Разработка наиболее доступной инновационной природоподобной технологии управления поведением водных биоресурсов водохранилищ путём эколандшафтной коррекции естественной среды их обитания с помощью новых рукотворных географических объектов в виде гармоничной совокупности упорядоченно-протяженных пресноводных рифовых структур (биотопов), использование которых позволяет создать условия для предупреждения подхода и попадания водных биоресурсов в ГЭС и особо крупные водозаборы, обеспечить продуктивный нагул, регулирование и оздоровление ихтиоценоза, повышение экологической безопасности, биопродуктивности и биоразнообразия водохранилищ.
Автор проекта:
Иванов Александр Васильевич
Номинация:
Лучший экологический проект промышленных предприятий, бизнеса
Наименование проекта:
Разработка и оптимизация наиболее доступной инновационной природоподобной технологии сохранения и рационального использования водных биоресурсов и улучшения экологического состояния водных объектов, рыбохохозяйственного значения путем создания многообразия конструкций рукотворных рифовых модулей с использованием унифицированных деталей
Описание проекта:
- суть проекта:
Разработка наиболее доступной инновационной природоподобной технологии управления поведением водных биоресурсов водохранилищ путём эколандшафтной коррекции естественной среды их обитания с помощью новых рукотворных географических объектов в виде гармоничной совокупности упорядоченно-протяженных пресноводных рифовых структур (биотопов), использование которых позволяет создать условия для предупреждения подхода и попадания водных биоресурсов в ГЭС и особо крупные водозаборы, обеспечить продуктивный нагул, регулирование и оздоровление ихтиоценоза, повышение экологической безопасности, биопродуктивности и биоразнообразия водохранилищ. Разработка метода оптимизации изготовления рифовых модулей с использованием унифицированных деталей всего лишь одной модификации, позволяет максимально оптимизировать поточный массовый выпуск разнообразных рифовых модулей из минимального ассортимента типовых деталей;
– практическое применение, результаты, положительные изменения: Развитие рифами донного рельефа в водную толщу позволило расширить ареал обитания мелководных и зарослевых форм кормовых организмов на более глубоководные обширные участки водохранилища, обеспечить замедление транзита и перевод мигрирующего кормового ресурса в резидентный ресурс, доступный жилой ихтиофауне для круглогодичного использования в живом виде и сформировать, тем самым, на локальном рифовом участке высококормные условия для продолжительного нагула. Наличие рифовой гряды (упорядоченно-протяженного ориентира-убежища) позволило молоди рыб в вегетационный период закрепиться на локальном высококормном транзитном неоднородном участке для продолжительного и безопасного обитания и продуктивного нагула. При этом численность рыбного населения возрастает на рифе в среднем более, чем в 2 раза по сравнению фоновыми участками. Наличие упорядоченных рифовых гряд позволило в ключевых точках водоема организовать стайных хищников в оседлые группировки и с их помощью сформировать на рифах, которые они используют в качестве охотничьих засад, биобарьеры для управления перемещениями мирных рыб. Это позволило впервые в мировой практике с помощью поперечной рифовой гряды остановить целенаправленные перемещения осенних скоплений мирных рыб вниз по течению к источнику опасности с эффективностью, оцениваемой на уровне 96 %. При этом поперечный биобарьер из хищников, остановив целенаправленное перемещение планктофагов и удерживая их на вышерасположенном безопасном участке, сформировал из них биофильтр-утилизатор дрейфующего планктона. Тем самым, предотвращен вынос из водохранилища и гибель при прохождении через ГЭС кормового биоресурса, который оставлен в водохранилище.
При использовании эшелонированной системы поперечных рифовых гряд и биобарьеров перемещение мирных рыб повернуто вспять, а биофильтры-утилизаторы планктона организованы на вышерасположенных участках.
При использовании косой гряды пути миграции рыб перенаправлены в безопасное место с эффективностью, достигающей 98 %.
Использование метода создания многообразия рифовых конструкций из минимально возможного однообразия модификаций унифицированных деталей позволило максимально возможно оптимизировать массовое поточное изготовление разнообразных рифовых модулей;
– документы, подтверждающие реализацию проекта:
Акты внедрения технологии на Богучанской ГЭС, Зубцовском рыбоводном заводе и АЭС Куданкулам прилагаются;
– патент, экспертное заключение, отзывы экспертов (при наличии): Инновационная технология эколандшафтной коррекции естественной среды обитания водных биоресурсов защищена пятью авторскими свидетельствами СССР на изобретение, девятью патентами RU на изобретения, одиннадцатью патентами RU на полезные модели и патентом RU на промышленный образец. Причем патенты RU № 219940 на олезную модель № «Рифовая чаша» и № 2819899 на изобретение «Способ улучшения условий обитания гидробионтов», раскрывающие основы метода создания многообразия рифовых конструкций из минимально возможного однообразия модификаций унифицированных деталей, получены в 2023 и 2024 г.г., соответственно.
Список патентов, заключения и отзывы экспертов прилагаются;
– новизна, инновации, внедрение новейших технологий:
Инновационная природоподобная технология реализована при разработке рыбоохранного (рыбозащитного) комплекса Богучанской ГЭС на Ангаре, Загорской ГАЭС-2 на р. Кунье, природоохранного рыбохозяйственно-мелиоративного рифового комплекса Зубцовского рыбоводного завода на Вазузском водохранилище, а также защитного комплекса на АЭС Куданкулам в Индийском океане.
Разработан метод создания многообразия рифовых конструкций из минимально возможного однообразия модификаций унифицированных деталей, позволивший оптимизировать изготовления модулей с использованием унифицированных деталей одной модификации.
Экономия от строительства и использования рыбоохранного комплекса Богучанской ГЭС в сравнении с современным уровнем рыбозащитных технологий составила: 10859 млн. руб. в текущих ценах IV кв. 2019 г. Акты внедрения природоподобной рифовой технологии прилагаются;
– уникальность:
Уникальность природоподобной технологии сохранения и рационального использования водных биоресурсов с помощью естественной среды их обитания заключается в том, что она реализуется путем коррекции среды обитания рифовыми структурами, которые со временем полностью интегрируются в эту природную среду и работают по принципу: «Поставил и забыл». Не требуя эксплуатации и энергообеспечения рифовые структуры, независимо от человеческого фактора, работают постоянно и эффективно. Их попросту нельзя отключить. С помощью рукотворных рифов чловек помогат Природе, как самоорганизующейся и саморегулирующейся системе самой себя защищать.
Для проведения эколандшафтной коррекции множества водохранилищ необходимо изготовление многообразия рифовых модулей различных конструкций и назначения. Для этого разработан метод создания многообразия рифовых конструкций из минимально возможного однообразия модификаций унифицированных деталей, позволивший оптимизировать изготовление модулей с использованием унифицированных деталей всего лишь одной модификации, по окружности/длине которых упорядоченно-равномерно распределены монтажные отверстия. Используя при сборке необходимое сочетание этих отверстий, определяют варианты рифового модуля требуемой конструкции. Так, для создания надежного убежища и укромной охотничьей засады в качестве унифицированных деталей используют бетонные: кольцо/чашу и балку Г-образного профиля, соответственно. Дооборудование рифовых модулей разнообразием также унифицированных комплектов (букетов) дополнительных ориентиров-субстратов позволяет многократно расширить их разнообразие;
– масштабность проекта:
Природоподобная технология эколандшафтной коррекции естественной среды обитания водных биоресурсов является в настоящее время единственной технически выполнимой и экономически приемлемой технологией предотвращения их попадания в особо крупные водозаборы и ГЭС производительностью в десятки тысяч кубических метров в секунду. При реализации технологии создаются крупные рукотворные географические объекты – рифовые биотопы. В настоящее время самый крупный приплотинный риф построен в Богучанском водохранилище протяженностью 2,5 км и площадью 22 га.
Реализация метода оптимизации изготовления модулей с использованием унифицированных деталей всего лишь одной модификации позволяет максимально оптимизировать поточный массовый выпуск разнообразных рифовых модулей из типовых деталей;
– при наличии указать аналоги:
Технологии эколандшафтной коррекции естественной среды обитания водных биоресурсов, как рыбозащитное мероприятие, а также изготовления рифовых модулей с использованием унифицированных деталей всего одной модификации аналогов в мировой практике не имют
География проекта:
Рифовая технология позволяет проводить экологическое и рыбохозяйственное обустройство и освоение, практически, любых водохранилищ комплексного использования во всех регионах России и мира
Цели и задачи:
Цель проекта – сохранение и рациональное использование водных биоресурсов, повышение биопродуктивности и биоразнообразия крупных водохранилищ – «рукотворных морей»
Задачи проекта – поиск экологически обоснованных, технически осуществимых и экономически приемлемых путей управления перемещением, распределением и трофической трансформацией жилых форм водных биоресурсов водохранилищ для предупреждения их подхода к особо крупным водоемообразующим источникам техногенной опасности (ГЭС, особо крупным водозаборам). Оптимизация условий продуктивного нагула водных биоресурсов, регулирование и оздоровление ихтиоценоза, повышение экологической безопасности гидротехнических объектов, биопродуктивности и биоразнообразия водохранилищ комплексного использования
Итоги реализации:
Впервые в мировой практике разработана наиболее доступная инновационная природоподобная технология сохранения водных биоресурсов путем эколандшафтной коррекции естественной среды их обитания с помощью создания в ключевых точках водохранилищ упорядоченно-протяженных рукотворных рифовых биотопов, не требующих эксплуатации и энергообеспечения, со временем полностью интегрирующихся в естественную среду обитания водных биоресурсов, запускающих в ней природные процессы самоорганизации и саморегуляции высокопродуктивных биотопов и работающих по принципу «Поставил и забыл».
Разработан метод создания многообразия рифовых конструкций из минимально возможного однообразия модификаций унифицированных деталей, что позволяет начать массовый выпуск разнообразных конструкций рифовых модулей.
Реализация природоподобной технологии позволила:
- предотвратить попадание и гибель водных биоресурсов водохранилищ в особо крупных водозаборах и ГЭС на уровне, достигающем 96-98 %.
- обеспечить экономию от строительства рыбоохранного комплекса Богучанской ГЭС в сравнении с современным уровнем рыбозащитных технологий в размере 10859 млн. руб. в текущих ценах IV кв. 2019 г.
Сроки реализации:
Работы по созданию и регулярному мониторингу экспериментального натурного природоохранного рыбохозяйственно-мелиоративного рифового комплекса Зубцовского рыбоводного завода на Вазузском водохранилище проводятся с 2010 г. по настоящее время.
Работы по созданию и мониторингу промышленного рыбоохранного комплекса Богучанской ГЭС на Ангаре проводились с 2012 по 2019 г.
Разработка метода создания многообразия рифовых конструкций из минимально возможного однообразия модификаций унифицированных деталей завершена в 2024 г.