THE EFFECTIVENESS OF FISH PROTECTION DEVICES OF VARIOUS TYPES ON THE RESERVOIRS OF CENTRAL AND NORTHERN KAZAKHSTAN
Authors:
1.
“Fisheries Research and Production Center”, LLP
(Senior Researcher)
2.
Kazakh Research Institute of Fishery, North Branch
3.
“Fisheries Research and Production Center”, LLP
(Candidate of Biology, Senior Researcher; Leading Researcher of the Laboratory of Hydrobiology and Hydrochemistry)
4.
Kazakh Research Institute of Fishery, Western-Kazakhstan branch
Type:
Article
Pages:
from 53
to 57
Status:
Published
Received:
05.09.2017
Accepted:
25.09.2017
Published:
25.09.2017
Subject area:
UDK 626.833
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Language:
Russian
Keywords:
water intake, inland waters, fish protection device, efficiency, the fish fry, the model standards
Abstract (English):
The article presents the results of the field ichthyological studies of the work of water intakes on reservoirs in Central and Northern Kazakhstan in terms of their effectiveness in relation to early juvenile fish and invertebrate organisms which took place in May-July, 2017. There were studied water intakes from water reservoirs in Samarkand and Astana (4 net settings, 60 daily samples, the complete biological analysis of 72 fish species). Sample selection was made in the water column in front of fish protecting device and in the water flow after the device during 24 hours, in every 2 hours. The time of the trap exposition was 15 minutes. The article gives the characteristics of the types of fish protective devices: umbrella-type and air-bubble type. Their efficiency ratios have been calculated for the spring period. Efficiency of fish protective devices was determined according to the difference in fish concentration before the device and after it. The article shows that fish protective device of the umbrella type are more effective in relation of newborn fry (100% efficiency) than air bubble-type devices (92% efficiency). It should be stressed that difference in the readings of fish protective devices depend both on their types and on correspondence of the devices to the model standards.
The article presents the results of the field ichthyological studies of the work of water intakes on reservoirs in Central and Northern Kazakhstan in terms of their effectiveness in relation to early juvenile fish and invertebrate organisms which took place in May-July, 2017. There were studied water intakes from water reservoirs in Samarkand and Astana (4 net settings, 60 daily samples, the complete biological analysis of 72 fish species). Sample selection was made in the water column in front of fish protecting device and in the water flow after the device during 24 hours, in every 2 hours. The time of the trap exposition was 15 minutes. The article gives the characteristics of the types of fish protective devices: umbrella-type and air-bubble type. Their efficiency ratios have been calculated for the spring period. Efficiency of fish protective devices was determined according to the difference in fish concentration before the device and after it. The article shows that fish protective device of the umbrella type are more effective in relation of newborn fry (100% efficiency) than air bubble-type devices (92% efficiency). It should be stressed that difference in the readings of fish protective devices depend both on their types and on correspondence of the devices to the model standards.
Keywords:
water intake, inland waters, fish protection device, efficiency, the fish fry, the model standards
water intake, inland waters, fish protection device, efficiency, the fish fry, the model standards
Введение В условиях интенсификации развития экономики Республики Казахстан, в том числе и сельского хозяйства как ее неотъемлемой части, в стране увеличивается и уровень водопотребления. Весьма динамично развивающимися, наряду с другими регионами республики, являются Центральный и Северный Казахстан. Забор значительных объемов водной массы не может не оказывать влияния на экосистемы водных объектов. Так, водопотребление г. Астаны с момента придания ему статуса столицы увеличилось в несколько раз. Сосредоточение значительного количества предприятий добывающей промышленности в городах Караганда, Темиртау и др., развитие сельского хозяйства также требуют значительных объемов воды. Увеличивающиеся потребности в воде обеспечиваются в основном за счет забора водной массы из крупных естественных водоемов (реки Ишим, Нура и др.), а также из канала им. Сатпаева. Значительно снизить негативное влияние на экосистемы водоемов могут современные рыбозащитные сооружения, которые должны не только выполнять функцию защиты оборудования для подачи и очистки воды, но и максимально снижать воздействие водозаборов на водоемы. Особо ощутимые отрицательные последствия экологического воздействия водозаборов возможны на водоемах, имеющих рыбохозяйственное значение. В водозаборные сооружения различного назначения вместе с водой попадает огромное количество планктонных организмов и рыб, главным образом молоди. Массовая гибель молоди на водозаборах приводит к нарушению непрерывного биологического процесса воспроизводства рыбных запасов, а ущерб, наносимый в результате этого рыбному хозяйству, уже в настоящее время сравним с ущербом от загрязнения вод. В сложившихся условиях предотвращение гибели рыб и их молоди на водозаборах является одной из чрезвычайно важных задач по сохранению биоразнообразия ихтиофауны внутренних водоемов. Вопросы оборудования водозаборов высокоэффективными рыбозащитными устройствами (РЗУ) становятся все более актуальными. В связи с этим определение эффективности РЗУ, применяемых на крупных водозаборах Центрального и Северного Казахстана, и явилось целью исследования. Материал и методика исследования Для изучения ихтиофауны водоемов проводился отлов рыбы жаберными сетями с ячеей от 16 до 70 мм. Обработка материала проводилась как на месте, так и в лабораторных условиях. Согласно руководствам [1-3] определялась видовая принадлежность рыб; подсчитывалась численность (по видам); измерялась длина без хвостового плавника и масса тела; определялись пол и стадия зрелости. Для работы в лабораторных условиях пробы были этикетированы и зафиксированы 10 %-ным раствором формалина. Возраст рыб определялся по чешуе и жаберным крышкам. Названия таксономических единиц рыб приводятся по изданию «Рыбы Казахстана» [4]. Для сбора молоди рыб в качестве орудия лова применялась икорная сеть, выполненная по типу ихтиопланктонной сети Нансена. Икорная сеть состоит из трех частей: каркаса входного отверстия, фильтрационного материала (мельничное капроновое сито № 9) и жесткого стакана-накопителя. Диаметр входного отверстия - 0,5 м, длина сети 2 м. Содержимое пробы фиксировали 4-10 %-ным формалином. Оценка эффективности РЗУ осуществлялась в соответствии с Приказом Министра сельского хозяйства Республики Казахстан от 19 января 2015 г. № 18-05/22 «Об утверждении Требований к рыбозащитным устройствам водозаборных сооружений» [5] и приказом Министра сельского хозяйства Республики Казахстан от 4 апреля 2006 г. № 215 «Об утверждении Методики оценки ущерба, наносимого рыбному хозяйству при разведке и добыче углеводородного сырья, эксплуатации водозаборных сооружений и эксплуатации судов на рыбохозяйственных водоемах» [6]. Все расчеты проводились на персональном компьютере с применением программы «Excel». Исследования проводились в мае - июне 2017 г. В мае 2017 г. были проведены полевые ихтиологические исследования на водоемах Центрального и Северного Казахстана, обследованы водозаборы на Самаркандском и Астанинском водохранилищах. Были произведены 4 сетепостановки, отбор 60-ти суточных проб в районе исследуемых водозаборов и полный биологический анализ 72 экз. рыб. Результаты исследования и их обсуждение Для обеспечения водоснабжения г. Астаны работают две насосные станции: станция 1-го порядка - плавучая, но установленная стационарно, производительность - 20,9 тыс. м3 (3 агрегата). Объем ежегодной подачи воды в город с 2010 по 2013 г. составлял от 67,965 до 85,716396 млн м3. Станция 2-го порядка - стационарная - 18,0 м. Водозабор на обеих станциях оборудован РЗУ зонтичного типа с 6-ю вертикальными насосами (2 резервных и 4 рабочих). Производительность каждого насоса 2 190 м3/ч. Забор воды производится непосредственно из Астанинского водохранилища, поэтому устройство напорного бассейна (аванкамеры) в проекте не предусмотрено как на первой, так и на второй насосной станции. Забор воды на 1-й станции осуществляется с глубины 18 м, на второй - с глубины 12 м. Питьевая вода в город через обе насосные станции, которые используются поочередно, подаётся по двум стальным трубопроводам диаметром 1,4 м. Протяженность трубопроводов до насосно-фильтровальной станции в Астане составляет 51 км. Водозабор из Самаркандского водохранилища осуществляется 2 береговыми насосными станциями, расположенными на расстоянии 1 км друг от друга. Забор воды осуществляется с глубины 12 м. На водозаборе Самаркандского водохранилища установлено РЗУ воздушно-пузырькового типа. Принцип действия - создание воздушно-пузырьковой завесы. Изучение наличия и особенностей распределения ранней молоди производилось с помощью ихтиопланктонной сети. Отбор проб осуществлялся непосредственно в толще воды перед РЗУ и в водотоке после него. Пробы отбирались в течение суток каждые 2 часа, время экспозиции ловушки 15 минут. В табл. 1 представлены результаты, полученные в ходе исследований. Согласно данным табл. 1, по состоянию на третью декаду мая ранняя молодь промысловых рыб была отмечена в толще воды перед водозаборами как в Самаркандском, так и в Астанинском водохранилищах. Обследование водотока после его прохода через РЗУ отдельно на каждом из изучаемых водохранилищ показало совершенно различные результаты. Так, на водозаборе Самаркандского водохранилища, в пробах, взятых после РЗУ, были отмечены личинки плотвы и окуня размерами 8-12 мм на стадиях развития С2-D2. Зафиксировано, что около 70 % личинок были повреждены и в дальнейшем оказались нежизнеспособными. Кроме того, в водотоке после прохождения РЗУ были обнаружены не только рыбные объекты, но и беспозвоночные организмы, такие как мизиды и гаммарус (табл. 1). На водозаборах Астанинского водохранилища после прохождения водотока через РЗУ ранней молоди отмечено не было. Таблица 1 Результаты изучения распределения ранней молоди на водозаборах Центрального и Северного Казахстана Водоем Место постановки ловушки Результаты постановки Количество, экз. Вид объекта Длина, мм Самаркандское водохранилище Перед РЗУ Плотва, лещ 8,0-15,0 18 Лептодора 6,0 9 После РЗУ Плотва, лещ 8,0-12,0 4 Гаммарус, мизиды 8,0-10,0 8 Астанинское водохранилище Перед РЗУ Плотва 12,0-14,0 2 - - 0 После РЗУ - - 0 Расчет эффективности РЗУ. Согласно требованиям к РЗУ, утвержденным приказом Министра сельского хозяйства Республики Казахстан «Об утверждении Требований к рыбозащитным устройствам водозаборных сооружений» от 19 января 2015 г. № 18-05/22 [5], коэффициент эффективности РЗУ должен быть не менее 70 % для молоди с длиной тела более 12 мм. Эффективность работы одного и того же устройства зависит от концентрации и размерно-видового состава молоди рыб, гидравлических и компоновочных условий водоотбора и др. Известно, что РЗУ зонтичного типа устанавливаются на водозабор с расходом воды не выше 5 м3/с. Коэффициент эффективности РЗУ (Кэф) определялся по разности концентрации рыбы перед РЗУ и за ним. В табл. 2 отражены результаты расчета эффективности изучаемых типов РЗУ. Таблица 2 Расчеты эффективности рыбозащитных устройств Водоем Концентрация молоди рыбы Кэф перед РЗУ за РЗУ Астанинское водохранилище 0,12 0 100 Самаркандское водохранилище 0,94 0,07 92 Согласно данным табл. 2, эффективность обследованных РЗУ по отношению к ранней молоди рыб составляет для водозаборов Астанинского водохранилища 100 %, для водозаборов Самаркандского водохранилища 92 %. Однако различные показатели эффективности работы РЗУ на обследованных водозаборах определяются, вероятно, не только различными типами используемых на них РЗУ, но и соответствием установленных РЗУ типовым стандартам. Так, было выяснено, что РЗУ воздушно-пузырькового типа, используемое на Самаркандском водохранилище, не полностью соответствует требуемым стандартам и имеет некоторые дефекты конструкции, а именно фрагментарное положение перед водозабором, которое не позволяет воздушно-пузырьковой завесе полностью перекрывать входные отверстия шлюза. Вполне вероятно, именно этим объясняется недостаточная эффективность РЗУ по отношению к ранней молоди рыб. Заключение Таким образом, в ходе исследований по оценке эффективности работы РЗУ на водохранилищах Центрального и Северного Казахстана установлено, что: - на водозаборе Самаркандского водохранилища, оснащенном РЗУ воздушно-пузырькового типа, в водотоке после прохождения РЗУ в пробах отмечается наличие ранней молоди; - на водозаборе Астанинского водохранилища, оснащенном РЗУ зонтичного типа, в водотоке после РЗУ ранняя молодь не зафиксирована; - эффективность обследованных РЗУ по отношению к ранней молоди рыб составляет для водозаборов Астанинского водохранилища 100 %, для водозаборов Самаркандского водохранилища 92 %; - различные показатели эффективности работы РЗУ на обследованных водозаборах определяются не только различными типами используемых на них РЗУ, но и соответствием установленных РЗУ типовым стандартам; - для полной оценки эффективности работы РЗУ на Самаркандском и Астанинском водохранилищах необходимо дальнейшее изучение данного вопроса и детальный анализ всех факторов, влияющих на работу установленных там РЗУ.
1. Pravdin I. F. Rukovodstvo po izucheniyu ryb. M.: Pisch. prom-st', 1966. 376 s.
2. Chugunova N. I. Rukovodstvo po izucheniyu vozrasta i rosta ryb. M.: Izd-vo AN SSSR, 1959. 165 s.
3. Nikol'skiy G. V. Ekologiya ryb. M.: Vyssh. shk., 1974. 376 s.
4. Ryby Kazahstana: v 5 t. Alma-Ata: Nauka, 1987. T. 2 - 200 s.; T. 3 - 304 s.; T. 4 - 312 s.
5. Ob utverzhdenii Trebovaniy k rybozaschitnym ustroystvam vodozabornyh sooruzheniy: Prikaz Ministra sel'skogo hozyaystva Respubliki Kazahstan ot 19 yanvarya 2015 g. № 18-05/22. URL: http://online.zakon.kz/document/?doc_id=31679194#pos=0;0.
6. Ob utverzhdenii Metodiki ocenki uscherba, nanosimogo rybnomu hozyaystvu pri razvedke i dobyche uglevodorodnogo syr'ya, ekspluatacii vodozabornyh sooruzheniy i ekspluatacii sudov na rybohozyaystvennyh vodoemah: Prikaz Ministra sel'skogo hozyaystva Respubliki Kazahstan ot 4 aprelya 2006 goda № 215. URL: http://online.zakon.kz/Document/?doc_id=30073840#pos=0;0.
