Обоснование способа аэрационной защиты экосистем водоемов от воздействия гидромашин

• Автор: Шабалин, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Введение.

1.Анализ литературы и задачи исследования

1.1 Влияние зарегулирования стока рек и озр на экологическое состояние водомов.

1.2 Результаты некоторых исследований по оценке травмирования и гибели гидробионтов в проточных каналах гидротурбин

1.3 Последствия воздействия ГЭС на экологические системы рек

1.4 Постановка задачи исследования

2. Главные факторы воздействия потока в гидромашинах на гидробнонты. Расчетная модель воздействия и е решение
2.1. Математическая модель рабочего процесса в проточном канале турбины ГЭС и представление воздействия потока на гидробионты.

2.2. Воздействие перепада давления на рыб в проточных каналах ГЭС

2.3. Воздействие кавитации на гидробионты в рабочей камере турбины ГЭС и причины е возникновения

2.4. Травмирование рыб при их контакте с конструктивными элементами турбин

2.5. Главные факторы воздействия потока на гидробионты
3. Аэрационный метод защиты гидробионтов в проточных каналах
гидромашин
3.1. Физическая модель аэрационной защиты гидробионтов и е решение.
3.2. Аэрационная установка
3.3. Алгоритм расчта воздействия потока на гидробионты в камере рабочего колеса вертикальной поворотнолопастной турбины тип Каплан
3.4. Алгоритм расчта воздействия потока на гидробионты в камере рабочего колеса вертикальной радиальноосевой турбины тип Френсис
3.5. Алгоритм расчта воздействия потока на гидробионты в камере рабочего колеса капсульной поворотнолопастной горизонтальной турбины
4. Результаты расчтов воздействия турбин ГЭС на гидробионты в
штатных режимах и с аэрационной защитой и сопоставление с
результатами экспериментальных исследований
ф 4.1. Расчт перепадов давлений в камере рабочего колеса радиальноосевых турбин тип Френсис на УстьИлимской ГЭС
4.2. Результаты натурных исследований аэрационной защиты планктона в радиальноосевых турбинах УстьИлимской ГЭС и анализ воздействия потока на гидробионты.
4.3. Расчт перепадов давлений в камере рабочего колеса вертикальных поворотнолопастных турбин тип Каплан Волжской и Саратовской ГЭС
4.4. Результаты натурных исследований аэрационной защиты ихтиофауны и планктона в вертикальных поворотнолопастных турбинах Волжской и Саратовской ГЭС и анализ воздействия потока на гидробионты
4.5. Расчт перепадов давлений в камере рабочего колеса капсульной поворотнолопастной горизонтальной турбины Шекснинской ГЭС
4.6. Результаты теоретических и натурных исследований. Анализ ф воздействия потока на гидробионты в капсульной поворотнолопастной
горизонтальной турбины Шекснинской ГЭС.
4.7. Обработка результатов исследований
4.8. Влияние аэрации потока на эксплуатационные характеристики гидротурбин .
4.9. Оценка наносимого ущерба рыбному хозяйству при эксплуатации ГЭС
5. Выводы
Список используемой литературы


Сравнение зоопланктона верхнего и нижнего бьефа Горьковской ГЭС показало значительное количественное обеднение его за плотиной . Так, в июле г. Количество коловраток и ракообразных уменьшилось на . Особенно массовым бывает поражение молоди рыб. Так, на р. Или через Капчагайскую плотину в июле г. При этом рыб сразу после ската погибли. Крупномасштабные исследования по скату молоди и е травмированию в турбинах на Капчагайской ГЭС проводились в гг. Павловым Д. С. ,. Травмирование при прохождении через турбины ГЭС отмечалось практически у всех покатников. На УстьХантайском водохранилище исследования проводимые Павловым Д. С. в гг. Часть рыб имели переломы позвоночника, рубленые и размозженные раны на теле как результат ударов об элементы конструкций турбины. Характер травм отмечают авторы позволяет утверждать, что большинство скатившихся рыб не жизнеспособно. Осенью г. М.Б. Шилиным СанктПетербургский государственный технический университет выполнены исследования по оценке гибели планктона на ГЭС Днепропетровского каскада, где эксплуатируются средние низконапорные электростанции. На примере Днепрогэса показано, что после прохожления плотины численность зоопланктона резко сокращается. Биомасса пробы, взятой перед плотиной, составила 8,0 гм3, а в нижнем бьефе 6,5 гм3. Потеря биомассы вызвана полным разрушением планктонных организмов работающими турбинами. Оставшиеся в водной толще организмы, уловленные сетью, в значительной степени оказались травмированы. На удалении 0,5 км от плотины лишь треть уловленных организмов не имела травм. Их биомасса составила всего 2,2 гм3. Ещ около трети организмов имели лгкие повреждения в пробах были и мртвые особи. Уже через км мртвые особи полностью выпали из планктона, а численность тяжело травмированных особей, и соответственно всего зоопланктона, резко сократилась. Фитопланктон оказался ещ более восприимчивым к воздействию гидромашин. Если перед плотиной ГЭС его биомасса достигала гм3, то сразу за плотиной сократилась до гм3. Наиболее чувствительными к воздействию гидромашин оказались диатомовые и протококковые водоросли. В этих группах фитопланктона разрушенными оказались до организмов. На Волжской ГЭС проводились испытания АО Невский под руководством проф. Постоева В. С Отмечается, что в миграционный период июньсентябрь через турбины Волжской ГЭС скатывается до млрд. Большое количество мальков по причине приобретнной положительной плавучести при прохождении всплывают на поверхность в нижнем бьефе и поедаются хищными рыбами и огромным количеством чаек. Часть мальков с разрывами воздушного пузыря сразу же опускается на дно. Полученные материалы совершенно определенно свидетельствуют, что миллиарды экземпляров молоди рыб, проходя через работающие агрегаты ГЭС, подвергаясь мощному воздействию потока, травмируются, гибнут и в результате рыбное хозяйство теряет десятки тысяч тонн промысловой рыбы только в бассейне р. Волги, зарегулированной Волжской ГЭС. По данным исследований Волгоградского филиала НИИЭС в гг. Как показывают расчты, средний ежегодный ущерб рыбному хозяйству только от Волжской ГЭС составляет до тыс. Изучалась также жизнедеятельность зоопланктона в нижнем и верхнем бьефе Волжской ГЭС. Среднее количество зоопланктона в июле г. ГЭС по биомассе составляло 9,5 гм3, в нижнем, непосредственно у плотины, до 6,6 гмЗ, т. Из исследований проводимых осенью г. Сорокиным Ю. И. по оценке воздействия на планктон Братской и УстьИлимской ГЭС следует, что воды водохранилищ, пройдя через турбины ГЭС, оказываются существенно обедненными планктоном табл. Это обеднение может быть вызвано лишь гибелью его в турбинах. Процент смертности, вычисленный как отношение численности планктеров в воде нижнего бьефа, колебался для разных их групп в пределах от до , достигая для представителей мелких кладоцер и коловраток. Гибель фитопланктона достигла . Видовой состав проб верхнего и нижнего бьефов, числовое соотношение между видами, указывает на то, что в водозаборные отверстия ГЭС, находящиеся на больших глубинах, планктон засасывается из всех слоев водной массы водохранилища .