Способ снижения последствий аварийной ситуации на реке

 

Изобретение относится к области гидротехники и касается снижения или устранения последствий, возможных на равнинных реках от ледовых заторов, наводнений. В способе снижения последствий аварийной ситуации на реке, включающем силовое воздействие на водную массу, в водной среде ниже возможного годового уровня воды закрепляют реверсивные электрические двигатели с гребным винтом, а силовое воздействие оказывают перемещением водной массы гребным винтом. Способ универсален благодаря силовому воздействию на лед или водную массу, осуществляемому перемещением водной массы гребным винтом реверсивного двигателя электрического типа.

Изобретение относится к снижению или устранению последствий, возможных на равнинных реках от ледовых заторов, наводнения. Каждую весну, когда начинается интенсивное таяние льда и снежных покровов, происходит переполнение рек с частичным разрушением ледового покрова, образованием ледовых заторов, которые играют роль дамбы и удерживают водную массу с переполнением выше затора. Водная среда наполняется и от заторов, причем в виде водяного вала, который опасен для нижерасположенных сооружений. Все эти процессы переходят один в другой плавно или с аварийными последствиями.

Общим способом борьбы с этими явлениями является набор водной массы при переполнении русла в хранилища, но они ограничены по своей емкости и могут принять не более 50% массы "лишней" воды по европейской части России. Такие же сложности вызывают заторы при ледоходе, и с ними борются взрывами вдоль русла (сообщение со съемками на НТВ 23.05.99 год).

Недостатками такого способа являются: - возможность образования затора ниже по течению из-за движения значительной массы льда, - разрушение зимних ям, в которых зимовала рыба, а также нерестилищ рыбы, - нарушение профиля реки от воздействия взрывной волны, - резкое повышение расхода водной массы с последующей опасностью наводнения.

Задачей технического решения является устранение ледовых заторов и наводнений при интенсивном таянии льда и снежных покрытий.

Технический результат достигается тем, что в водной массе ниже возможного годового уровня воды закрепляют реверсивные электрические двигатели с гребным винтом, а силовое воздействие на водную массу оказывают ее перемещением гребным винтом.

Пояснения к способу.

1. Электрические двигатели закрепляют на стойках ниже уровня воды и льда в зимнее время. Двигатели серийно выпускаются герметичными, и уплотняется только вал двигателя, который вращается. Двигатели имеют постоянную электрическую связь с общей системой энергопитания через аппаратуру регулирования и реверса. Двигатели установлены стационарно на стойках, и их местоположение не должно мешать судоходству на данной реке. Для этого двигатели могут быть размещены со смещением относительно русла, где осуществляется движение судов, а летом двигатели обозначают вешками. Ресурсы двигателей рассчитаны на многомесячную и годовую эксплуатацию в непрерывном режиме. Так как в данном случае двигатель эксплуатируется только в период паводка и ледохода, то он может быть использован многие десятилетия. Поэтому затраты на электрические двигатели, отнесенные к одному году, незначительны по сравнению с ущербом от заторов, которые прерывают связь и активную жизнь прибрежных поселков и, как правило, не обходятся без человеческих жертв.

2. Процессы, которые протекают при включенном двигателе, следующие.

2-1. При потеплении для устранения заторов и сброса части излишков водной массы двигатели реверсивно включают. Когда водную массу перемещают вверх по течению, происходит силовое воздействие на ледовый покров в виде распределенной нагрузки. Это приведет к разрушению ледового покрова при его вспучивании и отрыву от береговой линии. Фактически ледовый покров, с точки зрения прочностных воздействий, является мембраной, на которую воздействует распределенная нагрузка. Величина распределенной нагрузки будет определяться только производительностью двигателей. Например, при равенстве расхода при отключенных двигателях и движении водной массы под воздействием гребного винта водная масса приобретет почти нулевую скорость и, поступающая вода будет оказывать силовое воздействие на ледовый покров снизу, и очень значительное по сумме. Даже при величине 0,1 ати давление на 1 м² составит 1000 кг.

Разрушающее воздействие будет и ниже двигателей, так как отток водной массы приведет к провисанию ледового покрова над водой за счет собственной массы, которая будет также представлять распределенную нагрузку, причем большего значения, чем выше двигатели.

2-2. Если теперь изменить направление вращения гребного винта, то ниже по течению будет воздействие снизу на ледовый покров, а выше по течению будет наблюдаться провисание.

Если периодически менять вращение гребного винта, то на ледовый покров будет воздействовать знакопеременная нагрузка, которая более разрушительна, чем постоянная нагрузка.

2-3. На затор воздействие такое же и таким же механизмом разрушения его. Если процесс разрушения начат с упреждением по таянию, то сплав льда пройдет спокойно и не будет чрезмерного переполнения русла от таяния льда.

2-4. После сгона основной массы льда масса водная будет увеличиваться за счет таяния снега. Для снижения возможного наводнения перемещают водную массу вниз по течению вращением винта гребного. Это приводит к росту скоростного напора и, следовательно, расхода водной массы вниз по течению.

2-5. Даже в летнее время возникают аварийные ситуации из-за длительных и обильных осадков (Австрия, Германия, май 1999 г). Данный способ позволяет бороться и с такими летними явлениями.

2-6. Двигатели должны крепиться на стойках-сваях, чтобы избежать заиливания.

Таким образом, способ является универсальным для борьбы с проявлениями природы, которые приводят к аварийным ситуациям: наводнения, ледовые заторы, последствия ливней, причем просто и недорого по сравнению с потенциальными убытками от бедствий.

Причем, разворот лопастей гребного винта позволяет охватить значительную площадь водной массы и она может быть увеличена за счет увеличения угла разворота лопасти и направляющими водного потока.

Формула изобретения

Способ снижения последствий аварийной ситуации на реке, включающий силовое воздействие на водную массу, отличающийся тем, что в водной среде ниже возможного годового уровня воды закрепляют реверсивные электрические двигатели с гребным винтом, а силовое воздействие оказывают перемещением водной массы гребным винтом.