Способ разупрочнения ледяного покрова
Владельцы патента RU 2533025:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (RU)
Изобретение относится к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на участке реки и может быть использовано для разупрочнения ледяного покрова в местах подводных коммуникаций. Очищенный от снега ледяной покров зачерняют и на его поверхности размещают ледяные объемные линзы. Ледяные линзы фокусируют солнечные лучи на зачерненной поверхности и внутри ледяного покрова. Обеспечивается ускорение разупрочнения ледяного покрова. 1 з.п. ф-лы.
Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на участке реки и может быть использовано для разупрочнения ледяного покрова в местах подводных коммуникаций, в частности над подводными переходами магистральных газопроводов и нефтепроводов.
Уровень техники
Известен способ разупрочнения льда (1. http://www.ysia.ru/print/53924), в котором с целью быстрого разрушения ледяного покрова с наступлением теплых дней пропиливают 2/3 толщины льда. Недостатком данного технического решения является большая трудоемкость проводимых работ, а в случае заливания водой пропиленных участков ледяной покров при низких температурах вновь превращается в монолитное ледяное поле.
Наиболее близким техническим решением является радиационный метод, основанный на усилении поглощающей способности льда солнечной энергии при нанесении на поверхности ледяного покрова зачерняющих материалов (2. Организация работ по безопасному пропуску весеннего половодья. - Челябинск, 2013. 50 с.). Недостатком указанного метода является низкая скорость проникновения в лед зачерняющих частиц.
Известно, что солнечная энергия, проникая внутрь льда, разрушает его, растапливая лед в межкристаллических прослойках. Под действием солнечной радиации таяние зачерненного льда может происходить при отрицательных температурах воздуха в дневное время суток (2).
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является эффективное использование солнечной энергии для разупрочнения льда с помощью объемных ледяных линз различной конфигурации.
Преимуществом способа является использование бесплатной солнечной энергии и усиление ее без использования искусственных источников энергии. Способ особенно будет эффективным в условиях большой продолжительности времени солнцестояния в течении суток, например в Арктике и на Крайнем Севере, где весной температура наружного воздуха долго держится отрицательной, из-за чего на реках, текущих с юга на север, наблюдаются разрушительные затопления населенных пунктов и объектов экономики.
Техническим результатом является ускорение разупрочнения льда за счет усиления солнечной радиации.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: зачернение поверхности ледяного покрова, расчищенного от снега.
Отличительные: размещение на зачерненной поверхности льда ледяных объемных линз, собирающих солнечные лучи.
Осуществление изобретения
На поверхности очищенного от снега и зачерненного ледяного покрова размещаются ледяные объемные линзы (далее линзы). Солнечные лучи, проходя через линзы, фокусируются и передают концентрированную солнечную энергию на зачерняющие вещества, из-за чего последние более быстро внедряются внутрь льда, растапливая лед в межкристаллических прослойках. При подъеме солнца над горизонтом и его перемещении также будет перемещаться собранный линзой луч, растапливая новые участки по поверхности льда. Линзы изготавливаются замораживанием воды в специальных формах в виде линз, усеченных конусов, цилиндров или полуцилиндров и т.д., фокусирующих солнечные лучи. С наступлением теплого времени года разупрочненный таким способом лед быстрее распадется и растает или при подходе паводковой воды разрушится. Для увеличения воздушной прослойки между линзой и льдом в последнем делают цилиндрическое углубление, например лунку рыбацким буром диаметром меньшим, чем диаметр линзы, а лунку накрывают линзой. Такой способ в случае занесения снегом поверхности льда предохранит лунку от попадания снега и обеспечит эффективное разрушение льда. Для упрощения работы на поверхности льда можно сделать канавы, ширина которых меньше, чем основание линз, которыми накрывают эти канавы.
Таким образом, за счет усиления солнечной радиации путем фокусирования солнечных лучей с помощью ледяных объемных линз можно ускорить разупрочнение льда без распиловки и использования искусственных источников энергии.
1. Способ разупрочнения ледяного покрова, заключающийся в зачернении зачищенного от снега поверхности льда, отличающийся тем, что на поверхности зачерненного льда размещаются ледяные объемные линзы, фокусирующие солнечные лучи.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ледяные объемные линзы, фокусирующие солнечные лучи, располагаются над углублениями во льду, имеющими меньший размер, чем основание ледяной объемной линзы.
