Рыбоход

Рыбоход — это гидротехническое сооружение или устройство, предназначенное для обеспечения естественной или направленной миграции рыб через искусственные или естественные преграды, такие как плотины, дамбы, водосбросы, шлюзы и пороги. Основная функция рыбохода — компенсировать негативное воздействие гидротехнических объектов на водные экосистемы, позволяя рыбам (прежде всего проходным и полупроходным видам) преодолевать препятствия на пути к нерестилищам, местам нагула или зимовки.

История

Первые упоминания о попытках создания устройств для пропуска рыбы через плотины относятся к XVII веку. В Европе, где строительство водяных мельниц и запруд активно развивалось, рыбаки и инженеры начали сооружать примитивные «рыбные лестницы» — наклонные желоба с перегородками, по которым рыба могла подниматься вверх по течению. В России первые рыбоходы появились в XVIII веке на реках Волхов и Нева, однако их эффективность была низкой из-за непонимания гидродинамики и поведения рыб.

Систематическое развитие рыбоходов началось в XIX—XX веках с ростом гидроэнергетики и ирригации. Крупные плотины, такие как Днепрогэс (СССР, 1932) или Гувер-дам (США, 1936), потребовали обязательного оснащения рыбоходами или рыбоподъёмниками. В СССР в 1930–1950-х годах были разработаны типовые проекты рыбоходов для равнинных рек, в том числе для Волги и Дона. Однако многие из них оказались малоэффективными из-за низкой пропускной способности и неправильного выбора местоположения.

Современные рыбоходы проектируются с учётом данных гидробиологии, ихтиологии и гидравлики. В России и мире активно внедряются инновационные конструкции, такие как «рыбные шлюзы» и «направляющие каналы», а также системы мониторинга миграции.

Классификация

Рыбоходы различаются по принципу действия, конструкции и типу преодолеваемого препятствия. Основные виды:

По принципу действия

• Гидравлические (естественного течения) — используют поток воды, который рыба преодолевает против течения. К ним относятся:
• Рыбные лестницы — каскад бассейнов или ступеней, соединённых переливами. Вода перетекает из верхнего бассейна в нижний, создавая перепад уровней, который рыба преодолевает прыжками или проплывами.
• Рыбные каналы (обводные каналы) — искусственные русла, обходящие плотину, с уклоном, достаточным для миграции.
• Рыбные шлюзы — камеры с регулируемым уровнем воды, в которых рыба перемещается поэтапно: сначала входит в нижнюю камеру, затем вода поднимается до уровня верхнего бьефа, и рыба выходит в верхний водоём.

• Механические (рыбоподъёмники) — устройства, которые захватывают рыбу из нижнего бьефа и поднимают её вверх с помощью ковшей, элеваторов или транспортёров. Применяются на высоких плотинах (более 20–30 м), где гидравлические рыбоходы неэффективны.

• Направляющие системы — комбинации экранов, сеток и электрических полей, которые направляют рыбу к входу в рыбоход.

По типу преграды

• Для плотин низкого напора (до 10–15 м) — чаще всего рыбные лестницы и каналы.
• Для плотин высокого напора (свыше 15 м) — рыбоподъёмники, шлюзы, иногда лифты.
• Для водосбросов и шлюзов — специальные обводные каналы или направляющие устройства.

По целевым видам рыб

• Для проходных рыб (лососёвые, осетровые, сельдевые) — требуют больших расходов воды и определённой скорости течения.
• Для полупроходных и туводных рыб (карповые, окунёвые) — менее требовательны к условиям, но чувствительны к перепадам давления и турбулентности.

Устройство и принцип работы

Конструкция рыбохода зависит от его типа, но общие элементы включают:

• Входной оголовок — расположен в нижнем бьефе (ниже плотины), оснащён направляющими устройствами (экранами, заграждениями), чтобы рыба не прошла мимо.
• Тракт (канал, лестница, камера) — собственно путь миграции, где создаётся поток воды с определённой скоростью (обычно 0,5–2 м/с, в зависимости от вида рыбы).
• Выходной оголовок — в верхнем бьефе, часто с регулируемыми заслонками для поддержания уровня воды.

В рыбных лестницах вода перетекает через перегородки, образуя ступени. Перепад высоты между ступенями обычно составляет 0,15–0,4 м, ширина — 1–3 м. Для лососёвых рыб, способных прыгать, перепад может быть больше. В рыбоподъёмниках рыба сначала загоняется в приёмный бассейн, затем поднимается в ковше или камере, после чего выпускается в верхний бьеф.

Важным параметром является привлекающий поток — струя воды, которая имитирует естественное течение и привлекает рыбу к входу. Скорость и объём этого потока должны соответствовать биологическим особенностям мигрирующих видов.

Применение и значение

Рыбоходы являются обязательным элементом многих гидроузлов, особенно на реках, где обитают ценные промысловые виды рыб. В России рыбоходы установлены на ряде крупных ГЭС, включая Волжскую, Саратовскую, Нижегородскую, а также на гидроузлах в бассейнах Дона, Кубани и Амура.

Основные цели применения:

• Сохранение популяций проходных рыб — например, осетровых (белуга, русский осётр) и лососёвых (кета, горбуша, сёмга), которые не могут размножаться без доступа к верховьям рек.
• Поддержание биоразнообразия — предотвращение изоляции популяций и генетического обеднения.
• Экономическая выгода — сохранение рыбного промысла и аквакультуры, зависящих от естественного воспроизводства.

Однако эффективность рыбоходов часто критикуется. По данным ихтиологов, многие рыбоходы пропускают лишь 5–20 % мигрирующих рыб, особенно на высоких плотинах. Причины: неправильный выбор места, недостаточный привлекающий поток, турбулентность, заиливание, а также гибель рыбы при прохождении через турбины ГЭС. В связи с этим в последние десятилетия всё большее внимание уделяется альтернативным методам — например, строительству обводных каналов, демонтажу малопродуктивных плотин или созданию искусственных нерестилищ ниже плотин.

Примеры рыбоходов

• Рыбоход на Волжской ГЭС (Россия) — один из крупнейших в стране, построен в 1958 году. Представляет собой рыбоподъёмник с камерой объёмом 1200 м³, способный пропускать до 5000 рыб в час. Однако его эффективность оценивается как низкая (менее 10 % от мигрирующего потока осетровых).
• Рыбоход на плотине Бонневиль (США, река Колумбия) — классическая рыбная лестница длиной 1,5 км, построенная в 1938 году. Обеспечивает проход лососёвых рыб (чавыча, кижуч) с эффективностью до 90 %.
• Рыбоход на Днепровском каскаде (Украина) — система шлюзов и каналов, созданная в 1960-х годах, но из-за низкой эффективности в 2000-х годах была модернизирована.

Критика и проблемы

Рыбоходы не являются универсальным решением. Основные проблемы:

• Биологическая несовместимость — многие виды рыб (например, угри, сомы) плохо преодолевают рыбоходы из-за особенностей поведения.
• Гидравлические ограничения — на высоких плотинах (более 30 м) рыбоходы требуют огромных расходов воды, что экономически невыгодно.
• Экологические последствия — рыбоходы могут способствовать распространению инвазивных видов, а также концентрации хищников у входа.
• Техническое состояние — многие рыбоходы в России находятся в неудовлетворительном состоянии, не обслуживаются и не ремонтируются.

В ряде стран (например, в Швеции, Финляндии, США) предпочтение отдаётся демонтажу плотин на малых реках, что полностью восстанавливает миграционные пути. В России такой подход применяется редко из-за высокой зависимости от гидроэнергетики.

Интересные факты

• Самая длинная рыбная лестница в мире — на плотине Бонневиль (США), её длина превышает 1,5 км.
• В Японии существуют «рыбные лифты» для угрей, которые поднимают их на высоту до 50 м.
• Некоторые рыбы (например, лососёвые) способны преодолевать перепады высоты до 3–4 м за один прыжок, что используется при проектировании ступеней.
• В России в 2020-х годах началась программа модернизации рыбоходов на Волге и Каме, включающая установку систем видеонаблюдения и автоматического управления.

Источники

• «Гидротехнические сооружения для пропуска рыбы» — учебное пособие, Гидропроект, 1985.
• «Рыбоходы: теория и практика» — сборник статей, ВНИИРХ, 2002.
• «Экология гидроузлов» — монография, под ред. А. Ф. Алимова, 2010.
• «Миграции рыб и рыбоходы» — журнал «Вопросы ихтиологии», № 4, 2018.
• Данные Росрыболовства о состоянии рыбоходов на Волжско-Камском каскаде, 2021.