СПОСОБ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ВОДОЕМА ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ ГАРАНИНЫХ Российский патент 1995 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, водоснабжению, рыбному хозяйству в водоемах закрытого типа и может найти применение в условиях сурового климата, где водоемы (озера) с небольшой глубиной частично или полностью промерзают, а их использование в народном хозяйстве в настоящее время не представляется возможным.

Известен способ предохранения водоемов от большого промерзания путем образования воздушной прослойки под ледяным покровом.

Недостатками способа являются сложность и высокая трудоемкость при установке и извлечении устройства, отсутствие контроля за количеством подаваемого под лед воздуха, диаметром и толщиной воздушной прослойки, повышенные требования к безопасности при производстве работ и недостаточная его надежность.

Цель изобретения повышение эффективности и надежности способа.

На фиг. 1 показан водоем в плане; на фиг. 2 водоем в разрезе, в частности озеро, с использование нижеописанной технологии производства работ.

С наступлением постоянных отрицательных температур наружного воздуха водоем 1 (озеро) с поверхности замерзает. В результате образуется слой льда, толщину которого принимают исходя из его несущей способности не менее 15 см. Этой толщиной достаточно, чтобы выдержать вес человека. Для ускорения промерзания льда до расчетной толщины и устранения на ледяном покрове свежевыпавшего снега, выполняющего роль теплоизоляции, над поверхностью водоема 1 создают принудительную циркуляцию наружного воздуха с помощью вертолета. В ледяном покрове 2 по всей площади водоема 1 выполняют сквозные отверстия 3 диаметром 15-20 мм в шахматном порядке на расстоянии 15-20 м. В отверстия 3 вмораживают инвентарные металлические трубки 4 с воздушными кранами 5. Диаметр трубок 4 принимают несколько меньше диаметра отверстий 3. Одновременно с установкой трубок 4 в ледяном покрове 2 выполняют сквозные прорези 6 вокруг отверстий 3 с помощью ручной механической пилы, образуя таким образом, отдельные льдины 7 круглой формы. К трубкам 4 присоединяют резиновые шланги 8, открывают краны 5 и подают от компрессора 9 морозный воздух под льдины 7. Под льдинами 7 образуются теплоизолирующие экраны 10 из воздуха, который в малоподвижном состоянии является хорошим теплоизолятором. Продолжительность подачи воздуха под льдины 7 определяют путем выхода избыточного количества воздуха из прорези 6 или по изменению давления на манометре, установленном на компрессоре 9. После образования воздушного экрана 10 кран 5 на трубке 4 закрывают. Таким образом, под 80% площади водоема 1 создают теплоизолирующий экран 10, а трубы 4 с закрытыми кранами 5 оставляют на весь период с отрицательными температурами воздуха. После создания под ледяным покровом 2 экрана 10 дальнейшее промерзание водоема 1 прекращается.

Наращивание льда с поверхности происходит только между льдинами 7, где отсутствует экран 10 и имеет место контакт с водой. Наращивание льда между льдинами 7 приводит к перемещению ледяного покрова 2 вверх, поэтому смерзание покрова 2 с льдинами 7 не происходит. Холодный воздух постепенно нагревается от воды, а его эксплуатационная температура устанавливается близкой к 0^оС.

Воздух под льдинами находится под небольшим избыточным давлением, поэтому льдины 7 располагаются несколько выше отметки ледяного покрова. Разрушение льдин 7 не происходит, поскольку внутреннее давление воздуха по всей площади льда является постоянным и уравновешивает вес льда. Наличие воздушного экрана 10 под льдинами 7 снижает теплопередачу в 20-30 раз, в результате промерзание водоема 1 не происходит, а вода в водоеме сохраняется в течение всего холодного периода при положительной температуре. Поэтому можно предположить, что вечномерзлый грунт в водоеме даже в зимний период оттаивает на глубине 50-70 см.

С наступлением положительных температур воздуха краны 5 открывают и воздух из водоема 1 выпускают. Льдины 7 небольшой толщины вступают в контакт с водой и под действием инсоляции, положительной температуры воздуха и воды быстро превращаются в воду. Таким образом, вода в водоеме сохраняется с положительной температурой круглый год. Это обстоятельство позволяет использовать водоем в качестве постоянного источника водоснабжения.

Учитывая существенное изменение теплового режима водоема (озера), в котором температура воды повышается в летнее время на несколько градусов и положительную эксплуатационную температуру в зимний период, можно утверждать, что оттаивание вечномерзлого грунта за один год составляет 1,5-2 м, а через 4-5 лет глубина слоя донного талого грунта достигнет 8-10 м. Это позволит использовать водоем для гидродобычи строительных материалов, разведения и промысла рыб.

Использование: при гидротехническом строительстве в водоснабжении, в рыбных хозяйствах в водоемах закрытого типа, в условиях сурового климата, где водоемы с небольшой глубиной частично или полностью промерзают. Сущность изобретения: ледяной покров разделяют на отдельные льдины. В среднюю часть каждой льдины вмораживают трубку с запорной арматурой. Под каждую льдину подают воздух. Циркуляцию воздуха для освобождения ледяного покрова от снега создают с помощью вертолета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ предохранения водоема от промерзания, включающий образование воздушной прослойки под ледяным покровом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, поверхность ледяного покрова освобождают от снега и охлаждают путем создания над поверхностью циркуляции воздуха с помощью транспортного средства, разделяют ледяной покров на отдельные льдины, в среднюю часть каждой льдины вмораживают трубку с запорной арматурой, после чего под каждую льдину подают воздух. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что циркуляцию воздуха создают с помощью вертолета.