СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЕСЕННЕГО ПАВОДКА Российский патент 2020 года по МПК E02B3/04 E02B3/12 

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон от размыва берегов и образования оврагов во время весеннего паводка.

Мощность концентрированных потоков воды [1] во время весеннего снеготаяния зависит от:

- интенсивности светового потока (солнечного излучения);

- воздействия теплых воздушных масс;

- воздействия дождей смывающих снежный покров.

Во всех трех случаях первым фактором, влияющим на мощность весеннего паводка является площадь снежного покрова, она же площадь контакта снега:

- со световым потоком;

- с теплыми воздушными массами;

- с теплыми осадками.

Вторым фактором является плотность снежного покрова, или проницаемость рыхлой кристаллической структуры для:

- солнечного света;

- теплого воздуха;

- теплой воды.

То есть, для максимального уменьшения скорости таяния снега, тонкий слой снега с больших площадей нужно собрать в бурты большой толщины, увеличить его плотность и максимально изолировать от воздействия факторов ускоряющих снеготаяние.

Например, известен способ предотвращения весеннего паводка и обеспечения пресной водой [2], состоящий в том, что:

- снег набирают в замкнутую форму в определенном объеме и спрессовывают;

- спрессованный снег вакуумируют и заключают в вакуумную герметическую упаковку.

Основным недостатком такого способа являются большие энергетические затраты на сбор и уплотнение снежной массы с больших площадей. Традиционно для этого привлекают сельскохозяйственную технику (бульдозеры, колесные трактора с катками), потребляющую большое количество топлива [3]. Создается противоречивая ситуация: мы тратим энергию (топливо) на защиту снега от энергетических потоков (солнечное излучение, ветер, движение воды).

Преодолеть такое противоречие можно с помощью приема «вред в пользу» когда для замедления таяния снежного массива, используются энергетические потоки ускоряющие его таяние.

Ветровой поток [4] может приводить в движение ветроэнергетическую установку (далее ВЭУ), которая будет вырабатывать энергию для агрегатов собирающих снег с больших площадей, прессующих его и складывающих в бурты. При этом снежные бурты, складываемые вокруг ВЭУ с ростом их высоты не должны ослаблять мощность ветрового потока от которого работает ВЭУ.

Данное противоречие также решается с помощью приема «вред в пользу», когда бурты из уплотненного снега будут усиливать ветровой поток, воздействующий на ВЭУ. Для этого они выполняются так, что играют роль концентраторов ветрового потока.

Поток солнечной энергии, воздействующий на бурт из прессованного снега, может быть использован для испарения дождевой влаги. Для этого внизу каждого бурта необходимо расположить бассейны водоприемники, а сам бурт покрыть слоем теплоизолирующего волокнистого материала обеспечивающего с помощью капиллярных сил подачу дождевой влаги из бассейнов на боковые поверхности бурта для испарения. Испаряющаяся влага будет забирать большую часть солнечной энергии, что резко замедлит таяние бурта.

Цель изобретения: использование для замедления таяния снега энергии солнца и ветра.

Поставленная цель достигается тем, что бурты из прессованного снега формируются как концентраторы ветрового потока для ветроэнергетической установки, обеспечивающей энергией процесс сбора, прессования снега и укладки его в бурты, у подножия каждого бурта создаются бассейны-приемники дождевой влаги, сами бурты покрываются слоем теплоизолирующего волокнистого материала обеспечивающего капиллярный подъем дождевой влаги от подножия бурта на его поверхность для поглощения солнечной энергии путем испарения дождевой влаги.

Предлагаемый способ предотвращения весеннего паводка состоит из следующих стадий:

- размещение ветроэнергетической установки;

- формирование вокруг ветроэнергетической установки площадок для размещения буртов прессованного снега в виде концентраторов ветрового потока с бассейнами приемниками дождевой влаги;

- сбор, прессование и укладка прессованного снега в бурты на площадки в течении всего сезона выпадения снега агрегатами питающимися энергией от ветроэнергетической установки;

- укрытие накануне весеннего паводка буртов прессованного снега слоем волокнистого теплоизолирующего материала;

- замедление в период паводка таяния бурта путем испарения дождевой влаги с поверхности волокнистого теплоизолирующего материала, а в случае ее недостатка, влаги от таяния части прессованного снега;

- использования влаги от таяния бурта за пределами периода паводка в качестве источника пресной воды;

- повторение предыдущих четырех стадий в течение каждого года. Предлагаемый способ позволяет:

- использовать энергию ветра для сбора снега, его прессования и укладки в бурты;

- использовать энергию солнца для испарения дождевых вод и охлаждения буртов из прессованного снега.

Заявляемый способ с присущими ему существенными признаками может быть неоднократно и в различных вариантах, с использованием различных устройств и материалов, успешно реализован на практике с получением указанного выше результата.

Способ предотвращения весеннего паводка поясняется чертежом на Фиг. 1. Вокруг ветроэнергетической установки (1) с вертикальной осью вращения [5] формируются площадки для размещения буртов прессованного снега (2). Вокруг каждого бурта (3) располагается канава (бассейн) для накопления дождевой влаги.

Зимой роботизированный снегоуборочный агрегат (4) подсоединяет сменную аккумуляторную тележку(5) у зарядной станции (6), где аккумуляторы заряжаются от ВЭУ (1) и используя накопленную электроэнергию выбирает снег из канавы (3), где он накапливается, при перемещении его ветрами. Агрегат прессует снег в гранулы [6] и укладывает в бурт на площадку. По мере роста высоты бурта он начинает играть три роли:

- концентратора ветрового потока для ВЭУ, концентрируя ветровой поток между двумя сходящимися под углом буртами (2);

- эффективной ветровой тени (ветровой поток концентрируется только на одной части лопаток ветроколеса (1), лопатки с противоположной стороны находятся в ветровой тени);

- снегозадерживающего устройства, поскольку от высоты барьера зависит количество снега накопленного у его основания [7].

В период предшествующий паводку сформированные бурты покрываются матами из прессованной соломы (волокнистый теплоизолирующий материал). Выпадающая с дождями влага скатывается по ним к подножью бурта (2) и накапливается во влагонакопительной канаве (3). Откуда по мере испарения солнцем и ветром из материала покрытия поднимается, используя капиллярные силы, на поверхность испарения.

Летом, талая вода, скапливающаяся в канаве (3) может использоваться для полива растений и поения скота. Энергия ветроэнергетической установки весь летний период может использоваться для полива растений и электроснабжения роботизированной сельскохозяйственной техники.

Источники информации

[1] Электронный ресурс: http://www.scientificlife.ru/publ/obshhie_znanija_geografii/vesennee_snegotajanie/9-1-0-100

[2] Патент РФ N 2680955 МПК Е03 В 3/30. Способ обеспечения пресной водой. Б.С. Бабицкий, И.Б. Варле. Опубл. 28.02.2019. Бюл. N 7.

[3] А. С.СССР N 1743388 МПК 01В 13/16. Устройство для снегозадержания. В.X. Хузин. Опубл. 30.06.92. Бюл. N 24.

[4] А. С.СССР N 1557351 МПК F03D 3/02. Ветроэнергетическая станция. Г.С. Кириченко. Опубл. 15.04.90. Бюл. N 14.

[5] А.С. СССР N 1373859 МПК F03D 3/06. Ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения. В.М. Ляхтер, Д.Н. Милитеев, Р.Л. Яфаров. Опубл. 15.02.88. Бюл. N6.

[6] А.С. СССР N 1428781 МПК Е01Н 5/00. Способ сплава снега в реках. В.А. Целищев. Опубл. 07.10.88. Бюл. N 37.

[7] Электронный ресурс: http://www.spec-kniga.ru/rastenievodstvo/posoda-i-pole/posoda-i-polevye-raboty-zimnyaya-asrotekhnika.html

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты прибрежных зон от размыва берегов и образования оврагов во время весеннего паводка. Цель изобретения: использование для замедления таяния снега энергии солнца и ветра. Бурты из прессованного снега формируются как концентраторы ветрового потока для ветроэнергетической установки, обеспечивающей энергией процесс сбора, прессования снега и укладки его в бурты. У подножия каждого бурта создаются бассейны-приемники дождевой влаги, а сами бурты покрываются слоем теплоизолирующего волокнистого материала, обеспечивающего капиллярный подъем дождевой влаги от подножия бурта на его поверхность для поглощения солнечной энергии путем испарения дождевой влаги. Предлагаемый способ позволяет использовать энергию ветра для сбора снега, его прессования и укладки в бурты и использовать энергию солнца для испарения дождевых вод и охлаждения буртов из прессованного снега. 1 ил.

Способ предотвращения весеннего паводка с образованием для замедления таяния снежного покрова буртов из уплотненного снега, отличающийся тем, что с целью использования для замедления таяния снега энергии солнца и ветра бурты из уплотненного снега формируются как концентраторы ветрового потока для ветроэнергетической установки, обеспечивающей энергией процесс сбора, прессования снега и укладки его в бурты, у подножия каждого бурта создаются бассейны-приемники дождевой влаги, сами бурты покрываются слоем теплоизолирующего волокнистого материала, обеспечивающего капиллярный подъем дождевой влаги от подножия бурта на его поверхность для поглощения солнечной энергии путем испарения дождевой влаги.