Способ образования полыньи на ледяной поверхности проточного водоема

Способ образования полыньи на ледяной поверхности проточного водоема

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области очистки ото льда части открытых водоемов и водотоков, которое может быть использовано при проведении природоохранных мероприятий для сохранения рыбы - образования отдушин, а также для получения незамерзающих прорубей в сельской местности, в том числе и для создания бассейнов для «моржей» и пр.

Широко известен в сельской местности «дедовский» способ прорубания прорубей во льду топором для зачерпывания воды ведром.

Рыбаки используют более приспособленное для этого средство для скалывания льда за счет совершения возвратно-поступательных перемещений специального инструмента - пешни, состоящей из рукоятки и массивного острого металлического наконечника, или ледобура, выполненного в виде рукоятки для вращения режущей головки с твердосплавными резцами.

К недостаткам известных способов очистки ото льда поверхностей открытых водоемов и водотоков можно отнести их недостаточную эффективность и постоянное физическое участие человека в процессе очистки.

Наиболее близким по технической сущности и назначению - прототипом - является «Способ образования полыньи на ледяной поверхности проточного водоема, включающий удаление льда с поверхности водоема с образованием полыньи путем подачи воды из нижних слоев водоема в верхние при помощи трубопровода», см. патент Российской Федерации №2142383 М кл. В 63 В 35/12, Е 02 В 15/02.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение очистки поверхности водоема ото льда без непосредственного участия человека.

Поставленная задача достигается тем, что трубопровод выполняют в виде замкнутого контура, который устанавливают на телескопических опорах с поплавками так, чтобы трубопровод замкнутого контура был погружен в воду, а его верхняя поверхность находилась на уровне зеркала водной поверхности водоема, при этом трубопровод замкнутого контура связывают с одной стороны замкнутого контура заборным патрубком с нижними слоями водоема, а с другой стороны замкнутого контура - с наклонно установленным трубопроводом отвода воды, который выводят вниз по течению и выходное отверстие которого располагают ниже уровня воды водоема.

Признаки предлагаемого способа, заключающиеся в том, что трубопровод выполняют в виде замкнутого контура, который устанавливают на телескопических опорах с поплавками так, чтобы трубопровод замкнутого контура был погружен в воду, а его верхняя поверхность находилась на уровне зеркала водной поверхности водоема, при этом трубопровод замкнутого контура связывают с одной стороны замкнутого контура заборным патрубком с нижними слоями водоема, а с другой стороны замкнутого контура - с наклонно установленным трубопроводом отвода воды, который выводят вниз по течению и выходное отверстие которого располагают ниже уровня воды водоема - являются признаками неожиданными, неочевидными и не предполагаемыми, направлены на достижение поставленной изобретением задачи постоянной очистки поверхности водоема ото льда. Так, наличие телескопической опоры и поплавков позволяет постоянно поддерживать необходимый уровень расположения замкнутого контура относительно зеркала водной поверхности водоема. Выполнение трубопровода отвода воды, установленным с наклоном вниз по течению с выходным отверстием, расположенным ниже уровня воды водоема, позволяет создавать в замкнутом контуре постоянное движение воды, взятой при помощи заборного патрубка из нижних слоев водоема.

На фиг.1 схематично показано устройство для осуществления предлагаемого способа. На фиг.2 - вид устройства сверху.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи устройства, состоящего из трубопровода, выполненного в виде замкнутого контура 1, например, прямоугольника с заборным патрубком 2, связанным с нижними слоями воды водоема и трубопроводом 3 отвода воды из контура 1, установленного под зеркалом 4 водной поверхности. Выходное отверстие 5 трубопровода 3 смонтировано ниже уровня водной поверхности водоема. С нижней стороны контура смонтирована телескопическая опора 6 с поплавками 7.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Летом устройство, при помощи которого в зимний период осуществляется образование полыньи, на телескопических опорах 6 устанавливают в водоеме. Поплавки 7 позволяют установить контур 1 так, чтобы верхняя поверхность трубопровода контура была погружена в воду и находилась на уровне зеркала водной поверхности. Заборный патрубок 2 от контура 1 опущен в нижние слои воды проточного водоема, а трубопровод 3 отвода воды из контура 1 установлен так, чтобы уровень воды в водоеме был выше уровня расположения выходного отверстия трубопровода 3 и чтобы вода, постоянно под действием наклона и текучести воды, вытекала по трубопроводу 3 из контура.

Вода, как и в сообщающихся сосудах, постоянно заполняет заборный патрубок 2 и контур 1 водой из нижних, более теплых слоев водоема. Далее теплая вода, проходя по контуру 1, нагревает воду вокруг контура и не позволяет ей замерзнуть при минусовых температурах. Отдав часть тепла, вода по наклонно установленному трубопроводу 3 отвода воды из контура вытекает из него. Процесс прохождения теплой воды происходит постоянно, а скорость воды в контуре зависит от угла наклона трубопровода 3.

В зимних условиях после того, как известным способом прорубили прорубь, на дно водоема при помощи телескопических опор 6 устанавливают предлагаемое устройство в водоем. Поплавки 7 обеспечивают поддержание постоянного уровня расположения контура 1 в водоеме.

В случае колебаний уровня воды в водоеме, поплавки 7 и телескопические опоры 6 способствуют опусканию или подъему контура на заданную первоначально высоту относительно зеркала водной поверхности.

Конкретный пример осуществления способа.

Изготовленный авторами опытный образец устройства, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ, был испытан на реке Барнаулка в нескольких километрах выше г.Барнаула. Испытания проводились в декабре 2004 года, температура окружающего воздуха была -15°C. Глубина реки в месте установки устройства составляла 110 см, скорость течения воды - 1,3 м/с. Для сравнения авторами была прорублена контрольная прорубь, которая за ночь замерзла, и толщина льда в ней составила 18-21 мм. Для монтажа установки, для осуществления предлагаемого способа, была прорублена другая прорубь с таким расчетом, чтобы в нее поместился контур с размерами 2000×3000 мм. Затем на дно реки были опущены телескопические опоры 6, нижнюю часть которых вбили в грунт дна реки на 40-50 см. На телескопических опорах был смонтирован контур 1 с заборным и отводящим воду трубопроводами. Трубопровод 3 отвода воды из контура 1 вывели вниз по течению реки на 8 метров и выходное отверстие трубопровода 3 установили на уровне поверхности вытекающего потока. Разница в уровнях поверхности реки в месте установки контура и отверстия выходного трубопровода 3 составила 5-6 см. Как только трубопровод 3 закрепили, из его выходного отверстия полилась вода, которая поступала в прямоугольный контур из нижних более теплых слоев воды реки. Теплая вода, проходя по периметру контура, нагревала его и этим препятствовала образованию льда в воде, находящейся рядом с контуром 1. На другое утро, когда контрольная прорубь замерзла с толщиной льда в 18-21 мм, в проруби, в которой было установлено устройство для осуществления предлагаемого способа, по всему контуру 1 на расстоянии 1-3 см в обе стороны от наружной поверхности труб контура вода была не замерзшей. В центре прямоугольного контура вода замерзла и, превратившись в льдину, плавала. Приподняв один край, льдину отправили под лед, которую унесло течением, а собравшиеся вокруг «моржи» приступили к купанию. В последующие дни процесс оттаивания льда вокруг контура повторялся, как и процесс удаления льдины из середины контура. После доработки трубопровод 3 сначала опустили в русло реки, а затем заменили его на резиновый шланг и проходящий вне трубопровода 3 речной поток воды, создавая эффект эжекции, дополнительно способствовал протеканию воды через контур 1. Кроме того, что в проруби просматривалось множество мальков рыб, было замечено, что семья бобров, о существовании которых никто и не предполагал, также облюбовала эту искусственно созданную полынью.

Предлагаемый способ успешно работал.

Авторами в настоящее время разработаны рабочие чертежи устройства и ведутся переговоры с управлением лесного хозяйства об изготовлении опытной партии устройств для их установки на реках Алтая и проведения более полных испытаний. В дальнейшем предполагается организовать их производство в г.Барнауле для сохранения рыбы в замерзающих проточных прудах и в протоках поймы реки Оби.

Способ образования полыньи на ледяной поверхности проточного водоема, включающий удаление льда с поверхности водоема с образованием полыньи путем подачи воды из нижних слоев водоема в верхние при помощи трубопровода, отличающийся тем, что трубопровод выполняют в виде замкнутого контура, который устанавливают на телескопических опорах с поплавками так, чтобы трубопровод замкнутого контура был погружен в воду, а его верхняя поверхность находилась на уровне зеркала водной поверхности водоема, при этом трубопровод замкнутого контура связывают с одной стороны замкнутого контура заборным патрубком с нижними слоями воды водоема, а с другой стороны замкнутого контура - с наклонно установленным трубопроводом отвода воды, который выводят вниз по течению и выходное отверстие которого располагают ниже уровня воды водоема.