Проектирование гидроузла и рыбоводных прудов

3.1.1. Выбор створа головной плотины.

Плотина является основным сооружением для создания водохранилища. От правильного выбора зависит объем земляных работ и соответственно стоимость плотины. После изучения рельефа намечают две основные части плана: место под водохранилище и головной пруд и участок под рыбоводные пруды. Границей будет являться створ головной плотины, выше которого располагается водохранилище, ниже рыбоводные пруды.

Створ плотины обычно назначают в наиболее узком месте поймы реки, где берега расположены близко один от другого. Ось плотины должна быть по возможности перпендикулярна к течению реки и общему направлению долины.

3.1.2. Компоновка прудов.

Компоновка прудов на плане проводится после расчетов площадей отдельных категорий прудов в проектируемом хозяйстве. При расчете размеров каждой категории прудов наибольшей и средней глубины, пользуются рыбоводно-технологическими нормативами таблицы 1.

Производственные нормативы Таблица 1.

Контурные дамбы прудов должны быть расположены от уреза воды водоприемника (реки, ручья) не ближе 20 м. Пруды различных категорий размещают на плане с учетом технологического процесса в рыбоводном хозяйстве. Пруды располагают на местности таким образом, чтобы рациональнее использовать рельеф местности для получения необходимых глубин прудов и обеспечить самотечную подачу воды в них.

Компоновку прудов начинают с установления положения головной плотины. Затем намечают участок для рыбоводных прудов. Привязка прудов проводится с учетом их площадей и глубин. Далее помечают на плане трассу магистрального водоснабжающего канала.

Месторасположение головного пруда выбирается с таким расчетом, чтобы горизонт воды в нем был выше горизонта всех производственных прудов. Это обеспечит самотечное водоснабжение прудов.

Нерестовые пруды предназначены для размножения рыбы. Их необходимо размещать на незаболоченных со спокойным рельефом участков, на почвах, покрытых мягкой луговой растительностью. Площадь нерестовых прудов принята 0,1 га, глубина воды до 0,5 м должна составлять 50-70 %.

Водоснабжение прудов и опорожнение независимое. Для полного сброса воды из пруда устраивают водосбросные канавы шириной по дну 0,4 м и глубиной до 0,4 м. располагают пруды вдали от хозяйственных построек и защищенных от холодных северных ветров.

Мальковые пруды служат для подращивания личинок, пересаживаемых из нерестовых прудов в ранние сроки или поступающих из инкубационного цеха. Период подращивания молоди в прудах длится 10-15 дней, в некоторых случаях до 30 дней. Рекомендуется средняя площадь мальковых прудов 1 га, средней глубиной 1,0 м. желательно их располагать рядом с нерестовыми прудами на высокоплодородных почвах.

Выростные пруды предназначены для выращивания сеголеток. Пересаженные в них личинки или мальки выращиваются до конца вегетационного периода. Рекомендуется площадь пруда 10-15 га при средней глубине 1,5 м. Продолжительность наполнения одного пруда 10-15 суток. Не рекомендуется размещать пруды на заболоченных или заторфованных участках, так как они будут иметь низкую естественную рубопродуктивность. Для удобства пересадки сеголеток целесообразно размещать выростные пруды ближе к зимовальным. Водоснабжение независимое.

Зимовальные пруды используются для зимнего содержания рыб. Они располагаются вблизи от источника водоснабжения для сокращения длины водоподающего канала или лотка, что позволяет уменьшить возможность охлаждения воды в период поступления её в пруд. Для строительства зимовальных прудов непригодны заболоченные и заторфованные участки, а также с высоким состоянием грунтовых вод. Площадь одного зимовального пруда составляет 0,5-1,0 га, глубина непромерзаемого слоя 1,2 м. Водоснабжение независимое, при водообмене 15-20 суток.

Нагульные пруды служат для выращивания товарной рыбы. Они крупные (100 ÷ 150 га одамбированные и до 200 га русловые), средняя глубина 1,3-2,0 м. Продолжительность наполнения одного пруда 15 -30 суток. Как правило, размеры нагульных прудов определяются рельефом местности. При выборе оптимальных площадей прудов следует учитывать и экономический фактор; так, например, сооружение небольших прудов дороже, требует дополнительных площадей для дамб и пр.

Ремонтно-маточные, летние и зимние пруды предназначены для летнего и зимнего содержания ремонтного молодняка и производителей рыб. Для летнего содержания строят пруды площадью до 3 га и средней глубиной 1,5-2,0 м. Продолжительность наполнения пруда до 5 суток. Для каждой возрастной группы ремонта строится отдельный пруд. Если хозяйство небольшое, то в одном летнем пруду содержат две возрастные группы ремонта с разницей в 2 года. Летнематочных прудов строят не менее 2 как для самок, так и для самцов. Зимние пруды для содержания этих рыб по характеристике такие же, как и для содержания сеголеток. Их строят не менее 2 для самок и для самцов 1 для каждой возрастной группы ремонта. Продолжительность наполнения одного пруда до 1 суток. Водоснабжение независимое. Летние пруды желательно располагать ближе к нерестовым прудам, а зимние – рядом с зимовальными прудами, в которых содержат сеголетки.

Карантинно-изоляционные пруды служат для временного содержания рыбы, завезенной из других хозяйств или больной.

Карантинные используются летом, а изоляторные круглый год. Хозяйство должно иметь 2 летних по 0,2 га и 2 зимних пруда по 0,05 га. Средняя глубина прудов 2 м. Продолжительность наполнения одного пруда 0,3 суток. Эти пруды располагают в конце хозяйства, чтобы предотвратить перенос инфекции в производственные пруды.

Садки относятся к группе подсобных прудов, так как используются они главным образом осенью и зимой для содержания живой и товарной рыбы, а весной – для временной передержки годовиков до их реализации. Садки типа бетонных бассейнов строят размером 100 м³, а земляные – 400–500 м³, глубина непромерзаемого слоя 1,5-2,5 м. скорость водообмена на тонну рыбы 5-15 м³/ч. Как правило, садки располагают с зимовальными прудами, т.е. рядом с водоисточником.

Построение разрезов нагульного и выростного прудов. Вертикальное сечение нагульного и выростного прудов, обычно перпендикулярное горизонталям. Должно охватывать минимальные и максимальные отметки поверхности земли в пределах ложа данного пруда и может быть в плане ломаным или криволинейным. Отрезки профиля между горизонталями (в данном интервале высот) должны быть примерно равны среднему расстоянию между горизонталями в границах пруда, поэтому допустимо разрез делать ступенчатым, смещая его по горизонтали. На плане ложа пруда отрезки профиля следует пронумеровать по порядку, начиная от минимальной отметки ложа. Разрез прудов строятся на миллиметровой бумаге в масштабах: вертикальном 1:50, 1:25 или 1:20, горизонтальном 1:10000.

Полагая, что средняя глубина по профилю, т.е. высота прямоугольника, равновеликого по площади сечению профиля, соответствует средней глубине всего пруда, можно найти подбором то положение уровня воды, при котором средняя глубина профиля равнялась бы средней нормативной глубине данной категории прудов в заданной рыбоводной зоне.

Практически это удобно сделать следующим образом. Из кальки нужно вырезать полоску шириной, соответствующей средней нормативной глубине данной категории прудов в вертикальном масштабе профиля пруда, и длиной, перекрывающей весь спрямленный профиль.

Перемещая эту полоску по профилю, можно добиться такого её положения, когда площадь отрезанного участка профиля (ω₁) (рис.1) будет равна площади, добавленной полоской к профилю (ω₂). В этом случае верхняя граница кальки даст отметку НПУ пруда. Далее находят отметку гребня дамбы пруда, прибавляя к отметке НПУ величину сухого запаса дамбы, рассчитанного на накат ветровой волны обеспеченностью 10% (для нагульных прудов – 0,6-0,8 м, для выростных – 0,4 м).

Построив, таким образом, пруд, находят в нем площадь мелководной зоны (с глубинами до 0,5 м) и глубоководной зоны (свыше максимальной глубины), выражая эти площади в % от общей площади пруда.

Площадь мелководной и глубоководной зон ориентировочно можно определить непосредственно по спрямленному профилю, если считать длину профиля пропорциональной обшей площади пруда. Откладывают от отметки НПУ глубину 0,5 м и максимальную глубину данной категории прудов в заданной рыбоводной зоне до пересечения с линией профиля. Точки пересечения переносят на линию НПУ и рассчитывают длину полученных отрезков в % от общей длины линии по НПУ. Эти отрезки и покажут величину мелководной и глубоководной зоны в пруду.

Полученные характеристики пруда сравнивают с рыбоводно-техническими нормативами и делают соответствующие выводы.

Построение разреза зимовального пруда (рис.2). Разрез зимовального пруда принято строить по середине пруда. Для удобства изображения разреза пруда вначале на миллиметровой бумаге строят продольный профиль поверхности земли: от магистрального канала по подающему водоводу до зимовального пруда, по рыбосбросному каналу на ложе пруда, по сбросному каналу до реки. На этом профиле показывают уровень воды в магистральном канале и уровень воды в реке за месяц облова зимовальных прудов 10 %-й вероятности превышения.

Затем находят на генеральном плане хозяйства отметку, соответствующую верхней границе пруда по выбранному сечению. Наносят эту отметку на продольный профиль поверхности земли и от неё вертикально вниз опускают линию, которая условно покажет границу котлована под зимовальный пруд. По этой линии от поверхности земли вниз откладывают последовательно: сухой запас дамбы пруда (0,4 м); толщину льда (0,2-0,6 м, в зависимости от географического положения хозяйства); глубину непромерзающего слоя воды (1,2 м); глубину канала на ложе пруда (0,4 м). Затем проводят три горизонтальные линии – гребень дамбы пруда, верхнюю и нижнюю границы льда. Верхняя граница льда – это отметка нормального подпорного уровня пруда (НПУ). От точки, соответствующей отметке ложа пруда, проводят линию с уклоном 0,001. Параллельно линии ложа (т.е. с уклоном 0,001) проводят линию дна рыбосбросного канала на ложе пруда. Измерив длину пруда на топографическом плане, проводят нижнюю дамбу пруда. При этом необходимо, чтобы с ложа пруда был убран весь растительный грунт, т.е. линия, обозначающая ложе пруда, должна на всем своем протяжении проходить ниже линии поверхности земли минимум на 30 см. Если это условие не выполняется, необходимо весь пруд заглубить в грунт, т.е. большую часть пруда сделать в выемке.

Далее, проводят линию дна сборного канала от пруда до реки, при этом необходимо помнить, что сбросный канал должен быть по конструкции в выемке.

На вертикальном разрезе показывают систему водоснабжения зимовального пруда. Можно рекомендовать подачу воды по напорному трубопроводу. В этом случае в магистральном канале строят водовыпуск закрытого типа (В₁). От этого водовыпуска в сторону зимовальных прудов прокладывают асбестоцементный напорный трубопровод ниже глубины промерзания грунта. На напорном трубопроводе у каждого пруда тоже строят водовыпуск (В₂), из которого вода подается непосредственно в нижнюю зону пруда на расстоянии 50 см от его дна.

Построив, таким образом, пруд, показав схему его водоснабжения и опорожнения, следует рассчитать, достаточна ли высота уровня воды в магистральном канале для напорного водоснабжения пруда и не будет ли подтопления сбросного канала пруда со стороны реки в период его облова.

Сбросная система пруда будет работать нормально, если отметка дна сбросного канала при его впадении в реку-водоприемник будет выше или равна уровню воды 10 %-й вероятности превышения на месяц облова зимовальных прудов. Если сбросной канал окажется подтопленным, следует уменьшить уклон его дна (вплоть до 0,0001), или отодвинуть пруд от реки, или уменьшить глубину закопанной части пруда и т.д.

Схема вертикального разреза нагульного и выростного пруда

Схема вертикального разреза зимовального пруда

3.1.3. Определение отметки нормального подпорного уровня (НПУ) в головном пруду.

Для определения самотечной подачи воды к прудам по каналам, лоткам и трубопроводам, отметка горизонта воды в головном пруду должна быть выше отметки горизонтов воды как в летних, так и в зимних прудах.

Чтобы установить отметку НПУ в головном пруду, надо определить необходимую разность отметок горизонта воды в водохранилище и в дальнем пруду, а также необходимую разность отметок горизонта воды в водохранилище и горизонта воды в зимних прудах. Отметку НПУ получают, прибавляя полученные значения к отметкам воды в дальнем летнем пруду и соответственно к отметке горизонта воды в зимних прудах. Из полученных значений отметок НПУ принимают наибольшее.

3.1.4. Трассировка магистрального канала и сооружения на водоснабжающей системе.

Трассированием канала называется нанесение оси канала с заданным уклоном на план.

В рыбоводных хозяйствах магистральные каналы проектируют с уклоном 0,001-0,003. Трассирование канала обычно проводят от дальнего летнего пруда в следующем порядке. Определяют отметку земли у конца канала возле дальнего летнего пруда, прибавляя к отметке горизонта воды этого пруда для полносистемного хозяйства 0,2-0,6 м. полученную отметку находят на плане и отмечают точкой. Затем от этой точки откладывают в масштабе плана расстояние ℓ до ближайшей горизонтали, которое вычисляют следующим образом:

Уклон , то ,

где h – разность отметок ближайшей горизонтали и концевой точки канала.

Затем вычисляют расстояние ℓ между соседними горизонталями, соответствующие принятому уклону канала, и откладывают их в масштабе плана в промежутке между горизонталями. Заложение равно , где h – высота сечения рельефа на данном плане. Соединив полученные точки плавной линий, получают трассу магистрального канала на плане.

Если отметка последней отмеченной точки канала приблизительно совпадает с отметкой НПУ плотины, то трассирование проведено правильно.