Frazil Ice и Anchor Ice Jam: Блокиране на хидроелектрическия водоприемник и внезапни наводнения през зимата в реки под нулата¶

Когато бързо течаща река, планински поток или канал е изложен на чист, студен зимен въздух (typically below -6 to -15 degrees Celsius / 21 to 5 degrees Fahrenheit) преди да се е образувала твърда повърхностна ледена покривка, турбулентното течение предотвратява замръзването на водата в спокойна плоска кора отгоре. Вместо това вятърът и бързеите разбиват целия воден стълб, охлаждайки течната речна вода малко под нормалната й точка на замръзване до свръхохладено състояние от -0.01 to -0.1 degrees Celsius (31.98 to 31.82 degrees Fahrenheit). В рамките на минути милиарди микроскопични, тънки като бръснач дисковидни ледени кристали, наречени frazil ice, се зараждат едновременно в свръхохладения воден стълб. Тъй като преохладените кристали frazil са термодинамично нестабилни, те са интензивно адхезивни („активен frazil“): залепват агресивно като подводен контактен цимент към всичко отдолу 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit), покривайки потопени речни калдъръми и камъни по коритото на потока, за да образуват дебели, гъбести дюшеци от закотвен лед, запушвайки общински стелажи за питейна вода и водноелектрически контейнери за боклук за минути и опаковайки под ледените покривки надолу по течението в масивни подводни висящи язовири с дебелина до 10 метра (33 фута). Чрез запушване на 50 до 90 процента от площта на напречното сечение на речния канал, ледените задръствания от frazil и anchor могат да доведат до зимни речни етапи да скочат с 2 до 5 метра (6,5 до 16,5 фута) в рамките на 1 до 4 часа при кристално чисто синьо небе с нулев дъжд или топене на сняг, или да отприщят катастрофална вълна надолу по течението задръстваща вълна (Jave), когато леден язовир внезапно поддаде. Ако през зимата речната вода започне да се издига към вашата улица, мазе или крайбрежна пътека или ако някой падне в задушена от киша вода, незабавно се евакуирайте на високо и се обадете на местния номера за спешни случаи. Докато се придвижвате към безопасно място, прегледайте нашите придружаващи ръководства на крехък лед, задръствания от речен лед, разпадащи се наводнения и ледени цунамита, внезапни наводнения, зимни бури, и хипотермия и измръзване.

За разлика от пролетните дъждовни наводнения, които се увеличават постепенно в продължение на дни на топло време, ледените наводнения frazil и anchor лед връхлитат през най-студените нощи и утрини на зимата, изтласквайки пълна с киша, вода под замръзване и 500-килограмови (1100 паунда) ледени торти в домовете и над крайречните пътища при минусови температури, където мокра кожа и структурни водопроводни инсталации замръзва в твърдо състояние за минути.

Направете това сега¶

1. Евакуирайте незабавно ниските речни брегове, заливните равнини и крайречните пътища, ако видите плаващи киша („палачинков лед“), чуете приглушен грохот или забележите рязко покачване или спадане на нивото на реката при минусово време. Не чакайте дъжд или пролетно топене, за да подозирате наводнение: замръзващи фразилови задръствания и разпадащи се задръствания в средата на зимата се повишават нивата на водата с 1 до 3 метра (3,3 до 10 фута) за по-малко от 60 минути. Изкачете се незабавно до терен най-малко 5 до 10 метра (16 до 33 фута) над нормалната маркировка за пълноводие.
2. НИКОГА не излизайте на речна ледена покривка, киша или брегов леден шелф и никога не се опитвайте да газите през движеща се киша. кишата Frazil („мършав лед“) изглежда като твърда снежна насипа, покриваща реката, но има нулева устойчивост на натоварване. Ако човек падне през тава за киша, лепкава киша с дебелина 1 до 2 метра се затваря незабавно над главата му като мокър бетон, предотвратявайки плуването и причинявайки незабавно задъхване от студен шок и удавяне.
3. Ако вашият дом или колиба е на зимна наводнена низина и мръсната вода започне да се издига към основата ви, изключете главния си електрически прекъсвач и горивния клапан на пещта/котела ПРЕДИ водата да навлезе в мазето и се евакуирайте. За разлика от летните наводнения, 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit) Натоварената с мръсотия вода от наводнения замръзва в твърди ледени блокове в мазета и приземни етажи в рамките на часове, смачквайки резервоари с петрол, късайки тръби за природен газ и затваряйки врати отвън.
4. Ако работите с общински водоприемник, напоителна помпа или микро-хидроелектрическа турбина и забележите, че измервателните уреди за загуба на напор на всмуквания падат в ясна нощ при минусови температури, НЕ чакайте дебитът да достигне нула, за да действате. Активните кристали frazil преминават през стоманени решетки на кофите за боклук (even bars spaced 5 to 10 centimeters apart) за 15 до 45 минути, гладуващи помпи чрез кавитация и срутващи се всмукателни решетки под десетки тонове хидростатично налягане. Активирайте незабавно нагревателните елементи на всмукателната стойка за боклук, барботери със сгъстен въздух или цикли на обратно промиване, или байпас/дросел на всмукателния поток, така че повърхностният лед да може да образува защитен изолационен лист нагоре по течението.
5. Ако видите зимна река внезапно да СПАДА в дълбочина и да разкривате голи, покрити с лед камъни по речното корито, слезте от коритото и се изкачете високо нагоре по брега незабавно. Внезапно спадане на зимния речен поток надолу по течението означава, че огромен фразил или заседнал лед на котва току-що е запушил канала нагоре по течението, задържайки милиони кубични метри вода. Когато този леден язовир се повреди, възниква бурна вълна от задръстване на лед (3 to 6 meters / 10 to 20 feet high, движейки се на 5 to 10 meters per second) натъпкани със смилащи се ледени блокове ще пометат сухия канал без предупреждение.
6. Незабавно се обадете на вашия местен номер за спешни повиквания, ако някой е хванат в капан от покачващите се зимни води, заседнал е върху леден къс или е потопен в ледена вода. Наберете 911 в Съединените щати и Канада, 112 в целия Европейски съюз, 999 в Обединеното кралство, 000 в Австралия или проверете номера за спешни случаи. Поискайте специализирани екипи Swiftwater / Ice Rescue, оборудвани със сухи костюми за потапяне и надуваеми шейни за спасяване в лед.

Физика на реката в студения регион: свръхохлаждане, нуклеация на Frazil, закотвен лед и висящи язовири¶

За да разберете как река с постоянен, нисък дебит през зимата може да излезе от бреговете си с 4 метра (13 фута) за една нощ, разгледайте четиристепенната физическа прогресия на преохладения речен лед:

====================================================================================
       FOUR-STAGE PROGRESSION OF FRAZIL ICE, ANCHOR ICE, AND HANGING DAMS
====================================================================================

   [ CLEAR SUB-ZERO NIGHT AIR: -10 to -25 C (14 to -13 F) + Wind ]
          ^   ^   ^  (Intense Radiative & Convective Heat Loss from Open Rapids)
  ~~~~~~~~|~~~|~~~|~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
   (1) SUPERCOOLING & ACTIVE FRAZIL NUCLEATION (Water Temp: -0.01 to -0.10 C)
       * Turbulent rapids mix supercooled surface water all the way to the bottom.
       * Billions of sticky 0.1 to 5 mm discoid frazil crystals form in suspension.
                                        |
                                        v
   (2) ANCHOR ICE GROWTH ON THE RIVERBED & INTAKE TRASH RACKS
       * Sticky active frazil adheres to cold submerged boulders & steel grates.
       * Riverbed rises by 0.5 to 1.5 m as spongy anchor-ice pillows coat the bottom.
                                        |
                                        v
   (3) PANCAKE ICE & DOWNSTREAM HANGING DAM FORMATION
       * Buoyant frazil flocs rise to form circular slush pans ("pancake ice").
       * Where river slows (pool, bridge pier, or intact ice cover), slush dives
         underneath the surface ice to build a 3-to-10-meter-thick HANGING DAM.
                                        |
                                        v
   (4) HYDRAULIC CHOKING & WINTER FLASH FLOOD (OR SUDDEN BREAKUP SURGE WAVE)
       * 70% to 90% of river channel cross-section is plugged by slush & anchor ice.
       * Upstream river stage surges 2 to 5 meters (6.5 to 16.5 feet) in hours.
====================================================================================

1. Защо течащата вода преохлажда, вместо да образува плоска ледена покривка¶

В спокойно езеро или езерце, вода на 4 degrees Celsius (39.2 degrees Fahrenheit) е с максималната си плътност и потъва на дъното, позволявайки тънък горен слой 0 C водата да замръзне бързо в непрекъсната повърхностна ледена покривка, която изолира езерото от студения въздух отгоре. - В река, движеща се по-бързо от 0.6 to 1.0 meters per second (2 to 3.3 feet per second), турбулентните водовъртежи постоянно смесват повърхностната вода с дънната вода. - Цялата дълбочина на реката се охлажда равномерно до 0.00 degrees Celsius и след това пада в преохлаждане (-0.01 to -0.10 degrees Celsius). Дори едно малко понижение от една двадесета от градуса под нулата превръща цялата река във фабрика за производство на лед, генерирайки до 10 000 до 1 000 000 кристала frazil на кубичен метър вода.

2. Anchor Ice: Защо ледът расте на дъното на река¶

Обикновено ледът е с по-малка плътност от течната вода (0.917 g/cm3 vs. 1.000 g/cm3) и плува отгоре. Как могат да се образуват дебели легла от лед на дъното на бърза река? - Турбулентните вихри носят лепкави, преохладени активни кристали frazil по целия път надолу към речното корито. - Когато тези кристали се докоснат до потопен чакъл, павета, камъни, основи на мостове или водни плевели, те моментално замръзват върху скалната повърхност. - Веднъж закотвени към тежките камъни на коритото на потока, отделните кристали израстват навън в големи, припокриващи се плочи и гъбести куполи от котвен лед (0.3 to 1.5 meters / 1 to 5 feet thick), които напълно покриват речното корито, като драстично увеличават грапавостта на хидравличното корито (на Манинг n), повишаване на ефективната височина на речното корито и поддържане на водата нагоре по течението. - Опасност от обедното слънчево изпускане: Когато сутрешното слънце изгрее и късовълновата слънчева радиация проникне през чистата вода, за да затопли тъмните скали с част от градуса, акри плаващ котвен лед внезапно се отделят от коритото на реката, повдигайки 50-килограмови камъни от дъното и плаващи надолу по течението в масивна армада от киша, която се блъска в мостове и язовири.

3. Висящи язовири: Невидимият подводен айсберг¶

Когато плаващата киша и палачинков лед достигнат по-бавен обхват на реката (като началото на резервоар, завой на река, делта или ръба нагоре по течението на съществуваща твърда ледена покривка), кишата се помита под повърхностната ледена покривка. - Слой след слой фразилова киша се отлага върху долната страна на ледената покривка, изграждайки стърчащ надолу обърнат айсберг, наречен висящ язовир, който може да достигне 5 до 15 метра (16 до 50 фута) дебелина и да се простира на няколко километра, оставяйки само тесен високоскоростен тунел на дъното на реката, през който водата да преминава.

Сравнителна таблица: Замръзване на Frazil / Anchor Ice Jam спрямо Mid-Winter / Spring Breakup Ice Jam срещу Open-Water Rain Flood¶

Защита на хидроелектрически, промишлени и общински водоприемници от активно блокиране на Frazil¶

За операторите на общински пречиствателни станции, водноелектрически станции за водно течение, водохващания за охлаждаща вода и помпени станции за селскостопански/риболюпилни, неограничен лед може да спре цялото водоснабдяване на града или да изключи електропреносната мрежа за по-малко от 30 минути.

1. Защо Frazil Ice запушва потопените всмукателни отвори 10 Meters Под повърхността¶

Операторите често приемат, че поставянето на водосборна тръба с дълбочина от 5 до 10 метра (16 до 33 фута) на дъното на реката я предпазва от замръзване на повърхността. По време на активно frazil събитие, дълбочината предлага нулева защита: 1. Турбулентно увличане: Турбуленцията на реката и скоростта на засмукване на всмукателната помпа изтеглят преохладена вода (-0.02 to -0.08 C) и суспендирани активни кристали frazil направо надолу в потопения всмукателен отвор. 2. **Нуклеация на стелажи за боклук от гола стомана: ** Решетките за кош за боклук от гола стомана имат висока топлопроводимост. В момента, в който свръхохладената вода докосне стоманените пръти, активните кристали frazil се заваряват към предния ръб на всеки прът. 3. Експоненциално преодоляване (15 to 45 Minutes до пълно блокиране): Тъй като frazil покрива решетките, пролуката между решетките се стеснява, което ускорява скоростта на водата през останалите отвори, доставяйки дори повече кристали frazil в секунда, докато твърда стена от лед преодолее напълно кофата за боклук. Веднъж запушени, засмукването на помпите зад стената създава огромна разлика в хидростатичното налягане (up to 5 to 10 meters of water head), които могат да закопчаят стоманените кошове за боклук навътре и да разрушат работните колела на помпата чрез кавитация.

2. Пет инженерни и оперативни стъпки за преодоляване на запушването на Frazil¶

1. Наблюдавайте температурата на водата с висока точност (+/- 0.005 C) Термометри: Обикновени индустриални термометри (+/- 0.5 C точност) не може да открие преохлаждане. Когато температурите на въздуха паднат под -6 C (21 F) над открити води и удари на температурата на входящата вода 0.05 C и падане, обявете Frazil Ice Alert.
2. Енергизирайте електрическото нагряване на кофата за боклук ПРЕДИ да започне суперохлаждането: Активният frazil няма да се залепи за която и да е повърхност, държана само 0.1 to 0.5 degrees Celsius above freezing. Захранване на резистивни електрически нагревателни елементи вътре в кухите решетки на багажника за боклук (изискващи грубо 2 to 5 kW per square meter от площта на стелажа) поне 30 до 60 минути преди водата да достигне 0.00 C (загряването, след като стелажът вече е погребан в метър лед, често е твърде късно).
3. Покрийте стелажите за боклук с материали с ниска адхезия (UHMW полиетилен/епоксиди) или премахнете грубите външни рафтове: Frazil залепва 10 пъти по-силно към гола стомана, отколкото към неметални полимери с ниска топлопроводимост или фибростъкло. При аварийни работи на frazil, където отоплението не е налично, операторите понякога повдигат горната част на външния кош за боклук с 30 сантиметра, за да позволят на струя вода да заобиколи и да облекчи налягането на смачкващата глава.
4. ** Разгънете барботерни завеси със сгъстен въздух и рециркулация на топла вода: ** Инжектирането на сгъстен въздух в основата на кофата за боклук механично отрязва крехките натрупвания на фразил от решетките, като същевременно рециркулира малък процент от загрят кондензатор/охлаждаща вода (even +1 to +2 C) във всмукателния преден отсек елиминира -0.05 C преохлаждане напълно, превръщайки лепкав активен frazil в безвредна пасивна киша.
5. Намалете скоростта на входящия поток (< 0.3 to 0.5 m/s) за насърчаване на повърхностна ледена покривка (стратегия „Леден бум“): Единствената най-добра естествена защита срещу крехък лед е твърда, неподвижна повърхностна ледена покривка над предния залив. След като плосък лист лед покрие водната повърхност, той блокира радиационната загуба на топлина към нощното небе, спирайки преохлаждането отдолу. Временно дроселиране на водноелектрически турбини или разполагане на плаващи дървени/стоманени ледени стрели нагоре по течението забавя повърхностната скорост отдолу 0.5 m/s, което позволява на плаващия лед за палачинки да замръзне заедно в защитен изолационен покрив.

Дърво на решения при спешен триаж¶

flowchart TD
    A["Време под нулата (< -6 C / 21 F) над открита река ИЛИ внезапно зимно размразяване / дъжд върху сняг"] --> B{"Каква зимна речна опасност възниква?"}
    B -- "Водата се покачва бързо при минусови студове / Канал за пълнене на киша" --> C["ЗАМРЪЗВАНЕ НА FRAZIL / ANCOR ICE JAM НАВОДНЕНИЕ:: 1. Евакуирайте незабавно заливните и крайречните пътища на високо място (+5-10 m): 2. Изключете главните електрически и газови/нафтови вентили на дома, преди водата да влезе в сутерена: 3. Никога не карайте през замръзнала киша (замръзва спирачките и спира мигновено)"]
    B -- "Нивото на реката внезапно СПАДА и разкрива голи скали, покрити с лед" --> D["ПРЕДСТОЯЩО ИЗПУСКАНЕ НА ЛЕДЕН ЯЗОВИР НАГОРЕ ПО РЕЧИЕТО НАГРЕВНА ВЪЛНА (JAVE):: 1. Ледено задръстване нагоре по течението е запушило реката и задържа водна стена: 2. Спринтирайте от коритото на реката и незабавно се изкачете високо по брега: 3. Предупредете общностите надолу по течението чрез 911 / 112 / 999"]
    B -- "Диференциалното налягане на хидроелектрическата/общинската водоприемница се повишава" --> E["АКТИВНО СУПЕРОХЛАДЕНО БЛОКИРАНЕ НА ВХОДА НА FRAZIL:: 1. Включете нагревателите на багажника за боклук, рециркулацията на топла вода и въздушните мехурчета STAT: 2. Дроселна помпа/турбинен поток (< 0,5 m/s), за да предотвратите срутването на багажника и образуването на повърхностен лед: 3. Механично наклонете багажника, преди главата на диференциала да надхвърли структурната граница"]
    B -- "Човек или животно падна в хлъзгава киша или движещ се лед" --> F["ПОТАПЯНЕ В ИЗКЛЮЧИТЕЛНО СТУДЕНА ВОДА/КЛАША:: 1. Обадете се на 911 / 112 / 999 за Swiftwater Ice Rescue (НИКОГА не отивайте пеша в киша): 2. Докоснете или хвърлете въже, стълба или пръстеновиден буй от твърд бряг: 3. Веднъж извадено: хоризонтална поза, съблечете мокрите дрехи на закрито, лекувайте хипотермия"]

Надолу по веригата Ice-Jam Release Surge Waves ("Javes") и Ice Shoves ("Ivu")¶

Докато замръзващите frazil задръствания се натрупват в продължение на няколко часа, вълните на освобождаване от ледено задръстване (наречени javes от хидравличните инженери) са сред най-бързите и най-разрушителните вътрешни наводнения на Земята: 1. Как се образува вълна за освобождаване от ледено засядане: Независимо дали е образувано от дебел висящ язовир по време на размразяване в средата на зимата или от механично засядане на твърди ледени плочи, засядането от лед действа като временен язовир през реката, поддържайки дълбок резервоар с вода нагоре по течението (often 3 to 8 meters / 10 to 26 feet higher than the water level immediately downstream of the jam). 2. Внезапна структурна повреда: За разлика от бетонен язовир с преливник, леденото задръстване се проваля катастрофално като едно цяло, когато хидростатичното налягане и покачващата се вода повдигат ледения пръст от речното корито. 3. Бързина (5 to 10 Meters Per Second / 18 to 36 km/h): Когато задръстването се разпадне, стръмна гравитационна вълна от вода и смилащи 1-тонни ледени блокове се втурва надолу по течението със скорост 5 до 10 метра в секунда (11 до 22 мили в час), много по-бързо, отколкото човек може да тича по снежен речен бряг. 4. Ледени блъскания на бреговата линия (Ice Ride-Up): Докато вълната заобикаля речните завои, инерцията изхвърля масивни плочи речен лед странично нагоре по бреговете (10 to 50 meters inland), отрязване на зрели дървета, чупене на стълбове и разбиване на приземни стени на къщи край реката.

Регионални номера за спешни повиквания и системи за наблюдение на речен лед¶

• САЩ: Наберете 911 за незабавна евакуация или спасяване на лед. Наблюдавайте в реално време зимните скокове на речния етап и Съвети за потоци, засегнати от лед чрез NOAA / National Weather Service River Forecast Centers (RFCs) и U.S. Лаборатория за изследване и инженерство на инженерния корпус на армията (USACE CRREL) Ice Jam Database.
• Канада: Наберете 911. Провинциалните центрове за прогнозиране на реките (като Мрежата за наблюдение на ледените басейни на река Алберта, Наблюдаването на река Ню Брунсуик, Онтарио MNRF и Quebec MSP Vigilance) издават ежедневни предупреждения за замръзване и разпадане на ледени задръствания.
• Обединено кралство и Ирландия: Наберете 999 или 112. Проверете нивата на реките чрез Агенция по околната среда (Англия), SEPA (Шотландия), Природни ресурси на Уелс и OPW (Ирландия).
• Европейски съюз, скандинавски и алпийски страни: Наберете 112. Прогнозите за речен лед и frazil се поддържат от NVE (Норвежка дирекция за водни ресурси и енергия, Ispatruljen), SMHI (Швеция), SYKE (Финландия) и алпийските хидрометеорологични служби.
• Азия, Русия, Австралия и Нова Зеландия: Наберете 119 (Япония, Южна Корея), 110 / 119 (сигнали за задръствания в Китай, Жълтата река и река Хейлундзян/Амур), 112 (EMERCOM на Русия), 000 (Австралия) или 111 (Нова Зеландия), или проверете номера за спешни случаи.

Често задавани въпроси¶

Как може река да се наводни посред зима, когато не е валяло и температурата е -15 C (5 F)?¶

Зимните замръзващи наводнения се причиняват от обема на леда и хидравличното триене, запушващи речния канал, а не от допълнителни валежи. Когато температурите на въздуха паднат под -6 до -15 градуса по Целзий (21 до 5 градуса по Фаренхайт) над открити бързеи в ясна нощ, бурната речна вода се охлажда малко под нулата (-0,01 до -0,1 C) и генерира милиарди лепкави ледени кристали. Тези кристали покриват речното корито с до един метър гъбест лед и се събират под ледените покривки надолу по течението в подводни висящи язовири с дебелина до 10 метра. Тъй като 70 до 90 процента от подводния канал е внезапно запушен с киша и лед, дори нормалният нисък зимен речен поток няма къде да отиде, освен нагоре и над бреговете.

Защо речната вода може да падне под 0 градуса по Целзий (32 градуса по Фаренхайт), без да се превърне в твърд леден блок?¶

В спокойно езерце горният милиметър вода се охлажда до 0 градуса по Целзий и веднага замръзва в плосък лист повърхностен лед, който изолира останалата вода отдолу. В бърза река, която тече по-бързо от 0,6 до 1,0 метра в секунда (2 до 3,3 фута в секунда), механичната турбуленция непрекъснато смесва повърхностните води до речното корито. Цялата река се охлажда малко над 0,00 градуса по Целзий до метастабилно свръхохладено състояние (-0,01 до -0,10 C). Въпреки че преохлаждането е по-малко от една десета от градуса, този малък спад на температурата води до експлозивно образуване на суспендирани ледени кристали, докато латентната топлина, освободена от замръзване, върне водата до 0,00 C.

Защо силен плувец не може да изплува от река, пълна с киша?¶

Фразилска киша (често наричана „мършав лед“ в Северна Канада и Нюфаундленд) се състои от слой с дебелина от 1 до 3 метра от наситени с вода ледени кристали и палачинкова киша, плаващи на повърхността. Това е не-Нютонова среда с висок вискозитет: има нулева структурна якост, за да издържи тежестта на изправен човек или спасителна шейна, така че потъвате право през нея до врата си, но е твърде дебела и тежка, за да се разделите с ръцете си или да ритнете през нея с краката си. В допълнение, падането при -0,05 C киша предизвиква неволен рефлекс на студен шок в рамките на 2 секунди, което води до незабавно вдишване на ледена каша и удавяне, ако не носите спасителна жилетка с висока плаваемост и не сте вързани за брегово въже.

Какво означава, ако буйна зимна река внезапно утихне и спадне до струйка голи скали?¶

Ако правите пешеходен туризъм, риболов под лед или живеете покрай река през зимата и забележите, че нивото на водата внезапно пада с метър или повече, излагайки мокри, покрити с лед камъни по коритото на потока, вие сте в изключителна опасност. Реките не се затварят като кран; внезапно спадане на зимния поток надолу по течението означава, че масивен фразил, закотвен лед или разпадащ се лед току-що се е вклинил в канала нагоре по течението, задържайки цялата река зад нестабилна стена от лед. Когато този леден язовир се спука, което може да се случи минути или часове по-късно, вълна с височина от 3 до 6 метра от вода и смилащи се ледени блокове („a jave“) ще се втурне надолу по откритото речно корито с 18 до 36 километра в час. Незабавно се изкачете високо по брега.

Как водноелектрическите язовири и градските водни централи предпазват фразил лед от запушване на техните подводни решетки?¶

Активният frazil лед полепва само по подводни повърхности, докато водата е преохладена под 0,00 градуса по Целзий, и се залепва най-силно към голи, студени стоманени решетки за боклук. Водните централи и водноелектрическите станции предотвратяват запушването чрез пет метода: нагряване на кухи стоманени решетки за боклук електрически или с пара само с 0,2 до 0,5 градуса по Целзий, така че кристалите да не могат да се свържат; рециркулация на малка струя топла охлаждаща вода във всмукателния преден отсек за елиминиране на преохлаждането; покритие на решетките с полиетиленови полимери с ниска адхезия; разгръщане на барботерни завеси със сгъстен въздух за разклащане на разхлабената киша; и забавяне на скоростта на водата нагоре по течението под 0,5 метра в секунда с помощта на плаващи ледени стрели, така че да се образува твърда повърхностна ледена покривка, която да изолира водата от студения нощен въздух.

Защо никога не трябва да шофирате кола или камион през плитки зимни ледени наводнения по пътя?¶

Шофирането в дори 15 до 20 сантиметра (6 до 8 инча) зимни наводнения е много по-опасно от летните локви по три причини. Първо, мътна киша крие плаващи 200-килограмови блокове твърд речен лед, които могат да отрежат кормилните щанги или да забият клин под шасито, повдигайки гумите от настилката. Второ, киша от 0 C frazil се пръска върху горещите ротори на спирачките, шублерите и кормилните връзки и замръзва в твърд лед в рамките на 60 секунди, блокирайки колелата или спирайки напълно. Трето, ако двигателят спре при повишаваща се киша под нулата, водата замръзва около вратите и рамката в рамките на минути, улавяйки пътниците в неотопляема метална кабина.

Източници и официални указания¶

• ** САЩ Инженерен корпус на армията (USACE) Изследователска и инженерна лаборатория за студени региони (CRREL, Съединени щати):** Инженерство и проектиране: Ръководство за инженерство на лед (EM 1110-2-1612) (окончателно федерално ръководство по физика на свръхохладените реки, зараждане на фразилен лед, растеж на лед на котва, висящи язовири, проектиране на отопление на всмукателни кошове и смекчаване на наводнения от ледени задръствания).
• Национална администрация за океаните и атмосферата (NOAA) и Национална метеорологична служба (NWS, Съединени щати): Подготовка за наводнения при замръзване и разпадане на ледени задръствания, съвети за лед на Центъра за прогнозиране на реката и безопасност при изпускане на ледени задръствания при вълни.
• Околна среда и изменение на климата Канада (ECCC) и Национален изследователски съвет на Канада (NRC, Канада): Речен лед, опасности от киша и канадски хидравлични насоки за прогнозиране на зимни наводнения.
• Норвежка дирекция за водни ресурси и енергетика (NVE, Норвегия): Frazil Ice, Anchor Ice и управление на хидроелектрически прием в стръмни реки под нулата (Оперативно ръководство на Ispatruljen).
• Световна метеорологична организация (WMO, International): Ръководство за прогнозиране и предупреждение за наводнения (WMO-№ 1072), Хидрология на ледени задръствания в студен регион и системи за ранно предупреждение.

Свързани ръководства¶

• Фразилски лед, задръствания от речен лед, разпадащи се наводнения и ледени цунамита
• Внезапни наводнения
• Наводнения при изблик на ледниково езеро и евакуация при повреда на язовир
• Зимни бури
• Хипотермия и измръзване