На страже биоресурсов
Продолжая знакомить читателей с гидротехническими сооружениями, в этот раз мы подробнее расскажем о таком важном с экологической точки зрения вопросе, как защита водных биоресурсов в районе гидроузла.
Важно понимать, что создаваемое на реке водохранилище по своей сути - сложная экологическая система техногенного происхождения, состояние которой контролируется и поддерживается искусственно в хозяйственных интересах человека. Безусловно, водохранилища и гидротехнические сооружения оказывают огромное влияние на природную среду, причём особенно существенно оно отражается на биологических ресурсах.
Перегораживая реки плотинами, мы меняем речные условия на условия, близкие к озёрным, вследствие чего возникает угроза существованию в реках рыб таких видов, как нельма, белорыбица, осётр, шип, севрюга, белуга, волховский сиг, сырть, лосось, европейский речной угорь, рыбец, каспийская минога и некоторых других. Ухудшаются условия существования реофильных видов (приспособленных жить в быстром течении). Кроме того, молодь рыб гибнет, скатываясь в нижний бьеф через водозаборные сооружения ГЭС или попадая в системы технического водоснабжения, а производители, движущиеся вверх по течению реки к нерестилищам, зачастую не могут преодолеть плотины.
Таким образом, одна из важнейших экологических задач при проектировании, строительстве и эксплуатации гидроузлов - реализация всевозможных рыбозащитных мероприятий. К ним можно отнести устройство рыбоходов и рыбопопускных сооружений, обеспечивающих проход рыбы к нерестилищам, расположенным в верхнем бьефе, а также устройство рыбозащитных и рыбонаправляющих сооружений для предотвращения попадания рыб в опасные для них зоны гидроэлектростанций и плотин.
Рыбопропускные сооружения
Рыбопропускные сооружения обеспечивают проход рыбы к нерестилищам, расположенным ближе к истокам рек, и скат через плотину отнерестившихся производителей и молоди. К таким сооружениям относят рыбоходы и рыбоподъёмники.
Рыбоход - это сооружение с небольшими перепадами и скоростями воды, которые ходовая рыба легко преодолевает. Рыбоход представляет собой канал или свободные лотки. Если перепад уровней воды между верхним и нижним бьефами водохранилища небольшой, то каналы (лотки) устраивают с постоянным током воды на всём их протяжении, в противном случае применяются рыбоходы с различными скоростями течения воды в отдельных частях - прудковые или лестничные. В основе их проектирования заложен один и тот же принцип: на одинаковых интервалах располагают водоёмы (прудики) со слабым током воды, где рыба по мере движения по рыбоходу могла бы отдыхать.
Совершенно иной принцип положен в основу устройства рыбоподъёмника. Рыбоподъёмник - это шахтный колодец в плотине, сообщающийся с нижней частью реки. Высота его определяется уровнем воды в верхнем бьефе. У входа в шахту устраивается садок-ловушка с горловиной, препятствующей обратному выходу рыбы. Входное и выходное отверстия в шахте периодически (автоматически) открываются и закрываются. На дно шахты опускается сетка-мешок. Привлечённая током воды, подаваемой из особого трубопровода, рыба заходит в шахту. Когда её собирается достаточное количество, сетку вместе с рыбой поднимают и рыбу выпускают в верхнем бьефе водохранилища. Чтобы рыба поднималась непрерывно, применяют парные колодцы.
Рыбозащитные сооружения
Рыбозащитные сооружения предназначены для предотвращения попадания скатывающихся личинок и мальков, а также взрослых рыб в водозаборные сооружения гидроэлектростанций. По принципу действия они подразделяются на три группы: механические, гидравлические и физиологические.
Механические рыбозащитные сооружения получили большое распространение в России и за рубежом. Они представляют собой механическую преграду перед водозаборным сооружением (плетни, решётки, каменные наброски, дамбы, плоские сетки, ленточные вращающиеся сетки, сетчатые барабаны). По способу отведения рыбы различают рыбозаградители с рыбоотводом и без рыбоотвода.
Гидравлические рыбозащитные сооружения представляют собой устройства, с помощью которых перед водозабором создаются гидравлические условия, препятствующие попаданию рыбы в водозабор и направляющие её в рыбоотвод. К таким сооружениям относят запани, отбойные козырьки, зонтичные рыбозаградители, а также рыбозаградители заглублённого типа и жалюзийные рыбозаградители, которые считаются наиболее гидравлически устойчивыми.
Рыбозащитное сооружение заглублённого типа применяют в случаях вынужденного размещения водозабора в местах нереста и нагула ценных промысловых рыб. Оно представляет собой оголовок, вынесенный на глубину 7-8 м и снабжённый сверху козырьком. Забор воды идёт через боковые окна, закрытые грубой решёткой. Такие водозаборы требуют больших капитальных вложений при строительстве и значительных текущих расходов на водолазные работы по очистке решёток при эксплуатации, поэтому они используются лишь в исключительных случаях.
Жалюзийный рыбозаградитель представляет собой расположенную под углом к потоку несущую конструкцию, на которой секции жалюзи навешаны таким образом, что у рыбы создаётся впечатление наличия в воде сплошной стенки. Рыба видит преграду, останавливается, поворачивается головой против течения, которое относит её к рыбоотводу. Жалюзийные установки создают комплексное воздействие на зрение, слух и сейсмосенсорные органы боковой линии рыб.
Физиологические рыбозащитные сооружения используют поведенческие реакции рыб на различные раздражители, вызывающие испуг или, напротив, привлекающие их. Здесь задача - предотвратить попадание рыбы в водозабор, не препятствуя движению воды. К этому типу относятся электрические рыбозаградители, в основе работы которых лежит использование электрических полей высокого напряжения с помощью опущенных в воду электродов. Попав в такое поле, рыба стремится выйти из него по направлению от анода к катоду, причём, чем меньше рыба, тем большее напряжение нужно для её отпугивания.
Электрорыбозаградитель включает систему встречно расположенных электродов, питаемых постоянным, переменным или импульсным постоянным током. Заградители различных типов отличаются разным расположением электродов и использованием для питания постоянного или переменного тока. Недостатки существующих физиологических рыбозащитных сооружений - их значительная стоимость и сложность в эксплуатации.
Пора перейти к делу
Далеко не на всех крупных гидроэлектростанциях в России рыбозащитные мероприятия реализованы в полной мере. Причиной этому зачастую - тот факт, что в период проектирования и строительства ГЭС данным вопросам не уделялось достаточного внимания, а потому не были предусмотрены рыбопропускные и рыбозащитные сооружения.
На Цимлянской ГЭС ООО «ЛУКОЙЛ-Экоэнерго» в настоящее время эксплуатируется один из немногих оставшихся в стране действующих рыбоподъёмников шахтного типа. Он работает в период с апреля по октябрь в круглосуточном автоматическом режиме, пропуская производителей в водохранилище. В зависимости от уровней воды в верхнем и нижнем бьефах рыба, идущая на нерест, поднимается в таком своеобразном «лифте» на высоту до 24 м.
Рыбозащитные сооружения в плане строительства Цимлянской ГЭС не предусмотрены вовсе, но в настоящее время разрабатывается проектная документация по установке в створе водозаборных окон поликонтактной импульсной рыбозащитной системы. Принцип работы системы основан на создании в водоподводящем потоке буферной зоны, непроходимой для рыбы (пугающей её). Эта зона создаётся с помощью введённых в водное пространство электродов, через которые пропускаются пакеты электрических сигналов. При приближении к защитному электродному шлейфу рыба ощущает сильный дискомфорт. Стремясь покинуть буферную зону, рыба отходит на безопасное расстояние от водозаборных окон.
* * *
Вопрос защиты водных биоресурсов сегодня актуален, как никогда, и, безусловно, на компаниях, эксплуатирующих гидроэлектростанции, лежит большая ответственность по недопущению сокращения видового разнообразия и объёма рыбных запасов.
