Frazil Ice at Anchor Ice Jam: Hydroelectric Intake Blockage at Winter Flash Flooding sa Sub-Zero Rivers¶
Iba-iba ang mga numero ng emergency ayon sa bansa. Ang pahinang ito ay gumagamit ng 911, ang numero para sa Estados Unidos at Canada. Maraming ibang bansa ang gumagamit ng 112, 999, o ibang numero. Hanapin ang numero para sa iyong bansa.
Kapag ang mabilis na pag-agos ng ilog, batis ng bundok, o kanal ay nalantad sa malinaw at malamig na hangin sa taglamig (typically below -6 to -15 degrees Celsius / 21 to 5 degrees Fahrenheit) bago mabuo ang solid surface ice sheet, pinipigilan ng magulong agos ang tubig na magyeyelo tungo sa isang kalmadong patag na crust sa itaas. Sa halip, pinapaikot ng hangin at agos ang buong column ng tubig, pinalamig nang bahagya ang likidong tubig ng ilog mababa sa normal nitong nagyeyelong punto hanggang sa supercooled na estado ng -0.01 to -0.1 degrees Celsius (31.98 to 31.82 degrees Fahrenheit). Sa loob ng ilang minuto, bilyun-bilyong microscopic, razor-thin discoid ice crystals na tinatawag na frazil ice ang sabay-sabay na nucleate sa buong supercooled na column ng tubig. Dahil ang mga supercooled na frazil na kristal ay hindi matatag sa thermodynamically, ang mga ito ay matinding pandikit ("aktibong frazil"): agresibo silang dumikit tulad ng semento sa ilalim ng tubig sa anumang bagay sa ibaba 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit), binabalutan ang mga nakalubog na bato sa ilog at malalaking bato sa streambed upang bumuo ng makapal, espongha na kutson ng angkla ng yelo, bumabara sa tubig-inom ng munisipyo at hydroelectric na mga rack ng basura sa loob ng ilang minuto, at inilalagay sa ilalim ng mga downstream na yelo sa napakalaking ilalim ng tubig mga hanging dam na hanggang 10 metro (33 talampakan) ang kapal. Sa pamamagitan ng pagsakal sa 50 hanggang 90 porsiyento ng cross-sectional area ng channel ng ilog, ang frazil at anchor ice jam ay maaaring maging sanhi ng mga yugto ng taglamig na ilog na tumaas ng 2 hanggang 5 metro (6.5 hanggang 16.5 talampakan) sa loob ng 1 hanggang 4 na oras sa ilalim ng mala-kristal na asul na kalangitan na walang ulan o snowmelt, o naglalabas ng isang sakuna sa ibaba ng agos**, o naglalabas ng isang sakuna sa ibaba ng agos. biglang bumigay si dam. Kung ang tubig ng ilog sa taglamig ay nagsimulang tumaas sa iyong kalye, basement, o tabing-ilog na daanan, o kung may mahulog sa mabulaklak na mabahong tubig, lumikas kaagad sa mataas na lugar at tawagan ang iyong lokal. mga numerong pang-emergency. Habang lumilipat sa kaligtasan, suriin ang aming mga kasamang gabay sa frazil ice, river ice jams, breakup floods, at ice shove tsunami, flash baha, mga bagyo sa taglamig, at hypothermia at frostbite.
Hindi tulad ng mga baha sa tagsibol na umuulan na unti-unting nabubuo sa mga araw ng mainit-init na panahon, ang marupok at nag-aankla na mga baha ng yelo ay tumama sa panahon ng pinakamalamig na gabi at umaga ng taglamig, na nagtutulak na puno ng slush, sub-freezing na tubig at 500-kilogram (1,100-pound) na mga ice cake sa mga tahanan at sa ibabaw ng mga kalsada sa tapat ng ilog sa nagyeyelong temperatura ng tubig sa loob ng ilang minuto.
Gawin ito ngayon¶
- Linisis kaagad ang mabababang pampang ng ilog, baha, at mga kalsada sa harap ng ilog kung makakita ka ng mga lumulutang na slush pans ("pancake ice"), makarinig ng mabagsik na paggiling na dagundong, o mapansin ang antas ng ilog na tumataas o biglang bumaba sa sub-zero na panahon. Huwag hintayin ang pag-ulan o pagtunaw ng tagsibol upang maghinala ng baha: pag-freeze-up at pag-ipit ng tubig sa kalagitnaan ng 3 mga antas ng jam1 sa kalagitnaan ng pagkasira ng tubig ** metro (3.3 hanggang 10 talampakan) sa wala pang 60 minuto**. Umakyat kaagad sa lupain nang hindi bababa sa 5 hanggang 10 metro (16 hanggang 33 talampakan) sa itaas ng normal na marka ng mataas na tubig.
- HUWAG maglakad palabas sa isang ilog na ice sheet, slush pan, o shore-fast ice shelf, at huwag kailanman magtangkang tumawid sa gumagalaw na frazil slush. Ang frazil slush ("slob ice") ay mukhang isang solidong snowbank na tumatakip sa ilog, ngunit mayroon itong zero load-bearing strength. Kung ang isang tao ay mahulog sa isang marupok na slush pan, ang malapot na 1-to-2-meter-thick na slush ay agad na magsasara sa ibabaw ng kanilang ulo tulad ng basang semento, na pumipigil sa paglangoy at nagiging sanhi ng agarang cold-shock na hingal at pagkalunod.
- Kung ang iyong bahay o cabin ay nasa isang floodplain ng taglamig at ang marupok na tubig ay nagsimulang tumaas patungo sa iyong pundasyon, patayin ang iyong pangunahing electrical breaker at furnace/boiler fuel valve BAGO ang tubig ay pumasok sa basement, at lumikas. Hindi tulad ng tubig baha sa tag-araw,
0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit)Ang tubig-baha na puno ng frazil ay nagyeyelo sa mga solidong bloke ng yelo sa loob ng mga basement at ground floor sa loob ng ilang oras, pagdurog sa mga tangke ng langis, pagpuputol ng mga tubo ng natural na gas, at pagsara ng mga pinto mula sa labas. - Kung nagpapatakbo ka ng municipal water intake, irrigation pump, o micro-hydroelectric turbine at napansin ang intake na head-loss gauge na bumababa sa isang malinaw, sub-zero na gabi, HUWAG maghintay hanggang ang daloy ay umabot sa zero para kumilos. Ang mga aktibong frazil na kristal ay tumatawid sa mga steel trash-rack bar (
even bars spaced 5 to 10 centimeters apart) sa loob ng 15 hanggang 45 minuto, nagugutom na mga bomba sa pamamagitan ng cavitation at bumabagsak na mga screen ng paggamit sa ilalim ng sampu-sampung toneladang hydrostatic pressure. I-activate kaagad ang intake na trash-rack heating elements, compressed-air bubbler, o back-flushing cycle, o i-bypass/throttle ang daloy ng intake upang ang surface ice ay bumuo ng protective insulating sheet sa itaas ng agos. - Kung makakita ka ng isang ilog sa taglamig na bigla na lang LABAS nang malalim at ilantad ang mga hubad na batong nababalutan ng yelo sa ilalim ng ilog, bumaba sa ilalim ng ilog at umakyat kaagad sa pampang. Ang biglaang pagbagsak ng daloy ng ilog ng taglamig sa ibaba ng agos ay nangangahulugan na ang napakalaking frazil o anchor na ice jam ay nakasaksak lamang sa channel sa itaas ng agos, na pinipigilan ang milyun-milyong metro kubiko ng tubig. Kapag nabigo ang ice dam na iyon, isang magulong ice-jam surge wave (
3 to 6 meters / 10 to 20 feet high, gumagalaw sa5 to 10 meters per second) na puno ng nakakagiling na mga bloke ng yelo ay magwawalis sa tuyong channel nang walang babala. - Tawagan kaagad ang iyong lokal na emergency na numero kung may na-trap sa pagtaas ng tubig sa taglamig, na-stranded sa ice floe, o nalubog sa nagyeyelong tubig. I-dial ang 911 sa United States at Canada, 112 sa buong European Union, 999 sa United Kingdom, 000 sa Australia, o i-check mga numerong pang-emergency. Humiling ng mga espesyal na Swiftwater / Ice Rescue team na nilagyan ng mga immersion drysuit at inflatable ice-rescue sled.
Bakit ang frazil slush ay mas nakamamatay na mahulog kaysa sa malinaw na 0 C na likidong tubig
Sa malinaw 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit) tubig, ang isang taong may suot na life jacket ay maaari pa ring panatilihing nasa ibabaw ng ibabaw ang kanyang ulo sa loob ng 15 hanggang 45 minuto bago mawalan ng kontrol sa kalamnan. Ang frazil slush ay isang makapal at malapot na suspensyon ng milyun-milyong magkakaugnay na karayom ng yelo at mga disc na hanggang 1 hanggang 3 metro (3 hanggang 10 talampakan) ang lalim. Ang isang tao o aso na nahuhulog sa isang marupok na ilog ay hindi makakatapak ng tubig dahil ang mga paa ay hindi makakabili sa sopas na slush, ngunit ang slush ay masyadong mahina upang tumayo; mas masahol pa, kung hinila sa ilalim ng isang gumagalaw na frazil na kawali, walang bukas na bulsa ng hangin na papalabas, at ang mga aktibong frazil na kristal ay agad na nagyeyebe sa mga butas ng ilong, bibig, at mga lubid sa pagsagip.
Bakit nangyayari ang mga baha sa ilog sa taglamig sa mga gabing malinaw at mabituin na may ZERO ulan
Ang mga tao ay likas na iniuugnay ang mga flash flood sa malalakas na ulan o pagtunaw ng snow sa tagsibol. Sa cold-region hydrology, nagyayari ang freeze-up frazil na baha sa ilalim ng malinaw, walang ulap, mabituing kalangitan sa gabi (between 10:00 PM and 8:00 AM). Ang maaliwalas na kalangitan sa gabi ay nagbibigay-daan sa matinding longwave radiative heat loss mula sa bukas na ibabaw ng ilog patungo sa kalawakan, na nagpapalamig sa magulong ilog at nagpapalitaw ng sumasabog na frazil at anchor na paglaki ng yelo na sumasakal sa channel ng ilog mula sa ibaba pataas habang natutulog ang mga residente.
Paano makita ang paglipat mula sa 'Active' (Sticky) Frazil hanggang sa 'Passive' (Floc) Ice
Ang frazil ice ay malagkit lamang ("aktibo") habang ang nakapalibot na tubig ng ilog ay nananatiling supercooled sa ibaba 0.00 degrees Celsius (karaniwan ay isang window ng 30 minuto hanggang ilang oras sa isang malinaw na malamig na gabi). Maaari mong makita ang aktibong frazil sa isang intake o tabing ilog dahil ang mga metal na kadena, mga lubid, o mga poste na gawa sa kahoy na inilubog sa tubig ay bumubuo ng isang magaspang, opaque na puting amerikana ng yelo sa ilalim ng tubig sa loob ng 2 hanggang 5 minuto. Kapag sapat na ang nakatagong init ng pagsasanib na inilabas ng mga nagyeyelong kristal upang mapainit ang tubig pabalik 0.00 degrees Celsius, ang frazil ay lumilipat sa "passive frazil", na humihinto sa pagdidikit sa metal at mga bato at sa halip ay lumulutang sa ibabaw bilang mga bilog at malapot na "pancake ice" na mga pan na may nakataas na puting rim.
Cold-Region River Physics: Supercooling, Frazil Nucleation, Anchor Ice, at Hanging Dams¶
Upang maunawaan kung paano ang isang ilog na may tuluy-tuloy, mababang paglabas ng taglamig ay maaaring umapaw sa mga pampang nito ng 4 na metro (13 talampakan) magdamag, suriin ang apat na yugto ng pisikal na pag-unlad ng supercooled na yelo sa ilog:
====================================================================================
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. Bakit Supercool ang Umaagos na Tubig Sa halip na Bumuo ng Flat Ice Sheet¶
Sa isang tahimik na lawa o pond, tubig sa 4 degrees Celsius (39.2 degrees Fahrenheit) ay nasa pinakamataas nitong density at lumulubog sa ibaba, na nagbibigay-daan sa isang manipis na tuktok na skim ng 0 C tubig upang mabilis na mag-freeze sa isang tuluy-tuloy na ibabaw na takip ng yelo na pumipigil sa lawa mula sa malamig na hangin sa itaas.
- Sa isang ilog na gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa 0.6 to 1.0 meters per second (2 to 3.3 feet per second), ang magulong eddies ay patuloy na hinahalo ang tubig sa ibabaw sa tubig sa ilalim.
- Ang buong lalim ng ilog ay pantay na lumalamig 0.00 degrees Celsius at pagkatapos ay bumaba sa supercooling (-0.01 to -0.10 degrees Celsius). Kahit na ang isang maliit na one-twentieth-of-a-degree drop sa ibaba ng zero ay binabago ang buong ilog sa isang pabrika ng paggawa ng yelo, na bumubuo ng hanggang 10,000 hanggang 1,000,000 frazil na kristal kada metro kubiko ng tubig.
2. Anchor Ice: Bakit Tumutubo ang Yelo sa Ilalim ng Ilog¶
Karaniwan, ang yelo ay hindi gaanong siksik kaysa sa likidong tubig (0.917 g/cm3 vs. 1.000 g/cm3) at lumutang sa itaas. Paano mabubuo ang makapal na kama ng yelo sa ilalim ng mabilis na ilog?
- Ang mga magulong vortice ay nagdadala ng malagkit, supercooled na aktibong frazil na mga kristal hanggang sa ilalim ng ilog.
- Kapag ang mga kristal na iyon ay bumagsak laban sa mga lumubog na graba, mga bato, mga bato, mga talampakan ng tulay, o mga aquatic na damo, agad silang nagyeyelo sa ibabaw ng bato.
- Kapag naka-angkla sa mabibigat na bato sa streambed, ang mga indibidwal na kristal ay lumalaki palabas tungo sa malalaking, magkakapatong na mga plato at mga spongy dome ng anchor ice (0.3 to 1.5 meters / 1 to 5 feet thick) na ganap na tumatakip sa ilog, na tumataas nang husto ng haydroliko na kama (Manning's n), pagtataas ng epektibong taas ng ilog, at pag-back up ng tubig sa itaas ng agos.
- The Midday Solar Release Hazard: Kapag sumikat ang araw sa umaga at ang shortwave solar radiation ay tumagos sa malinaw na tubig upang magpainit sa madilim na mga bato sa isang fraction ng isang degree, ang mga ektarya ng buoyant anchor ice ay biglang humiwalay mula sa ilog nang sabay-sabay, na nag-aangat ng 50-kilogram na mga bato mula sa ilalim at lumulutang pababa sa isang napakalaking smsdam na tulay.
3. Hanging Dam: Ang Invisible Underwater Iceberg¶
Kapag ang lumulutang na frazil slush at pancake ice ay umabot sa mas mabagal na pag-abot sa ilog (gaya ng ulo ng isang reservoir, isang liko ng ilog, isang delta, o ang upstream na gilid ng isang umiiral na solid ice sheet), ang slush ay winalis sa ilalim ng ibabaw na takip ng yelo. - Patong-patong ng frazil slush deposits laban sa ilalim ng ice sheet, na gumagawa ng pababang-projecting inverted iceberg na tinatawag na hanging dam na maaaring umabot sa 5 hanggang 15 metro (16 hanggang 50 talampakan) ang kapal at umaabot ng ilang kilometro, na nag-iiwan lamang ng isang makitid na tunnel na may mataas na bilis sa ilalim ng ilog para sumiksik ang tubig.
Talahanayan ng Paghahambing: Freeze-Up Frazil / Anchor Ice Jam kumpara sa Mid-Winter / Spring Breakup Ice Jam kumpara sa Open-Water Rain Flood¶
| Katangian ng Hydrologic | Freeze-Up Frazil at Anchor Ice Jam (Early / Mid-Winter) | Mechanical Breakup Ice Jam (Mid-Winter Thaw / Rain-on-Snow / Spring) | Open-Water Rainfall Flood (Tag-init / Taglagas) |
|---|---|---|---|
| Meteorological Trigger | ** Matinding malamig na snap (< -6 to -20 C / 21 to -4 F)**, maaliwalas na mabituing kalangitan sa gabi, mabilis na hangin, at bukas na agos |
Sudden warm spell, Chinook wind, o Rain-on-Snow (ROS) na nakakaangat at nakakabali ng makapal (30 to 100 cm) solidong ilog na yelo |
Matagal na malakas na pag-ulan o tropikal na storm runoff sa hindi nagyelo na lupa |
| Paglabas ng Ilog (Dami ng Daloy) | Mababa hanggang katamtaman ang baseflow ng taglamig (ang baha ay sanhi ng dami ng yelo at hydraulic friction, HINDI dagdag na tubig) | Mabilis na tumataas na discharge na sinamahan ng milyun-milyong tonelada ng mga bali na solid ice slab | Sobrang mataas na paglabas ng tubig ay kinakailangan upang maabot ang yugto ng baha |
| Bilis ng Pagtaas ng Tubig | Mabilis (1 to 4 meters in 2 to 6 hours) habang sinasakal ng frazil slush at anchor ice ang cross-section ng channel |
Pasabog (2 to 6+ meters in 15 to 60 minutes) kapag gumagalaw ang mga ice slab na kalso sa isang liko, isla, o tulay |
Unti-unti hanggang mabilis (hours to days) depende sa laki ng watershed at slope ng lupain |
| Komposisyon ng Jam | Porous slush, discoid frazil crystals, pancake ice, at spongy anchor ice (high porosity -40-60%, nagyeyelong solid sa itaas) |
Jagged, magkadugtong na 0.5-to-1.5-meter solid ice block at slab na nakatambak na 3 hanggang 10 metro ang taas (ice shoves / ivu) |
100% likidong maputik na tubig at lumulutang na makahoy na mga labi |
| Pagiging mahuhulaan sa Mga Karaniwang Gauges ng Ilog | Mapanlinlang na mapanganib: Ang mga karaniwang pressure-transducer river gauge ay sumusukat sa taas ng tubig (yugto), na tumalon nang ligaw habang ang aktwal na daloy ng tubig (m3/s) bumaba sa ibaba ng agos |
Hindi mahuhulaan sa minuto: Ang jam ay maaaring tumagal ng ilang araw o mabibigo sa sakuna sa loob ng 60 segundo, na naglalabas ng 5 to 10 m/s surge wave (jave) |
Lubos na mahuhulaan oras o araw bago ang paggamit ng rainfall-runoff hydrographs |
| Natatanging Banta sa Imprastraktura | Kumpletuhin ang pagbara ng nakalubog na hydroelectric, nuclear/thermal power plant, at municipal drinking-water intakes sa loob ng 15 hanggang 45 minuto | Pag-bulldozing ng mga tulay, mga bahay sa harap ng ilog, mga puno, pantalan, at mga leve ng 500-kg na ice boulder; ice-jam release surge waves | Pagbaha ng basement, paghuhugas ng kalsada, at pagtitiwalag ng sediment |
Pagprotekta sa Hydroelectric, Industrial, at Municipal Water Intakes mula sa Aktibong Frazil Blockage¶
Para sa mga operator ng municipal water treatment plant, run-of-river hydroelectric station, cooling-water intakes, at agricultural/fish-hatchery pumping station, ang isang walang humpay na frazil ice event ay maaaring magsara ng buong supply ng tubig ng lungsod o mag-offline ng power grid nang wala pang 30 minuto.
1. Bakit Nababara ng Frazil Ice ang mga Lubog na Intake 10 Meters Sa ibaba ng Ibabaw¶
Kadalasang ipinapalagay ng mga operator na ang paglalagay ng tubo ng tubig sa loob ng 5 hanggang 10 metro (16 hanggang 33 talampakan) ang lalim sa ilalim ng ilog ay pinoprotektahan ito mula sa pagyeyelo sa ibabaw. Sa panahon ng isang aktibong frazil na kaganapan, ang depth ay nag-aalok ng zero na proteksyon:
1. Turbulent Entrainment: River turbulence at ang suction velocity ng intake pump na humihila ng supercooled na tubig (-0.02 to -0.08 C) at sinuspinde ang mga aktibong frazil na kristal diretso pababa sa lubog na intake bellmouth.
2. Bare Steel Trash-Rack Nucleation: Ang mga bare steel na trash-rack bar ay may mataas na thermal conductivity. Sa sandaling dumampi ang supercooled na tubig sa mga steel bar, ang mga aktibong frazil na kristal ay hinangin ang kanilang mga sarili sa nangungunang gilid ng bawat bar.
3. Exponential Bridging (15 to 45 Minutes sa Total Blockage): Habang binabalutan ng frazil ang mga bar, lumiliit ang agwat sa pagitan ng mga bar, na nagpapabilis sa bilis ng tubig sa natitirang mga bukas, na naghahatid ng mas marupok na mga kristal bawat segundo hanggang sa ganap na tumawid sa trash rack ang isang solidong pader ng mga tulay ng yelo. Kapag nasaksak, ang pagsipsip ng mga bomba sa likod ng dingding ay lumilikha ng napakalaking hydrostatic pressure differential (up to 5 to 10 meters of water head) na maaaring mag-buckle ng mga steel trash rack papasok at sirain ang mga pump impeller sa pamamagitan ng cavitation.
2. Limang Mga Hakbang sa Inhinyero at Operasyon para Matalo ang Intake Frazil Blockage¶
- Subaybayan ang Temperatura ng Tubig na may Mataas na Katumpakan (
+/- 0.005 C) Mga Thermometer: Mga karaniwang pang-industriyang thermometer (+/- 0.5 Ckatumpakan) ay hindi matukoy ang supercooling. Kapag bumaba ang temperatura ng hangin sa ibaba-6 C (21 F)sa ibabaw ng bukas na tubig at pag-inom ng tubig temperatura hit0.05 Cat pagkahulog, magdeklara ng Frazil Ice Alert. - Paganahin ang Trash-Rack Electrical Heating BAGO Magsimula ang Supercooling: Ang aktibong frazil ay hindi dumidikit sa anumang ibabaw na hawak lamang
0.1 to 0.5 degrees Celsius above freezing. Pasiglahin ang resistive electric heating elements sa loob ng mga guwang na trash-rack bar (nangangailangan ng halos2 to 5 kW per square meterng rack area) hindi bababa sa 30 hanggang 60 minuto bago umabot ang tubig0.00 C(Ang pag-init pagkatapos na ang rack ay nakabaon sa isang metro ng yelo ay kadalasang huli na). - Pahiran ng Mga Rack ng Basura na may Mga Materyal na Mababang Adhesion (UHMW Polyethylene / Epoxies) o Alisin ang mga Coarse Outer Rack: Ang Frazil ay nakadikit nang 10 beses na mas malakas sa hubad na bakal kaysa sa mga non-metallic, low-thermal-conductivity polymers o fiberglass. Sa mga emergency na pagtakbo ng frazil kung saan hindi available ang pag-init, kung minsan ay itinataas ng mga operator ang tuktok na seksyon ng panlabas na rack ng basura ng 30 sentimetro upang payagan ang isang skim ng tubig na makalampas at mapawi ang pagdurog na presyon ng ulo.
- I-deploy ang Compressed-Air Bubbler Curtain at Warm-Water Recirculation: Ang pag-iniksyon ng naka-compress na hangin sa base ng trash rack ay mekanikal na nagugupit ang mga marupok na naipon mula sa mga bar, habang nagre-recirculate ng maliit na porsyento ng warmed condenser/cooling water (
even +1 to +2 C) sa intake forebay inaalis ang-0.05 Cganap na supercooling, ginagawang hindi nakakapinsalang passive slush ang sticky active frazil. - Bawasan ang Bilis ng Daloy ng Intake (
< 0.3 to 0.5 m/s) para Hikayatin ang Surface Ice Cover ("Ice Boom" Strategy): Ang nag-iisang pinakamahusay na natural na depensa laban sa frazil ice ay isang solid, nakatigil na surface ice sheet sa ibabaw ng forebay. Kapag natakpan ng patag na yelo ang ibabaw ng tubig, hinaharangan nito ang radiative na pagkawala ng init sa kalangitan sa gabi, na humihinto sa supercooling sa ilalim. Ang pansamantalang pag-throttling pabalik ng mga hydroelectric turbine o pag-deploy ng lumulutang na troso/bakal ice booms upstream ay nagpapabagal sa bilis ng ibabaw sa ibaba0.5 m/s, na nagpapahintulot sa lumulutang na pancake ice na mag-freeze nang magkasama sa isang proteksiyon na insulating bubong.
Puno ng Desisyon ng Emergency Triage¶
flowchart TD
A["Sub-zero na panahon (< -6 C / 21 F) sa ibabaw ng bukas na ilog O biglaang pagtunaw ng taglamig / ulan-sa-niyebe"] --> B{"Anong panganib sa ilog sa taglamig ang nangyayari?"}
B -- "Mabilis na tumataas ang tubig sa sub-zero cold / Pancake slush filling channel" --> C["FREEZE-UP FRAZIL / ANCHOR ICE JAM FLOOD:: 1. Lumikas kaagad sa mga kalsada sa baha at tabing-ilog patungo sa mataas na lugar (+5-10 m): 2. Patayin ang mga pangunahing balbula ng kuryente at gas/langis sa bahay bago pumasok ang tubig sa basement: 3. Huwag kailanman magmaneho sa nagyeyelong slush na tubig (i-freeze agad ang mga preno at stall)"]
B -- "Ang antas ng ilog ay biglang BUMABA at naglantad ng mga batong nababalot ng yelo sa ilalim ng ilog" --> D["NAAAGAD NA UPSTREAM ICE-DAM RELEASE SURGE WAVE (JAVE):: 1. Nasaksak ng upstream ice jam ang ilog at pinipigilan ang pader ng tubig: 2. Sprint off the riverbed at umakyat kaagad sa mataas na pampang: 3. Babalaan ang mga komunidad sa ibaba ng agos sa pamamagitan ng 911 / 112 / 999"]
B -- "Hydroelectric / Municipal Water Intake differential pressure tumataas" --> E["ACTIVE SUPERCOOLED FRAZIL INTAKE BLOCKAGE:: 1. I-on ang mga trash-rack heater, warm-water recirculation, at air bubblers STAT: 2. Throttle pump/turbine flow (< 0.5 m/s) para maiwasan ang rack collapse at bumuo ng surface ice: 3. Mechanically rake rack bago lumampas ang structural limit head"]
B -- "Ang tao o hayop ay nahulog sa marupok na slush o gumagalaw na ice jam" --> F["SOBRANG COLD-WATER / SLUSH IMMERSION:: 1. Tumawag sa 911 / 112 / 999 para sa Swiftwater Ice Rescue (HUWAG pumunta sa frazil slush sa paglalakad): 2. Abutin o ihagis ang isang may timbang na lubid, hagdan, o singsing na buoy mula sa solidong baybayin: 3. Kapag natanggal na ang hypothermia, binasa ang mga damit sa loob ng bahay."]
Downstream Ice-Jam Release Surge Waves ("Javes") at Ice Shoves ("Ivu")¶
Habang nagkakaroon ng mga freeze-up frazil jam sa loob ng ilang oras, ang ice-jam release waves (tinatawag na javes ng mga hydraulic engineer) ay kabilang sa pinakamabilis, pinakamapangwasak na inland flood wave sa Earth:
1. Paano Nabubuo ang Ice-Jam Release Wave: Nabuo man sa pamamagitan ng makapal na frazil hanging dam sa panahon ng pagtunaw sa kalagitnaan ng taglamig o mekanikal na breakup jam ng solid ice slab, ang ice jam ay nagsisilbing pansamantalang dam sa kabila ng ilog, na nagba-back up ng malalim na reservoir ng tubig sa itaas ng agos (often 3 to 8 meters / 10 to 26 feet higher than the water level immediately downstream of the jam).
2. Biglaang Structural Failure: Hindi tulad ng isang konkretong dam na may spillway, ang isang ice jam ay mabibigo bilang isang unit kapag ang hydrostatic pressure at tumataas na tubig ay nag-angat ng ice toe mula sa riverbed.
3. Cerity (5 to 10 Meters Per Second / 18 to 36 km/h): Kapag naputol ang siksikan, isang matarik na gravity wave ng tubig at nakakagiling na 1-toneladang yelo ang humaharang sa ibaba ng agos sa 5 hanggang 10 metro bawat segundo (11 hanggang 22 milya bawat oras), na mas mabilis kaysa sa maaaring tumakbo ng isang tao sa may snow na pampang ng ilog.
4. Shoreline Ice Shoves (Ice Ride-Up): Habang ang surge wave ay umiikot sa pagyuko ng ilog, ang momentum ay naghahagis ng malalaking tipak ng yelo sa ilog sa gilid ng pampang (10 to 50 meters inland), paggugupit ng mga matandang puno, pagpuputol ng mga poste ng utility, at pagdurog sa mga dingding sa ground floor ng mga bahay sa ilog.
Mga Regional Emergency Number at River Ice Monitoring System¶
- United States: I-dial ang 911 para sa agarang paglikas o ice rescue. Subaybayan ang real-time na winter river stage jumps at Ice-Affected Streamflow Advisories sa pamamagitan ng NOAA / National Weather Service River Forecast Centers (RFCs) at U.S. Army Corps of Engineers Cold Regions Research and Engineering Laboratory (USACE CRREL) Ice Jam Database.
- Canada: I-dial ang 911. Ang mga provincial river forecast center (gaya ng Alberta River Basins Ice Observation Network, New Brunswick River Watch, Ontario MNRF, at Quebec MSP Vigilance) ay naglalabas ng araw-araw na Freeze-Up at Breakup Ice Jam Flood Warnings.
- United Kingdom at Ireland: I-dial ang 999 o 112. Suriin ang antas ng ilog sa pamamagitan ng Environment Agency (England), SEPA (Scotland), Natural Resources Wales, at OPW (Ireland).
- European Union, Nordic at Alpine Countries: I-dial ang 112. Ang mga pagtataya ng yelo sa ilog at frazil ay pinananatili ng NVE (Norwegian Water Resources and Energy Directorate, Ispatruljen), SMHI (Sweden), SYKE (Finland), at Alpine hydro-meteorological offices.
- Asia, Russia, Australia at New Zealand: I-dial ang 119 (Japan, South Korea), 110 / 119 (Mga alerto sa ice-jam ng China, Yellow River at Heilongjiang/Amur River), 112 (Russia EMERCOM), 000 (Australia), o 111 (New Zealand), o tingnan mga numerong pang-emergency.
Mga madalas itanong¶
Paano bumaha ang isang ilog sa kalagitnaan ng taglamig kung hindi pa umuulan at ang temperatura ay -15 C (5 F)?¶
Ang mga pagbaha sa taglamig ay sanhi ng dami ng yelo at haydroliko na alitan na sumasakal sa daluyan ng ilog, hindi ng labis na pag-ulan. Kapag bumulusok ang temperatura ng hangin sa ibaba -6 hanggang -15 degrees Celsius (21 hanggang 5 degrees Fahrenheit) sa bukas na agos sa isang maaliwalas na gabi, ang magulong tubig sa ilog ay lumalamig nang bahagya sa ibaba ng lamig (-0.01 hanggang -0.1 C) at bumubuo ng bilyun-bilyong malagkit na mga kristal na yelo. Binabalot ng mga kristal na ito ang riverbed ng hanggang isang metro ng spongy anchor ice at inilalagay sa ilalim ng downstream ice sheets sa ilalim ng tubig na nakabitin na mga dam na hanggang 10 metro ang kapal. Dahil 70 hanggang 90 porsiyento ng channel sa ilalim ng tubig ay biglang nasaksak ng slush at yelo, kahit na ang normal na mababang daloy ng ilog sa taglamig ay walang mapupuntahan maliban sa itaas at sa ibabaw ng mga pampang.
Bakit nagagawang bumaba ang tubig ng ilog sa ibaba 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit) nang hindi nagiging solidong bloke ng yelo?¶
Sa isang tahimik na pond, ang pinakamataas na milimetro ng tubig ay lumalamig sa 0 degrees Celsius at agad na nagyeyelo sa isang patag na piraso ng yelo sa ibabaw na pumipigil sa natitirang bahagi ng tubig sa ibaba. Sa isang mabilis na ilog na umaagos nang mas mabilis sa 0.6 hanggang 1.0 metro bawat segundo (2 hanggang 3.3 talampakan bawat segundo), patuloy na hinahalo ng mekanikal na turbulence ang tubig sa ibabaw pababa sa ilalim ng ilog. Ang buong ilog ay lumalamig nang bahagya sa 0.00 degrees Celsius sa isang metastable na supercooled na estado (-0.01 hanggang -0.10 C). Kahit na ang supercooling ay mas mababa sa isang-sampung bahagi ng isang degree, ang maliit na pagbaba ng temperatura ay nagtutulak ng paputok na nucleation ng mga nasuspinde na frazil na mga kristal ng yelo hanggang sa ang nakatagong init na inilabas ng pagyeyelo ay ibabalik ang tubig sa 0.00 C.
Bakit hindi marunong lumangoy ang isang malakas na manlalangoy mula sa isang ilog na puno ng marupok na slush?¶
Ang frazil slush (madalas na tinatawag na "slob ice" sa hilagang Canada at Newfoundland) ay binubuo ng 1-to-3-meter-thick na layer ng water-saturated ice crystals at pancake slush na lumulutang sa ibabaw. Ito ay isang non-Newtonian, high-viscosity medium: wala itong structural strength para suportahan ang bigat ng nakatayong tao o rescue sled, kaya dumiretso ka dito sa iyong leeg, ngunit ito ay masyadong makapal at mabigat para mahati ang iyong mga braso o sipain gamit ang iyong mga binti. Bilang karagdagan, ang pagbagsak sa -0.05 C slush ay nagti-trigger ng involuntary cold-shock gasp reflex sa loob ng 2 segundo, na nagiging sanhi ng agarang paglanghap ng ice slurry at pagkalunod kung hindi ka nakasuot ng high-flotation life jacket at nakatali sa isang shore rope.
Ano ang ibig sabihin kung ang isang rumaragasang ilog ng taglamig ay biglang tumahimik at bumagsak sa isang patak ng mga hubad na bato?¶
Kung ikaw ay nagha-hiking, nangingisda ng yelo, o nakatira sa tabi ng ilog sa taglamig at napansin mong biglang bumaba ng isang metro o higit pa ang lebel ng tubig, na naglalantad ng mga basang bato na may crust na yelo sa streambed, ikaw ay nasa matinding panganib. Ang mga ilog ay hindi namamatay na parang gripo; ang biglaang pagbagsak ng daloy ng taglamig sa ibaba ng agos ay nangangahulugan ng napakalaking frazil, anchor ice, o breakup na ice jam na kakapit lang sa channel sa itaas ng agos, na pumipigil sa buong ilog sa likod ng hindi matatag na pader ng yelo. Kapag pumutok ang ice dam na iyon, na maaaring mangyari pagkatapos ng ilang minuto o oras, ang 3-to-6-meter-high na surge wave ng tubig at paggiling ng mga bloke ng yelo ("isang jave") ay magtatakbo pababa sa nakalantad na ilog sa bilis na 18 hanggang 36 kilometro bawat oras. Umakyat kaagad sa taas ng bangko.
Paano pinipigilan ng mga hydroelectric dam at mga planta ng tubig sa lungsod ang marupok na yelo na isaksak ang kanilang mga grate sa ilalim ng tubig?¶
Ang aktibong frazil ice ay dumidikit lamang sa mga ibabaw sa ilalim ng tubig habang ang tubig ay supercooled sa ibaba 0.00 degrees Celsius, at ito ay nakadikit nang pinakamalakas sa hubad, malamig na bakal na trash-rack bar. Pinipigilan ng mga water plant at hydroelectric station ang pagbabara sa pamamagitan ng limang paraan: pagpainit ng mga hollow steel na trash-rack bar nang elektrikal o gamit ang singaw sa pamamagitan lamang ng 0.2 hanggang 0.5 degrees Celsius upang hindi makapag-bond ang mga kristal; pag-recirculate ng isang maliit na stream ng mainit-init na paglamig na tubig sa intake forebay upang maalis ang supercooling; coating grates na may low-adhesion polyethylene polymers; paglalagay ng compressed-air bubbler na mga kurtina upang kalugin ang maluwag na slush; at pagpapabagal sa upstream na bilis ng tubig sa ibaba 0.5 metro bawat segundo gamit ang mga lumulutang na ice boom kaya nabubuo ang solid surface na takip ng yelo upang i-insulate ang tubig mula sa malamig na hangin sa gabi.
Bakit hindi ka dapat magmaneho ng kotse o trak sa mababaw na tubig-baha ng yelo sa taglamig sa isang kalsada?¶
Ang pagmamaneho sa kahit na 15 hanggang 20 sentimetro (6 hanggang 8 pulgada) ng malamig na tubig baha sa taglamig ay mas mapanganib kaysa sa mga puddle sa tag-init sa tatlong dahilan. Una, itinatago ng maputik na putik ang mga lumulutang na 200-kilogram na bloke ng solidong yelo sa ilog na maaaring magtanggal ng mga steering tie-rod o wedge sa ilalim ng chassis, na itinataas ang mga gulong mula sa simento. Pangalawa, ang 0 C frazil slush ay tumalsik sa mga hot brake rotor, calipers, at steering linkage at nagyeyelo sa solidong yelo sa loob ng 60 segundo, na ikinakandado ang mga gulong o ganap na na-disable ang mga preno. Pangatlo, kung huminto ang makina sa tumataas na sub-zero slush, ang tubig ay nagyeyelo sa paligid ng mga pinto at frame sa loob ng ilang minuto, na nahuhuli ang mga naninirahan sa loob ng hindi pinainit na metal na taksi.
Mga mapagkukunan at opisyal na patnubay¶
- U.S. Army Corps of Engineers (USACE) Cold Regions Research and Engineering Laboratory (CRREL, United States): Engineering and Design: Ice Engineering Manual (EM 1110-2-1612) (definitive federal manual on supercooled river physics, frazil ice nucleation, anchor ice growth, hanging dams, pagbaha ng intake na mga basura- pagdidisenyo ng pag-init ng tubig).
- National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) at National Weather Service (NWS, United States): Freeze-Up at Breakup Ice Jam Flooding Preparedness, River Forecast Center Ice Advisories, at Ice-Jam Release Surge Wave Safety.
- Environment and Climate Change Canada (ECCC) at National Research Council Canada (NRC, Canada): River Ice Processes, Frazil Slush Hazards, at Canadian Hydraulic Guidelines para sa Winter Flood Forecasting.
- Norwegian Water Resources and Energy Directorate (NVE, Norway): Frazil Ice, Anchor Ice, at Hydroelectric Intake Management sa Steep Sub-Zero Rivers (Ispatruljen Operational Manual).
- World Meteorological Organization (WMO, International): Manual sa Flood Forecasting and Warning (WMO-No. 1072), Cold-Region Ice-Jam Hydrology at Early Warning System.
Kumuha ng sertipikadong kurso sa first aid at kumunsulta sa mga propesyonal
Ang gabay na ito ay nagbibigay ng pang-emergency na malamig na rehiyon ng baha at edukasyon sa kaligtasan sa tubig at hindi pinapalitan ang propesyonal na hydraulic engineering o pangangalagang medikal. Upang matuto ng mga praktikal na kasanayan sa paggamot sa matinding hypothermia, frostbite, at cold-water immersion na pagkalunod, kumuha ng sertipikadong first aid at kursong CPR mula sa Red Cross, St John Ambulance, o isang lokal na tagapagkaloob.