Существующие методы разрушения заторов с применением ледоколов не позволяют реализовать мероприятия при значительной толщине льда и удалении от устья затороопасных участков. Методы разрушения льда подрывами является небезопасным с точки зрения низкой предсказуемости результата, ведет к образованию битого льда (шуги), которая, смещаясь вниз по течению, приводит к повторным более крупным заторам (зажорам при большом скоплении шуги), экологическому ущербу, выражаемому в гибели рыбы и биофауны.
Методы ослабления механической прочности льда путем зачернения показывает высокую эффективность при правильном планировании со значительной заблаговременностью, но данные меры сводятся к минимуму при прохождении снегопадов (после зачернения). Методы механической распиловки так же показывают высокую эффективность при снижении прочности льда на намороженных за зимний период ледовых переправах и для разрушения ледовых полей, однако требуют значительных затрат на работу спецтехники. На участках с торосами механический пропил невозможен. На участках с разнородной толщиной льда механический пропил опасен с точки зрения возможного провала под лед техники.
Подача перегретой воды под давлением на затороопасный участок и ледовое поле перед ним позволяет провести как заблаговременное ослабление льда на этапе начала среднесуточных положительных температур, но до начала ледохода, так и разрушение ледовых полей и заторов льда непосредственно при начале и во время ледохода.
Пути реализации метода
Для реализации предложение предлагается (до разработки специализированных систем) применять автомобиль пожарный многоцелевой МПЗ-АПМ с установкой пожаротушения температурно-активированной водой (ТАВ) путем подачи струями температурно-активированной воды на ледовое поле (при размещении автомобиля на берегу реки). Время подачи температурно-активированной воды определяется масштабами ледового поля, при этом его резка производится снизу вверх (против течения реки) путем косых распилов.
Непосредственно на месте предполагаемого замка затора с интервалом 3—5 метров проводятся протяженные пропилы — со льда либо непосредственно с берега (на удалении до 20…40 метров). Установка получения ТАВ позволяет использовать перегретую воду с температурой от 150 °С при расходе от 0,3 до 2 л/с; обеспечивать производительность установки — не менее 1 л/с при температуре не менее 165 °С и давлении не менее 1,6 МПа (16 атм).
Расчеты
Удельная теплота плавления льда — 3,35*105 Дж/кг (335 000 Дж/кг либо 0,093 кВт/час). При плотности 916,7 кг/м3 для разрезания суммарного объема 1 кубометра льда будет затрачено 93 кВт/час энергии.
Мощность установки пожаротушения температурно-активированной водой составляет 50—100 кВт, что позволяет проводить резку майны во льду (без учета динамического воздействия подаваемой воды) шириной не менее 10 сантиметров со скоростью не менее 12—15 метров в час (до 1,5 кубометров).
Таким образом, в соответствии с расчетами, рабочие параметры установки позволят проводить распил ледового поля толщиной 1…1,2 метра (среднемноголетняя толщина для реки Лены) при ширине майны не менее 10 сантиметров со скоростью от 5 до 9 мин/метр.
Потребность длинны пропилов для затороопасных участков составит от 500 до 1500 метров, что будет соответствовать 6—18 часам работы одной установки на каждом из участков.
В качестве испытательных участков (перед применением установки в Республике Саха (Якутия)) целесообразно провести опробование ее применения на затороопасных участках в Хабаровском крае (реки Хор, Амур), а так же для разрезания ледовых полей перед мостами (для защиты мостов) в Приморском крае.
Схема выполнения распилов и зачернения на затороопасном участке
Зачернение вдоль судоходной линии 3-мя продольными полосами протяженностью начиная с 1565 км. от устья 3 х 20 х 1000 = 6 Га.
Распиловка льда, вдоль судоходной линии начиная с 1563 км. у о. Медвежий – 4 ромба. (4 км).
Зачернение вдоль судоходной линии 3-мя продольными полосами протяженностью начиная с 1561 км. от устья 3 х 20 х 3000 = 18 Га.
Распиловка льда, вдоль судоходной линии начиная с 1557 км. у о. – 3 ромба. (3 км)
Оценка результатов
Замена выполнения взрывных методов разрушения заторов льда методом подачи струями температурно-активированной воды на ледовое поле позволит избежать низкопредсказуемых взрывных работ с дроблением льда и забиванием ледяной шуги на следующем затороопасном участке, повысит эффективность выполнения превентивных мероприятий по ликвидации заторных наводнений.
Накопленный опыт по горячей резке льда на затороопасных участках позволит в последующем сформировать специализированные установки для выполнения такого рода работы, в том числе с возможным применением на ледовых полях Северного морского пути.
Автор: заместитель начальника центра управления — начальник центра (мониторинга и прогнозирования ЧС) ФКУ «ЦУКС ДВРЦ МЧС России»,
полковник внутренней службы Абанин С.С.
