Управлять рыбами в речном потоке научились российские исследователи

Ученые Тимирязевской академии П.А. Михеев и Д.М. Бенин исследовали поведение рыб в водном потоке канала, чтобы в последующем можно было создать им более благоприятные условия для жизни. Результаты опубликованы в научной статье, которая прошла индексацию в базе данных Scopus. Исследовательская работа проведена при поддержке научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего».

Как подчеркнул заведующий кафедрой сельскохозяйственного строительства и экспертизы объектов недвижимости РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, доктор технических наук, профессор Павел Михеев, неоднородная структура потока влияет на распределение рыбы в живом участке реки.

«Это особенно заметно в нижнем течении гидроузлов во время нерестовых миграций с неравномерным сбросом воды из водохранилища через пролеты водосбросных плотин. На хвосте рыбы образуется поток (шлейф), который представляет собой своего рода упорядоченную согласованную систему вихревых образований. Очевидно, что кинематика такого потока благоприятна для продвижения рыб, которые следуют за ним косяком, и, следовательно, ее можно использовать при проектировании гидротехнических рыбозащитных комплексов и сооружений», - рассказал Павел Михеев.

Ученые установили основные закономерности формирования структуры турбулентного потока и его взаимодействия с гидротехническим сооружением (каналом), такие как пульсирующий характер водной среды, гетерогенная структура, градиентный характер и вихревая структура. Затем они провели анализ преимуществ и особенностей влияния трехмерных потокообразующих элементов на поведение рыб. 

«Градиентное распределение скоростей естественным образом создается всей поверхностью русла реки, обтекаемыми твердыми объектами (камнями, деревьями, уступами и т. д.), вертикальными гребнями каналов и запланированными меандрами. Вихри естественной турбулентности реки позволяют рыбе использовать свою энергию для ускорения своего движения вверх по течению к месту нереста», - объясняет доцент кафедры сельскохозяйственного водоснабжения, водоотведения, насосов и насосных станций кандидат технических наук Дмитрий Бенин.

На основе полученных данных авторы создали конструкцию и разработали методику проектирования донного потокообразующего элемента для управления поведением рыбы в речном потоке, обосновали геометрические параметры, а также оптимальное расположение донных потокообразующих элементов в искусственных руслах. После чего была предоставлена оценка использования технических решений рыбозащитных сооружений и водозаборов для управления поведением рыбы в потоке. 

Оказалось, что оптимальными условиями для движения рыбы во время нерестовых миграций являются те, что формируются при различных формах естественных водотоков, сложном рельефе, обеспечивающих широкий диапазон скоростей и форм течений для рационального сочетания функций ориентации, движения, отдыха, нереста и т.д. 

По мнению ученых, наилучшей формой для прохождения рыбы по руслу реки является дюна ( так называют элемент небольшой гряды, смоделированный рифами). Данная форма не только направляет рыбу, но и обеспечивает безопасную передачу мальков из рыбозащитного сооружения в рыбоприемник.