Обоснование способа аэрационной защиты экосистем водоемов от воздействия гидромашин

Шабалин, Юрий Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Обоснование способа аэрационной защиты экосистем водоемов от воздействия гидромашин
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Обоснование способа аэрационной защиты экосистем водоемов от воздействия гидромашин"

На правах рукописи

Шабалин Юрий Викторович

Обоснование способа аэрационной зашиты экосистем водоёмов от воздействия гидромашин

Специальность 03.00.16 - Экология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

На правах рукописи.

Шабалин Юрий Викторович

Обоснование способа аэрационной зашиты экосистем водоёмов от воздействия гидромашин

Специальность 03.00.16 - Экология Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической

академии (СпбГЛТА)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Минаев Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Веригин Александр Николаевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Иванченко Игорь Петрович

Ведущая организация: Невско-Ладожское бассейновое водное управление Министерство природных ресурсов Российской Федерации.

Защита диссертации состоится 2004 г. в 1000 часов, ауд.61 на

заседании диссертационного совета Д 212.230.11 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (Технический университет).

Отзывы на автореферат в одном экземпляре, заверенные печатью, просим

направлять по адресу: 190013, Санкт-Петербург, Московский пр. д.26, в

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(Технический университет), Ученый Совет.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке

института. . "¡^¿'НАЦИОНАЛЬНАЯ 1

I библиотека |

Автореферат разослан «/*£> Н<*рЫ(\ 2004 г. 1

Учёный секретарь

Диссертационного Совета Д 212.230.11 / Е.М. Озерова

Общая характеристика работы Актуальность темы. Гидротехническое строительство, связанное с возведением ГЭС, оказалось сильным фактором антропогенного воздействия на водоёмы. Экосистемы водных объектов - рек, озёр, при эксплуатации ГЭС, претерпевают негативные изменения, оказывающие существенное влияние на гидробиологический режим, качество воды и рыбопродуктивность. В связи с этим очень важно комплексное изучение экосистем водоёмов, зарегулированных гидроэлектростанциями.

Одним из аспектов изучения влияния на экологические системы водоёмов является выяснение последствий прохождения гидробионтов с потоком воды через турбины ГЭС.

О последствиях воздействия гидромашин на окружающую среду можно судить по состоянию водоёмов, на которых эксплуатируются ГЭС. Ихтиологи и гидробиологи отмечают значительное обеднение ихтиофауны и планктона в реках за плотиной по сравнению с водохранилищем. Причиной этого обеднения является то, что при скате из водохранилища в нижний бьеф рыб и планктона идёт непрерывный процесс их травмирования и гибели в проточных каналах турбин ГЭС. Гибель планктона приводит к резкому снижению процессов самоочищения в водоёмах, и в этих условиях существенно возрастает роль хозяйственных стоков как загрязнителей водных систем. Кроме этого в таких водоёмах резко падает рыбопродуктивность.

По мере перемещения из верхнего бьефа в нижний травмирование и гибель рыб и планктона происходит в результате действия ряда факторов. К ним относят: изменение давления, величина которого меняется по мере движения гидробионтов по турбинному тракту (перепад давления); турбулентность и сдвигающие напряжения, возникающие при резком изменении скорости и направления движения потока; кавитацию, обусловленную резким снижением давления за рабочим колесом турбины; механическое воздействие на гидробионты со стороны элементов конструкции турбины.

Анализ большинства исследований показывает, что наибольшая доля травмирования и гибели гидробионтов вызвана перепадом давления и кавитацией и только потом от других факторов. В связи с этим можно сформулировать цель работы.

Цель работы. Создание и обоснование метода расчёта аэрационной системы защиты гидробионтов от воздействия перепадов давлений и кавитации в проточных каналах ГЭС, обеспечивающего минимизацию воздействия турбин ГЭС ца экосистемы водных бассейнов, для сохранения экологии водных ресурсов и окружающей среды.

Задачи исследований.

1. Используя физическую модель проф. Постоева B.C. течения двухфазной среды, разработать методику и программу расчёта воздействия перепадов давления и кавитации на гидробионты в проточных каналах турбин ГЭС;

2. Оценить степень повреждаемости гидробионтов при прохождении через турбины в штатных режимах эксплуатации Волжской, Саратовской, Шекснинской и других ГЭС;

3. Обосновать аэрационную систему защиты планктона и рыб от воздействия перепадов давления и кавитации в турбинах ГЭС и возможность определения оптимального количество подаваемого воздуха в турбину;

4. По результатам проведённых исследований оценить наносимый ущерб рыбному хозяйству при эксплуатации гидроэлектростанций (на примере Волжско-Камского бассейна).

Новизна исследований и научных результатов.

1. Разработаны расчётные схемы для определения перепадов давлений и показателей воздействия потока в турбинах ГЭС на гидробионты.

2. Составлены алгоритм и программа расчёта воздействия на гидробионты потока в камере рабочего колеса для вертикальных радиально-осевых, поворотно-лопастных и капсульных горизонтальных поворотно-лопастных турбин в штатных режимах эксплуатации ГЭС.

3. Составлены алгоритм и программа расчёта воздействия на гидробионты потока в камере рабочего колеса для вертикальных радиально-осевых, поворотно-лопастных и капсульных горизонтальных поворотно-лопастных турбин при эксплуатации ГЭС с аэрационной защитой.

4. Предложены конкретные рекомендации о необходимых объёмах подаваемого воздуха в поток гидротурбины перед рабочим колесом, для выполнения критериев безопасного прохода гидробионтов через турбины ГЭС.

Значимость для теории и практики. Для теории имеют значение математическая модель расчёта, применение которого позволит оценить воздействие потока в проточных каналах гидротурбины на гидробионты и получить процент повреждаемости живых организмов при эксплуатации ГЭС в штатных режимах и с аэрационной защитой. Это расширяет и углубляет теорию процессов протекающих в гидротурбинах ГЭС и вносит значительный вклад в экологическую защиту окружающей среды. Для практики имеет большое значение способ аэрационной защиты гидробионтов и методика расчёта параметров его реализации.

Реализация результатов исследований. Методика расчётов перепадов давлений в турбинах ГЭС использовалась в разработке нормативов предельно-допустимых воздействий турбин ГЭС эксплуатируемых в Невско-Ладожском водном бассейне на реках Свирь, Нарва, Вуокса, Волхов. На основании результатов исследований этой проблемы, составной частью которой является представленная диссертация, комитет по науке, культуре, образования, здравоохранения и экологии Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации от 20.06.02 г. вынес решение (п.5.4.), рекомендовать Министерству природных ресурсов "Разработать нормативы, регламентирующие негативное воздействие турбин гидроэлектростанций на водные бассейны Европейской части Российской Федерации".

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на ежегодных (2000-2002 гг.) научных конференциях в СпбГЛТА.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в пяти печатных работах.

Объём работы. Объём диссертации содержит 167 страницы машинописного текста, в том числе 37 рис., 23 табл., список литературы на 7 стр., 5 приложений на 7 стр.

Содержание работы Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна.

1 .Анализ литературы и задачи* исследования. В главе приведён краткий обзор работ, выполненных ранее, по изучению экологического состояния водоёмов на которых эксплуатируются ГЭС.

Обзор результатов работ Акимова И.A., Kootcoeou ОМ., Алиева Д.С., Бараникова И.А., Павлова Д.С., Постоева В.С,Патякина В.И., Тихого М.В., Луферовой ЛЯ., Викторова П.В., Мельникова Г.Б. и других учёных свидетельствует о массовой травматизации и гибели гидробионтов при проходе через проточные каналы турбин ГЭС (до 100 %). Гибель планктона в таких количествах приводит к резкому снижению в воде процессов самоочищения, ибо только целостные экосистемы могут выполнять эти функции.

При скате через турбины рыбы и планктон подвергаются механическому воздействию (столкновение с проточными элементами конструкции) [Bell M.C., Павлов Д.С] влиянию перепада давления {Цветков В.И., Нездолий В.К, Павлов Д.С.], кавитации [Muir J.F., Cramer F.K., Oligher R.K.]. Смертность и степень повреждаемости гидробионтов зависит от типа турбины, высоты напора, скорости вращения рабочего колеса, величины перепада давления в турбине, величины зазора между направляющими лопастями и лопастями рабочего колеса.

За все годы эксплуатации ГЭС и возведения новых было предложепо десятки различных устройств и способов, получивших патенты, по спуску рыб в нижний бьеф. Предлагалось решать задачу спуска, минуя турбины, т.к. заранее считалось, что безгибельный спуск через турбины невозможен. Но на сегодняшний день ни одно из предложений на ГЭС не реализовано и только потому, что оказалось невозможным привлечь рыб с широкого фронта перед плотиной (на Волжской ГЭС ширина фронта 5 км) к рыбоподъёмникам предлагаемых устройств. Рыба, прежде всего, затягивается сильным потоком в створы гидротурбин, и изменить этот процесс оказалось невозможным. Что касается безгибельного спуска планктона, то такая задача даже не ставилась.

Для безопасного спуска был разработан под руководством проф. Постоева B.C. аэрационной метод защиты гидробионтов в проточных каналах турбины ГЭС.

Исходя из анализа состояния решения этой проблемы, сформулированы цели и задачи исследований.

2.Главные факторы воздействия- потока в гидромашинах на гидробионты. Расчетная модель воздействия и ее решение. В этой главе представлены математическая модель рабочего процесса в проточном канале турбины ГЭС и определены главные факторы воздействие потока на гидробионты, зависящие, прежде всего от напора потока Н.

Теоретический напор Нт гидротурбины, - часть полезно используемой удельной механической энергии жидкости, т.е. преобразованной рабочим колесом в механическую энергию ротора. Он меньше напора турбины Я (иногда его называют располагаемым или рабочим) на величину гидравлических потерь в

Под напором гидромашины Н понимают разность удельных механических энергий жидкости в характерных сечениях её проточной части. Для турбины это сечение на входе в турбинную (спиральную) камеру и на выходе из отсасывающей трубы.

Н=Еа-Е3 (2)

Индексами 0 и 3 обозначены соответственно сечения спиральной.камеры и отсасывающей трубы. Удельная механическая энергия потока в рассматриваемом: сечении проточной части выражается равенством:

где удельная энергия избыточного давления (пьезометрическая высота или

гв

пьезометрический напор);

а*>ср - удельная скоростная энергия (скоростная высота или скоростной напор);

z - удельная потенциальная энергия положения (геометрическая высота или геометрический напор, иногда его называют геодезическим);

а -коэффициент скоростной энергии, учитывающий неравномерность распределения скоростей в рассматриваемом сечении.

Каждый из этих членов измеряется в Дж/(кг.м/с-2)= Дж/Н и представляет

собой удельную энергию на 1Н силы веса протекающей жидкости, но Дж/Н = Нм/Н=м - единица измерения напора.

Последнее удобно для представления закономерностей движения жидкости и работы лопастных гидравлических машин. На рис.1 и рис.2 показано изменение удельной энергии жидкости по длине проточной части турбины. Энергетическая диаграмма рабочего процесса в проточной части гидромашины и данные экспериментальных исследований дают возможность представлять и судить о воздействии потока на гидробионты.

Удельная скоростная энергия будет изменяться по радиусу сечения в зоне рабочего колеса на входе в отсасывающую трубу, т.к. здесь абсолютная скорость зависит от окружной скорости потока. Из диаграммы следует, что максимальные перепады давлений и скоростей потока возникают в зоне рабочего колеса на выходе в отсасывающую трубу, поэтому на этом участке будет травмироваться и погибать основная масса гидробионтов. Совершено очевидно, что в струйках на периферии потока, где окружённые скорости максимальные, воздействие будет наибольшим, а в струйках на оси потока наименьшим и как показывают расчёты па периферии рабочего колеса возникает отрицательное давление (растягивающие напряжения в потоке струйки). Л в струйке на оси давление при определённой величине высоты отсасывания (рис.1) может оказаться положительным.

Результаты лабораторных и натурных исследований и их анализ дают основание сделать вывод, что главными факторами воздействия потока в турбине на живые организмы являются перепады давлений и кавитация, при этом, фактор столкновения с проточными элементами турбины следует учитывать при скатывании крупных особей рыб.

3. Аэрационный. метод защиты гидробионтов в проточных каналах гидромашин. В данной главе излагается разработанный автором аналитическое

представление физической модели течения двухфазной среды в проточном канале турбины и алгоритм расчета аэрационной защиты гидробионтов.

Как известно стационарное течение жидкости по трубам с различными сечениями) (рис.3.), где изменяется скорость движущейся жидкости и давление, описывается уравнением Бернулли

где р* - давление в идеальной жидкости, р - плотность жидкости,

z - высота данного сечения над некоторым уровнем, V - скорость движения жидкости в данном сечении трубы. Объемное содержание воздуха, составляющего тысячные доли от объема

воды, практически не влияет на энергию потока воды. Испытания на Волжской'

ГЭС в 1997 г. показали, что мощность турбины N = 111,78 МВт в штатных

режимах не изменялась в

последующих знаках после запятой,

когда в поток водовода подавался

воздух в количестве 0,2%

(приведенного к 1 атм.) от идущего

объема воды. С другой стороны,

энергия потока воды формирует

самоуравновешенное состояние

воды и воздуха.

В этом суть физической модели, в которой аналитическое представление течения, жидкости уравнением (4) увязывается с аналитической моделью самоуравновешенного состояния. Рассматривается две стадии течения среды течение, когда в результате воздействия потока происходит процесс сжатия воздуха (компрессия) и стадия, когда идет декомпрессия воздух, в результате чего происходит обжатие жидкости воздухом.

Диаграмма изменения механической удельной энергии жидкости (рис.2) показывает, что компрессия воздуха происходит на участке воздуха Н - О, где достигается максимум давления после чего начинается декомпрессия и

РисЗ.Схема к расчёту давлений в трубной системе:.

1- давление при течении идеальной жидкости;

2- давление в водовоздушной среде.

продолжается она до конца течения среза в проточной части турбины на участке О-К.

При компрессии, максимальное давление в воздухе текущей среды />, будет равно давлению которое определяется из уравнения-течения идеальной

При этом давлении потенциальная энергия воздуха в среде достигает максимума, которая при декомпрессии реализуется на обжатие жидкости. Поэтому аэрировать поток необходимо до прохождения средой давления для того, чтобы получить максимальную потенциальную энергию свободного воздуха для обжатия жидкости и этим самым исключить разрежения в воде и понизить перепады давлений, т.е. в конечном итоге для того, чтобы обеспечить проходимость гидробионтов через проточный канал без повреждений в этом потоке среды.

Для получения аналитической зависимости, связывающей изменение давления свободного воздуха в движущейся водовоздушной. среде, ставится условие неразрывности (сплошности) между жидкостью и воздухом в единице объема среды, а именно: уменьшение при перепаде давления объема жидкости в результате её сжимаемости сопровождается таким же увеличением объема воздуха

Если - уменьшение объема жидкости, то - увеличение объема воздуха или наоборот.

где /? - коэффициент сжимаемоста жидкости. (Для воды t = 20° в интервале давлений

1-5 атм. р=46*10б атм'1), р - рж- перепад давлений в жидкости от давления рж- р , определяемого из уравнения течения среды (4), до давления р, которое образуется в воздовоздушной среде. Водовоздушная среда содержит в единице объема жидкости объем воздуха

равный приведенный к объёму с давлением 1МПа. При перепаде давления

воздуха (/»-/;„) изменение о б ъ е &¥£> у д е т равно

Подставляя в условие (6), получим соотношение неразрывности в

виде или

Это и есть уравнение, из которого можно определить давление р в воздухе при течении среды. Проанализируем его, когда подаваемый объем воздуха е стремится к нулю.

Получаем два значения р при £—> 0, которые являются корнями уравнения (9)/>1-» 0 и р2 Рж-

Это означает, что при давление в воздухе стремится к нулю, а

давление в жидкости к давлению т. е. к состоянию, которое описывается

уравнением Бернулли.

Соотношение (9) приводит к уравнению

Из этого уравнения определяется давление р, возникающее в водовоздушной среде при ее течении.

В решении уравнения (10) принят положительный корень, т. к. второй отрицательный корень (р < 0) не имеет физического смысла, для-состояния воздуха.

Далее представлены, разработанные автором, алгоритмы расчёта воздействия потока на гидробионты в камерах рабочего колеса для вертикальных радиально-осевых и поворотно-лопастных, а также для капсульных горизонтальных поворотно-лопастных турбин в штатных режимах эксплуатации ГЭС и с аэрационной защитой (здесь для поворотно-лопастной турбины расчётная схема (рис.4)), позволяющие проводить оценку повреждаемости гидробионтов в камерах рабочих колёс турбин.

Расчёт воздействия давлений на гидробионты приработе турбины ГЭС в режиме аэрации потока. При расчете рассматривается течение /-ой струйки, проходящей на расстоянии от основания лопатки направляющего аппарата и по диаметру рабочего колеса- Для определения абсолютного давления жидкости в потоке /-ой струйки по сечению 1-1 определяем, используя уравнение Бернулли (4), из которого следует

р-у о.

(10)

(11)

гДе Ри' абсолютное давление в метрах водяного столба,

1)п - полная скорость в струйке потока надиаметре<4 камеры рабочего колеса, Л, - высота отсасывания,

А, - высота от оси поворота лопастей до сечения 1-1, 10 - атмосферное давление в метрах. Скорости V и определяются через составляющие относительных скоростей

потока окружную

и осевую

^^ О

" "60 " А\-\

где п - частота вращения рабочего колеса, О - расход воды через турбину, Л,.,,-площадь поперечного сечения потока по сеч. 1-1.

¿в

где ц= - втулочное отношение.

(13)

По данным расчёта строится график изменения давления в жидкости в сечении 1-1, в котором обозначатся площадь с отрицательным давлением Аоя (опасная зона), где гидробионты будут повреждаться и площадь с положительным давлением, где организмы при некоторых значениях давления могут пройти зону рабочего колеса без повреждений, в этой зоне каверны на живом организме и кавитационные процессы (замыкание каверны) не возникают.

При определении процента повреждаемости гидробионтов через площадь следует оговаривать "как не менее" т.к. в какой-то части сечения положительного

давлениялне исключается гибель из-за превышающей для организма скорости перепада давления.

При некоторых значениях высоты, отсасывания и втулочного отношения положительные давления в сечении 1-1 не возникнут, что будет соответствовать 100 % повреждаемости организмов.

Процент повреждаемости

Оценка неповреждаемости через интенсивность перепадов давлений (степень декомпрессии) Дг между сечениями 1-1 и 2-2 выполняются по известному критерию

р Р1 Рп

(16)

Запишем соотношение между относительными величинами И Л{

определяющие положение струйки 1 в камере рабочего колеса, учитывая, что струйка, проходящая у нижнего торца лопатки направляющего аппарата, выходит на периферию лопасти, а проходящая у верхнего торца лопатки выходит на корневое втулочное сечение лопасти.

Связь между ЩТЯ.^ представляется в виде линейной зависимости

где постоянные и "2 должны удовлетворять условиям:

1)при= 0; 2)приЛ,= !1Ш,Ь1 = Ь

где Ь - высота лопатки направляющего аппарата.

Выполняя эти условия, получим соотношения между ДИ^

г-т , , Ь"/

(18)

(19)

Ь = \-Ц или ь1 = ь- ^ •

В 1-ой струйке по сечению 2-2 согласно уравнения (12) абсолютное давление в метрах водяного столба будет равно:

где

Л,яЭа Ь,

|2>0 — диаметральное расстояние между осями лопаток направляющего аппарата, <42_3,- площадь поперечного сечения потока по сеч. 2-2,

- расстояние от оси поворота лопастей рабочего колеса до нижней кромки лопатки направляющего аппарата.

В соответствии, с (12) и формулами (16) и (20); определяется 'Др -интенсивность перепада давлений (степень декомпрессии) в камере рабочего колеса по сечению 1-1, т.е. представляется возможным построить поле интенсивности давлений и определить процент повреждаемости ихтиофауны по поэтому критерию.

Повреждаемость также оценивается и по критерию, если известны допускаемые скорости перепадов давлений V р на гидробионты

Время прохождения потоком камеры рабочего колеса определяется

приближённо

(22)

ср

где - расстояние по траектории потока и средняя скорость между сеч. 2-2 и 1-1.

Ьср= 0,5 (

(23)

-^2-2 Al-l'

Отметим, что в представленном алгоритме расчёта не учитываются гидравлические потери в проточном канале турбины, которыми в этих расчётах можно пренебречь.

Расчёт воздействия давлений на гидробионты при работе турбины ГЭС в режиме аэрации потока. Давление в водовоздушной среде в / - ой струйке в

сечении 1-1 определяется по формуле (И) в зависимости от объёма воздуха е в единице объёма воды.

(

P¡ = 0,5

Pi ~

Р-Pis

Давление р =Ри> входящие в эту формулу, определяется по (12)

- й,+ А.+ 10.

Абсолютное давление в пузырьках воздуха рЛ (в метрах водяного столба) определяется по формуле (23)

Л,- -Йг +Н~ h,-[b.XT^r]-c+X0.

(24)

Считается, что ри - это максимальное давление в пузырьках воздуха, после которого начинается его декомпрессия в результате сжимаемости жидкости

и увеличения объёма воздуха. Именно этот процесс интенсивно развивается, после прохождения потока через направляющий аппарат, в камере рабочего колеса.

На основании изложенного алгоритма разработана программа расчёта воздействия на гидробионты перепадов давлений в камерах рабочих колёс для поворотно-лопастных гидротурбин с оценкой повреждаемости гидробионтов в штатных режимах и в режимах с аэрационной защитой эксплуатации.

4. Результаты расчётов воздействия турбин ГЭС на гидробионты в штатных режимах и с аэрационной защитой и сопоставление с результатами экспериментальных исследований. В главе приводятся результаты расчётов воздействия турбин ГЭС на гидробионты в штатных режимах и с аэрационной защитой на примере конкретных гидроэлектростанций, где эксплуатируются выше перечисленные типы турбин и на которых проводились натурные исследования по воздействию потока на гидробионты (здесь для Саратовской ГЭС).

Исследования на этой ГЭС представляют научный и практический интерес в связи с тем, что в каскаде Волжско-Камского бассейна Саратовская ГЭС имеет наименьший расчётный напор - 12 м, а в летне-осенний период -9 м. Несмотря на малый напор, в камере рабочего колеса возникает кавитация и разрушает металлическую облицовку камеры на входе в отсасывающую трубу, то есть в том месте, где принято расчётное сечение 1-1, как опасное для живых организмов проходящих тракт гидротурбины. Факт наличия кавитационной эрозии в этом сечении, а значит, перепадов давлений с разрежением подтверждает правильность выбранной расчётной модели для вертикальных поворотно-лопастных турбин.

Расчёт воздействий на гидробионты в вертикальной поворотно-лопастной турбине проводили для Саратовской ГЭС мощностью 59 300-кВт. Результаты, расчётов изображены графиками на рис. 5 и 6.

Из графика изменения давлений в штатных режимах видно,.что кривая проходит зону отрицательных и зону положительных давлений. По расчёту (16) в камере рабочего колеса Саратовской ГЭС получат травмы и погибнет не менее 85 % гидробионтов. На рис.6, изображены кривые интенсивности перепада давлений (степени декомпрессии) действующих на ихтиофауну. Кривая 4 - (е= о) располагается выше значения Др = 0,6, то есть 100 % проходящей рыбы будет повреждаться от декомпрессии в зоне сечения 1-1.

0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,65 0,95 1,05 1-£=.0,0015; 2-£=0,001 ; 3-£=0,0005 ; 4-£=0. Рис. б. Изменение интенсивностей перепадов давлений в камере рабочего колеса Саратовской ГЭС

Из графиков видно, что параметры воздействия потока резко меняются при

подаче воздуха в турбину (режим аэрационной защиты). При этом режиме работы гидротурбины, кривые изменения давлений (рис.5) располагаются в зоне положительных давлений не снижаясь на периферии до величины ниже одной атмосферы. Это значит, что давления, изменяющиеся по циклу компрессия с последующей декомпрессией с избыточным давлением более атмосферы, не будут травмировать планктон и ихтиофауну. Значения интенсивности перепадов давлений Др (рис.6) в режимах аэрационпой защиты, как видно из графиков не превышают предельных величин, то есть гидробионты будут проходить турбшгу без повреждений.

Результаты натурных испытаний. В 2001 году на турбине №4 Саратовской ГЭС была установлена аэрационная защита рис. 7 и в сентябре были проведены первые пробные испытания защиты гидробионтов. Установленная система аэрационной

защиты схематически изображена на рис.7 и рис.8. Вода в спиральную камеру турбины поступает через сороудерживающие решётки трёх секций, на которых закреплены три перфорированные трубы. Крайние трубы закреплены в соответствии, с расчётом так, чтобы фронт пузырьков воздуха укладывался от нижних кромок аппарата на высоту Лф (рис.8). Средняя труба закреплена ниже на глубину, а по отношению к крайним, что позволило подать больше воздуха в периферийные струйки потока камеры рабочего колеса, где возникают наибольшие перепады давлений. Из-за малой производительности компрессорной станции ГЭС в систему аэрации подавалось не более 0,05 % {е= 0,5-1 О*3) воздуха от объёма идущей воды на турбину.

Рис. 7. Схема аэрации потока, входящего в спиральную рис.8. Схема образования

камеру Саратовской ГЭС: водовоздушной среды в турбине

1 - перфорированные трубы; 2 - спиральная камера; Саратовской ГЭС 3 - направляющий аппарат; 4 - камера рабочего колеса.

Первые пробные испытания, при которых отлаживалась система аэрации потока и отрабатывалась методика отлова молоди рыб в нижнем бьефе ГЭС проводились начиная с 12 сентября 2001 г. К этому времени зоопланктона в реке уже не было и пик покатной миграции молоди рыб (сеголеток) прошёл в начале сентября. Для вылова молоди рыб использовалась коническая ловушка длиной 2,5 м с входным диаметром 0,8 м.

Вылов вёлся с кормы катера буксира, который устанавливался при работающем двигателе напротив выхода потока из отсасывающей трубы 4-го агрегата на расстоянии 40 м от плотины. Всего было выловлено 26 экземпляров молоди тюльки, из них 9 экз. в режимах без подачи воздуха и 17 экз. с аэрацией потока. Среди отловленных без подачи воздуха 6 сеголеток имели видимые травмы характерные при воздействии перепада давлений: кровоизлияния в глазах

и раскрытые рты, а три сеголетки не имели видимых повреждений. Среди отловленных при аэрации потока 13 сеголеток не имели видимых повреждений, а у 4-х обнаружены кровоизлияния в глазах.

Таким образом, при пробных испытаниях в режимах без подачи воздуха травмируется 67 % рыб, а при аэрационной защите менее 24 %, что свидетельствует об эффективности метода аэрационной защиты гидробионтов.

На основе экспериментального материала относительно процента гибели Р% планктона и рыб при прохождении через турбину ГЭС проведена оценка степени достоверности среднего значения, т.е. найден интервал, изменения математического ожидания этого процента. Исследования проводились с помощью последовательного анализа, основанного на методе наибольшего правдоподобия. Учёт результатов экспериментов непосредственно после их проведения позволил найти точность среднего с фиксированной надежностью при ограниченном количестве экспериментов. Статистический анализ процента гибели рыб на Волжской ГЭС проводился для средпих значений опыта, так как объём выборок хк в каждом кт эксперименте существенно различен. Показано, что для рыб среднее значение Р% в штатных режимах работы ГЭС устойчиво, и оценивается в узком интервале (88,6% ± 0,7%) по результатам 1-3 экспериментов. При аэрационной защите средний процент гибели рыб составляет 20,6% ± 2 % и для определения верхней и нижней границы интервалов с применением последовательного анализа потребуется соответственно 6 и 10 опытов. Для оценки среднего процента гибели планктона в штатных режимах работы на Усть-Илимской ГЭС (Р% = 76,8% ±7%) с применением последовательного анализа требуется соответственно 5 и 7 опытов при определении нижней и верхней границы интервала. При аэрационной защите средний процент гибели планктона составляет 13,5%± 1% и для определения верхней и нижней границы интервалов с применением последовательного анализа потребуется соответственно 6 и 8 опытов. Эти оценки имеют точность достаточную для иапшх исследований.

Далее приводится в первом приближении расчёт ущерба наносимого рыбному хозяйству при эксплуатации ГЭС (на примере Волжско-Камского бассейна). Расчёт ущерба выполнялся по "Временной методике оценки ущерба, наносимого рыбным запасам в результате строительства, реконструкции и расширения предприятий, сооружений и других объектов и проведении различных

видов работ на рыбохозяйственных водоёмах", утверждённой Минрыбхозом

СССР и составляет 66500 т/год, что в денежном эквиваленте на 1999 г. составило

1034 млн. руб./год. .

ВЫВОДЫ

1. Результаты анализа материалов по исследованию воздействия гидромашин на экосистемы рек показывают, что при покатной миграции рыб и планктона из водохранилища в нижний бьеф реки через турбины ГЭС идёт их непрерывный процесс травмирования и гибели (75 % и более). В результате чего резко снижаются процессы самоочищения и падает рыбопродуктивность водоёмов, возрастает роль хозяйственных стоков, водоёмы загрязняются мёртвой органикой, интенсивно развиваются сине-зелёные водоросли и, в конечном итоге существенно понижается качество воды.

2. Ущерб, наносимый рыбному хозяйству от эксплуатации гидроэлектростанций (на примере Волжско-Камского бассейна) составляет 66500 т/год, что в денежном эквиваленте на 1999 г. составило 1034 млн. рубУгод.

3. Расчётами показано, что в гидротурбине за рабочим колесом в большей части потока образуется зона разрежения, в результате чего возникают резкие перепады давлений и кавитация, которые являются основными причинами гибели планктона и ихтиофауны.

4. Аэрация потока является эффективным средством защиты от травмирования и гибели молоди рыб и планктона, для чего достаточно подавать в турбину свободного воздуха в соотношении 0,005 % - 0,02 % от общего объёма потока воды. При подаче воздуха в турбину можно пропустить через камеру рабочего колеса без повреждений более 70 % скатывающихся гидробионтов.

5. Предлагаемые система аэрации потока и результаты расчётов аэрационной защиты являются обоснованием к разработке предельно-допустимых воздействий турбин ГЭС на экосистемы рек. Такие обоснования вошли в проект норматива ПДВ на экосистему Невско-Ладожского водного бассейна турбин ГЭС эксплуатируемых на реках Вуокса, Волхов, Свирь, Нарва.

6. Впедрение метода аэрационной защиты на ГЭС позволит сохранить планктон и ихтиофауну, проходящих через турбины. Тем самым сохранит целостность экосистем водоёмов, позволит приблизить функционирование экосистем водохранилище-река к естественным условиям озеро-река, где одни виды

планктона, попадающие в речные условия из водохранилища, будут продолжать развиваться и выполнять функции самоочищения, а другие составлять кормовую базу для рыб, питающихся планктоном. Водохранилище будет служить громадным резервным водоёмом, питающим планктоном и молодью рыб нижележащую реку (или водохранилище в каскаде) также как служат такими резервными водоёмами озёра, заливы, старицы, бочаги, в которых организмы размножаются и из которых поступают в речной водоток, где, формируя экосистему реки, нормально существуют в виде разреженных их популяций. Решение поставленной задачи позволит в конечном итоге повысить качество воды, создать условия для нормальной жизнедеятельности и развития флоры и фауны зарегулированных рек. При нормально функционирующих процессах самоочищения, более эффективно будут решаться задачи минимизации воздействия хозяйственных стоков на водоёмы. Улучшатся условия для ведения рыбного хозяйства.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах;

1. Минаев А.Н., Шабалин Ю.В. Расчёт воздействия турбины Саратовской ГЭС на гидробионты и сопоставление с предварительными результатами, экспериментальных исследований - М., 2002. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 15.12.02, №2168-В2002.

2. Шабалин Ю.В, Некоторые данные о воздействии турбин ГЭС на гидробионты рек и предложение по решению этой проблемы.// Сборник

- докладов молодых-учёных на ежегодной научной конференции* Санкт-Петербургской лесотехнической академии: Выпуск 6. СПб.: СПбЛТА, 2002, с.70-75.

3. Шабалин Ю.В. Расчёт аэрационной защиты гидробионтов в проточном канале Цимлянской ГЭС.// Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвузовский сборник научпых трудов./ СП6ТЛТА. СПб.: ЛТА, 2002, с.159-162.

4. Шабалин Ю.В., Минаев А.Н., Мануковский А.Ю. Алгоритм расчёта воздействия потока на гидробионтов в камере рабочего колеса капсульной поворотно-лопастной горизонтальной турбиныУ/ Сборник научных трудов «Экология, экономика, энергетика»: Выпуск 8. СПб.: Издательство «Менделеев», 2004, с.38-44.

5. Шабалин Ю.В., Трифонова И.С., Макарцева Е.С., Маслов А.С. Исследование воздействий турбин Нарвской'ГЭС на планктон р. Нарва.// Сборник научных, трудов «Экология, экономика, энергетика»: Выпуск 8. СПб.: Издательство «Менделеев», 2004, с.44-49.

ШАБАЛИН ЮРИЙ ВИКТОРОВИЧ

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макета 09.03.04. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,0. Печ.л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ №73. С 4 а.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТА 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3

• -52 3 2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Шабалин, Юрий Викторович

Введение.

1.Анализ литературы и задачи исследования.

1.1 Влияние зарегулирования стока рек и озёр на экологическое состояние водоёмов.

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 гидробионты. Расчетная модель воздействия и её 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 её 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 её решение.

3.2. Аэрационная установка.

3.3. Алгоритм расчёта воздействия потока на гидробионты в камере рабочего колеса вертикальной поворотно-лопастной турбины (тип Каплан).

3.4. Алгоритм расчёта воздействия потока на гидробионты в камере рабочего колеса вертикальной радиально-осевой турбины (тип Френсис).

3.5. Алгоритм расчёта воздействия потока на гидробионты в камере рабочего колеса капсульной поворотно-лопастной горизонтальной турбины.

4. Результаты расчётов воздействия турбин ГЭС на гидробионты в штатных режимах и с аэрационной защитой и сопоставление с результатами экспериментальных исследований. ф 4.1. Расчёт перепадов давлений в камере рабочего колеса радиально-осевых турбин (тип Френсис) на Усть-Илимской ГЭС.

4.2. Результаты натурных исследований аэрационной защиты планктона в радиально-осевых турбинах Усть-Илимской ГЭС и анализ воздействия потока на гидробионты.

4.3. Расчёт перепадов давлений в камере рабочего колеса вертикальных поворотно-лопастных турбин (тип Каплан) Волжской и Саратовской ГЭС.

4.4. Результаты натурных исследований аэрационной защиты ихтиофауны и планктона в вертикальных поворотно-лопастных турбинах Волжской и Саратовской ГЭС и анализ воздействия потока на гидробионты.

4.5. Расчёт перепадов давлений в камере рабочего колеса капсульной поворотно-лопастной горизонтальной турбины Шекснинской ГЭС.

4.6. Результаты теоретических и натурных исследований. Анализ воздействия потока на гидробионты в капсульной поворотно-лопастной 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.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Обоснование способа аэрационной защиты экосистем водоемов от воздействия гидромашин"

Гидротехническое строительство, связанное с возведением ГЭС, оказалось сильным фактором антропогенного воздействия на водоёмы. Экосистемы водных объектов - рек, озёр, при эксплуатации ГЭС, претерпевают негативные изменения, оказывающие существенное влияние на гидробиологический режим, качество воды и рыбопродуктивность. В связи с этим очень важно комплексное изучение экосистем водоёмов, зарегулированных гидроэлектростанциями [1,2].

Актуальность работы обусловлена последствиями воздействия гидромашин на окружающую среду, о которых можно судить по состоянию водоёмов, на которых эксплуатируются ГЭС. Ихтиологи и гидробиологи [1,3-29] отмечают значительное обеднение ихтиофауны и планктона в реках за плотиной по сравнению с водохранилищем. Причиной этого обеднения является то, что при скате из водохранилища в нижний бьеф рыб и планктона идёт непрерывный процесс их травмирования и гибели в проточных каналах турбин ГЭС. За год гидромашины всего мира выбрасывают сотни миллионов тонн погибшей флоры и фауны, загрязняя мёртвой органикой водоёмы. Гибель планктона приводит к резкому снижению процессов самоочищения в водоёмах, и в этих условиях существенно возрастает роль хозяйственных стоков как загрязнителей водных систем. Известно, что во всех регионах мира качество воды ухудшается, и это происходит не без помощи огромного количества работающих гидромашин. Так же в этих водоёмах резко падает рыбопродуктивность.

Цель работы. Создание и обоснование метода расчёта аэрационной системы защиты гидробионтов от воздействия перепадов давлений и кавитации в проточных каналах ГЭС, обеспечивающего минимизацию воздействия турбин ГЭС на экосистемы водных бассейнов, для сохранения экологии водных ресурсов и окружающей среды.

Задачи исследований.

Объекты и методы исследований. Скат рыбы и планктона через турбины ГЭС в штатных режимах эксплуатации и с аэрационной защитой. Экспериментальные исследования и научная обработка полученных результатов проводились методами математической статистики и ЭВМ, путём использования стандартные или разрабатывались специальные программы.

Обоснованность и достоверность результатов исследований.

Достоверность результатов подтверждается методом и законами математической обработки определения количества необходимых наблюдений и проверки результатов работы, путём проведения в натурных условиях экспериментальных исследований на Волжской, Нарвской и Саратовской ГЭС.

Новизна исследований и научных результатов.

На защиту выносятся.

• Результаты анализа материалов по исследованию воздействия гидромашин на экосистемы рек.

• Расчётные модели для определения параметров воздействия потока в турбинах ГЭС на гидробионты.

• Рекомендации по минимизации воздействия турбин ГЭС на экосистемы рек.

Значимость для теории и практики.

Для теории имеют значение математическая модель расчёта, применение которого позволит оценить воздействие потока в проточных каналах гидротурбины на гидробионты и получить процент повреждаемости живых организмов при эксплуатации ГЭС в штатных режимах и с аэрационной защитой. Это расширяет и углубляет теорию процессов протекающих в гидротурбинах ГЭС и вносит значительный вклад в экологическую защиту окружающей среды. Для практики имеет большое значение способ аэрационной защиты гидробионтов и методика расчёта параметров его реализации.

Личный вклад автора.

Личный вклад автора состоит в разработке расчётных схем для определения параметров воздействия потока в турбинах ГЭС на гидробионты в камере рабочего колеса для вертикальных радиально-осевых и поворотно-лопастных, а также для капсульных горизонтальных поворотно-лопастных турбин в штатных режимах эксплуатации ГЭС и с аэрационной защитой. Автор принимал непосредственное участие в экспериментальных работах по исследованию эффективности защиты рыб и планктона от гибели в турбинах Волжской, Нарвской и Саратовской ГЭС.

Реализация результатов исследований.

1. На основании результатов исследований этой проблемы, составной частью которой является представленная диссертация, комитет по науке, культуре, образования, здравоохранения и экологии Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации от 20.06.02 г. вынес решение (п.5.4.), рекомендовать Министерству природных ресурсов "Разработать нормативы, регламентирующие негативное воздействие турбин гидроэлектростанций на водные бассейны Европейской части Российской Федерации".

2. Методика расчётов перепадов давлений в турбинах ГЭС использовалась в разработке нормативов «Предельно допустимых (ПДВ) воздействий на туводных рыб» и «Предельно допустимых (ПДВ) воздействий на зоопланктон» турбин ГЭС эксплуатируемых в Невско-Ладожском водном бассейне на реках Свирь, Нарва, Вуокса, Волхов (акт о внедрении в приложении I).

Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении курсов: «Гидравлика и гидроприводы», «Мелиорация лесосплавных путей и гидротехнические сооружения» (приложение II).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в пяти печатных работах общим объёмом 27 страниц.

Объём работы. Объём диссертации содержит 164 страницы машинописного текста, в том числе 37 рис., 23 табл., список литературы на 7 стр., 5 приложений на 7 стр.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Шабалин, Юрий Викторович

выводы

4. Аэрация потока является эффективным средством защиты от травмирования и гибели молоди рыб и планктона, для чего достаточно подавать в турбину свободного воздуха в соотношении 0,005 % — 0,02 % от общего объёма потока воды. При подаче воздуха в турбину можно пропустить через камеру рабочего колеса без повреждений более 70 % скатывающихся гидробионтов.

6. Внедрение метода аэрационной защиты на ГЭС позволит сохранить планктон и ихтиофауну, проходящих через турбины. Тем самым сохранит целостность экосистем водоёмов, позволит приблизить функционирование экосистем водохранилище-река к естественным условиям озеро-река, где одни виды планктона, попадающие в речные условия из водохранилища, будут продолжать развиваться и выполнять функции самоочищения, а другие составлять кормовую базу для рыб, питающихся планктоном. Водохранилище будет служить громадным резервным водоёмом, питающим планктоном и молодью рыб нижележащую реку (или водохранилище в каскаде) также как служат такими резервными водоёмами озёра, заливы, старицы, бочаги, в которых организмы размножаются и из которых поступают в речной водоток, где, формируя экосистему реки, нормально существуют в виде разреженных их популяций. Решение поставленной задачи позволит в конечном итоге повысить качество воды, создать условия для нормальной жизнедеятельности и развития флоры и фауны зарегулированных рек. При нормально функционирующих процессах самоочищения, более эффективно будут решаться задачи минимизации воздействия хозяйственных стоков на водоёмы. Улучшатся условия для ведения рыбного хозяйства.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Шабалин, Юрий Викторович, Санкт-Петербург

1. Кудерский J1.A. Разработка стратегии и оптимизации функционирования экосистем зарегулированных рек с целью

2. Ф сохранения и восстановления их биоресурсов.// Сводный отчёт попроекту № 3 ГНТП «Экология России». Л.: ГОСНИИОРХ, 1992. 72 с.

3. Романенко В.Д. Гидробиологические исследования при крупномасштабном гидротехническом строительстве// Бюл. Ин-та биологии водохранилищ АН СССР. 1979. С. 14-25.

4. Алиев Д.С., Шакирова Ф.М., Малахова Т.В. Покатная миграция икры и молоди рыб на Каракумском канале в районе водозабора Марыйской ГРЭС.// Биологические основы рыбного хозяйства водоёмов Средней Азии и Казахстана. Ашхабад. Ылым.,1986., с. 164-166.

5. Баранникова И.А. Анализ влияния Нарвской ГЭС на ихтиофауну реки Наровы.// Воспроизводство рыбных запасов в связи с гидростроительством. Учёные записки ЛГУ.,1962.,с.109-125.

6. Викторов П.В. Влияние турбин гидроэлектростанций на мигрирующих рыб // Бюл. техн. информ. 1938.№ 1.ж

7. Гринь В.Г. Влияние Каховской плотины на фитопланктон нижнего течения р.Днепра.//Вопросы экологии водных организмов. 1962 т.5.

8. Гусынская C.J1. Формирования биоценотических комплексов зоопланктона в Кременчугском водохранилище // Гидробиологический журнал. 1966., т.2. №4., с. 16-24.

9. Гусынская C.JI. Влияние Каховского водохранилища на зоопланктон нижнего Днепра // Вопросы гидробиологии нижнего Днепра и лиманов Северного Пречерноморья: Сборник. Киев: Наукова думка, 1987., с.44-53.

10. Коваль Л.Г. Структура зоопланктонных комплексов приустьевых акваторий после зарегулирования стока рек // Перспективы развития рыбного хозяйства в Чёрном море: Тезисы докладов Всесоюзной ихтиологической конференции. Одесса, 1971., с.27-29.

11. Ю.Лубянов И.П., Бузакова A.M., Гайдаш Ю.К. Изменение в составемакро- и микрозообентоса Днепропетровского водохранилища после зарегулирования стока среднего Днепра // Гидробиологический режим

12. Днепра в условиях зарегулированного стока: Сборник. Киев: Наукова думка, 1967. с.167-175.

13. П.Луферова Л. А. Влияние ГЭС на зоопланктон Горьковского водохранилища // Бюллетень института биологии водохранилищ АН СССР. М.,1960. с.35-39.

14. Павлов Д.С., Нездолий В.К., Ходоревская Р.П. и др. Покатная миграция молоди рыб в реках Волге и Или. М.: Наука, 1981. 320 с.

15. Павлов Д.С., Нездолий В.К. О травмировании молоди рыб при скате через низконапорные плотины // Информ. бюл. Института биологии внутр. вод. 1981. №50. с.29-32.

16. Н.Павлов Д.С. Покатная миграция рыб из Иваньковского водохранилища // Поведение и распределение молоди рыб: Сборник. М.: ИЭМЭЖ АН СССР, 1984. с.5-47.

17. Павлов Д.С., Горин A.M., Пьянов А.И. Скат рыб из Камского водохранилища через турбины ГЭС // Покатная миграция рыб: Сборник. М.: ИЭМЭЖ АН СССР, 1985. с.5-22.

18. Павлов Д.С., Лупандин А.И., Костин В.В. Показатели миграции рыб из Усть-Хантайского водохранилища // Вопросы ихтиологии 1994. Т. 34. Вып. 3. С. 359-365.

19. Павлов Д.С., Лупандин А.И., Костин В.В. Покатная миграция рыб через плотины ГЭС. М.: Наука, 1999. 225 с.

20. Парчук Г.В. Зоопланктон Дуная в осенюю межень. // Водные ресурсы. 1993. т.20.№4. с.510-514.

21. Постоев B.C. Гибель планктона в турбинах гидроэлектростанций и способ его защиты. // Водные ресурсы. 1997. т.24.№2. с. 186-191.

22. Постоев B.C., Патякин В.И. Неотложная задача мирового сообщества по решению проблемы защиты планктона от гибели в гидромашинах. // Материалы международного конгресса "Вода: Экология и технология". М.: 1994. t.IV. с. 1144.

23. Постоев B.C. Гибель планктона в турбинах ГЭС и способ его сохранения: Отчёт по результатам исследований. СПб. Центр экологической безопасности гидромашин при АО "Невский", 1994. 51 с.

24. Постоев B.C. Воздействие гидромашин на окружающую среду водных систем. // Тезисы международного семинара ЮНЕСКО, ЮНЕП, ПРООН "Оценка воздействия на окружающую среду: методология и практические приложения". М., 1991. с.58.

25. Правдин И.Ф., Домрачёв П.Ф. Рыбы оз.Ильмень и р.Волхов и их хозяйственное значение // Материалы по исследованию р.Волхова и её бассейна. Л.,1926.т.10 с.5-294.

26. Примайченко А.Д. Фитопланктон и первичная продукция Днепра и днепровских водохранилищ. Киев: Наукова думка, 1981. 276 с.

27. Примайченко А.Д. Основные особенности развития волжского фитопланктона после сооружений Горьковской и Куйбышевской плотин. //Гидробиологический журнал. 1966. т.2.№2. с. 17-25.

28. Цееб Я.Я., Жданов Г.А. Предварительное изучение влияние работы гидроаккумуляционной электростанции на зоопланктон.// Гидробиологический журнал АН СССР. 1980. т. 16 № 3. с. 16-18.

29. Мельников Г.Б. Зоопланктон Нижнего Днепра в связи с влиянием плотины Днепрогэса и прогнозы его развития в водохранилищах Каховского гидроузла.// Труды Днепропетровского НИИ гидробиологии, 1952.,т.9.,с.37-56.

30. Мельников Г.Б., Галинский В.Л. Первые этапы формирования зоопланктона Днепродзержинского водохранилища. // Гидробиологический режим Днепра в условиях зарегулированного стока: Сборник. Киев: Наукова думка, 1967. с.138-146.

31. Мельников Г.Б., Галинский В.Л. Формирование зоопланктона Днепровского водохранилища в условиях каскада вышерасположенных водохранилищ // Гидробиологический режим Днепра в условиях зарегулированного стока/К.: Наук, думка. 1967. С. 159-175.

32. Шилин М.Б., Постоев B.C. Разрушение речного планктона работающими винтами судов малого флота // Тез. док. Конференции «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем малых рек». Краснодар: Изд-во Кубанск. гос. ун-та, 1992. С. 22-24.

33. Кожова О.М., Башарова М.И., и др. Планктон Усть-Илимского водохранилища. Л.:Гидростройиздат, 1982, с.133.

34. Сорокин Ю.И. К оценке смертности планктона в гидротурбинах высоконапорных ГЭС. Общая биология, 1990, т.48, с.350-367.

35. Сорокин Ю.И. Микропланктон р. Енисей него роль. Как фактора самоочищения. // Общая биология. 1987. т.48. с.350-367.

36. Червинская Т.В. Зоопланктон Красноярского водохранилища. // Биологические исследования Красноярского водохранилища: Сборник. Новосибирск: Наука, 1975. с.132-137.

37. Кожова О.М. Фитопланктон Байкала в районе залива Листвического и его влияние на формирование планктонной флоры Иркутского водохранилища // Известия СО АН СССР. I960., №12., с.120-130.

38. Цееб Я.Я. Зоопланктон. // Каховское водохранилище: Сборник. Киев: Наукова думка, 1964. с.65-66.

39. Цееб Я.Я., Алмазов А.М., Владимиров В.И. Закономерности изменений гидробиологического режима р.Днепр при зарегулировании стока и их влияние на биологию рыб и санитарное состояние водохранилищ. // Гидробиологический журнал. 1966. т.2. №3. с.3-18.

40. Цееб Я.Я. Биологические ресурсы днепровских водохранилищ. // Природа. 1973. №4. с.28-37.

41. Цееб Я.Я. Изменения гидробиологического режима рек, вызываемые созданием водохранилищ гидроэлектростанций (на примере Днепровского каскада). // Проблемы гидоробиологии и альгологии. Киев: Наукова думка, 1978. с.73-85.

42. Майстренко Ю.Г., Гак Д.З. Некоторые показатели качества воды Киевского водохранилища. // Киевское водохранилище: Сборник. Киев: Наукова думка, 1965. 239 с.

43. Марковский Ю.Г. Зоопланктон Нижнего Днепра на участке Никополь — Днепропетровский лиман. // Труды Днепропетровского НИИ гидробиологии. 1953. т.31. с.15-21.

44. Лаврентьева Г.М. Распределение фито- зоопланктона в условиях зарегулированной Волги. // Третий съезд Всесоюзного гидробиологического общества: Тезисы докладов, т.2. Рига: Зинанте, 1976.218 с.

45. Коновалов С.М. Проблемы региональной экологии и гидробиологии.// Бюл. Ин-та биологии водохранилищ АН СССР. 1979. С.4-14.

46. Масликов В.И., Рябова В.Н., Шилин М.Б. Трансформация планктона при транзите из верхнего в нижний бьеф Усть-Илимской ГЭС. // Гидротехническое строительство. 1991. №9. с.30-34.

47. Федяй В.В. Провести исследования для разработки технического задания на проектирование рыбозащитного устройства для Севанской и Дауглавпилской ГЭС: Отчёт №81088482. Калининград: Калинингр. ун-т. 1981. 84 с.

48. Васильева Г.М. Материалы к изучению зоопланктона реки Ангары // Известия Биолого-географического института Иркутского университета. 1956. т.16., с.151-184.

49. Мануковский А.Ю., Сарычев Е.М. Влияние кавитации на жизнедеятельность планктона. М., 2002.-6 е.- деп. в ВИНИТИ 25.06.2002. №1994 - В2002.

50. Ковалёв Н.Н. Гидротурбины 2-е изд. Л.: Машиностроение, 1974., 408 с.

51. Андреев В.Б., Броновский Г.А., Верееменко И.С. и др. Справочник по гидротурбинам. Л.: Машиностроение, 1984., 496 с.

52. Cramer F.K., Oligher R.C. Passing fish through hydraulic turbines // Trans. Amer. Fish. Soc. 1964. Vol.93. P.243-259.

53. Нездолий B.K., Сазонов Ю.Г. Воздействие резких перепадов гидростатического давления на молодь некоторых видов рыб // Мат. конференции профессорско-преподавательского состава. Алма-Ата: КазГУ, 1974. Вып. 7.

54. Кнээп Р. Кавитация. М.: Мир, 1974. 640 с.

55. Muir J.F. Passage of young fish through turbines // J. Power Div. Proc. Amer. Soc. Civil Eng. 1959. Vol.85, N 1.

56. Cada G.F., Coutant C.C., Whitney R.R. Development of biological criteria for the design of advanced hydropower turbines / U.S. Dep. Of Energy Idaho Operations Office. Idaho Falls (Idaho), 1997. 85 p.

57. Пылаев Н.И., Сотников A.A. Впуск воздуха как средство уменьшения кавитационной эрозии. // Энергомашиностроение, № 7, 1973. С.4-7.

58. Иванченко И.П. Вибрационная надежность гидротурбин. // Обзорная информация, вып. НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, М., 1990.

59. Минаев А.Н., Камусин Н.А., Патякин В.И., Овчинников М.М. и др. Водный транспорт леса.: Учебник для вузов/ Под ред. В.И.Патякина -М.:МГУЛ.2000. 422 с.

60. Минаев А.Н. Технология и оборудование предприятий водного транспорта леса. // ЛТА.: СПб. 1996 г.

61. Минаев А.Н., Беленов И.А., Козленков Н.И. Лесосплавный флот.// Учебное пособие для вузов М.: "Экология"., 1991.-272 с.

62. Минаев А.Н., Шабалин Ю.В. Расчёт воздействия турбины Саратовской ГЭС на гидробионты и сопоставление с предварительными результатами экспериментальных исследований.// ВИНИТИ, деп. № 2168 -В2002., 2002.

63. Шабалин Ю.В. Расчёт аэрационной защиты гидробионтов в проточном канале Цимлянской ГЭС.// Лесосечные, лесоскладские работы итранспорт леса: Межвузовский сборник научных трудов./СПб.: СПбЛТА, 2002. с. 159-162.

64. Дегтярева Н.Г., Жидовинов В.И., Лупандин А.И. Попадание молоди рыб в водоприёмные окна Волжской ГЭС // Тез. Всесоюзного совещания по защите рыб. Астрахань, 1990. с.51-53.

65. Малеванчик Б.С., Никоноров И.В. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 256 с.

66. Тихий М.В. Пропуск рыб через турбины Волховской и Свирской гидроустановок // Изв. ВНИИОХР 1939. т.21.

67. Этинберг И.Э., Раухман Б.С. Гидродинамика гидравлических турбин.// Л.: Машиностроение. 1978., 280 с.

68. Цветков В.И., Павлов Д.С., Нездолий В.К. Летальные перепады давлений для молоди некоторых пресноводных рыб. // Вопросы ихтиологии. 1972. т.22. Вып. 12(73). с.344-356.

69. Кутателадзе С.С. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Машиностроение. 1968., 315 с.

70. Ефанов С.Ф., Цветков В.И., Абразумов В.А. и др. О режиме декомпрессии для рыб, поднимаемых с глубины на поверхность //

71. Распределение и миграция рыб во внутренних водоёмах. М.:ИЭМЭЖ АН СССР, 1986. с. 174-189.

72. Павельева Е.Б., Сорокин Ю.И. Уловистость зоопланктона различными орудиями лова. // Информация бюлетеня Института биологии внутренних вод АН СССР. №15. Борек: 1972. с.75-79.

73. Сорокин Ю.И. Камера для количественного учёта планктонных организмов в водоёмах. // Гидробиологический журнал. 1980. т. 16. с.84-85.

74. Исаев А.И., Карпова Е.И. Рыбное хозяйство водохранилищ. М.: Агропромиздат, 1989. 256 с.

75. Вальд А. Последовательный анализ, М., Физматгиз., I960., 272 с.

76. Метропольский А.К. Техника статистических вычислений. М., Наука, 1971., 576 с.

77. Шабалин Ю.В., Трифонова И.С., Макарцева Е.С., Маслов А.С. Исследование воздействий турбин Нарвской ГЭС на планктон р. Нарва.// Сборник научных трудов «Экология, экономика, энергетика»: Выпуск 8. СПб.: Издательство «Менделеев», 2004, с.44-49.

78. Экологические требования к гидроэлектростанциям с целью минимизации гибели планктона и рыб: Заключительный научно-технический отчёт по заданию программы "Экологическая безопасность России". Павлов Д.С., Лупандин А.И., Костин В.В.// М.,19946. 25 с.

79. Шевелева Н.Г. Зоопланктон р. Енисей в нижнем бьефе Красноярского водохранилища в 1973-74 гг. // Продуктивность экосистем, охраны водных ресурсов и атмосферы. Красноярск: СО АН СССР. 1975. с. 34-36.

80. Нездолий В.К., Сазонов Ю.Г., Дубровский А.С. Отрицательное влияние пропусков Капчагайской ГЭС на рыбные запасы р. Или // Рыбное хозяйство. 1975. №11. с.78-86.

81. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1981. ч.1-2. 823 с.

82. Гидрометеорологический режим озёр и водохранилищ СССР: каскад днепровских водохранилищ // Под ред. Цееб А .Я. Л.: Гидрометеоиздат, 1976., 348 с.

83. Биология Усть-Илимского водохранилища // Под ред. Кожовой О.М. Новосибирск: Наука, 1987., 260 с.

84. Кузьмина А.Е., Шевелева Н.Г. Сток водорослей и зоопланктона р. Енисей у г. Красноярска в условиях зарегулирования // Проблемы• экологии Прибайкалья: Сборник., ч.1. Иркутск, 1979., с.127-128.

85. Лашков А.С., Постоев B.C. Почему гибнут реки. // Природа и человек. 1988. №4. с.36-39.

86. Постоев B.C. Исследование гибели планктона и ихтиофауны в турбинах Волгоградской ГЭС и разработка метода их защиты путём аэрации потока. АО "Невский", СПб., 1998.

87. Киевское водохранилище. Гидрохимия, биология, продуктивность // Под ред. Цееб А.Я. Киев: Наукова думка, 1987., 260 с.

88. Белоголовая Л.А., Богданова Л.А. Гидробиологическая характеристика нижнего бьефа р.Нарва в связи с зарегулированием стока// Ученые записки ЛГУ, сер.биол. 1962 № 311 .вып.4

89. Алмаров A.M., Денисов А.И. и др. Гидротхимия Днепра, его водохранилищ и притоков // сборник Гидрологический режим Днепра в условиях зарегулированное™ стока К: Наук, думка, 1967. С.3-25.

90. Акимов И. А., Емельянов И.Г., Крыжановский В.И. и др.

91. Фаутнотические комплексы русла и прибрежных биотоков Дуная как индикатор экологического состояния реки // Водные ресурсы. 1993. Т.20. №4.С.529-534.

92. Расчётные коэффициенты промыслового возврата некоторых видов рыб водоёмов СССР, имеющих промысловое значение: Циркулярное письмо Главрыбвода №30-13-3 от 12.07.1978 г. М.,1978.т

Информация о работе

Шабалин, Юрий Викторович
кандидата технических наук
Санкт-Петербург, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Обоснование способа аэрационной защиты экосистем водоемов от воздействия гидромашин - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы