SU924237A1 - Способ возведения ледяного гидротехнического сооружения 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть попользовано для создания причалов, дамб и островов из льда.

Известен способ создания сооружения из льда, когда на участок ледяного покрова послойно намораживают лед. По мере наращивания льда ледяной покров прогибается и оседает на дно водоема [ 1] .

Недостатком этого способа является · го, что в процессе намораживания такого сооружения морской водой при ее замерзании в теле сооружения образуются ликвации рассола повышенной концентрации, которые при колебаниях температуры наружного воздуха создают в массе намороженного льда каналы снижают его прочность в 1,5—2 раза.

Известен также способ возведения ледяного гидротехнического сооружения,

включающий послойное намораживание льда на основание периодическим поливом морокой водой и удаление рассола

2

Недостаток известного способа заключается в том, что.миграция рассола в тепе массива происходит крайне медленно. По наблюдениям за процессом опреснения морского льда толщиной 1® 2 м процесс миграции длится не менее

3-4 мес. При этом вертикальное движение ликваций рассола сопровождается образованием каналов во льду, которые пронизывают весь массив сверху до низу.

В результате этого лед становится рыхлым, а его механическая прочность существенно снижается.

Кроме того, известно, что миграция ячеек рассола происходит при колебаниях температуры воздуха и льда. Ледяной же массив, имея большую толщину и массу, обладает тепловой инерцией и в значительно меньшей степени ₀ реагирует на колебания температуры воздуха. А это, в свою очередь, приводит к тому, что скорость миграции рассола в теле массива еще больше замедляется, и ее период растягивается на 1-2 гола.

3 У2423

Только в хонде этого периода скопи&шийся на пленке рассол может быть удален. Однако в теле ледяного массива уже существуют вертикальные пустоты в виде каналов, которые значительно ос— ₅ лабляют прочность сооружения.

Цель изобретения - повышение про’рности сооружения путем снижения солености намораживаемого льда.

Указанная цель достигается тем, что ю до намораживания сооружают основание с наклоном 5-10°, полив морской водой осуществляют с приподнятого края допусками, а удаление рассола производят с пониженной части основания.

¹ На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.

Способ возведения ледяного гидротехнического сооружения осуществляют следующим образом. 20

На участке ледяного покрова 1 до намораживания образуют основание 2 сооружения с наклоном 5-10°, например, путем сгребания и последующего уплотнения снега. Затем из поливального устрой- ₂₅ ства на возвышенную часть сооружения периодически подают морскую воду из водоема 3. Причем вода подается так, чтобы она стекала по наклонной поверхности 4 попусками 5. ₃₀

В качестве поливального устройства может быть использован, например, перфорированный трубопровод 6, соединенный с погружным насосом 7, подающим морскую воду из водоема 3. Для обеспечения периодического выпуска воды из перфорированного трубопровода 6 порциями, образующими попуски 5, может быть использован автоматический клапан 8, регулируемый на различные расходы. Тру- _<0 бопроводы в целях предотвращения их обледенил могут быть снабжены, например, электрообогревом (не показано).

При подаче воды попусками 5 поступающая порция воды стекает по наклонной поверхности 4. При этом во фронтальной области попуска 5 при контакте морской воды с имеющей отрицательную температуру наклонной поверхностью 4 образуется очень тонкий слой льда в виде пленки ввиду большого градиента температур между наклонной поверхностью и массой воды в попуске 5. Благодаря малой толщине слоя льда и тому, что образующийся лер в мсмент образования отделен от атмосферы водой попуска 5, имекяцей некоторый тепловой запас, концентрированный рассол в процессе ледо. образования выжимается кристаллами льда

7 4

на его верхнюю поверхность и смывается последующей-за фронтальной массой

воды в попуске 5, растворяясь в ней.

По мере продвижения воды попуска 5 вниз по наклонной поверхности 4 за ним остается непрерывный тонкий равномерный слой опресненного льда, а вода в попуске 5 насыщается раствором соли.

В конце наклонной поверхности 4 оставшаяся вода, насыщенная рассолом, собирается, например, в части 9 и направляется в водоем 3, например, через отверстия 10 в ледяном покрове 1 .

Частота и объем попусков 5 опредс>ляются в зависимости от метеорологических условий, потребной скорости намораживания и размеров наклонной поверхности 4 (длины и угла наклона).

Угол наклона основания 2 в 5-10° определен аналитически и обуславливает оптимальную скорость стекания воды попуска 5 в интервале 0,2-0,5 м/с. При угле наклона менее 5°, скорости менее 0,2 м/с и температурах наружно- ” ного воздуха ниже - 5°С происходит переохлаждение морской воды в попуске 5 и интенсивное образование в нем шуги. Шуга имеет низкую плотность (300500 кг/м⁵) и откладывается на наклонной поверхности 4 неровный слоем, что препятствует движению последующих попусков 5 и обуславливает пониженную прочность намораживаемого льда.

При угле наклона более 10° и скорооти более 0,5 м/с концентрированный рао· сол, образующийся при ледообразовании, не успевает выделяться, остается в намораживаемых слоях льда и поэтому не смывается последующими массами воды попуска 5. В связи с этим не достигает>ся главная цель - удаление рассола в процессе намораживания.

Креме того, при увеличении угла наклона основания 2 более 10° резко возрастает высота его возвышенной части и масса, в связи с чем увеличивается объем предварительных работ, а сами работы по созданию основания 2 приходится начинать при большой толщине ледяного покрова. Следовательно, значительная часть морозного периода уходит на ожидание образования ледяного покрова необходимой толщины и грузоподъемности.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа достигается удаление концентрированного рассола, выделяющегося при образовании льда из морской воды, непосредственно при намораживании каждого слоя льда. При этом пости924237

гается незначительная его соленость и полное отсутствие каверн, заполненных концентрированным рассолом, и, как следствие, максимальная плотность намораживаемого льда. В связи с этим проч- 5 ность льда значительно увеличивается, приближаясь к максимальной.

Повышение прочности ледяного гидротехнического сооружения благодаря ио- ¹⁰ пользованию предлагаемого способа его возведения позволяет существенно увеличить его устойчивость против гидрометеорологических и механических воздействий, повысить долговечность и сократить затраты на возведение и поддержание сооружения в работоспособном состоянии. Ожидаемый экономический эффект от использования.способа в одном пункте с оставляет 10 тыс. руб. 20

15

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ возведения ледяного гидротехнического сооружения, включающий послойное намораживание льда на основание периодическим поливом морской ί водой и удаление рассола, отличающийс я тем, что, с целью повышения прочности сооружения путем снижения солености намораживаемого льда, до намораживания сооружают основание с наклоном 5-10°, полив морской водой осуществляют с приподнятого края попусками, а удаление рассола производят с пониженной части основания.