Защитное устройство от стихийных бедствий

 

Использование: для защиты от стихийного бедствия - селя, наводнения от весеннего паводка, лавины. Сущность изобретения над ложем ледника устанавливают искусственную опору, на которой размещают баллоны со льдом, при этом баллоны 8 образуют профиль П-образного сечения, полость которого заполнена льдом. Дно профиля устанавливают на искусственной опоре, а боковые стенки скрепляют со склонами реки. 6 ил.

(s»s Е 02 В 7/02

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОП И САН И Е И ЗОБ Р ЕТЕ Н И Й ивньпаь, .

БИБРИЩ Я ...

К ПАТЕНТУ (21) 4897439/15 (22) 28.12.90 (46) 07.09.93. Бюл, М 33-36 (76) Таланов Б.П. (54) ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ОТ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ (57) Использование: для защиты от стихийного бедствия — селя, наводнения оТ весенИзобретение может быть использовано для защиты от стихийного бедствия — селя, наводнения от весеннего паводка. лавины (преимущественное использование — для высокогорной эоны от селя).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является гидротехническое сооружение, содержащее баллоны со льдом, которые оборудованы из металлического каркаса. С наружной стороны баллона расположено замораживающее устройство (авт. св. hh 1040033 кл. Е 02 В

7/02, 1981). Баллон с многослойным покрытием, включая замораживающее устройство, размещают в водной среде и он удерживает водную среду по одну сторону.

Недостатками этого устройства являются: значительная материалоемкость, т.е. оболочки баллона образованы жесткой конструкцией; трудоемкость образования сооружения; необходимость энергозатрат для замораживания воды внутри каркаса баллона и для его поддержания: ограниченная прочность сооружения. него паводка, лавины. Сущность изобретения: над ложем ледника устанавливают искусственную опору, на которой размещают баллоны со льдом, при этом баллоны 8 образуют профиль П-образного сечения, полость которого заполнена льдом. Дно профиля устанавливают на искусственной опоре, а боковые стенки скрепляют со склонами реки. б ил.

Цель изобретения — снижение материалоемкости, трудоемкости работ при возведении сооружения, повышение прочности сооружения, Поставленная цель достигается тем, что защитная стенка выполнена иэ баллонов со льдом, при этом ряды баллонов образуют в сечении герметичные стенки и дно близкие к fl-образной форме, внутренняя полость которой заполнена льдом, причем лед образован путем льдообразоеания из воды, которой заполняются названные выше СР элементы.

Далее будет рассмотрено защитное устройство от стихийных бедствий (защита) в (,) высокогорной зоне от селя. Однако следует иметь ввиду что аналогично делается защитная стенка or лавины.

На фиг. t представлен характерный гор- ( ный рельеф; на фиг,2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг.З вЂ” разрез Б-Б на фиг,2; на фиг.4— разрез 8-В на фиг.3; на фиг.5 — баллон при его заправке водой; на фиг.6 — вариант защитнои стенки, 2000383

Морены 1, которые являются основным источником камней и грязи окружают высокогорные озера 2 и располагаются вдоль ледника 3 по его сторонам. Наиболее целесообразно установить защитное устройство от селя в верхней части горной реки 4, где зарождается сель. Это связано также с тем, что средняя плотность потока здесь меньше и, следовательно, меньше его кинетическая энергия, которая приводит к разрушению.

Как правило, после языка 5 ледника остается старое ложе 6 ледника, имеющее большую и сравнительную ровную площадку, которая ниже переходит в узкое ущелье в скальной породе, образованное за миллионы лет потоком горной реки.

Защитное устройство включает в себя искусственную опору 7, на которой размещены баллоны 8, Баллоны 8 образуют П-образное сечение (фиг.б). Баллоны 8 могут быть размещены в навал (фиг.3). Опора 7 располагается над ложем 9 горной реки. Сами баллоны 8 по своим краям имеют штуцера 10, которые обжаты бандажом 11.

Остальные элементы служат для выполнения сооружения: трубопровод 12 с насосом

13 и водоемом 14.

Боковые стенки сооружения, образованные краем баллонов 8 П-образного сечения и ледовая масса, которая заполняет указанное сечение. крепятся к склонам 15, 16 реки.

Возведение сооружения осуществляется в холодный период(осенью. зима, весна).

На фиг.2 показаны уровни à — зимний, . Д вЂ” летний, Š— допустимый уровень потока, который не приведет к разрушениям народно-хозяйстве н н ых объектов.

Монтаж осуществляется следующим образом.

Для изготовления предлагаемой защиты устанавливают опору 7 на принятой высоте параллельно ложу 9 реки, выше опору

7 уровня Г образуют укладкой свай (фиг.4).

Материал свай — любой: могут быть доставлены, например вертолетом уголки. швеллер. На опору 7 укладывают баллоны 8, которые выполнены из водонепроницаемого материала. например иэ каландрированного капрона.

Баллон 8 заполняется водой, которая замерзает и баллон сам становится опорой.

Опору 7 после замерзания воды можно снять.

Баллон 8 содержит съемный штуцер 10, который обжат бандажом 11, аналогично оформлен и другой конец баллона, Второй штуцер 10 (на фиг.5 слева) служит для выхода воздуха, который вытесняется водой.

Для получения близкой к цилиндру формы левый штуцер следует приподнять, допустим, на 5 м, Это создаст подпор внутри баллона от столба жидкости. Еще возможно надевание на баллон перед наполнением водой колец из пластика, например полиэтилена, через 5 м, Возможно заполнение нескольких баллонов 8 через коллектор, Заполнение кончают при переливе во10 ды из левого штуцера.

Сам баллон 8 выполнен в виде свернутой на барабан оболочки, которая срезается нужной длины, на концах устанавливаются штуцера 10. которые обжимаются самим ма"5 териалом от бандажа. К штуцеру крепится магистраль 12, например, иэ пожарного рукава с быстросъемным соединением (байонет), К рукаву 12 подсоединяется насос 13, который опущен в водоем, В качестве насо20 са целесообразно использовать центробежный насос типа ЭЦН для добычи нефти, т.к. его производительность до 1250 м /сут при давлении до 200 атм, Водоем 14 — углубление в самой реке.

Склоны 15, 16 реки предварительно обрабатываются путем взрывных работ для образования сцепления с ледовой массой, Если склоны не скальной монолит, а старая морена. то вбиваются опоры в ее склоны 15, 16, 30 Сначала заполняется нижний ряд баллонов 8 на опоре 7, После льдообразования воды в нижнем ряду выкладываются по мере льдообраэования боковые стенки П-образного сечения (фиг.6), а затем водой эаполня35 ется вся П-образная полость из баллонов 8.

После льдообразования сооружение представляет собой монолитную ледовую массу, закрепленную на склонах 15. 16 своими боковыми стенками, которые копируют

40 все неровности монолитной скальной части или удерживаются предварительно вбитыми опорами.

Действует защитное устройство следу- ющим образом.

45 При возникновении селя поток воды с камнями возрастает. Защита пропускаетпоток до высоты Г, которая определяется опорой 7.

При увеличении водообразования вода

50 удерживается защитой и начинается заполнение расположенного выше ложа ледника.

Высота защиты выбирается из расчета удержания всей массы селя. но следует иметь в виду, что одновременно осуществляется повышенный сток через проем, так как его сечение увеличилось и напор вырос.

Желательно выбрать место, которое имеет скальное ложе 9. Ложе реки желательно иметь гладкое и с большим наклоном, т.е. возможна его обработка зимой, когда дно

2000383 почти полностью обнажается. Такие требования продиктованы тем обстоятельством, чтобы большие камни (до 4 M) не застревали в проеме, Склоны 15, 16должны иметь макронеровности как вдоль реки, так и по склону, чтобы весь массив защиты стенки не имел возможности видимой подвижки. Можно такие формы организовать местными взрывами.

Образованные неровности будут заполняться льдом при его течении. Это обеспечит хорошую сцепляемость со склонами.

Угол а должен быть около 90" или более, чтобы больше была составляющая нормального давления на склон.

Сель продолжается 2-3 дня, затем погода стабилизируется, водообразование снижается и обстановка стабилизируется, приближаясь к нормальной к концу третьего дня. В проеме снижается поток и занимает уровень Д.

Летом в высокогорной зоне, которую мы рассмотрели, ночная температура будет отрицательна или О, а дневная — положительная, что приведет к таянию на поверхности. Этот процесс не нарушит целостности нижней и срединной частей защиты, а они определяют несущую способность защиты, т.е. какое бы подтаивание льда в наружных слоях защиты не происходило, она останется стойкой до следующей зимы и может быть наращена, В особых случаях, когда опасность черезвычайно велика, можно использовать холодильную технику для ускорения замерзания. а также предотвращения таяния. Для этого в баллоны помещаются теплоотводящие трубки холодильного устройства, которое может быть постоянно действующим либо разовой заморозки. В последнем случае через трубку пропускают жидкий азот, начиная с паров, чтобы трубки охлаждались постепенно и избежать взрыва от быстрого парообразования. Тогда защиту такого объема можно образовать в течение, допустим. 1 сут при использовании нескольких насосов и быстрой заморозки.

Защита будет медленно оседать, под действием собственного веса "течь", Этот процесс наблюдается на всех ледниках (в данном случае перекидной ледник). Перекрыть поток воды он не сможет, так как он будет смывать лед.

Такие же процессы идут в ледниках— донные реки, Но нельзя допускать, чтобы проем уменьшался, так как это приведет к застреванию крупных камней. Поэтому ежегодный профилактический "ремонт" будет заключаться в следующем: подрезание свода у проем дисковыми фрезами до нужной

25 г

55 высоты; наращивание боковых стенок баллонами 8 сверху (рассматривается вариант

"корыто") и заполнение образованного корыта водой. Т.е. при длительной работе такой защиты она станет сплошным ледовым монолитом с баллонами по краям (на торцах), которые установлены друг на друге.

Разрушение QT самого динамического напора защиты невозможно, как это показано выше, Более интенсивное вымывание верхней поверхности проема будет иметь место, но не следует ожидать сильного вымыва, так как вымывание будет потом компенсировано оседанием льда.

Образованная таким образом защита позволяет по прочности выдержать с огромным запасом всю массу селя даже без протечки через проем. Длина защиты вдоль речки должна быть в 1,5 раза больше высоты для ее устойчивости и она должна регулярно зимой наращиваться и срезаться снизу для поддержания высоты проема. Возможно наращивание защиты и летом в вечерние часы, когда вода большая. Льдообразование будет ночью при отрицательной температуре.

Рассмотрен случай действия сооружения без опоры 7, т,е. после начального монтажа опора 7 снята для использования в других местах. Однако и при оставлении опоры ничего не изменится, так как лед будет "течь" и через окна опоры 7. Если защита устанавливается не по рассмотренному оптимальному положению. а являться сложной, которая меняет направление, то она изготавливается таким же образом, но имеются свои требования. В этом случае нужно создать хорошее сцепление с грунтом. Такое сцепление можно осуществить путем искусственного нарушения поверхности взрывами. Тогда опорой 7 является грунтовая поверхность.

После поворота пути селя можно вновь перейти к рассмотрению основной защиты. т.е. можно искусственно создать один и даже оба склона из баллонов со льдом. Таким образом, устройство является универсальным по принципам своего построения.

Для устранения разрушительного воздействия лавин, такие сооружения (одна или более) устанавливаются на ее пути. Высота сооружения должна быть такой, чтобы она была способна задержать весь снег от максимальной лавины. Тогда вторая стенка является страховочной.

Накопившийся снег будет стаивать при потеплении. Для более интенсивного таяния снега его поверхность следует затем2000383 нить, например, распылением химических реактивов. Для предотвращения наводнений в местах, где они происходят регулярно весной, зимой, изготавливается в наиболее узком месте такая же защита, надо льдом 5 выкладывается стена иэ баллонов вдоль реки.

Защита на самой реке устанавливается над ледовым покровом на высоте, которая определяет максимально допустимый рас- 10 ход воды.

Такое сооружение необходимо изготавливать ежегодно, так как оно эа лето полностью растает. Зазор может быть образован надувной емкостью, которая после льдооб- 15 разования удаляется, Формула изобретения

Защитное устройство от стихийных бедствий, преимущественно от селя, выполненное иэ баллонов со льдом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения материалоемкости устройства. трудоемкости работ при его возведении и повышения прочности защитного устройства при сохранении габаритных размеров несущего сечения, оно снабжено искусственной опорой и выполнено корытообраэного сечения, профиль которого образован баллонами со льдом, при этом дно профиля установлено на искусственной опоре, а боковые стенки скреплены со склонами реки, причем полость корыта заполнена льдом, 2000383

Составитель Б. Таланов

Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Редактор

Заказ 3068

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101