フラジルアイスとアンカーアイスジャム:水力発電取水口の閉塞と氷点下河川における冬の鉄砲水¶
緊急電話番号は国によって異なります. このページでは、米国とカナダの番号 911 を使用しています。他の多くの国では、112、999、または別の番号が使用されています。 あなたの国の番号を見つけてください.
流れの速い川、渓流、運河が冬の澄んだ冷たい空気にさらされたとき(typically below -6 to -15 degrees Celsius / 21 to 5 degrees Fahrenheit)固体表面の氷床が形成される前に、乱流によって水が凍ってその上で穏やかな平らな地殻になるのが妨げられます。その代わりに、風と急流が水柱全体をかき回し、液体の川の水が 通常の凝固点よりわずかに低いまで冷却され、** の過冷却状態になります。-0.01 to -0.1 degrees Celsius (31.98 to 31.82 degrees Fahrenheit)。数分以内に、フラジルアイスと呼ばれる数十億の微細なカミソリのように薄い円盤状の氷の結晶が、過冷却された水柱全体で同時に核生成します。過冷却フラジル結晶は熱力学的に不安定であるため、接着力が強い (「活性フラジル」): 水中接触セメントのように、下にあるものに激しく接着します。 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit)、水没した川の丸石や川床の岩を覆ってアンカー氷の分厚いスポンジ状のマットレスを形成し、数分で市の飲料水と水力発電のゴミ箱を詰まらせ、下流の氷床の下を詰めて厚さ最大10メートル(33フィート)の巨大な水中の吊り下げダム**を形成します。フラジル氷とアンカー氷の詰まりは、河道断面積の 50 ~ 90 パーセントを閉塞することにより、雨や雪解けのない澄み切った青空の下で、冬の川面が 1 ~ 4 時間以内に 2 ~ 5 メートル (6.5 ~ 16.5 フィート) 急上昇する可能性があります。または、氷のダムが突然崩壊すると、下流に壊滅的な 氷詰まり解放波 (jave) が引き起こされる可能性があります。冬に川の水が道路、地下室、または川岸の小道に上昇し始めた場合、または誰かがスラッシュで詰まった凍った水に落ちた場合は、すぐに高台に避難し、地元の人々に電話してください。 緊急電話番号。安全な場所に移動する際は、関連ガイドを確認してください。 凍氷、川の氷詰まり、決壊洪水、氷押し津波、 鉄砲水、 冬の嵐、そして 低体温症と凍傷。
数日間の暖かい天候で徐々に増水する春の雨洪水とは異なり、フラジルおよびアンカーアイス洪水は冬の最も寒い夜と朝に襲い、スラッシュで満たされた氷点下の水と500キログラム(1,100ポンド)のアイスケーキが氷点下で家々や川沿いの道路に押し寄せ、濡れた皮膚や構造配管が数分以内に固まってしまいます。
今すぐこれを実行してください¶
- 浮遊するスラッシュ・パン (「パンケーキ・アイス」) を見つけたり、くぐもった研ぎそうな轟音を聞いたり、氷点下の天候で川の水位が急激に上昇または低下したりした場合は、低地にある川岸、氾濫原、および川沿いの道路から直ちに避難してください。 洪水を疑うために雨や春の雪解けを待たないでください。凍結フラジル・ジャムと真冬の崩壊ジャムにより、水位が 1 ~ 3 メートル (3.3 ~ 100) 上昇します。フィート) を 60 分以内に。通常の最高水位マークより少なくとも 5 ~ 10 メートル (16 ~ 33 フィート) 上の地形まで直ちに登ります。
- 川の氷床、スラッシュパン、または岸に固着した氷棚の上には決して歩いて出ないでください。また、移動するフラジルスラッシュの中を歩いて渡ろうとしないでください。 フラジルスラッシュ (「スロブアイス」) は川を覆う硬い雪の堤防のように見えますが、耐荷重強度はゼロです。人がフラジルスラッシュパンに落ちた場合、厚さ 1 ~ 2 メートルの粘稠なスラッシュが濡れたコンクリートのように頭上で瞬時に閉まり、泳ぐことができなくなり、即座に冷感ショックであえぎ、溺死することになります。
- あなたの家や小屋が冬の氾濫原にあり、弱い水が基礎に向かって上昇し始めた場合は、水が地下室に入る前に主電気ブレーカーと炉/ボイラーの燃料バルブを遮断し、避難してください。 夏の洪水とは異なり、
0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit)フラジルを含んだ洪水は数時間以内に地下室や地上階の内部で固い氷の塊となり、石油タンクを押しつぶし、天然ガス管を断裂させ、外側から閉められたトラップドアを発生させます。 - 市の取水口、灌漑ポンプ、またはマイクロ水力発電タービンを運転していて、晴天の氷点下の夜に取水頭損失ゲージが低下していることに気づいた場合は、流量がゼロになるまで動作を待たないでください。 活性フラジル結晶がスチール製のゴミ箱バーを橋渡しします (
even bars spaced 5 to 10 centimeters apart) 15 ~ 45 分で、キャビテーションによってポンプが枯渇し、数十トンの静水圧で吸気スクリーンが崩壊します。吸気ゴミラック加熱要素、圧縮空気バブラー、またはバックフラッシュサイクルを直ちに作動させるか、吸気流をバイパス/スロットルして、表面の氷が上流で保護絶縁シートを形成できるようにします。 - 冬の川が突然深さが減り、氷で覆われた裸の岩が川底に露出しているのを見つけたら、川底から降りて、すぐに堤防の高いところに登ってください。 冬の下流の川の流れが突然減少するということは、大規模なフラジル氷またはアンカー氷の詰まりが上流で水路を塞ぎ、数百万立方メートルの水がせき止められていることを意味します。その氷のダムが決壊すると、乱流 ** アイスジャムのサージ波 (
3 to 6 meters / 10 to 20 feet highに移動します5 to 10 meters per second)** 砕ける氷のブロックが詰め込まれたものは、警告なしに乾いた水路を押し流します。 - 冬の増水で誰かが閉じ込められたり、流氷の上で立ち往生したり、凍った水に浸かったりした場合は、すぐに最寄りの緊急電話番号に電話してください。 米国とカナダでは 911、欧州連合全域では 112、英国では 999、オーストラリアでは 000 にダイヤルするか、電話で確認してください。 緊急電話番号。浸漬ドライスーツとインフレータブルアイスレスキューそりを装備したスウィフトウォーター/アイスレスキューの専門チームをリクエストしてください。
フラジルスラッシュに落ちると、0℃の透明な液体の水よりはるかに危険な理由
クリアで 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit) 水中でも、ライフジャケットを着用した人は、筋肉の制御を失うまで、15 ~ 45 分間頭を水面上に保つことができます。 フラジルスラッシュは、深さ 1 ~ 3 メートル (3 ~ 10 フィート) の何百万もの氷の針と円盤が絡み合った濃厚で粘性のある懸濁液です。 フラジルで満たされた川に落ちた人や犬は、スープ状のスラッシュの中で手足を動かすことができないため、立ち水をすることができませんが、スラッシュは弱すぎて立っていることができません。さらに悪いことに、動いているフラジルパンの下に引っ張られた場合、浮上するための開いた空気ポケットがなく、活性化したフラジル結晶が鼻孔、口、救助ロープの上で即座に氷になります。
なぜ冬の川の氾濫は、雨が降らず、透き通った星空の夜に起こるのか
人々は本能的に鉄砲水と集中豪雨や暖かい春の雪解け水を連想します。寒冷地の水文学では、凍結したフラジル洪水は、夜に雲一つない澄んだ星空の下で発生します(between 10:00 PM and 8:00 AM)。澄んだ夜空は、開いた川面から宇宙へ直接激しい 長波放射熱損失を引き起こし、乱流の川を過冷却し、爆発的なフラジルとアンカー氷の成長を引き起こし、住民が眠っている間に川の水路を下から上に詰まらせます。
「アクティブ」(スティッキー)フラジルから「パッシブ」(フロック)アイスへの移行を見つける方法
フラジルアイスは粘着性 (「活動的」) であるだけですが、周囲の川の水は ** 以下の過冷却状態のままです。 0.00 degrees Celsius** (通常、晴れた寒い夜に 30 分から数時間の時間枠)。 金属製のチェーン、ロープ、または木の棒を水に浸すと、水中で 2 ~ 5 分以内に粗く不透明な白い氷の膜が形成されるため、取水口や川岸で活発なフラジルを見つけることができます。結晶の凍結によって十分な融解潜熱が放出され、水を元の温度まで温めると、 0.00 degrees Celsius、フラジルは 「パッシブ フラジル」 に移行し、金属や岩にくっつかなくなり、代わりに白い縁が盛り上がった丸くてぬるぬるした 「パンケーキ アイス」パンとして表面に浮かび上がります。
寒冷地の河川物理学:過冷却、フラジル核生成、アンカーアイス、吊り下げダム¶
冬季の流量が安定して少ない川が、どのようにして一晩で堤防を 4 メートル (13 フィート) も溢れさせることができるかを理解するには、過冷却された川の氷の 4 段階の物理的進行を調べます。
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FOUR-STAGE PROGRESSION OF FRAZIL ICE, ANCHOR ICE, AND HANGING DAMS
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[ CLEAR SUB-ZERO NIGHT AIR: -10 to -25 C (14 to -13 F) + Wind ]
^ ^ ^ (Intense Radiative & Convective Heat Loss from Open Rapids)
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(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.
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(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.
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(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.
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(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.
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1. なぜ流れる水は平らな氷床を形成せずに過冷却するのか¶
穏やかな湖や池では、水やりをします。 4 degrees Celsius (39.2 degrees Fahrenheit) 最大密度に達すると底に沈み、上部の薄いスキムが得られます。 0 C 水を急速に凍らせて連続的な表面の氷の覆いを作り、湖を上空の冷気から遮断します。
- よりも速い川の流れの中で0.6 to 1.0 meters per second (2 to 3.3 feet per second)、乱流渦により、表層水と底層水が常に再混合されます。
- 川の深さ全体が均一に冷えます。 0.00 degrees Celsius その後 過冷却 (-0.01 to -0.10 degrees Celsius)。氷点下の 20 分の 1 度のわずかな低下でも、川全体が製氷工場に変わり、水 1 立方メートルあたり最大 10,000 ~ 1,000,000 個のフラジル結晶が生成されます。
2. アンカーアイス: 川底に氷が成長する理由¶
通常、氷は液体の水より密度が低い(0.917 g/cm3 vs. 1.000 g/cm3)そして上に浮かびます。速い川の底に厚い氷床がどのようにして形成されるのでしょうか?
- 乱流の渦は、粘着性の過冷却された活性フラジル結晶を川底まで運びます。
- これらの結晶が水中の砂利、丸石、岩、橋の基礎、または水生雑草にぶつかると、岩の表面で瞬時に凍ります。
- 川床の重い岩に固定されると、個々の結晶が外側に向かって成長し、重なり合う大きな板や海綿状のドームとなる アンカー氷 (0.3 to 1.5 meters / 1 to 5 feet thick)これは川底を完全に覆い、水理河床の粗さを劇的に増加させます(マニングの n)、河床の有効高さをかさ上げし、水を上流に逆流させます。
- 真昼の太陽放出の危険: 朝日が射し、短波の太陽放射が透明な水を透過して暗い岩石を数分の1度温めると、数エーカーの浮力のある錨氷が突然川底から一斉に剥がれ、50キログラムの岩石が底から浮き上がり、巨大なスラッシュ艦隊となって下流に漂い、橋やダムに激突する。
3. ハンギングダム: 目に見えない水中の氷山¶
浮遊するフラジルスラッシュとパンケーキアイスが川のより遅い到達範囲(貯水池の頭、川の曲がり角、三角州、または既存の固体氷床の上流端など)に到達すると、スラッシュは表面の氷の下に押し流されます。 - フラジルスラッシュの層が氷床の下側に何層も堆積し、吊りダムと呼ばれる下向きに突き出た逆さの氷山を構築します。この氷山は**厚さ5~15メートル(16~50フィート)**に達し、数キロメートルにわたって伸びることができ、川の底には水を通すための狭い高速トンネルだけが残ります。
比較表: フリーズアップ フラジル / アンカー アイス ジャム vs. ミッドウィンター / 春のブレークアップ アイス ジャム vs. オープンウォーター レイン フラッド¶
| 水文学的特徴 | フリーズアップ フラジル & アンカー アイス ジャム (初冬/中冬) | メカニカルブレイクアップアイスジャム(真冬の雪解け/雪の上の雨/春) | 露天降雨洪水(夏・秋) |
|---|---|---|---|
| 気象トリガー | 強烈な寒波(< -6 to -20 C / 21 to -4 F)、澄んだ星空、爽やかな風、そして開けた急流 |
突然の暖かさ、チヌーク風、または雪の上に降る雨 (ROS) が重なり、厚く砕けます (30 to 100 cm) 固体の川の氷床 |
長期にわたる大雨または熱帯低気圧による未凍結の地面への流出 |
| 河川流量(流量) | 冬期のベースフローは低から中程度 (洪水は余分な水ではなく、氷の量と水力摩擦によって引き起こされます) | 急速に増加する流量と数百万トンの砕けた固体氷のスラブ | 洪水段階に達するには非常に高い放水量が必要 |
| 増水速度 | 速い (1 to 4 meters in 2 to 6 hours) フラジルスラッシュとアンカーアイスが水路の断面を詰まらせるため |
爆発物 (2 to 6+ meters in 15 to 60 minutes) 曲がり角、島、または橋で氷の板を移動させるとき |
徐々にから急速に (hours to days) 流域のサイズと地形の傾斜に応じて |
| ジャムの構成 | 多孔質のスラッシュ、円盤状のフラジル結晶、パンケーキアイス、スポンジ状のアンカーアイス (high porosity -40-60%、上部が固まって固まります) |
ギザギザで絡み合った0.5~1.5メートルの固い氷のブロックとスラブを高さ3~10メートルに積み上げたもの(ice shoves / ivu) |
100%液体の泥水と浮遊木質ゴミ |
| 標準河川ゲージの予測可能性 | 一見危険: 標準的な圧力変換器の河川計は 水高 (段階) を測定しますが、実際の水の流れでは水位は激しく跳ね上がります (m3/s) 下流にドロップします |
分刻みで予測不可能: ジャムは数日間続くこともあれば、60 秒以内に致命的な障害が発生して 5 to 10 m/s サージウェーブ(jave) |
降雨流出ハイドログラフを使用して、数時間または数日前に予測可能 |
| 独自のインフラストラクチャの脅威 | 水没した水力発電所、原子力発電所/火力発電所、自治体の飲料水取水口を 15 ~ 45 分以内に完全に遮断する | 500kgの氷の巨石による橋、川沿いの住宅、樹木、波止場、堤防のブルドーザー建設。アイスジャムリリースサージウェーブ | 地下浸水、道路流出、土砂堆積 |
水力発電、工業用水、都市用水の取水を活動的なフラジル閉塞から保護する¶
自治体の水処理施設、流れ込み型水力発電所、冷却水取水口、農業/魚の孵化場のポンプ場の運営者にとって、軽減されない凍氷現象により、30 分以内に都市全体の水道供給が停止したり、送電網がオフラインになったりする可能性があります。
1. フラジルアイスが水没した取水口を詰まらせる理由 10 Meters 表面の下で¶
管理者は、取水管を川底の深さ 5 ~ 10 メートル (16 ~ 33 フィート) に設置すれば、表面の凍結を防ぐことができると考えることがよくあります。 活発なフラジルイベント中、深さはゼロの保護を提供します:
1. 乱流の巻き込み: 河川の乱流と取水ポンプの吸引速度により、過冷却水が引き込まれます (-0.02 to -0.08 C)そして活性フラジル結晶を水没した取水口ベルマウスにまっすぐに吊り下げました。
2. 裸のスチール製ゴミ箱の核形成: 裸のスチール製ゴミ箱バーは高い熱伝導率を持っています。過冷却水が鋼棒に触れた瞬間、活性フラジル結晶が各棒の先端に溶接されます。
3. 指数関数的ブリッジング (15 to 45 Minutes 完全な閉塞まで): フラジルがバーをコーティングすると、バー間の隙間が狭くなり、残りの開口部を通る水の速度が加速され、固い氷の壁がゴミラックを完全に横切るまで、毎秒さらに多くのフラジル結晶が供給されます。プラグが差し込まれると、壁の後ろのポンプの吸引によって大きな静水圧差が生じます (up to 5 to 10 meters of water head)スチール製のゴミ箱が内側に座屈し、キャビテーションによってポンプのインペラが破壊される可能性があります。
2. 吸気フラジルの閉塞を克服するための 5 つのエンジニアリングおよび運用上のステップ¶
- 高精度で水温を監視 (
+/- 0.005 C) 温度計: 一般的な工業用温度計 (+/- 0.5 C精度)過冷却を検出できません。気温が以下に下がると-6 C (21 F)オープンウォーターを超えて吸気温度が上昇する0.05 Cそして落下すると、氷氷警報が宣言されます。 - 過冷却が始まる前にゴミ箱の電気加熱を行ってください: 活性フラジルは、そのまま保持されている表面には付着しません
0.1 to 0.5 degrees Celsius above freezing。中空のゴミ箱バー内の抵抗性電気発熱体に通電します(おおよその時間が必要)2 to 5 kW per square meterラックエリアの)水が到達する少なくとも 30 ~ 60 分前0.00 C(ラックが既に 1 メートルの氷に埋もれてから加熱するのでは、手遅れになることがよくあります)。 - 低粘着性材料 (UHMW ポリエチレン / エポキシ) でゴミ箱をコーティングするか、粗い外側ラックを取り外します。 フラジルは、非金属、低熱伝導率のポリマーまたはグラスファイバーよりも裸の鋼に 10 倍強力に粘着します。暖房が利用できない緊急のフラジル作業では、オペレーターが外側のゴミラックの上部を 30 センチメートル持ち上げて、わずかな水がバイパスして破砕ヘッドの圧力を軽減できるようにすることがあります。
- 圧縮空気バブラーカーテンと温水再循環の導入: ゴミラックの底部に圧縮空気を注入することで、バーから壊れやすいフラジルの蓄積を機械的に剪断し、同時に、少量の温められたコンデンサー/冷却水を再循環します (
even +1 to +2 C) をインテークフォアベイに入れることで、-0.05 C完全に過冷却し、粘着性のあるアクティブなフラジルを無害なパッシブなスラッシュに変えます。 - 吸気流速を下げる (
< 0.3 to 0.5 m/s) 表面の氷の被覆を促進する (「アイスブーム」戦略): フラジルアイスに対する唯一の最良の自然防御は、前湾上の ** 固体で静止した表面の氷床** です。平らな氷のシートが水面を覆うと、夜空への放射熱の損失が遮断され、その下の過冷却が止まります。水力発電タービンを一時的に絞るか、浮遊木材/鉄鋼アイスブームを上流に展開すると、表面速度が以下に低下します0.5 m/s、浮遊するパンケーキの氷が一緒に凍って保護断熱屋根になります。
緊急トリアージ決定ツリー¶
flowchart TD
A["氷点下の天候 (< -6 ℃ / 21 °F) の広い川、または突然の冬の雪解け / 雨の上に雪"] --> B{"冬にどのような河川災害が発生していますか?"}
B -- "氷点下の寒さで急速に水が上昇 / パンケーキスラッシュ充填チャネル" --> C["凍結によるフラジル/アンカーアイスジャム洪水:: 1. 氾濫原と川沿いの道路を直ちに高台 (+5-10 m) に避難してください: 2. 水が地下に入る前に家の主電源とガス/石油のバルブを遮断してください: 3. 凍結したスラッシュ水の中を決して運転しないでください (ブレーキと失速が瞬時に凍結します)"]
B -- "川の水位が突然低下し、氷で覆われた川底の岩が露出する" --> D["差し迫った上流の氷ダム放出高波(JAVE):: 1. 上流の氷塊が川を詰まらせ、水の壁をせき止めています: 2. 川底から全力疾走し、すぐに堤防に登ってください: 3. 911 / 112 / 999 で下流地域のコミュニティに警告してください"]
B -- "水力発電・上水取水差圧上昇" --> E["アクティブ過冷却フラジル吸気ブロック:: 1. ゴミ箱ヒーター、温水再循環、およびエアバブラーをオンにします。 ステータス: 2. スロットルポンプ/タービン流量 (< 0.5 m/s) でラックの崩壊と表面氷の形成を防ぎます: 3. ディファレンシャルヘッドが構造上の限界を超える前に機械的にラックをかき集めます。"]
B -- "人や動物がフラジルスラッシュまたは動くアイスジャムに落ちた" --> F["極度の冷水/スラッシュへの浸水:: 1. 911 / 112 / 999 に電話して、スウィフトウォーターアイスレスキューを依頼してください (フラジルスラッシュには徒歩で決して行かないでください): 2. 固い海岸から重りを付けたロープ、はしご、またはリングブイに手を伸ばすか投げます: 3. 脱出したら: 水平姿勢、屋内で濡れた衣服を脱ぎ、低体温症の治療を行ってください。"]
下流のアイスジャム放出サージウェーブ (「Javes」) と Ice Shoves (「Ivu」)¶
凍結フラジルジャムは数時間かけて蓄積しますが、アイスジャム放出波 (油圧技術者はジャベスと呼びます) は、地球上で最も速く、最も破壊的な内陸洪水波の 1 つです。
1. アイスジャムの放出波がどのように形成されるか: 真冬の雪解け中の分厚いフラジルハンギングダムによって形成された場合でも、固体の氷板の機械的破壊ジャムによって形成された場合でも、アイスジャムは川を横切る一時的なダムとして機能し、上流の深い貯水池をバックアップします。often 3 to 8 meters / 10 to 26 feet higher than the water level immediately downstream of the jam)。
2. 突然の構造破壊: 放水路を備えたコンクリートダムとは異なり、アイスジャムは静水圧と上昇水によって氷の先端が川底から持ち上げられると、単体として壊滅的に破壊します。
3. セレリティ (5 to 10 Meters Per Second / 18 to 36 km/h): 渋滞が解けると、水の急な重力波と粉砕された 1 トンの氷の塊が 毎秒 5 ~ 10 メートル (時速 11 ~ 22 マイル) で下流に向かって走ります。これは、人間が雪の多い川岸を走るよりもはるかに速い速度です。
4. 海岸線の氷の突き上げ (氷の乗り上げ): 押し寄せる波が川の曲がり角を回り込むと、その勢いで川の氷の巨大な板が横方向に岸辺に投げ上げられます (10 to 50 meters inland)、成熟した木を切り落とし、電柱を折り、川沿いの住宅の1階の壁を粉砕しました。
地域の緊急電話番号と河川氷監視システム¶
- 米国: 直ちに避難または氷上救助を行う場合は、911 にダイヤルしてください。 NOAA/国立気象局河川予報センター (RFC) および 米国陸軍工兵隊寒冷地研究工学研究所 (USACE CRREL) アイス ジャム データベース。
- カナダ: 911 にダイヤルします。州の河川予報センター (Alberta River Basins Ice Observation Network、New Brunswick River Watch、Ontario MNRF、Quebec MSP Vigilance など) は、凍結および決壊氷詰まり洪水警報を毎日発行しています。
- 英国およびアイルランド: 999 または 112 にダイヤルします。 環境庁 (イングランド)、SEPA (スコットランド)、天然資源ウェールズ、OPW (アイルランド) を通じて河川の水位を確認してください。
- 欧州連合、北欧およびアルプス諸国: 112 にダイヤルします。川の氷とフラジルの予報は、NVE (ノルウェー水資源エネルギー局、イスパトルリェン)、SMHI (スウェーデン)、SYKE (フィンランド)、およびアルプス水文気象事務所によって維持されています。
- アジア、ロシア、オーストラリア、ニュージーランド: 119 (日本、韓国)、110 / 119 (中国、黄河および黒竜江省/アムール川のアイスジャム警報)、112 (ロシア EMERCOM)、000 (オーストラリア)、または 111 (ニュージーランド) にダイヤルするか、チェックを入れてください。 緊急電話番号。
よくある質問¶
雨も降っておらず、気温がマイナス 15 度 (5 度) の真冬に、どうして川が氾濫するのでしょうか?¶
冬季の凍結による洪水は、追加の降雨によってではなく、氷の量と水力摩擦によって河道が詰まることが原因で発生します。晴れた夜の開けた急流で気温が摂氏 -6 ~ -15 度 (華氏 21 ~ 5 度) を下回ると、川の乱流の水が氷点下 (-0.01 ~ -0.1 ℃) をわずかに下回って過冷却され、何十億もの粘着性のフラジル氷の結晶が生成されます。これらの結晶は最大 1 メートルのスポンジ状のアンカー氷で川底を覆い、下流の氷床の下に詰め込まれて厚さ最大 10 メートルの水中の吊り下げダムになります。水中水路の 70 ~ 90 パーセントが突然スラッシュと氷で塞がれてしまうため、冬の通常の低い川の流れでさえ、岸を上がって越える以外に行き場がありません。
川の水はなぜ固体の氷の塊にならずに摂氏 0 度 (華氏 32 度) を下回ることができるのでしょうか?¶
穏やかな池では、水の上部数ミリメートルが摂氏 0 度まで冷え、すぐに凍って表面の平らな氷になり、下の水の残りの部分を断熱します。毎秒 0.6 ~ 1.0 メートル (毎秒 2 ~ 3.3 フィート) よりも速く流れる速い川では、機械的乱流により地表水が川底まで継続的に混合されます。川全体は摂氏 0.00 度をわずかに超える温度まで冷却され、準安定過冷却状態 (-0.01 ~ -0.10 ℃) になります。過冷却は 10 分の 1 度未満ですが、そのわずかな温度低下により、凍結によって放出される潜熱によって水が 0.00 ℃に戻るまで、懸濁したフラジル氷結晶の爆発的な核生成が促進されます。
なぜ泳ぎの強い人はフラジルスラッシュで満たされた川から泳ぎ出せないのでしょうか?¶
フラジル スラッシュ (カナダ北部とニューファンドランドでは「スロブ アイス」と呼ばれることが多い) は、水で飽和した氷の結晶の厚さ 1 ~ 3 メートルの層と、表面に浮かぶパンケーキ スラッシュで構成されています。これは非ニュートン性の高粘度媒体です。立っている人間や救助用そりの重量を支える構造強度がゼロであるため、首までまっすぐに沈みますが、腕を離したり脚で蹴り抜けたりするには厚すぎて重すぎます。さらに、-0.05℃のぬかるみに落ちると、2秒以内に不随意のコールドショックあえぎ反射が引き起こされ、高浮力の救命胴衣を着用せず、海岸のロープにつながれていない場合は、すぐに氷のスラリーを吸い込み、溺死する可能性があります。
冬の急流の川が突然静かになり、裸の岩の滴り落ちたら、それは何を意味しますか?¶
冬にハイキング、氷釣り、または川沿いに住んでいるときに、水位が突然 1 メートル以上下がり、川床に濡れた氷で覆われた岩が露出していることに気付いた場合、非常に危険な状態に陥ります。川は蛇口のように止まることはありません。下流の冬季流量が突然減少するということは、巨大なフラジル、アンカーアイス、または崩壊氷のジャムが上流の水路を横切り、不安定な氷の壁の後ろに川全体を押しとどめていることを意味します。その氷のダムが決壊すると、数分から数時間後に起こる可能性があり、高さ 3 ~ 6 メートルの水の押し寄せる波と砕ける氷の塊 (「ジャベ」) が露出した川底を時速 18 ~ 36 キロメートルで駆け下ります。すぐに堤防の上に登ります。
水力発電ダムや市の水道施設はどのようにして氷氷が水中の取水口の格子に詰まらないようにしているのでしょうか?¶
活性フラジルアイスは、水が摂氏 0.00 度以下に過冷却されている間のみ水面に付着し、剥き出しの冷たいスチール製のゴミ箱バーに最も強く付着します。給水所と水力発電所は 5 つの方法で詰まりを防ぎます。中空のスチール製ゴミ箱バーを電気または蒸気で摂氏 0.2 ~ 0.5 度だけ加熱して、結晶が結合しないようにします。温かい冷却水の少量の流れを吸気前部に再循環させて過冷却を排除します。低粘着性ポリエチレンポリマーで格子をコーティング。圧縮空気バブラーカーテンを展開して緩いスラッシュを振り落とす。そして、浮遊アイスブームを使用して上流の水の速度を毎秒0.5メートル未満に遅くし、固体表面の氷の覆いを形成して水を冷たい夜の空気から遮断します。
道路上の浅い冬のアイスジャム洪水の中を車やトラックで決して運転してはいけないのはなぜですか?¶
たとえ 15 ~ 20 センチメートル(6 ~ 8 インチ)でも冬のフラジル洪水に車で突っ込むことは、3 つの理由から夏の水たまりよりもはるかに危険です。まず、濁ったスラッシュは浮遊する200キログラムの固い川の氷の塊を隠しており、シャシーの下にあるステアリングタイロッドやウェッジを引きちぎり、タイヤを舗道から浮き上がらせる可能性がある。第二に、0℃のフラジルスラッシュが高温のブレーキローター、キャリパー、ステアリングリンケージに飛び散り、60秒以内に凍って固い氷となり、ホイールがロックするかブレーキが完全に無効になります。第三に、氷点下で上昇するスラッシュの中でエンジンが停止すると、数分以内にドアとフレームの周りの水が凍結し、乗員が加熱されていない金属製のキャブ内に閉じ込められてしまいます。
情報源と公式ガイダンス¶
- 私たち。陸軍工兵隊 (USACE) 寒冷地研究工学研究所 (CRREL、米国): 工学と設計: 氷工学マニュアル (EM 1110-2-1612) (過冷却河川の物理学、フラジル氷核生成、アンカー氷の成長、吊り下げダム、取水口ゴミ箱加熱設計、アイスジャム洪水緩和に関する決定版の連邦マニュアル)。
- 米国海洋大気庁 (NOAA) および国立気象局 (米国、NWS): 凍結および解氷によるアイスジャム洪水への備え、河川予報センターの氷に関する勧告、およびアイスジャム放出高波の安全性。
- カナダ環境と気候変動 (ECCC) およびカナダ国立研究評議会 (NRC、カナダ): 川の氷の形成、フラジル スラッシュの危険、および冬季洪水予測に関するカナダの水理ガイドライン。
- ノルウェー水資源エネルギー局 (NVE、ノルウェー): 急峻な氷点下河川におけるフラジルアイス、アンカーアイス、および水力発電取水管理 (イスパトルリェン運用マニュアル)。
- 世界気象機関 (WMO、国際): 洪水予測および警報に関するマニュアル (WMO-No. 1072)、寒冷地域のアイスジャム水文および早期警報システム。
認定応急処置コースを受講し、専門家に相談してください
このガイドは、寒冷地の緊急洪水と水の安全に関する教育を提供するものであり、専門的な水力工学や医療に代わるものではありません。重度の低体温症、凍傷、冷水浸漬による溺死を治療する実践的なスキルを学ぶには、赤十字社、セント ジョン救急車、または地元の医療提供者が提供する認定応急処置および CPR コースを受講してください。