Способ предотвращения заторообразования

 

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на данном участке реки. Предупредительные работы состоят из создания искусственного затора выше по течению реки относительно данного затороопасного участка. Искусственный затор создают посредством установки под лед устройств в виде плавучих конструкций. С помощью искусственного затора регулируют сброс льда в месте его расположения путем его неоднократных созданий и последующих разрушений с периодичностью, достаточной для обеспечения беззаторной ледопропускной способности русла реки на данном участке. Способ обеспечивает более эффективное предотвращение заторообразований и разрушительных наводнений в районах затора. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ледотехнике, в частности, к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на заданном затороопасном участке реки.

Уровень техники известен из способа предотвращения заторообразования, заключающийся в проведении предупредительных работ для беззаторного пропуска льда на данном участке реки в виде подрыва ледяного покрова (1. В.В. Богородский, В.П. Гаврило, О.А. Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат. 1938 г., 232 с.).

Недостатком способа является низкая эффективность предотвращения заторообразований [1].

Сущность изобретения заключается в обеспечении беззаторного пропуска льда на затороопасном участке реки.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в более эффективном предотвращении заторообразований и разрушительных наводнений в районах затора.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: заторообразование предотвращают путем проведения предупредительных работ для беззаторного пропуска льда на данном затороопасном участке реки.

Отличительные: предупредительные работы состоят из создания искусственного затора выше по речению реки относительно данного затороопасного участка, при этом искусственный затор создается посредством установки под лед устройств в виде плавучих конструкций и последующих разрушений затора с периодичностью, достаточной для обеспечения беззаторной ледопропускной способности русла реки на данном затороопасном участке реки, при этом после каждого разрушения производят его повторное формирование, установку устройств для искусственного заторообразования производят сбрасыванием их с высоты в отверстия, предварительно образованные в ледяной поверхности, при этом формирование затора осуществляют после установки устройств путем закачки воздуха в плавучие конструкции, а разрушение затора осуществляют путем стравливания воздуха из конструкций.

Очевидно, что при подходе равномерно распределенного по поверхности воды битого льда к затороопасному участку и последующем возникновении затора будет происходить постепенное плавное торможение отдельных льдин, торошение и неизбежное увеличение массы льда затора. Если же к затороопасному участку битый лед будет подходить небольшими отдельными (пусть даже более сплоченными) ледяными полями, разделенными областями чистой воды, то при подходе к затороопасному участку скорость этих полей будет близка к скорости течения реки. В этом случае кинетическая энергия масс льда будет больше энергии, если те же самые массы льда подойдут к затороопасному участку в составе разряженного поля, т.е. поля битого льда, равномерно распределенного по площади русла реки. Поэтому при порционном подходе льда ему легче преодолеть затороопасный участок за счет большей накопленной кинетической энергии.

Не вызывает сомнения и то, что даже уже при наличии затора подход к нему равномерно распределенного ледяного поля будет более опасен, чем при подходе отдельного менее протяженного, но более сплоченного ледяного поля той же массы. Это следует из того, что в первом случае будет происходить постепенное плавное торможение отдельных льдин, подходящих к затору и имеющих небольшую кинетическую энергию. Во втором случае к затору подойдет одновременно вся масса льда с соответствующей большой кинетической энергией. Произойдет удар между сплоченным ледяным полем и затором, что может привести к разрушению последнего и сбросу льда через затороопасный участок.

Очевидно, что протяженность (размеры) отдельных сплоченных ледяных полей, при которых будет обеспечена беззаторная ледопропускная способность русла реки, будет определяться параметрами (шириной, глубиной и др.) реки на данном участке. Обеспечение безопасных размеров отдельных ледяных полей может быть осуществлено путем регулировки сброса льда при помощи искусственного затора, расположенного выше по течению реки относительно данного затороопасного участка. Для этого искусственный затор неоднократно создают, а затем разрушают с частотой, обеспечивающей безопасную протяженность отдельных ледяных полей, т.е. беззаторную ледопропускную способность русла реки на данном участке.

Способ осуществляется следующим образом. Если на данном участке реки (в районе населенного пункта) в результате паводковой волны ожидается разрушительное наводнение из-за заторообразования, то выше по течению реки относительно данного участка в безопасном месте, т.е. вдали от населенных пунктов, устанавливают устройства для создания искусственного затора. Устройства могут представлять собой, например, мертвые якоря, на тросах которых закрепляют плавучие конструкции (прочные эластичные емкости, заполненные воздухом), препятствующие свободному прохождению льда.

Если в процессе начавшегося ледохода возникают очевидные признаки образования затора (замедление скорости льдин, их наслоение и торошение), то начинают устанавливать устройства, например, путем сбрасывания их с вертолета. Если ледяной покров в месте формирования искусственного затора окажется слишком прочным, то для установки устройства во льду создают отверстия. В результате подвижек льда из-за паводковой волны в месте установки устройств будет возникать нагромождение обломков льда, т. е. искусственный затор. Продвижение льда к затороопасному участку остановится.

После того как участок реки между искусственным и естественным заторами очистится ото льда, разрушают искусственный затор, т.е. стравливают воздух из емкостей. По руслу реки возобновится движение сплоченного (плотного) ледяного поля. В тот момент, когда его протяженность достигнет предельной, т.е. на данном участке реки может возникнуть затор (предельную протяженность поля определяют, например, при помощи модельного эксперимента в гидролотках или на основании известных натурных наблюдений), емкости вновь наполняют воздухом. Всплывшие емкости создадут новый искусственный затор, который остановит движение льда по руслу реки перед ним. Таким образом, к данному затороопасному участку устремится отдельное ледяное поле безопасной протяженности. После прохождения им затороопасного участка искусственный затор вновь разрушают, т.е. повторно стравливают воздух из емкостей. Процесс повторяют до тех пор, пока будет существовать угроза заторообразования на затороопасном участке реки. Периодичность процесса (время между созданием и разрушением искусственного затора) определяют в зависимости от скорости течения реки и безопасной протяженности отдельного ледяного поля, при которой обеспечивается беззаторная ледопропускная способность русла реки на данном участке.

Схема реализации изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 показан план участка реки, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Если на участке 1 реки 2 в районе населенного пункта 3 ожидается наводнение из-за заторообразования на участке 1, то выше по течению реки на участке 4 устанавливают устройства 5. В результате подвижек льда 6 возникает затор 7. После того как участок 8 реки 2 между искусственным 7 и ожидаемым 1 участками заторообразования очистится ото льда, разрушают затор 7. По руслу реки 2 начнется движение сплоченного поля 9. После достижения протяженности поля 9 безопасной протяженности λ вновь создают (возобновляют) искусственный затор 7. После безопасного прохождения поля 9 затороопасного участка 1 (позиция 9') искусственный затор 7 вновь разрушают. Аналогичные процессы повторяют до тех пор, пока не исчезнет угроза заторообразования на участке 1.

Формула изобретения

1. Способ предотвращения заторообразования, заключающийся в проведении предупредительных работ для беззаторного пропуска льда на данном затороопасном участке реки, отличающийся тем, что предупредительные работы состоят из создания искусственного затора выше по течению реки относительно данного затороопасного участка, при этом искусственный затор создают посредством установки под лед устройств в виде плавучих конструкций и последующих разрушений затора с периодичностью, достаточной для обеспечения беззаторной ледопропускной способности русла реки на данном участке, при этом после каждого разрушения затора производят его повторное формирование.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку устройств для искусственного заторообразования осуществляют через отверстия, предварительно образованные в ледяной поверхности.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку устройств для искусственного заторообразования осуществляют сбрасыванием их с высоты.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование затора осуществляют после установки устройств путем закачки воздуха в плавучие конструкции, а разрушение затора осуществляют путем стравливания воздуха из конструкций.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2