Способ предотвращения заторообразования

Способ предотвращения заторообразования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 посредством создания искусственного затора выше по течению реки относительно данного затороопасного участка. Искусственный затор создают посредством установки под лед устройств в виде плавучих конструкций с последующим разрушением заторов с периодичностью, достаточной для обеспечения беззаторной ледопропускной способности русла реки на данном участке. После каждого разрушения затора производят его повторное формирование (RU 2211893 С2, 10.09.2003).

Недостатком способа является сложность технологии его осуществления.

Сущность изобретения заключается в упрощении процесса формирования и разрушения искусственного затора.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в более эффектном 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 течению реки относительно данного затороопасного участка, при этом искусственный затор создают посредством сооружения ворот на берегах реки, с помощью которых уменьшают площадь гидравлического сечения русла реки с периодичностью, достаточной для обеспечения беззаторной ледопропускной способности русла реки на данном затороопасном участке реки.

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 О 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 устройство для создания искусственного затора. Устройство выполнено в виде ворот, установленных на берегах реки, с помощью которых можно периодически уменьшать площадь гидравлического сечения русла реки.

Если в процессе начавшегося ледохода возникают очевидные признаки образования затора (замедление скорости льдин, их наслоение и торошение), то начинают закрывать ворота, т.е. уменьшать площадь гидравлического сечения русла реки. Процесс закрытия ворот прекращают, когда в месте их установки начнется нагромождение обломков льда, т.е. возникнет искусственный затор и продвижение льда к нежелательному затороопасному участку остановится.

После того, как участок реки между искусственным и естественным заторами очистится ото льда, ворота открывают и за счет течения реки искусственный затор разрушается. 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), ворота вновь начинают закрывать, что при определенной степени их закрытости, т.е. увеличении степени стесненности потока приведет к формированию нового искусственного затора. Таким образом, к данному затороопасному участку устремится отдельное ледяное поле безопасной протяженности. После прохождения им затороопасного участка искусственный затор вновь разрушают, т.е. повторно открывают ворота. 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 (см. фиг.1) устанавливают устройство в виде открывающихся и закрывающихся ворот 5 (см. фиг.1 и 2). 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 посредством открытия ворот 5 (см. фиг.1, 2). Аналогичные процессы повторяют до тех пор, пока не исчезнет угроза заторообразования на участке 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 сооружения ворот на берегах реки, с помощью которых уменьшают площадь гидравлического сечения русла реки с периодичностью, достаточной для обеспечения беззаторной ледопропускной способности русла реки на данном затороопасном участке реки.