Frazil Ice and Anchor Ice Jam: Blokkering av vannkraftinntak og vinterflom i elver under null¶
Nødnumre varierer fra land til land. Denne siden bruker 911, nummeret for USA og Canada. Mange andre land bruker 112, 999 eller et annet nummer. Finn nummeret for ditt land.
Når en raskt rennende elv, fjellbekk eller kanal blir utsatt for klar, iskald vinterluft (typically below -6 to -15 degrees Celsius / 21 to 5 degrees Fahrenheit) før det har dannet seg en fast overflateis, hindrer den turbulente strømmen at vannet fryser til en rolig flat skorpe på toppen. Vind og stryk driver i stedet hele vannsøylen, og avkjøler det flytende elvevannet litt under det normale frysepunktet til en underkjølt tilstand på -0.01 to -0.1 degrees Celsius (31.98 to 31.82 degrees Fahrenheit). I løpet av minutter kjernener milliarder av mikroskopiske, knivtynne diskoide iskrystaller kalt frazil-is seg samtidig gjennom den underkjølte vannsøylen. Fordi superkjølte frazilkrystaller er termodynamisk ustabile, er de intensivt klebende ("aktiv frazil"): de fester seg aggressivt som undervannskontaktsement til alt under 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit), belegg nedsenkede elvebrosteiner og steinblokker på bekkebunnen for å danne tykke, svampaktige madrasser av ankeris, tetter til kommunale drikkevanns- og vannkraftavfallsstativer på minutter, og pakker under nedstrøms iskapper til massive undervanns hengende demninger opptil 10 meter (33 fot) tykke. Ved å kvele 50 til 90 prosent av elvekanalens tverrsnittsareal, kan frazil og ankeris få vinterelvetapper til å skyte i været med 2 til 5 meter (6,5 til 16,5 fot) i løpet av 1 til 4 timer under krystallklar blå himmel med null ** regn, ** eller snømelk nedover. slippbølge (jave) når en isdemning plutselig gir etter. Hvis vinterelvevann begynner å stige inn i gaten, kjelleren eller elvebredden din, eller hvis noen faller i slush-kvalt vann, evakuer til høy bakke umiddelbart og ring din lokale nødnummer. Mens du flytter til sikkerhet, se våre ledsagerguider på skrøpelig is, elvisstopp, oppløsningsflommer og isskyve-tsunamier, oversvømmelser, vinterstormer, og hypotermi og frostskader.
I motsetning til vårregnflommer som bygger seg gradvis over dager med varmt vær, rammer frazil- og ankerisflommer i løpet av de kaldeste nettene og morgenene om vinteren, og skyver sørpefylt, underkjølt vann og 500 kilo (1100 pund) iskaker inn i boliger og over våte veier og elvefronter med frostgrader. innen minutter.
Gjør dette nå¶
- Evakuer lavtliggende elvebredder, flomsletter og veier ved elvebredden umiddelbart hvis du ser flytende sørpepanner ("pannekakeis"), hører et dempet knusende brøl eller merker at elvenivået stiger eller synker brått i minusgrader. Ikke vent på regn eller tining på våren for å mistenke en flom- opp fra flom og jams: nivåer med 1 til 3 meter (3,3 til 10 fot) på mindre enn 60 minutter. Klatre umiddelbart til terrenget minst 5 til 10 meter (16 til 33 fot) over det normale høyvannsmerket.
- GÅ ALDRI ut på en elvdekke, slushpan eller landfast ishylle, og prøv aldri å vasse gjennom bevegelig frazil-slush. Frazil-slush ("slob-is") ser ut som en solid snøbanke som dekker elven, men den har null bæreevne. Hvis en person faller gjennom en skrøpelig slaps-panne, lukkes den tyktflytende 1-2-meter-tykke slapsen umiddelbart over hodet som våt betong, og forhindrer svømming og forårsaker umiddelbar kaldsjokk, gisp og drukning.
- Hvis hjemmet eller hytta ditt er på en vinterflomslette og ustabilt vann begynner å stige mot fundamentet ditt, må du slå av den elektriske hovedbryteren og drivstoffventilen til ovnen/kjelen FØR vannet kommer inn i kjelleren, og evakuere. I motsetning til flomvann om sommeren,
0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit)frazil-ladet flomvann fryser til solide isblokker inne i kjellere og første etasjer i løpet av timer, knuser oljetanker, knekker naturgassrør og stenger dører fra utsiden. - Hvis du betjener et kommunalt vanninntak, vanningspumpe eller en mikro-hydroelektrisk turbin og merker at målere for tap av inntak faller på en klar natt under null, IKKE vent til strømmen når null med å handle. Aktive frazilkrystaller slår bro over søppelstativ av stål (
even bars spaced 5 to 10 centimeters apart) på 15 til 45 minutter, sultende pumper via kavitasjon og kollapsende inntaksskjermer under titalls tonn hydrostatisk trykk. Aktiver inntaksavfallsstativ-varmeelementer, trykkluftbobler eller tilbakespylingssykluser umiddelbart, eller bypass/gass inntaksstrømmen slik at overflateis kan danne et beskyttende isolerende ark oppstrøms. - Hvis du ser at en vinterelv plutselig faller ned i dybden og avslører nakne, isbelagte steinblokker på elveleiet, gå av elvebunnen og klatre høyt opp på bredden umiddelbart. Et plutselig fall i nedstrøms vinterelvestrøm betyr at en massiv frazil- eller ankerisstopp nettopp har tettet kanalen oppstrøms, og holder tilbake millioner av vann. Når den isdemningen svikter, en turbulent is-jam-bølge (
3 to 6 meters / 10 to 20 feet high, flytter kl5 to 10 meters per second) fullpakket med malende isblokker vil feie ned den tørre kanalen uten forvarsel. - Ring ditt lokale nødnummer umiddelbart hvis noen blir fanget av stigende vintervann, strandet på et isflak eller senket i iskaldt vann. Ring 911 i USA og Canada, 112 i hele EU, 999 i Storbritannia, 000 i Australia, eller sjekk nødnummer. Be om spesialiserte Swiftwater / Ice Rescue-team utstyrt med nedsenkingstørrdrakter og oppblåsbare isredningssleder.
Hvorfor frazil slush er langt dødeligere å falle i enn klart 0 C flytende vann
Klart 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit) vann, kan en person som har på seg redningsvest fortsatt holde hodet over overflaten i 15 til 45 minutter før han mister muskelkontrollen. Frazil slush er en tykk, viskøs suspensjon av millioner av sammenlåsende isnåler og -skiver på opptil 1 til 3 meter (3 til 10 fot) dype. En person eller hund som faller i en frazilfylt elv kan ikke tråkke vann fordi lemmene ikke kan kjøpe seg inn i den suppete slapsen, men slapsen er for svak til å stå på; verre, hvis den trekkes under en bevegelig frazil-panne, er det ingen friluftslomme som kan komme til overflaten, og aktive frazil-krystaller iser umiddelbart over nesebor, munner og redningstau.
Hvorfor vinterflom skjer på krystallklare, stjerneklare netter med NULL regn
Folk forbinder instinktivt oversvømmelser med voldsomme regnbyger eller varm vårsnøsmelting. I hydrologi i kalde regioner skjer frysende flom under klar, skyfri stjernehimmel om natten (between 10:00 PM and 8:00 AM). Klar nattehimmel tillater intenst langbølget strålingsvarmetap fra den åpne elveoverflaten direkte ut i verdensrommet, superkjøler den turbulente elven og utløser eksplosiv vekst av frazil og ankeris som kveler elvekanalen fra bunnen og opp mens beboerne sover.
Hvordan oppdage overgangen fra 'Active' (Sticky) Frazil til 'Passive' (Floc) Ice
Frazil-is er bare klissete ("aktiv") mens det omkringliggende elvevannet forblir superkjølt under 0.00 degrees Celsius (vanligvis et vindu på 30 minutter til noen timer på en klar kald natt). Du kan oppdage aktiv frazil ved et inntak eller en elvebredd fordi metallkjeder, tau eller trestenger dyppet i vannet bygger opp et grovt, ugjennomsiktig, hvitt lag med is under vann i løpet av 2 til 5 minutter. Når nok latent fusjonsvarme har blitt frigjort ved å fryse krystaller til å varme vannet opp igjen 0.00 degrees Celsius, går frazilen over til "passiv frazil", som slutter å feste seg til metall og steiner og i stedet flyter opp til overflaten som runde, slushy "pannekakeis"-panner med hevede hvite kanter.
Cold-Region River Physics: Superkjøling, Frazil Nucleation, Anchor Ice og Henging Dams¶
For å forstå hvordan en elv med jevn, lav vinterutslipp kan renne over sine bredder med 4 meter (13 fot) over natten, undersøk den fire-trinns fysiske progresjonen til underkjølt elveis:
====================================================================================
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. Hvorfor rennende vann superkjøles i stedet for å danne et flatt isdekke¶
I en rolig innsjø eller dam, vann kl 4 degrees Celsius (39.2 degrees Fahrenheit) har maksimal tetthet og synker til bunnen, slik at en tynn topp skum av 0 C vann for å fryse raskt inn i et kontinuerlig overflateisdekke som isolerer innsjøen fra den kalde luften over.
- I en elv som beveger seg raskere enn 0.6 to 1.0 meters per second (2 to 3.3 feet per second), turbulente virvler blander hele tiden overflatevannet med bunnvannet.
- Hele dybden av elven avkjøles jevnt til 0.00 degrees Celsius og faller deretter ned i superkjøling (-0.01 to -0.10 degrees Celsius). Selv et lite fall på en tjuendedel under null forvandler hele elven til en isproduksjonsfabrikk, og genererer opptil 10 000 til 1 000 000 frazilkrystaller per kubikkmeter vann.
2. Anchor Ice: Why Ice Grows on the Bottom of a River¶
Normalt er is mindre tett enn flytende vann (0.917 g/cm3 vs. 1.000 g/cm3) og flyter på toppen. Hvordan kan det dannes tykke issenger på bunnen av en rask elv?
- Turbulente virvler bærer klebrige, superkjølte aktive frazilkrystaller helt ned til elveleiet.
- Når disse krystallene børster seg mot nedsenket grus, brostein, steinblokker, brofot eller vannlevende ugress, fryser de øyeblikkelig på fjelloverflaten.
- Når de er forankret til de tunge steinblokkene på bekkebunnen, vokser individuelle krystaller utover til store, overlappende plater og svampaktige kupler av ankeris (0.3 to 1.5 meters / 1 to 5 feet thick) som fullstendig dekker elveleiet, og dramatisk øker den hydrauliske grunnens ruhet (Mannings n), heve den effektive høyden til elveleiet, og støtte opp vannet oppstrøms.
- The Midday Solar Release Hazard: Når morgensolen kommer ut og kortbølget solstråling trenger gjennom det klare vannet for å varme de mørke steinene med en brøkdel av en grad, løsner dekar med flytende ankeris fra elveleiet på en gang, og løfter 50 kilo tunge steinblokker fra bunnen og flyter nedstrøms i en demning som slår nedstrøms i en demning.
3. Hengende demninger: Det usynlige isfjellet under vann¶
Når flytende slush og pannekakeis når en langsommere rekkevidde av elven (som toppen av et reservoar, en elvebøy, et delta eller oppstrømskanten av et eksisterende fast isdekke), blir slapset feid under overflateisdekket. - Lag etter lag av frazil slaps avleirer seg mot undersiden av isdekket, og bygger et nedoverstikkende omvendt isfjell kalt en hengende demning som kan bli 5 til 15 meter tykk og strekke seg over flere kilometer, og etterlater bare en smal tunnel med høy hastighet for vannet gjennom elven.
Sammenligningstabell: Freeze-Up Frazil / Anchor Ice Jam vs. Mid-Winter / Spring Breaup Ice Jam vs Open-Water Rain Flood¶
| Hydrologisk funksjon | Frys opp Frazil & Anchor Ice Jam (tidlig/midt-vinter) | Mekanisk bruddisstopp (midtvintertine / regn-på-snø / vår) | Regnflom i åpent vann (sommer/høst) |
|---|---|---|---|
| Meteorologisk utløser | Intens kulde (< -6 to -20 C / 21 to -4 F), klar stjerneklar nattehimmel, frisk vind og åpne stryk |
Plutselig varmeperiode, Chinook-vind eller regn-på-snø (ROS) som løfter seg og sprekker tykt (30 to 100 cm) solide elve-isdekker |
Langvarig kraftig nedbør eller avrenning av tropisk storm over ufrossen mark |
| Elvutslipp (strømningsvolum) | Lav til moderat vinterbasestrøm (flom er forårsaket av isvolum og hydraulisk friksjon, IKKE ekstra vann) | Raskt stigende utslipp kombinert med millioner av tonn knuste isplater | Ekstremt høyt vannutslipp kreves for å nå flomstadiet |
| Vannhastigheten stiger | Rask (1 to 4 meters in 2 to 6 hours) som frazil slush og ankeris struper kanaltverrsnittet |
Eksplosiv (2 to 6+ meters in 15 to 60 minutes) når du flytter isplater, kiler seg ved en sving, øy eller bro |
Gradvis til rask (hours to days) avhengig av vannskillestørrelse og terrenghelling |
| Sammensetning av Jam | Porøs slaps, diskoide frazilkrystaller, pannekakeis og svampete ankeris (high porosity -40-60%, fryser fast på toppen) |
Jagged, sammenlåsende 0,5 til 1,5 meter solide isblokker og plater stablet 3 til 10 meter høye (ice shoves / ivu) |
100 % flytende gjørmete vann og flytende trerester |
| Forutsigbarhet på Standard River Gauges | Utrolig farlig: Standard elvemålere for trykktransdusere måler vannhøyde (trinn), som hopper vilt mens den faktiske vannstrømmen (m3/s) faller nedstrøms |
Uforutsigbar på minuttet: Jam kan vare i flere dager eller mislykkes katastrofalt på 60 sekunder, og slipper ut en 5 to 10 m/s bølgebølge (jave) |
Svært forutsigbar timer eller dager i forveien ved hjelp av hydrografer for nedbør og avrenning |
| Unik infrastrukturtrussel | Fullstendig blokkering av nedsenket vannkraftverk, kjernekraftverk/termisk kraftverk og kommunalt drikkevannsinntak innen 15 til 45 minutter | Bulldosering av broer, hus ved elvebredden, trær, brygger og lemmer med 500 kg isblokker; is-jam utgivelsesbølger | Kjelleroversvømmelse, veivask og sedimentavsetning |
Beskytter vannkraftinntak, industrielle og kommunale vanninntak mot aktiv frazilblokkering¶
For operatører av kommunale vannbehandlingsanlegg, vannkraftverk i elveløp, kjølevannsinntak og pumpestasjoner for landbruk/fiskeklekkerier, kan en uforstyrret ishendelse stenge hele en bys vannforsyning eller koble et strømnett frakoblet på mindre enn 30 minutter.
1. Hvorfor Frazil Ice Clogs nedsenket inntak 10 Meters Under overflaten¶
Operatører antar ofte at å plassere et vanninntaksrør 5 til 10 meter (16 til 33 fot) dypt på bunnen av en elv, beskytter det mot overflatefrysing. Under et aktivt frazil-arrangement gir dybde null beskyttelse:
1. Turbulent entrainment: Elveturbulens og sugehastigheten til inntakspumpen trekker underkjølt vann (-0.02 to -0.08 C) og suspenderte aktive frazilkrystaller rett ned i den neddykkede inntaksklokken.
2. Kjerning av søppelstativ i bart stål: Søppelstativ i bart stål har høy varmeledningsevne. I det øyeblikket superkjølt vann berører stålstengene, sveiser aktive frazilkrystaller seg til forkanten av hver bar.
3. Eksponentiell brobygging (15 to 45 Minutes til total blokkering): Etter hvert som frazil dekker stengene, smalner gapet mellom stengene, noe som akselererer vannhastigheten gjennom de gjenværende åpningene, og leverer enda flere frazil-krystaller per sekund inntil en solid vegg av is går fullstendig over søppelstativet. Når den er plugget, skaper suget til pumpene bak veggen en massiv hydrostatisk trykkforskjell (up to 5 to 10 meters of water head) som kan spenne stålsøppelstativ innover og ødelegge pumpehjul via kavitasjon.
2. Fem tekniske og operasjonelle trinn for å bekjempe blokkering av inntaksfrazil¶
- ** Overvåk vanntemperatur med høy presisjon (
+/- 0.005 C) Termometre:** Vanlige industrielle termometre (+/- 0.5 Cnøyaktighet) kan ikke oppdage underkjøling. Når lufttemperaturen faller under-6 C (21 F)over åpent vann og inntaksvanntemperaturen treffer0.05 Cog faller, erklær en Frazil Ice Alert. - Energi avfallsstativ elektrisk oppvarming FØR superkjølingen begynner: Active frazil vil ikke feste seg til noen overflate som holdes bare
0.1 to 0.5 degrees Celsius above freezing. Gi energi til resistive elektriske varmeelementer inne i hule søppelstativ (krever omtrent2 to 5 kW per square meterav stativområdet) minst 30 til 60 minutter før vannet når0.00 C(oppvarming etter at stativet allerede er gravd ned i en meter is er ofte for sent). - Belegg søppelstativer med materialer med lav vedheft (UHMW polyetylen/epoksy) eller fjern grove ytre stativer: Frazil fester seg 10 ganger sterkere til bart stål enn til ikke-metalliske polymerer med lav termisk ledningsevne eller glassfiber. I nødkjøringer der oppvarming ikke er tilgjengelig, hever operatører noen ganger den øverste delen av det ytre søppelstativet med 30 centimeter for å la en skummet vann omgå og avlaste knusehodetrykket.
- Plasser ut trykkluftboblegardiner og resirkulering av varmtvann: Ved å injisere trykkluft ved bunnen av søppelstativet klippes skjøre skjøre ansamlinger av stengene, samtidig som en liten prosentandel av oppvarmet kondensator/kjølevann resirkuleres (
even +1 to +2 C) inn i inntaksforkanten eliminerer-0.05 Csuperkjøling fullstendig, gjør klebrig aktiv frazil til harmløs passiv slush. - Reduser inntaksstrømningshastighet (
< 0.3 to 0.5 m/s) for å oppmuntre til overflateisdekke ("Ice Boom"-strategi): Det beste naturlige forsvaret mot frazil is er et solid, stasjonært isdekke over forbukten. Når et flatt islag dekker vannoverflaten, blokkerer det strålingsvarmetap til nattehimmelen, og stopper superkjøling under. Midlertidig struping tilbake vannkraftturbiner eller utplassering av flytende tømmer/stål isbommer oppstrøms reduserer overflatehastigheten under0.5 m/s, som lar flytende pannekakeis fryse sammen til et beskyttende isolerende tak.
Beslutningstre for nødtriage¶
flowchart TD
A["Vær under null (< -6 C / 21 F) over åpen elv ELLER plutselig vintertine / regn-på-snø"] --> B{"Hvilken elvefare om vinteren oppstår?"}
B -- "Vann som stiger raskt i kulde under null / Pancake slush fyllekanal" --> C["FRYSE-UP FRAZIL / ANKER ISJAM FLOM:: 1. Evakuer flomsletten og elvebredden veier umiddelbart til høyt terreng (+5-10 m): 2. Steng av hovedstrøm- og gass-/oljeventiler før vannet kommer inn i kjelleren: 3. Kjør aldri gjennom iskaldt slapsvann (fryser bremser og stall umiddelbart)"]
B -- "Elvenivået synker plutselig og avslører nakne isbelagte bergarter i elvebunnen" --> D["OVERHÅNDENDE OPPSTRAMS IS-DAMNINGS UTSLIPP SURGE BØLGE (JAVE): 1. Oppstrøms isstopp har tettet elven og holder tilbake en vegg av vann: 2. Sprint av elvebunnen og klatre høyt opp på bredden umiddelbart: 3. Advar nedstrøms samfunn via 911 / 112 / 999"]
B -- "Vannkraft / kommunalt vanninntaksdifferansetrykk øker" --> E["AKTIV SUPERKJØLT FRAZIL INNTAGSBLOKKERING:: 1. Slå på søppelstativvarmere, varmtvannsresirkulering og luftbobler STAT: 2. Gasspumpe/turbinstrøm (< 0,5 m/s) for å forhindre stativkollaps og danne is på overflaten: 3. Mekanisk rakegrense overskrider konstruksjonsstativene"]
B -- "En person eller et dyr falt i slaps eller flytende is" --> F["EKSTREMT KALDT VANN / SLUSH INVENDELSE:: 1. Ring 911 / 112 / 999 for Swiftwater Ice Rescue (GÅ ALDRI inn på frazil slush til fots): 2. Nå eller kast et vektet tau, stige eller ringbøye fra fast kysten: 3. Når de er trukket ut, tre i våt stilling, våt kroppsstilling,"]
Nedstrøms Ice-Jam Release Surge Waves ("Javes") og Ice Shoves ("Ivu")¶
Mens fryste frazil-syltetøy bygger seg opp i løpet av noen få timer, er is-jam-frigjøringsbølger (kalt javes av hydrauliske ingeniører) blant de raskeste og mest ødeleggende flombølgene i innlandet på jorden:
1. Hvordan en utløsningsbølge dannes: Enten den dannes av en tykk frazil hengende demning under en tining midt på vinteren eller en mekanisk oppløsning av faste isplater, fungerer en isstopp som en midlertidig demning over elven, og støtter et dypt reservoar med vann oppstrøms (often 3 to 8 meters / 10 to 26 feet higher than the water level immediately downstream of the jam).
2. Plutselig strukturell svikt: I motsetning til en betongdam med overløp, svikter en isstopp katastrofalt som en enkelt enhet når hydrostatisk trykk og stigende vann løfter iståen opp fra elvebunnen.
3. Seljeritet (5 to 10 Meters Per Second / 18 to 36 km/h): Når jammen bryter, raser en bratt gravitasjonsbølge av vann og malende 1 tonns isblokker nedstrøms med 5 til 10 meter per sekund (11 til 22 miles per time), langt raskere enn et menneske kan løpe langs en snødekt elvebredd.
4. Shoreline Ice Shoves (Ice Ride-Up): Når bølgebølgen runder elvebøyninger, kaster momentum massive plater av elveis sideveis oppover bredden (10 to 50 meters inland), klippe av modne trær, knekke verktøystolper og knuse vegger i første etasje i hus ved elvebredden.
Regionale nødnummer og elveisovervåkingssystemer¶
- USA: Ring 911 for umiddelbar evakuering eller isredning. Overvåk sanntids vintereveetappehopp og Ice-Affected Streamflow Advisories via NOAA / National Weather Service River Forecast Centers (RFCs) og U.S. Army Corps of Engineers Cold Regions Research and Engineering Laboratory (USACE CRREL) Ice Jam Database.
- Canada: Ring 911. Provinsielle elvevarslingssentre (som Alberta River Bassins Ice Observation Network, New Brunswick River Watch, Ontario MNRF og Quebec MSP Vigilance) utsteder daglige advarsler om fryse- og oppløsning av isjam.
- Storbritannia og Irland: Ring 999 eller 112. Sjekk elvenivåene via Environment Agency (England), SEPA (Skottland), Natural Resources Wales og OPW (Irland).
- EU, nordiske og alpine land: Ring 112. Elveis- og frazil-prognoser vedlikeholdes av NVE (Norges vassdrags- og energidirektorat, Ispatruljen), SMHI (Sverige), SYKE (Finland) og alpine hydrometeorologiske kontorer.
- Asia, Russland, Australia og New Zealand: Ring 119 (Japan, Sør-Korea), 110 / 119 (Kina, Yellow River og Heilongjiang/Amur River isstoppvarsler), 112 (Russland EMERCOM), 000 (Australia), eller 111 (New Zealand), eller sjekk nødnummer.
Ofte stilte spørsmål¶
Hvordan kan en elv flomme midt på vinteren når det ikke har regnet og temperaturen er -15 C (5 F)?¶
Vinterfryseflommer er forårsaket av isvolum og hydraulisk friksjon som kveler elveløpet, ikke av ekstra nedbør. Når lufttemperaturen synker under -6 til -15 grader Celsius (21 til 5 grader Fahrenheit) over åpne stryk på en klar natt, superkjøles det turbulente elvevannet litt under frysepunktet (-0,01 til -0,1 C) og genererer milliarder av klissete, frasile iskrystaller. Disse krystallene dekker elveleiet med opptil en meter svampaktig ankeris og pakker seg under nedstrøms isdekker inn i undervannshengende demninger som er opptil 10 meter tykke. Fordi 70 til 90 prosent av undervannskanalen plutselig er tett med slaps og is, har selv normal lav vinterelvestrøm ingen andre steder å gå opp og over bredden.
Hvorfor kan elvevann falle under 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit) uten å bli til en solid isblokk?¶
I en rolig dam avkjøles den øverste millimeteren med vann til 0 grader Celsius og fryser umiddelbart til et flatt ark med overflateis som isolerer resten av vannet under. I en rask elv som renner raskere enn 0,6 til 1,0 meter per sekund (2 til 3,3 fot per sekund), blander mekanisk turbulens kontinuerlig overflatevann ned til elveleiet. Hele elven avkjøles litt forbi 0,00 grader Celsius til en metastabil superkjølt tilstand (-0,01 til -0,10 C). Selv om superkjølingen er mindre enn en tiendedel av en grad, driver det lille temperaturfallet eksplosiv kjernedannelse av suspenderte frazil-iskrystaller til den latente varmen som frigjøres ved frysing bringer vannet tilbake til 0,00 C.
Hvorfor kan ikke en sterk svømmer svømme ut av en elv fylt med slaps?¶
Frazil slush (ofte kalt "slob ice" i Nord-Canada og Newfoundland) består av et 1 til 3 meter tykt lag med vannmettede iskrystaller og pannekakesap som flyter ved overflaten. Det er et ikke-newtonsk medium med høy viskositet: det har null strukturell styrke til å støtte vekten til et stående menneske eller redningsslede, så du synker rett gjennom den til nakken, men den er altfor tykk og tung til å skilles med armene eller sparke gjennom med bena. I tillegg utløser det å falle ned i -0,05 C slaps en ufrivillig kaldsjokk-gisprefleks innen 2 sekunder, noe som forårsaker umiddelbar innånding av isslurry og drukning hvis du ikke har på deg en flytevest med høy flyt og bundet til et landtau.
Hva betyr det hvis en brusende vinterelv plutselig blir stille og faller ned til en drypp av bare steiner?¶
Hvis du er på tur, isfisker eller bor langs en elv om vinteren og merker at vannstanden plutselig synker med en meter eller mer, og blottlegger våte, isskorpe steinblokker på bekkebunnen, er du i ekstrem fare. Elver slår seg ikke av som en kran; et plutselig fall i nedstrøms vinterstrøm betyr at en massiv frazil-, ankeris- eller isstopp akkurat har kilt seg over kanalen oppstrøms, og holder tilbake hele elven bak en ustabil isvegg. Når den isdemningen brister, noe som kan skje minutter eller timer senere, vil en 3 til 6 meter høy bølge av vann og malende isblokker ("en jave") rase nedover det eksponerte elveleiet i 18 til 36 kilometer i timen. Klatre høyt opp på bredden umiddelbart.
Hvordan hindrer vannkraftdammer og byvannsanlegg frazil is fra å tette til undervannsristene deres?¶
Aktiv frazil-is fester seg bare til undervannsoverflater mens vannet er underkjølt under 0,00 grader Celsius, og den fester seg sterkest til nakne, kalde stålsøppelstenger. Vannanlegg og vannkraftstasjoner forhindrer blokkering ved hjelp av fem metoder: oppvarming av hule stålsøppelstenger elektrisk eller med damp med bare 0,2 til 0,5 grader Celsius, slik at krystaller ikke kan binde seg; resirkulere en liten strøm med varmt kjølevann inn i inntaksforløpet for å eliminere superkjøling; belegg rister med polyetylenpolymerer med lav vedheft; utplassere trykkluftboblegardiner for å riste løs slaps; og bremse oppstrøms vannhastighet under 0,5 meter per sekund ved å bruke flytende isbommer slik at det dannes et isdekke med solid overflate for å isolere vannet fra kald nattluft.
Hvorfor skal du aldri kjøre bil eller lastebil gjennom grunt vinteris-jam flomvann på en vei?¶
Å kjøre inn i til og med 15 til 20 centimeter (6 til 8 tommer) vinterflomvann er langt farligere enn sommerpytter av tre grunner. For det første skjuler den grumsete slapsen flytende 200 kilo tunge blokker med fast elveis som kan skjære av styrestag eller kile seg under chassiset, og løfte dekkene fra fortauet. For det andre spruter 0 C frazil slush på varme bremserotorer, kalipere og styrekoblinger og fryser til fast is innen 60 sekunder, og låser hjulene eller deaktiverer bremsene helt. For det tredje, hvis motoren stopper i stigende slaps under null, fryser vannet rundt dørene og karmen i løpet av minutter, og fanger passasjerer inne i en uoppvarmet metallhytte.
Kilder og offisiell veiledning¶
- OSS. Army Corps of Engineers (USACE) Cold Regions Research and Engineering Laboratory (CRREL, USA): Engineering og design: Ice Engineering Manual (EM 1110-2-1612) (definitiv føderal manual om underkjølt elvefysikk, kjernedannelse av skjør is, vekst av ankeris, utforming av søppel- og flomdammer, hengende is- og flomdammer, avbøtende).
- National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og National Weather Service (NWS, USA): Freeze-Up and breakup Ice Jam Flom-forberedelse, River Forecast Center Ice Advisories og Ice-Jam Release Surge Wave Safety.
- Environment and Climate Change Canada (ECCC) og National Research Council Canada (NRC, Canada): Ilvisprosesser, Frazil Slush Hazards og kanadiske hydrauliske retningslinjer for vinterflomvarsel.
- Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE, Norge): Frazil Ice, Anchor Ice, and Hydroelectric Intake Management in Steep Sub-Zero Rivers (Ispatruljen Operational Manual).
- Verdens meteorologiske organisasjon (WMO, internasjonal): Håndbok om flomvarsling og varsling (WMO-nr. 1072), is-jam-hydrologi og tidlig varslingssystemer.
Ta et sertifisert førstehjelpskurs og rådfør deg med fagfolk
Denne veiledningen gir opplæring i nødstilfelle for flom og vannsikkerhet og erstatter ikke profesjonell hydraulikkteknikk eller medisinsk behandling. For å lære praktiske ferdigheter i behandling av alvorlig hypotermi, frostskader og drukning i kaldt vann, ta et sertifisert førstehjelps- og HLR-kurs fra Røde Kors, St John Ambulance eller en lokal leverandør.