ГИДРОБУФЕРНАЯ СИСТЕМА ЛЕДОРЕЗОВ Российский патент 2007 года по МПК E02B15/02 

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к ледоразрушающим устройствам, и может быть использовано для предупреждения возникновения заторов и предотвращения наводнений, возникающих при заторообразованиях на реках.

Общеизвестно, что при весеннем ледоходе в узких местах, на крутых поворотах русел рек, перед гидротехническими сооружениями вероятность возникновения заторов довольно высока.

Во время подъема воды в реке в первую очередь увеличивается серединный уровень реки по отношению к береговому. В результате все предметы, плывущие по реке, постепенно прибивает к берегу. Более легкие предметы, в том числе небольшие льдины, береговыми водоворотами отбивает назад. А крупные льдины под действием своей тяжести, течения, рельефа и состава грунта выносит на берег. Они и образуют основание затора. Последующая крупная льдина упирается в это основание, скорость ее движения замедляется, ее начинает разворачивать. Другая крупная льдина, плывущая вдоль другого берега, догоняет предыдущую и расклинивает ее. В результате образуется ледовая арочная очень прочная конструкция. Последующее хаотичное нагромождение льдин затормаживает поток воды. Вода начинает резко подниматься, выталкивая и спрессовывая лед все дальше на берег. Образуется затор.

Причины возникновения заторов:

- во время ледохода повышается высота серединного уровня реки по отношению к береговому уровню;

- чем выше температура воздуха, тем сильнее прибывает вода и тем выше серединный уровень реки;

- большое значение имеет рельеф и грунт реки: на песчаных или глинистых местах заторы бывают чаще.

Наиболее распространенным способом борьбы с весенними заторами пока остается разрушение льда взрывами. Это наносит непоправимый экологический вред.

Известны устройства для разрушения льда, которыми снабжают опоры мостов, включающие наклонно установленные ледорезы (Мосты и сооружения на дорогах. Часть 2. Гибшман Е.Е. и др. Изд. 2-е, переработ. и доп. Изд-во «Транспорт», 1972, с.174-175; Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Ледотермические явления и их учет при возведении гидроузлов и гидротехнических сооружений. Л., Энергия, Ленинградское отделение, 1979, с.131).

Недостатки известных устройств заключаются в том, что они установлены стационарно, выполнены монолитными, они защищают опоры моста, но не предотвращают заторы.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности разрушения и предотвращении образования затора на проблемных участках реки.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в предотвращении разрушительных наводнений угрожающих жизни людей в районах заторов.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидробуферной системе ледорезов, включающей наклонно установленные ледорезы, согласно изобретению ледорезы выполнены в виде наклонных бетонных балок, каждая из которых установлена на опорные плиты, в которых выполнены гнезда для наклонных бетонных балок, одно из которых выше другого настолько, что угол между балкой и плоскостью опорных плит составляет 25-35°, и отверстия для их крепления, при этом опорные плиты установлены на плавучие платформы из соединенных между собой цельных хлыстов дерева параллельно береговой кромке, через 30-50 м друг от друга, начиная от летней кромки воды.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан ледорез гидробуферной системы ледорезов в собранном виде; на фиг.2 - ледорез гидробуферной системы ледорезов, вид сбоку; на фиг.3 и 4 показана схема расположения гидробуферной системы ледорезов в русле реки в летний период.

Гидробуферная система ледорезов состоит из нескольких ледорезов, каждый из которых, в свою очередь, состоит из бетонной балки 1, которая выполняет функцию ледореза, закрепленной, например, болтами 2 в гнездах 3 опорных плит 4, установленных на плавучие платформы 5. Плавучие платформы 5 состоят из нескольких соединенных между собой цельных хлыстов дерева.

В проблемное место реки (где образование затора угрожает жизни людей) доставляют гидробуферную систему ледорезов. Ее доставляют по воде на барже, в летний период, когда уровень воды в реке находится на нижней отметке.

Сначала собирают один ледорез системы. Для этого параллельно береговой кромке, начиная от летней кромки воды, отступив от нее 1,5-2 м, укладывают несколько хлыстов дерева, скрепляя их между собой проволокой или металлическими скобами. На них устанавливают опорные плиты 4, в гнезда 3 которых укладывают бетонную балку 1, которую закрепляют в гнездах 3 болтами 2. Каждая бетонная балка 1 установлена на две опорные плиты 4, т.к. две опорные плиты установить легче и проще, чем одну общую. На концах бетонной балки 1 выполнены отверстия для ее крепления в гнезде 3, в котором также имеются отверстия для крепления в них бетонной балки 1. Гнезда 3 имеют разную высоту, т.е. низкое гнездо установлено на одну опорную плиту, а более высокое - на другую опорную плиту, и выполнены одно ниже другого настолько, что установленная в них балка образует с плоскостью опорных плит 4 угол 25-35°. При величине угла больше 35° лед будет упираться в ледорез и создавать затор, а при величине угла меньше 25° лед будет разламываться и крошиться, но при этом длину балки необходимо увеличить. Бетонную балку 1 устанавливают на опорные плиты так, чтобы более низкое гнездо было расположено навстречу течению реки. Это делается для того, чтобы лед мог легко наползать на балку. Затем в отверстия, выполненные на опорных плитах 4 для их крепления к плавучей платформе 5, свободно вставляют металлические штыри 6, нижний конец которых вбивают между хлыстами дерева плавучей платформы 5, а верхний конец загибают или вставляют в отверстие на его конце стержень, для того чтобы штырь 6 не проваливался в отверстие опорной плиты 4.

Следующий ледорез гидробуферной системы ледорезов собирают так же, как и первый, и устанавливают его параллельно первому на расстоянии 30-50 м. Расстояние между ледорезами зависит от угла подъема отмели. Чем положе отмель, тем больше расстояние между ледорезами, для того чтобы ледорезы работали поочередно по мере подступления к ним воды. Количество ледорезов на каждой отмели определяется индивидуально и зависит от размеров и угла подъема отмели: чем больше отмель, тем меньше угол подъема отмели, тем больше ледорезов в гидробуферной системе. Гидробуферные системы ледорезов устанавливают в стороне от судового хода на нескольких поворотах реки одновременно.

Устройство работает следующим образом.

Во время весеннего ледохода льдины наползают на гидробуферную систему ледорезов и под действием собственного веса разламываются и крошатся до безопасных размеров. Гидробуферная система ледорезов сдерживает скорость движения льдин перед проблемным местом на реке и вдоль берега, исключает причины возникновения заторов.

Преимущества заявляемого изобретения:

- в отличие от стационарно установленных ледорезов заявляемая гидробуферная система ледорезов расположена на плавучих платформах - это исключает ее замывание в песок;

- гидробуферная система ледорезов выполнена разборной, поэтому при изменении русла реки ее можно легко перенести на новое место;

- гидробуферная система ледорезов может работать несколько лет без корректировки, пока не изменится русло реки;

- ледорезы работают при различном уровне воды в реке весной: чем выше уровень воды, тем большее количество ледорезов находится в работе; когда самый первый ледорез будет находиться под уровнем воды, следующий, который расположен ближе к берегу, начинает работать;

- гидробуферная система ледорезов саморегулируемая, т.е. работает при малой и при большой воде;

- в отличие от других средств предотвращения и разрушения заторов, при которых используются взрывные работы, наносящие огромный экологический вред, заявляемое изобретение является безопасным и безвредным для окружающей среды и для людей.

Изобретение относится к ледотехнике, а именно к ледоразрушающим устройствам, и может быть использовано для предупреждения возникновения заторов и предотвращения наводнений, возникающих при заторообразованиях на реках. Гидробуферная система ледорезов включает наклонно установленные ледорезы, которые выполнены в виде наклонных бетонных балок, установленных на опорных плитах, в которых выполнены гнезда для наклонных бетонных балок, одно из которых выше другого настолько, что угол между балкой и плоскостью опорных плит составляет 25-35°, и отверстия для их крепления. Опорные плиты установлены на плавучие платформы из соединенных между собой цельных хлыстов дерева параллельно береговой кромке, через 30-50 м друг от друга, начиная от летней кромки воды. Изобретение обеспечивает повышение эффективности разрушения льда и предотвращения образования заторов на проблемных участках реки и разрушительных наводнений, угрожающих жизни людей в районах заторов. 4 ил.

Гидробуферная система ледорезов, включающая наклонно установленные ледорезы, отличающаяся тем, что ледорезы выполнены в виде наклонных бетонных балок, каждая из которых установлена на опорные плиты, в которых выполнены гнезда для наклонных бетонных балок, одно из которых выше другого настолько, что угол между балкой и плоскостью опорных плит составляет 25-35°, и отверстия для их крепления, при этом опорные плиты установлены на плавучие платформы из соединенных между собой цельных хлыстов дерева параллельно береговой кромке, через 30-50 м друг от друга, начиная от летней кромки воды.