Рыбохозяйственная гидротехника

Содержание

1. Рыбохозяйственная гидротехника как наука. История развития…….3

2. Прудовое хозяйство……………………………………………………..6

3. Типы и конструкции земляных насыпных плотин……………………8

4. Водопроницаемость грунтов. Понятие о коэффициенте фильтрации……………………………………………………………………….12

5. Определение направления и скорости потока грунтовых вод………13

Список литературы……………………………………………………….17

1. Рыбохозяйственная гидротехника как наука. История развития

Рыбохозяйственная гидротехника — гидротехнические конструкции, необходимые для проведения в области рыбоводства работ по устройству водоемов, рыбопропускных, рыбозащитных и рыбозаградителыгых сооружений и т. д.

Много лет назад человечество перешло от охоты и собирательства к животноводству
и земледелию. Сейчас практически вся животноводческая и растениеводческая
продукция выращивается при непосредственном участии человека. Однако водная стихия пока не охвачена такими культурными усилиями, как суша. И если охота превратилась в увлечение, то рыболовство во многих странах мира, особенно прибрежных, является важной частью государственной политики и экономики.

Ещё несколько десятилетий назад считали, что ресурсы мирового океана неисчерпаемы. Нужно только наращивать мощности промыслового флота, уходить дальше в безбрежную даль океана, и уловы будут постоянно возрастать. Поначалу так и было. Если в 1950 году вылов водных объектов составлял 21,1 млн. т., в 1960 — 40 млн. т., то в 1970 г. — уже 71,1 млн. т. Однако в дальнейшем, несмотря на увеличение промысловых усилий, вылов существенно не увеличился. Современная действительность опровергла слишком оптимистичные прогнозы. Уже к началу семидесятых годов в мировом рыболовстве стали появляться признаки большой напряженности и существенного снижения результативности промысловых усилий. За последние тридцать лет объем вылова водных объектов существенно не изменился.

Между тем население Земли неуклонно увеличивается. В новых условиях, параллельно с развитием и совершенствованием сельского хозяйства, человек все большее внимание обращает на водную среду. Аквакультура является реальной альтернативой топчущемуся на месте мировому рыболовству. Аквакультура — это культивирование гидробионтов, т. е. организмов, обитающих в воде. За последние двадцать лет эта отрасль бурно прогрессирует.

В рекомендациях, опубликованных Роспотребнадзором, мужчины трудоспособного возраста должны употреблять в пищу 16 кг рыбы в год (для женщин эта норма составляет 14 кг).

Известно, что рыба является источником полноценных животных белков, жиров, витаминов, микроэлементов. Биологическая ценность белков рыбы не ниже, чем мяса, но, по сравнению с ним, они легче усваиваются организмом. Так, если из 100 г белков говядины человеческий организм усваивает только 15 г, то из 100 г белков рыбы уже 40 г.

В рыбе, так же как и в материнском молоке, содержится много до козагексаеновой кислоты (ДГК), на долю которой в мозговой ткани человека приходится 25% жирных кислот. В связи с этим эксперты по проблемам питания рекомендуют есть рыбу хотя бы дважды в неделю, беременным женщинам и кормящим матерям — не менее трех раз в неделю. Очень важно приучать детей есть рыбу с раннего возраста. Рыба - источник не только белка и жира, но и некоторых необходимых минеральных веществ, а также витаминов групп В, Н, РР, А, Е.

Россия, как никакая другая страна в мире, располагает огромным потенциалом для развития рыбоводства. По данным разных авторов в нашей стране от 12 до 16 млн. га водных площадей внутренних водоемов, пригодных для выращивания рыбы. Потенциальные возможности аквакультурных хозяйств России оцениваются, по меньшей мере, в 2–3 млн. топи. При этом следует иметь в виду, что нашей статистикой не учитываются так называемые микроводоемы площадью менее 1 га.

В нашей стране имеются давние традиции в рыбоводстве. Ещё при князе Игоре, при описании его походов в Константинополь, упоминается о русских рыбоводах, умеющих строить рыбницы — рыбоводные пруды — лучше и крепче греков. Потребление рыбы в дореволюционной России составляло 37 кг на человека в год.

Хотя для сбалансированного питания человека необходимо потребление рыбы, ее доля в рационе россиян достаточно низка, несмотря на то, что цена на рыбу (не считая деликатесных видов) на внутреннем рынке значительно ниже цен на мясо. Такая величина потребления рыбных продуктов обусловлена как уровнем платежеспособности россиян, так и небогатым ассортиментом предлагаемой на рынке продукции. Это вызвано недостаточным уровнем развития рыбохозяйственного комплекса в целом, а также нерациональными пропорциями между входящими в него отраслями, ведущее место, в котором занимает морское рыболовство. Доля же рыбоводства, т. е. искусственного выращивания товарной рыбы крайне низка и составляет 3% общего объема производства рыбы в России. Между тем, мировые тенденции свидетельствуют об обратном: во всех развитых государствах доля рыбоводства неуклонно возрастает.

Слабое развитие рыбоводства в нашей стране предопределено рядом макроэкономических и внутриотраслевых факторов. На сегодняшний день не сформулирована четкая государственная политика в области рыбоводства, отсутствуют эффективные экономические механизмы управления отраслью, не обеспечены потоки инвестирования ее предприятий. Особенно остро эти проблемы проявляются на региональном уровне, поскольку рыбоводные предприятия действуют самостоятельно, в условиях еще недостаточно сложившейся системы хозяйственных связей.

Все это обусловливает актуальность развития рыбоводства и совершенствования управления им на региональном уровне.

Интенсивно развивающееся в мире рыбоводство в России пока незаметно на фоне рыболовецких хозяйств. На долю аквакультуры (выращенной рыбы) приходится только 3% всего улова, в то время как в Китае — порядка 60%, в Германии — 20%, во Франции — 30%. Сдерживающими факторами для этого направления являются отсутствие качественных кормов, недостаток собственного посадочного материала (мальков) и оборотных средств.

2. Прудовое хозяйство

Прудовое рыбоводное хозяйство, хозяйство, разводящее быстро растущие виды рыб в специально построенных или приспособленных прудах. Различают тепловодные и холодноводные П. р. х. В тепловодном прудовом хозяйстве выращивают в основном карпа и совместно с ним других теплолюбивых рыб — белого амура, толстолобиков, карасей, щуку, стерлядь, судака и др. Карповые хозяйства подразделяются на полносистемные (рыбхоз), неполносистемные (рыбопитомник) и однолетние нагульные хозяйства. Производственный цикл в полносистемном хозяйстве: весной в нерестовые пруды сажают для нереста необходимое количество карпов-производителей. Через 6—7 сут после того как из икры выйдут личинки, их по счёту пересаживают в рассадные (мальковые) или выростные пруды, в которых они содержатся до осени. Перед наступлением заморозков воду спускают, сеголетков карпа вылавливают, сортируют и пересаживают в зимовальные пруды. Весной годовиков карпа по счёту пересаживают из зимовальных в нагульные пруды, в которых рыба к осени достигает товарной массы.

П. р. х. ведутся с различными оборотами (период времени, необходимый для выращивания рыбы от икринки до товарной массы). В СССР карповые хозяйства преимущественно с двухлетним оборотом (выращивают рыбу за 16—17 мес), в сев. районах — с трёхлетним (за 28—29 мес), в южных — с двухлетним и однолетним (5—6 мес).Стандартная масса карпа-годовика для центральной полосы Европейской части СССР 25—30 г, двухлетка — 500 г. В питомниках выращивают только сеголетков и выдерживают их в течение зимы (до годовиков) для снабжения посадочным материалом др. прудовых хозяйств. В однолетних нагульных хозяйствах выращивают столовую рыбу из годовиков, приобретаемых в питомниках и полносистемных рыбхозах.

Различают экстенсивные и интенсивные прудовые хозяйства. Экстенсивные хозяйства выращивают рыбу только на естественной (природной) пищевой базе прудов, и выход продукции в них можно повысить лишь путём расширения прудовых площадей. Экономически эффективнее интенсивные прудовые хозяйства, в которых путём мелиорации и удобрения прудов, а также кормления карпа специальными кормовыми смесями (гранулами) выход продукции может быть во много раз повышен. Для лучшего использования естественных пищевых запасов и получения дополнительной продукции в нагульных прудах к карпу подсаживают по определенному расчёту линя, серебристого карася, пелядь, ряпушку, рипуса и др. рыб.

р. х. СССР, применяющие мероприятия по интенсификации прудового рыбоводства (кормление рыбы, мелиорация и удобрение прудов), получают свыше 20 ц (до 70 ц) рыбы с 1 га пруда. Исходя из биологических особенностей карпа, карповые пруды строят неглубокими, хорошо прогревающимися, с илистым дном и умеренно развитой растительностью. Для разведения карпа используют также залитые водой рисовые поля (см. Рисо-рыбное хозяйство), выращивают карпа в комбинированных рыбоводно-утиных хозяйствах, в которых пруды используют для одновременного выращивания рыбы и выгула уток.

р. х. разводят холодолюбивые виды рыб, в основном радужную и ручьевую форель. Для форели необходимы проточные пруды с каменистым песчаным незаиленным дном и быстрым течением. Организуют форелевые прудовые хозяйства на горных реках или холодноводных ключах; в специально построенных форелевых прудах дно и откосы бетонируют. Форель в прудах не размножается, поэтому икру её искусственно оплодотворяют и инкубируют на рыбоводных заводах (см. Инкубация икры), а молодь выращивают до годовиков и доращивают в нагульных прудах до товарной массы (150—200 г и выше). Как и карповые П. р. х., форелевые хозяйства подразделяются на полносистемные, питомники и нагульные.

В России в систему П. р. х. входят около 9 тыс. карповых и около 50 форелевых ферм и хозяйств и свыше 280 специализированных хозяйств промышленного типа министерства рыбного хозяйства России с общей площадью прудов около 124 тыс. га.

3. Типы и конструкции земляных насыпных плотин

По конструкции поперечного профиля плотины подразделяют на однородные, неоднородные, диафрагмовые, экранные, ядровые и экранно-понурные. Однородные земляные плотины строят при наличии в районе строительства относительно водонепроницаемых грунтов. При недостатке связных грунтов плотину можно отсыпать и из несвязных (песок, супесь), но для предупреждения сильной фильтрации необходимо устраивать противофильтрационные элементы в виде экрана, ядра, диафрагмы или понура с экраном. Ядро и экран устраивают из суглинка, глинобетона или хорошо разложившегося торфа. Экран от промерзания необходимо защищать слоем песчано-гравелистого грунта толщиной до 1,5 м. Толщина ядра и экрана по верху принимается исходя из условий производства работ (не менее 0,8 м). Значительное распространение получил экран из полимерных пленок, обладающих низкой стоимостью, водонепроницаемостью и стойкостью к агрессивным воздействиям воды.

Рисунок 1 - Типы земляных насыпных плотин:

а — из однородного грунта; б, в — из разнородных грунтов; г — с экраном из грунтовых материалов; д — с экраном из негрунтовых материалов; е — с экраном и понуром; ж — с ядром; з — с диафрагмой; 1 — суглинок; 2 — песок; 3 — гравий; 4 — экран грунтовый; 5 — экран из негрунтового материала; 6 — понур; 7 - ядро; 8 — диафрагма.

При устройстве плотин из разнородных грунтов необходимо малопроницаемый грунт укладывать со стороны верхового откоса плотины, а проницаемый — в низовой. Для снижения контактных фильтрационных деформаций между этими слоями рекомендуется укладывать слой в виде обратного фильтра из песка и мелкого гравия. Для обеспечения устойчивости и снижения воздействий фильтрационного потока в Основании плотины и в зоне примыкания ее к берегам необходимо устраивать соответствующие сопрягающие элементы. При небольших глубинах водопроницаемого слоя (до 3 м) устраивают под серединой верхового откоса глиняный зуб, врезая его в водоупор на 0,5...0,7 м. При больших глубинах — зуб с забивкой шпунта в водоупор либо грунтовый понур. Если водоупор практически недостигаем, проектируют висячий шпунт с усиленным дренажем подошвы плотины.

Рисунок 2 - Технология работ по укладке полимерной пленки в защитные экраны:

а — срезка грунта; б — планировка карты и уплотнение поверхности; в — расстилка полотнища; г —засыпка; д — отрывка борозд для соединения полотнищ; е — деталь соединения полотнищ; 1 — карта; 2 — край полотнища.

При устройстве плотины, на скальных основаниях можно устраивать сопряжение с основанием типа бетонного зуба как продолжение экрана либо типа инъекционной завесы (битумная, цементационная цдр.). Сопряжение тела плотины с берегами рекомендуется устраивать с помощью наклонных уступов.

Рисунок 3 – Типы сопряжения плотин с основанием

4. Водопроницаемость грунтов. Понятие о коэффициенте фильтрации

Водопроницаемостью грунтов называют способность их пропускать сквозь себя воду.

Вода в порах грунтов может передвигаться под влиянием ряда причин: силы тяжести; внешнего давления; капиллярных сил; адсорбционных сил, развивающихся на поверхности раздела твердых частиц и воды; промерзания породы; давления газов и др. При инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях чаще всего практический интерес представляет передвижение воды под влиянием силы тяжести.

Численно водопроницаемость характеризуется так называемым коэффициентом фильтрации k.

Коэффициент фильтрации представляет собой скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице:

Выражают коэффициент фильтрации обычно в см/сек или чаще в м/сутки.

Коэффициент фильтрации используется при подсчете запасов подземных вод, определении притока воды в строительные котлованы и горные выработки, при расчете утечек воды из водохранилищ, проектировании дренажных сооружений и фильтров, а также при ряде других расчетов.

Для определения коэффициента фильтрации грунтов существует ряд методов, которые могут быть подразделены на три основные группы:

- полевое опытное определение k с помощью откачки или налива;

- непосредственное лабораторное определение k в приборах;

- косвенное определение k путем вычисления по данным механических анализов и пористости грунта.

Наиболее общую характеристику водопроницаемости грунта дают полевые опытные работы. Лабораторные определения коэффициента фильтрации характеризуют водопроницаемость отдельных «точек» водоносного слоя. При этом более близкую к естественным условиям картину дают определения на образцах с ненарушенной структурой. Для связных структурных грунтов определения на образцах с нарушенной структурой совершенно не отражают их естественной водопроницаемости.

Определение коэффициента фильтрации путем расчета по данным механического состава и пористости грунтов, применяемое только для песков, является приближенным и может быть рекомендовано только для предварительных, ориентировочных расчетов.

5. Определение направления и скорости потока грунтовых вод

Направление движения грунтовых вод легко устанавливается при наличии карт гидроизогипс (либо гидроизопьез) по изучаемым водоносным горизонтам. По таким картам направление движения подземных вод определяется линиями токов, проведенным перпендикулярно, к линиям равного напора гидроизогипсам или гидроизопьезам по уклону потока.

По отсутствии карт, отражающих положение свободной или пьезометрической поверхности грунтовых вод, для определения направления их движения необходимо иметь не менее трех выработок, чтобы установить отметки уровня вод. Выработки желательно располагать по углам равностороннего треугольника с длиной стороны от 50 до 200 метров (чем меньше уклон потока, тем больше расстояние между скважинами - *****). По известным или установленным отметкам уровня грунтовых вод путем интерполяции составляется план изолинии свободной или изотермической поверхности определяется направление движения потока по линиям токов.

Для получения надежных данных о направлениях движения потоков грунтовых вод следует использовать материалы режимных наблюдений (карты изолиний на различные периоды времени - *****). Определение направления движения по картам гидроизогипс следует считать основным методом при отсутствии карт достоверных данных об отметках уровней в отдельных точках направление давления грунтовых вод можно устанавливать с помощью геофизических (фотографирование в скважинах конусов распространения красителя от точечного источника, метод заряженного тела, замеры интенсивности конвективного переноса тепла в разных направления от датчика, круговые измерения естественного потенциала и др.), радиоиндикаторных и других методов.

Наиболее перспективными являются односкважинные методы, в том числе метод фотографирования конусов выноса от точечного источника красителя, при котором периодически фотографируются распространяющиеся от специальной капсулы конуса красителя на фоне стрелки магнитного указателя. Всего за один спуск можно наполнить до 60 снимков, направление движения грунтовых вод определяется по направлению конуса заноса красителя для получения надежных результатов достаточно 4-6 снимков.

Этот метод значительно менее апробирован, по сравнению с радиоиндикаторным, но он несколько проще в пополнении и не требует согласования с органами санэпидемнадзора.

Наиболее высокая эффективность достигается при комплексном использовании полевых и скважинных методов.

Определение направления и действительной скорости движения поземных вод методом заряженного тела применяется для изучения движения пресных вод или слабо минерализированных подземных вод, вскрытых одной скважиной, на глубине не более 100м (в зоне активного водообмена - *****). Для уточнения направления потока строят дополнительные графики развёртки и графики зависимости смещения значений от времени наблюдения.

Для определения направления движения подземных вод используют карты гидроизогипс, на которых в виде изолиний показан рельеф зеркала грунтовых вод. Перпендикуляры к гидроизогипсам, направленные в сторону снижения отметок, называются линиями тока, показывающими направление движения грунтовых вод.

По взаимному расположению гидроизогипс и линий тока потоки грунтовых вод разделяют на плоские и радиальные. В плоском потоке гидроизогипсы в плане имеют вид параллельных прямых и линии тока при пересечении с ними образуют сеть прямоугольников. Плоский поток может иметь место в междуречьях; между рекой и дреной, текущими параллельно; в случае дренирования грунтовых вод горизонтальными выработками (канавами, штольнями).

В радиальном потоке гидроизогипсы представляют систему кривых линий, а линии тока имеют вид радиусов. Наиболее наглядным примером радиального потока может быть приток воды в колодец или скважину во время интенсивного водоотбора. Радиальный поток может быть расходящимся (например, возле излучины реки) и сходящимся (к водозабору). При расходящемся потоке ширина его по направлению движения увеличивается, а при сходящемся, наоборот, уменьшается.

Скорость движения подземных вод можно определить несколькими способами. Один из них основан на введении в воду поваренной соли. На некотором расстоянии от опытной скважины (шурфа или колодца) проходят наблюдательную скважину, которую закладывают ниже по направлению движения подземных вод. Перед началом опыта определяют содержание хлора в опытной и наблюдательной выработках. Затем в опытную выработку вводят раствор поваренной соли, в котором концентрация ионов хлора в 2000 раз выше, чем в подземных водах. Через каждые 10 мин из наблюдательной скважины отбирают пробы воды и при помощи азотнокислого серебра определяют содержание хлора.

Можно также применять органические красители, присутствие которых в воде обнаруживается при ничтожно малых концентрациях (до 10-6%). Для этого применяют флуоресцеин, имеющий при слабых концентрациях зеленовато-желтый цвет, метиленовый синий краситель и др. Для определения содержания красителя в воде используют флюороскоп — набор стеклянных трубок с разной концентрацией красителя. Сравнивая цвет воды в отобранных пробах с цветом трубок-эталонов, легко и быстро можно определить содержание красителя в пробе воды.

Скорость движения подземных вод можно определять и электролитическим способом. Для этого в опытную скважину вводят электролит (обычно хлористый аммоний) и следят за изменением электропроводимости между опытной и наблюдательной скважинами. Для этой цели используют миллиамперметр, по данным которого строят график изменения силы тока во времени.

Список литературы

1.  Ешьте больше рыбы и будьте здоровы! // Рыба и морепродукты

2.  Бондарев региональной стратегии развития товарного рыбоводства. Магистерская диссертация. – Москва. 2003.

3.  Мовчан рыб и их разведение. - М., 1996.

4.  Леонтьева выловить рыбку без закона // газета Ведомости для высших учебных заведений № 4 май 2006.

5.  Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2годы.