkhitektury PGTU [Current Issues of Construction and Road Complexes: Proc. of the International scientific-technical conference, dedicated
to the 50th Anniversary of the Institute of Construction and Architecture of PSTU]. Yoshkar-Ola, pp. 266-273. (In Russian).
16. Yurmola Yu., Yarvenpaa L., 2010. Migratsiya i vosproizvodstvo ryby v usloviyakh gorodskoy sredy - vosstanovlenie r. Lososinka kak mesta obitaniya lososya Onezhskogo oze-ra, Petrozavodsk [Migration and reproduction of fish in the urban environment - restoration of the river Lososinka as a habitat for salmon of Lake Onega, Petrozavodsk]. Vodnoe khozyayst-vo Rossii: problemy, tekhnologii, upravlenie [Water Industry of Russia: Problems, Technologies, Management], no. 2, pp. 45-56. (In Russian).
17. Shkura V.N., Shevchenko A.V., 2023. [Fish passage and spawning channel as a part of the Kochetovsky waterworks on the river Don]. Melioratsiya i gidrotekhnika, vol. 13, no. 1, pp. 219-237, available: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1350 [accessed 16.02.2023], https:doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-1-219-237. (In Russian).
18. Shevchenko A.V., Shkura V.N., 2022. [Structural solutions for fish recreation areas on straight sections of fish channels]. Melioratsiya i gidrotekhnika, vol. 12, no. 2, pp. 142-157, available: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1283 [accessed 15.01.2023], https:doi.org/10.31774/ 2712-9357-2022-12-2-142-157. (In Russian).
19. Shevchenko A.V., Shkura V.N., 2022. [Constructive solutions for recreation and spawning areas for fish, arranged on the meanders of fish passage and spawning channels]. Ekologiya i vodnoe khozyaystvo, vol. 4, no. 1, pp. 32-49, available: http:www.rosniipm-sm1.ru/article?n=134 [accessed 15.01.2023], https:doi.org/10.31774/2658-7890-2022-4-1-32-49. (In Russian).
20. Hui Y., Fuqing B., Xinchuang C., Xinsheng C., Yueshu S., Rong W., 2020. Study on the population and effect of fish passing through the fishway in Cao'e River Gate. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., vol. 510, 042013, https:doi.org/doi:10.1088/1755-1315/510/ 4/042013.
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 31.01.2023; одобрена после рецензирования 16.02.2023; принята к публикации 02.03.2023.
The article was submitted 31.01.2023; approved after reviewing 16.02.2023; accepted for publication 02.03.2023.
