СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗАТОРА Российский патент 2004 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к проведению работ по разрушению заторов на участках рек.

Уровень техники известен из способа разрушения заторов, заключающегося в проведении подрыва ледяного покрова (В.В.Богородский, В.П.Гаврило, О.А.Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983, 232 с. [1]).

Недостатком способа являются огромный вред, приносимый взрывами рыбному хозяйству, и его низкая эффективность [1].

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности разрушения затора на данном участке реки.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в предотвращении разрушительных наводнений в районах затора.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: затор ликвидируют путем его разрушения.

Отличительные: затор разрушают изгибно-гравитационными волнами, возбуждаемыми плавучим волнопродуктором с частотой, равной критической частоте для условий данной акватории, при этом волнопродуктор размещают на нижней по течению реки кромке затора, а доставляют к месту выполнения работ и приводят в действие при помощи вертолета.

Общеизвестно, что возникновение на участке реки затора сопровождается неизбежным повышением уровня воды и разрушительными наводнениями.

Также известно (Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967, 217 с. [2]), что путем возбуждения изгибно-гравитационных волн (ИГВ) периодической нагрузкой с частотой, равной критической для условий данной акватории, можно разрушить ледяной покров с небольшими энергозатратами, т.к. при этом на акватории, покрытой льдом, возникнут резонансные ИГВ.

Способ осуществляется следующим образом. Если возникла проблема разрушения затора, то на его нижней кромке при помощи вертолета размещают волнопродуктор в виде, например, куба весом не более подъемной силы вертолета. Волнопродуктор размещают на фарватере реки, т.е. в том месте, где скорость течения наибольшая. Большая скорость течения будет способствовать более быстрому сносу обломков затора вниз по течению. После этого вертолет зависает над кромкой затора и при помощи предварительно установленной на нем лебедки и троса сообщает волнопродуктору вертикальные колебания с критической частотой (и амплитудой, достаточной для возбуждения волн максимальной амплитуды). Возникающие при этом резонансные изгибно-гравитационные волны в заторошенном льду, а также сила тяжести волнопродуктора будут воздействовать на затор, вызывая его эффективное разрушение.

Критическую частоту ω можно определить по зависимости [2]: , где ρ_в - плотность воды, g - ускорение силы тяжести, D - цилиндрическая жесткость ледяного покрытия, т.е. заторошенного ледяного покрова, или экспериментально, т.е. вывести волнопродуктор из состояния равновесия (приподнять надо льдом и быстро опустить) и определить собственную частоту свободных колебаний системы волнопродуктор - лед - вода.

Реализация изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан в плане участок реки с разрушаемым затором; на фиг.2 – разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 – разрез Б-Б на фиг.1.

Если возникла проблема разрушения затора 1 на реке 2, то на его нижней кромке 3 начинают возбуждать изгибно-гравитационные волны 4 при помощи волнопродуктора 5. Волнопродуктор 5 доставляют в район выполнения ледокольных работ 1 при помощи вертолета 6 и размещают на фарватере 7 реки 2, где скорость течения v наибольшая. Затем при помощи лебедки 8 и троса 9 волнопродуктору 5 сообщают вертикальные колебания с критической частотой ω.

Изобретение относится к технике проведения работ по ликвидации заторов на участках рек и направлено на предотвращение наводнений, возникающих при заторообразованиях на реках. Затор разрушают изгибно-гравитационными волнами, возбуждаемыми плавучим волнопродуктором с частотой, равной критической частоте для условия данной акватории, при этом волнопродуктор размещают на нижней по течению реки кромке затора. Волнопродуктор доставляют к месту выполнения работ и приводят в действие при помощи вертолета. Изобретение позволяет эффективно разрушать заторы на реках без нанесения ущерба рыбному хозяйству. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ ликвидации затора, заключающийся в его разрушении, отличающийся тем, что затор разрушают изгибно-гравитационными волнами, возбуждаемыми плавучим волнопродуктором с частотой, равной критической частоте для условия данной акватории, при этом волнопродуктор размещают на нижней по течению реки кромке затора.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что волнопродуктор доставляют к месту выполнения работ и приводят в действие при помощи вертолета.