Frazil Buz ve Çapa Buz Sıkışıklığı: Hidroelektrik Giriş Blokajı ve Sıfırın Altındaki Nehirlerde Kışın Ani Sel Baskını¶

Hızlı akan bir nehir, dağ deresi veya kanal temiz, soğuk kış havasına maruz kaldığında (typically below -6 to -15 degrees Celsius / 21 to 5 degrees Fahrenheit) katı bir yüzey buz tabakası oluşmadan önce, türbülanslı akıntı suyun üstte sakin, düz bir kabuk halinde donmasını önler. Bunun yerine rüzgar ve akıntılar tüm su sütununu çalkalayarak sıvı nehir suyunu biraz normal donma noktasının altına aşırı soğumuş ** durumuna kadar soğutur.-0.01 to -0.1 degrees Celsius (31.98 to 31.82 degrees Fahrenheit)**. Dakikalar içinde, frazil buz adı verilen milyarlarca mikroskobik, jilet inceliğinde diskoid buz kristalleri, aşırı soğutulmuş su sütununda aynı anda çekirdekleşir. Aşırı soğutulmuş frazil kristalleri termodinamik olarak kararsız olduğundan, yoğun bir şekilde yapışkandır ("aktif frazil"): su altındaki herhangi bir şeye temas eden çimento gibi agresif bir şekilde yapışırlar. 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit), kalın, süngerimsi çapa buz yatakları oluşturmak için su altındaki nehir taşlarını ve kayaları kaplamak, belediyenin içme suyu ve hidroelektrik çöp raflarını dakikalar içinde tıkamak ve akış yönündeki buz tabakalarının altında 10 metreye (33 fit) kadar kalınlığa kadar devasa su altı asılı barajlar oluşturmak. Nehir kanalının kesit alanının yüzde 50 ila 90'ını tıkayan frazil ve çapa buz sıkışmaları, kristal berraklığındaki mavi gökyüzü altında sıfır yağmur veya kar erimesi altında kışın nehir aşamalarının 1 ila 4 saat içinde 2 ila 5 metre (6,5 ila 16,5 fit) hızla yükselmesine neden olabilir veya bir buz barajı aniden çöktüğünde aşağı akışta feci bir buz sıkışması salınım dalgası (jave) ortaya çıkabilir yol. Kışın nehir suyu sokağınıza, bodrumunuza veya nehir kıyısındaki patikanıza doğru yükselmeye başlarsa veya birisi sulu karla boğulmuş frazil suya düşerse, derhal yüksek bir yere tahliye edin ve yerel yardımınızı arayın. acil numaralar. Güvenliğe doğru ilerlerken aşağıdaki yardımcı kılavuzlarımızı inceleyin: kırılgan buz, nehir buz sıkışmaları, parçalanma selleri ve buz itme tsunamileri, ani sel, kış fırtınalarıve hipotermi ve donma.

Sıcak havalarda yavaş yavaş biriken bahar yağmuru taşkınlarından farklı olarak, sert ve demir buz selleri kışın en soğuk geceleri ve sabahları sırasında meydana gelir; sulu karla dolu, donma noktasının altındaki suları ve 500 kilogramlık (1.100 pound) buz kalıplarını, ıslak cildin ve yapısal tesisatın dakikalar içinde donduğu dondurucu sıcaklıklarda evlere ve nehir kenarındaki yollara fırlatır.

Bunu şimdi yap¶

1. Yüzen sulu kar tabakaları ("gözleme buz") görürseniz, boğuk bir gıcırtı duyarsanız veya sıfırın altındaki havalarda nehir seviyesinin aniden yükseldiğini veya düştüğünü fark ederseniz, alçakta bulunan nehir kıyılarını, taşkın yataklarını ve nehir kıyısındaki yolları derhal boşaltın. Bir selden şüphelenmek için yağmuru veya ilkbaharda buzların erimesini beklemeyin: donan frazil sıkışmaları ve kış ortasındaki kırılma sıkışmaları su seviyelerini **1 ila 3 metre (3,3 ila 10 metre) yükseltir feet) 60 dakikadan kısa sürede **. Normal yüksek su seviyesinin en az 5 ila 10 metre (16 ila 33 fit) üzerindeki araziye hemen tırmanın.
2. HİÇBİR ZAMAN nehir buz örtüsüne, sulu kar tabakasına veya kıyıya dayanıklı buz tabakasına çıkmayın ve asla hareketli sulu sulu kar altından geçmeye çalışmayın. Frazil sulu kar ("sümüklü buz") nehri kaplayan sağlam bir kar yığınına benzer, ancak sıfır yük taşıma gücüne sahiptir. Bir kişi kırılgan bir sulu çamur tavasından düşerse, 1 ila 2 metre kalınlığındaki viskoz sulu çamur, ıslak beton gibi anında başının üzerinde kapanarak yüzmeyi önler ve anında soğuk şoktan dolayı nefes nefese kalmaya ve boğulmaya neden olur.
3. Eviniz veya kulübeniz kışın taşkın yatağındaysa ve hafif su temelinize doğru yükselmeye başlarsa, su bodruma girmeden ÖNCE ana elektrik kesicinizi ve fırın/kazan yakıt vanasını kapatın ve tahliye edin. Yaz sel sularından farklı olarak, 0 degrees Celsius (32 degrees Fahrenheit) Frazil yüklü sel suları bodrumlarda ve zemin katlarda saatler içinde donarak katı buz bloklarına dönüşüyor, petrol tanklarını eziyor, doğal gaz borularını kırıyor ve kapıları dışarıdan kapatıyor.
4. Belediyenin su alımını, sulama pompasını veya mikro hidroelektrik türbinini çalıştırıyorsanız ve giriş yükü kaybı göstergelerinin açık, sıfırın altındaki bir gecede düştüğünü fark ederseniz, harekete geçmek için akışın sıfıra ulaşmasını beklemeyin. Aktif frazil kristalleri çelik çöp rafı çubukları arasında köprü oluşturur (even bars spaced 5 to 10 centimeters apart) 15 ila 45 dakika içinde, onlarca ton hidrostatik basınç altında kavitasyon ve çöken giriş elekleri nedeniyle pompalar aç kalıyor. Giriş çöp rafı ısıtma elemanlarını, basınçlı hava fıskiyelerini veya ters yıkama döngülerini derhal etkinleştirin veya yüzey buzunun yukarı yönde koruyucu bir yalıtım tabakası oluşturabilmesi için giriş akışını bypass edin/kısın.
5. Bir kış nehrinin aniden derinlere DÜŞtüğünü ve nehir yatağında çıplak, buzla kaplı kayalar ortaya çıkardığını görürseniz, nehir yatağından inin ve hemen kıyının yukarılarına tırmanın. Kışın nehir akışında ani bir düşüş, büyük bir frazil veya çapa buz sıkışmasının kanalın yukarı akışını tıkadığı ve milyonlarca metreküp suyu geride bıraktığı anlamına gelir. Bu buz barajı çöktüğünde, çalkantılı bir buz sıkışması dalgası (3 to 6 meters / 10 to 20 feet high, hareket ediyor 5 to 10 meters per second) Öğütücü buz bloklarıyla dolu olan buzlar, hiçbir uyarı vermeden kuru kanalı süpürecektir.
6. Kışın yükselen su nedeniyle mahsur kalan, buz kütlesi üzerinde mahsur kalan veya dondurucu suya dalan biri varsa derhal yerel acil durum numaranızı arayın. Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da 911'i, Avrupa Birliği genelinde 112'yi, Birleşik Krallık'ta 999'u, Avustralya'da 000'i arayın veya kontrol edin acil numaralar. Daldırma elbiseleri ve şişirilebilir buz kurtarma kızaklarıyla donatılmış özel Swiftwater / Ice Rescue ekipleri talep edin.

Soğuk Bölge Nehir Fiziği: Aşırı Soğutma, Frazil Çekirdeklenmesi, Çapa Buzu ve Asılı Barajlar¶

Sabit, düşük kış akıntısına sahip bir nehrin bir gecede kıyılarından nasıl 4 metre (13 fit) taşabileceğini anlamak için aşırı soğumuş nehir buzunun dört aşamalı fiziksel ilerleyişini inceleyin:

====================================================================================
       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. Neden Akan Su Düz Bir Buz Tabakası Oluşturmak Yerine Aşırı Soğur?¶

Sakin bir göl veya gölette su 4 degrees Celsius (39.2 degrees Fahrenheit) maksimum yoğunluğundadır ve dibe çökerek ince bir üst tabaka oluşmasını sağlar. 0 C Suyun hızlı bir şekilde donarak gölün üzerindeki soğuk havadan izole edilmesini sağlayan sürekli bir yüzey buz örtüsü oluşturmasını sağlar. - 'dan daha hızlı hareket eden bir nehirde0.6 to 1.0 meters per second (2 to 3.3 feet per second), türbülanslı girdaplar sürekli olarak yüzey suyunu dip suyuyla karıştırır. - Nehrin tüm derinliği eşit şekilde soğur 0.00 degrees Celsius ve sonra aşırı soğumaya (-0.01 to -0.10 degrees Celsius). Sıfırın altına derecenin yirmide biri kadar küçük bir düşüş bile tüm nehri bir buz üretim fabrikasına dönüştürüyor ve metreküp su başına 10.000 ila 1.000.000 frazil kristali üretiyor.

2. Çapa Buzu: Neden Buz Nehrin Dibinde Büyür?¶

Normalde buzun yoğunluğu sıvı sudan daha azdır (0.917 g/cm3 vs. 1.000 g/cm3) ve üstte yüzer. Hızlı bir nehrin dibinde nasıl kalın buz tabakaları oluşabilir? - Türbülanslı girdaplar yapışkan, aşırı soğumuş aktif frazil kristallerini nehir yatağına kadar taşır. - Bu kristaller batık çakıllara, kaldırımlara, kayalara, köprü temellerine veya suda yaşayan yabani otlara sürtündüğünde kaya yüzeyinde anında donarlar. - Dere yatağındaki ağır kayalara sabitlendikten sonra, tek tek kristaller dışarıya doğru büyük, üst üste binen plakalar ve süngerimsi **sabit buz kubbeleri" şeklinde büyür (0.3 to 1.5 meters / 1 to 5 feet thick) nehir yatağını tamamen kaplayarak hidrolik yatak pürüzlülüğünü önemli ölçüde artırır (Manning'in n), nehir yatağının etkin yüksekliğini yükseltmek ve suyu yukarı yönde desteklemek. - Öğle Güneşi Yayılma Tehlikesi: Sabah güneşi çıktığında ve kısa dalga güneş radyasyonu berrak suya nüfuz ederek karanlık kayaları bir derecenin küçücük bir kısmı kadar ısıttığında, dönümlerce yüzen demir buz birdenbire nehir yatağından ayrılır, 50 kilogramlık kayaları tabandan yukarı kaldırır ve köprülere ve barajlara çarpan devasa bir sulu kar donanması halinde akıntı yönünde süzülür.

3. Asılı Barajlar: Görünmez Sualtı Buzdağı¶

Yüzen ince sulu kar ve yassı buz, nehrin daha yavaş bir noktasına ulaştığında (bir rezervuarın başı, bir nehir kıvrımı, bir delta veya mevcut bir katı buz tabakasının akış yukarı kenarı gibi), sulu kar yüzeydeki buz örtüsünün altına süpürülür. - Buz tabakasının alt tarafında katman katman ince sulu kar birikintileri, 5 ila 15 metre (16 ila 50 fit) kalınlığa ulaşabilen ve birkaç kilometreye kadar uzayabilen, asılı baraj adı verilen, aşağı doğru çıkıntı yapan ters çevrilmiş bir buzdağı inşa ederek, suyun içinden geçebileceği nehrin dibinde yalnızca dar, yüksek hızlı bir tünel bırakıyor.

Karşılaştırma Tablosu: Donma Frazil / Çapa Buz Reçeli ile Kış Ortası / İlkbahar Arası Buz Reçeli ve Açık Su Yağmuru Seli¶

Hidroelektrik, Endüstriyel ve Belediye Su Girişlerinin Aktif Frazil Tıkanmasından Korunması¶

Belediye su arıtma tesisleri, nehir tipi hidroelektrik santralleri, soğutma suyu girişleri ve tarım/balık kuluçkahanesi pompa istasyonlarının işletmecileri için, hafifletilmemiş bir frazil buz olayı, bir şehrin tüm su kaynağını kapatabilir veya 30 dakikadan daha kısa bir sürede bir elektrik şebekesini çevrimdışı duruma getirebilir.

1. Frazil Buz Neden Sualtı Girişlerini Tıkamaktadır? 10 Meters Yüzeyin Altında¶

Operatörler genellikle bir nehrin dibine 5 ila 10 metre (16 ila 33 fit) derinlikte bir su alma borusu yerleştirmenin onu yüzey donmasından koruyacağını varsayarlar. Aktif bir frazil olayı sırasında derinlik sıfır koruma sağlar: 1. Türbülanslı sürüklenme: Nehir türbülansı ve giriş pompasının emme hızı aşırı soğutulmuş suyu çeker (-0.02 to -0.08 C) ve aktif frazil kristallerini doğrudan batık giriş çan ağzına doğru süspanse etti. 2. Çıplak Çelik Çöp Rafı Çekirdeklenmesi: Çıplak çelik çöp rafı çubukları yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Aşırı soğutulmuş su çelik çubuklara temas ettiği anda, aktif frazil kristalleri her çubuğun ön kenarına kaynaklanır. 3. Üstel Köprüleme (15 to 45 Minutes (Toplam Tıkanmaya Kadar): Frazil çubukları kapladığında, çubuklar arasındaki boşluk daralır, bu da geri kalan açıklıklardaki suyun hızını artırır ve katı bir buz duvarı çöp rafının tamamı boyunca köprülenene kadar saniyede daha da fazla frazil kristali iletir. Tıkandıktan sonra, duvarın arkasındaki pompaların emiş gücü büyük bir hidrostatik basınç farkı yaratır (up to 5 to 10 meters of water head) çelik çöp raflarını içe doğru bükebilir ve kavitasyon yoluyla pompa çarklarını tahrip edebilir.

2. Emme Frazil Blokajını Aşmak İçin Beş Mühendislik ve Operasyonel Adım¶

1. Su Sıcaklığını Yüksek Hassasiyetle İzleyin (+/- 0.005 C) Termometreler: Sıradan endüstriyel termometreler (+/- 0.5 C doğruluğu) aşırı soğutmayı tespit edemez. Hava sıcaklıkları altına düştüğünde -6 C (21 F) açık su ve giriş suyu sıcaklığının artması 0.05 C ve düşerken Frazil Buz Alarmı ilan edin.
2. Aşırı Soğutma Başlamadan ÖNCE Çöp Kutusunun Elektrikli Isıtmasına Enerji Verin: Aktif frazil, tutulduğu herhangi bir yüzeye yapışmaz 0.1 to 0.5 degrees Celsius above freezing. İçi boş çöp rafı çubuklarının içindeki dirençli elektrikli ısıtma elemanlarına enerji verin (kabaca 2 to 5 kW per square meter raf alanı) su ulaşmadan en az 30 ila 60 dakika önce 0.00 C (Raf zaten bir metre buzun içine gömüldükten sonra ısıtmak genellikle çok geç olur).
3. Çöp Raflarını Düşük Yapışkanlı Malzemelerle (UHMW Polietilen / Epoksiler) Kaplayın veya Kaba Dış Rafları Çıkarın: Frazil, metalik olmayan, düşük ısı iletkenliğine sahip polimerlere veya fiberglasa kıyasla çıplak çeliğe 10 kat daha güçlü yapışır. Isıtmanın mümkün olmadığı acil durum koşularında, operatörler bazen dış çöp rafının üst kısmını 30 santimetre kadar yükselterek su birikintisinin baypas edilmesini ve kırma başlığı basıncını hafifletmesini sağlar.
4. Basınçlı Hava Fıskiye Perdelerini ve Sıcak Su Devridaimini Kullanın: Çöp rafının tabanına basınçlı hava enjekte etmek, çubuklardaki kırılgan frazil birikimlerini mekanik olarak keserken, ısıtılmış kondenser/soğutma suyunun küçük bir yüzdesini yeniden sirküle eder (even +1 to +2 C) giriş yükleme havuzuna girişi ortadan kaldırır -0.05 C tamamen aşırı soğuyarak yapışkan aktif frazil'i zararsız pasif sulu kar haline getiriyor.
5. Emme Akış Hızını azaltın (< 0.3 to 0.5 m/s) Yüzey Buz Örtüsünü Teşvik Etmek ("Buz Patlaması" Stratejisi): Frazil buza karşı en iyi doğal savunma, yükleme havuzunun üzerindeki katı, sabit yüzey buz tabakasıdır. Düz bir buz tabakası su yüzeyini kapladığında, gece gökyüzüne ışınımsal ısı kaybını engelleyerek alttaki aşırı soğumayı durdurur. Hidroelektrik türbinlerini geçici olarak kısmak veya yüzen kereste/çelik buz bariyerleri yukarı akışa yerleştirmek, aşağıdaki yüzey hızını yavaşlatır 0.5 m/syüzen gözleme buzunun birlikte koruyucu bir yalıtım çatısı halinde donmasına izin verir.

Acil Durum Triyaj Karar Ağacı¶

flowchart TD
    A["Açık nehir üzerinde sıfırın altında hava durumu (< -6 C / 21 F) VEYA ani kış erimesi / kar üzerine yağmur"] --> B{"Hangi kış nehri tehlikesi meydana geliyor?"}
    B -- "Sıfırın altındaki soğukta su hızla yükseliyor / Krep sulu kar doldurma kanalı" --> C["FRAZİL'İN DONMASI / ÇAPRAZ BUZ SIKIŞMASI TAŞINMASI:: 1. Taşkın yatağını ve nehir kenarındaki yolları hemen yüksek zemine boşaltın (+5-10 m): 2. Su bodruma girmeden önce evin ana elektrik ve gaz/yağ vanalarını kapatın: 3. Donmuş sulu suların içinden asla geçmeyin (frenleri anında dondurur ve durur)"]
    B -- "Nehir seviyesi aniden DÜŞÜYOR ve nehir yatağının buzla kaplı çıplak kayalarını açığa çıkarıyor" --> D["YAKINDA YUKARIDA BUZ BARAJI BOŞALTILMASI DALGASI (JAVE):: 1. Nehrin yukarısındaki buz sıkışması nehri tıkadı ve bir su duvarını tutuyor: 2. Nehir yatağından hızla uzaklaşın ve hemen kıyının yukarılarına tırmanın: 3. Aşağı nehirdeki toplulukları 911/112/999 aracılığıyla uyarın"]
    B -- "Hidroelektrik / Belediye Su Alma Fark basıncı yükseliyor" --> E["AKTİF SÜPER SOĞUTMALI FRAZIL GİRİŞ BLOKLAMASI:: 1. Çöp rafı ısıtıcılarını, sıcak su devridaimini ve hava kabarcıklarını açın STAT: 2. Rafın çökmesini önlemek ve yüzeyde buz oluşmasını önlemek için pompa/türbin akışını kısın (< 0,5 m/s): 3. Diferansiyel yüksekliği yapısal sınırı aşmadan önce rafları mekanik olarak tırmıklayın"]
    B -- "Kişi veya hayvan sulu sulu kar veya hareketli buz sıkışmasına düştü" --> F["AŞIRI SOĞUK SU / SLUSH DALDIRMA:: 1. Swiftwater Buz Kurtarma için 911 / 112 / 999'u arayın (ASLA yaya olarak sulu kar üzerine gitmeyin): 2. Sağlam bir kıyıdan ağırlıklı bir halata, merdivene veya halka şamandıraya ulaşın veya atın: 3. Çıkarıldıktan sonra: yatay duruş, ıslak kıyafetleri içeride soyun, hipotermiyi tedavi edin"]

Akış Aşağı Buz Sıkışmasını Serbest Bırakan Dalgalanma Dalgaları ("Javes") ve Buz İtişmeleri ("Ivu")¶

Dondurucu frazil sıkışmaları birkaç saat içinde oluşurken, buz sıkışması salınım dalgaları (hidrolik mühendisleri tarafından javes olarak adlandırılır) Dünya üzerindeki en hızlı, en yıkıcı iç su baskını dalgaları arasındadır: 1. Buz Sıkışma Dalgası Nasıl Oluşur: İster kış ortasındaki bir erime sırasında kalın, kırılgan bir asılı barajdan, ister katı buz tabakalarının mekanik olarak parçalanmasıyla oluşan bir buz sıkışması, nehir boyunca geçici bir baraj görevi görür ve yukarı yönde derin bir su rezervuarını yedekler (often 3 to 8 meters / 10 to 26 feet higher than the water level immediately downstream of the jam). 2. Ani Yapısal Çökme: Dolusavaklı beton bir barajın aksine, buz sıkışması, hidrostatik basınç ve yükselen su buz tabanını nehir yatağından kaldırdığında tek bir ünite olarak felaketle sonuçlanır. 3. Hız (5 to 10 Meters Per Second / 18 to 36 km/h): Sıkışıklık bozulduğunda, suyun dik bir yerçekimi dalgası ve 1 tonluk buz bloklarının öğütülmesi, saniyede 5 ila 10 metre (saatte 11 ila 22 mil) hızla aşağı doğru hareket eder; bu, bir insanın karlı bir nehir kıyısı boyunca koşabileceğinden çok daha hızlıdır. 4. Kıyı Şeridi Buz Kütleleri (Buzda Yükseliş): Dalgalanma dalgası nehrin kıvrımlarını yuvarlarken, momentum devasa nehir buzunu kıyılardan yukarı doğru yanal olarak fırlatır (10 to 50 meters inland), olgun ağaçların kesilmesi, elektrik direklerinin kırılması ve nehir kenarındaki evlerin zemin kat duvarlarının kırılması.

Bölgesel Acil Durum Numaraları ve Nehir Buzu İzleme Sistemleri¶

• Amerika Birleşik Devletleri: Derhal tahliye veya buzdan kurtarma için 911'i arayın. NOAA / Ulusal Hava Durumu Servisi Nehir Tahmin Merkezleri (RFC'ler) ve ABD. Ordu Mühendisler Birliği Soğuk Bölgeler Araştırma ve Mühendislik Laboratuvarı (USACE CRREL) Ice Jam Veritabanı.
• Kanada: 911'i arayın. İl nehir tahmin merkezleri (Alberta Nehri Havzaları Buz Gözlem Ağı, New Brunswick Nehir İzleme, Ontario MNRF ve Quebec MSP Vigilance gibi) günlük Donma ve Kırılma Buz Sıkışıklığı Sel Uyarıları yayınlar.
• Birleşik Krallık ve İrlanda: 999 veya 112'yi arayın. Çevre Ajansı (İngiltere), SEPA (İskoçya), Galler Doğal Kaynaklar ve OPW (İrlanda) aracılığıyla nehir seviyelerini kontrol edin.
• Avrupa Birliği, İskandinav ve Alp Ülkeleri: 112'yi arayın. Nehir buzu ve buzlanma tahminleri NVE (Norveç Su Kaynakları ve Enerji Müdürlüğü, Ispatruljen), SMHI (İsveç), SYKE (Finlandiya) ve Alp hidrometeoroloji ofisleri tarafından yapılmaktadır.
• Asya, Rusya, Avustralya ve Yeni Zelanda: 119 (Japonya, Güney Kore), 110 / 119 (Çin, Sarı Nehir ve Heilongjiang/Amur Nehri buz sıkışması uyarıları), 112 (Rusya EMERCOM), 000 (Avustralya) veya 111 (Yeni Zelanda) tuşlayın veya kontrol edin acil numaralar.

Sık sorulan sorular¶

Yağmur yağmadığı ve sıcaklığın -15 C (5 F) olduğu bir kışın ortasında bir nehir nasıl taşabilir?¶

Kış aylarında meydana gelen donma selleri, aşırı yağıştan değil, buz hacminden ve nehir kanalını tıkayan hidrolik sürtünmeden kaynaklanmaktadır. Açık bir gecede açık akıntılarda hava sıcaklıkları -6 ila -15 santigrat derecenin (21 ila 5 Fahrenheit derece) altına düştüğünde, çalkantılı nehir suyu donma noktasının biraz altına (-0,01 ila -0,1 C) aşırı soğur ve milyarlarca yapışkan kırılgan buz kristali üretir. Bu kristaller nehir yatağını bir metreye kadar süngerimsi çapa buzuyla kaplıyor ve akış yönündeki buz tabakalarının altında 10 metre kalınlığa kadar su altı asılı barajlar halinde toplanıyor. Su altı kanalının yüzde 70 ila 90'ı aniden sulu kar ve buzla tıkandığından, kışın normal düşük nehir akışının bile kıyıların yukarısından ve üzerinden gidecek yeri yoktur.

Nehir suyu neden katı bir buz bloğuna dönüşmeden 0 santigrat derecenin (32 Fahrenheit derece) altına düşebiliyor?¶

Sakin bir havuzda suyun üst milimetresi 0 santigrat dereceye kadar soğur ve hemen donarak alttaki suyun geri kalanını yalıtan düz bir yüzey buz tabakasına dönüşür. Saniyede 0,6 ila 1,0 metreden (saniyede 2 ila 3,3 fit) daha hızlı akan hızlı bir nehirde, mekanik türbülans yüzey suyunu sürekli olarak nehir yatağına karıştırır. Nehrin tamamı 0,00 santigrat dereceyi biraz aşarak yarı kararlı bir aşırı soğuma durumuna (-0,01 ila -0,10 C) kadar soğur. Aşırı soğuma derecenin onda birinden daha az olmasına rağmen, bu küçük sıcaklık düşüşü, donma yoluyla açığa çıkan gizli ısı suyu tekrar 0,00 C'ye getirene kadar asılı kırılgan buz kristallerinin patlayıcı çekirdeklenmesine neden olur.

Güçlü bir yüzücü neden sulu karla dolu bir nehirden yüzerek çıkamaz?¶

Frazil sulu kar (Kuzey Kanada ve Newfoundland'da genellikle "slob buz" olarak adlandırılır), 1 ila 3 metre kalınlığında suya doymuş buz kristalleri ve yüzeyde yüzen gözleme sulu kar tabakasından oluşur. Newtonyen olmayan, yüksek viskoziteli bir ortamdır: Ayakta duran bir insanın veya kurtarma kızağının ağırlığını destekleyecek sıfır yapısal güce sahiptir, bu nedenle doğrudan boynunuza batarsınız, ancak yine de kollarınızla ayrılamayacak veya bacaklarınızla tekme atamayacak kadar kalın ve ağırdır. Buna ek olarak, -0,05 C'lik sulu çamura düşmek, 2 saniye içinde istemsiz bir soğuk şok nefes alma refleksini tetikler, bu da buz çamurunun anında solunmasına ve yüksek yüzdürme özelliğine sahip bir can yeleği giymiyorsanız ve bir kıyı halatına bağlıysanız boğulmanıza neden olur.

Kışın hızla akan bir nehrin aniden sessizleşip çıplak kayalardan oluşan bir akıntıya dönüşmesi ne anlama gelir?¶

Yürüyüş yapıyorsanız, buzda balık tutuyorsanız veya kışın bir nehir kenarında yaşıyorsanız ve su seviyesinin aniden bir metre veya daha fazla düştüğünü ve nehir yatağındaki ıslak, buzla kaplı kayaların açığa çıktığını fark ederseniz, büyük tehlike altındasınız demektir. Nehirler musluk gibi kapanmaz; Kış mevsiminde akış yönündeki ani bir düşüş, büyük bir kırılma, çapa buzunun veya kırılan buz sıkışmasının kanalın yukarı akışına sıkışıp kaldığı ve tüm nehri dengesiz bir buz duvarının arkasında tuttuğu anlamına gelir. Dakikalar veya saatler sonra gerçekleşebilecek olan bu buz barajı yırtıldığında, 3 ila 6 metre yüksekliğinde bir su dalgası ve öğütücü buz blokları ("jave"), açıkta kalan nehir yatağından saatte 18 ila 36 kilometre hızla aşağı inecektir. Derhal kıyının yukarısına tırmanın.

Hidroelektrik barajlar ve şehir su tesisleri, frazil buzun su altı giriş ızgaralarını tıkamasını nasıl engelliyor?¶

Aktif frazil buz, su 0,00 santigrat derecenin altına aşırı soğutulduğunda yalnızca su altı yüzeylerine yapışır ve çıplak, soğuk çelik çöp rafı çubuklarına en güçlü şekilde yapışır. Su tesisleri ve hidroelektrik istasyonları tıkanmayı beş yöntemle önler: içi boş çelik çöp rafı çubuklarının elektrikle veya buharla yalnızca 0,2 ila 0,5 santigrat derece ısıtılması, böylece kristallerin yapışmaması; aşırı soğutmayı ortadan kaldırmak için küçük bir sıcak soğutma suyu akışını giriş yükleme havuzuna yeniden sirküle etmek; ızgaraların düşük yapışma özelliğine sahip polietilen polimerlerle kaplanması; gevşek sulu karı sallamak için basınçlı hava kabarcıklı perdelerin yerleştirilmesi; ve yüzen buz bariyerleri kullanılarak yukarı akış su hızının saniyede 0,5 metrenin altına yavaşlatılması, böylece suyun soğuk gece havasından yalıtılması için katı bir yüzey buz örtüsünün oluşması.

Kışın sığ buz sıkışması nedeniyle oluşan sel sularında neden asla araba veya kamyon kullanmamalısınız?¶

Kışın 15 ila 20 santimetre (6 ila 8 inç) arasındaki ince sel sularına girmek, üç nedenden dolayı yaz su birikintilerinden çok daha tehlikelidir. Birincisi, bulanık sulu kar, direksiyon bağlantı çubuklarını kesebilen veya şasinin altına takılabilen, lastikleri kaldırımdan kaldırabilen, yüzen 200 kilogramlık katı nehir buz bloklarını gizler. İkincisi, 0°C'lik sulu kar, sıcak fren rotorlarına, kaliperlere ve direksiyon bağlantılarına sıçrar ve 60 saniye içinde donarak katı buz haline gelir, tekerlekleri kilitler veya frenleri tamamen devre dışı bırakır. Üçüncüsü, eğer motor sıfırın altında yükselen sulu karda durursa, kapıların ve çerçevenin etrafındaki su birkaç dakika içinde donar ve yolcuları ısıtılmamış metal bir kabinin içinde hapseder.

Kaynaklar ve resmi rehberlik¶

• BİZ. Army Corps of Engineers (USACE) Soğuk Bölgeler Araştırma ve Mühendislik Laboratuvarı (CRREL, Amerika Birleşik Devletleri): Mühendislik ve Tasarım: Buz Mühendisliği El Kitabı (EM 1110-2-1612) (aşırı soğutulmuş nehir fiziği, kırılgan buz çekirdeklenmesi, demir buz büyümesi, asılı barajlar, giriş çöplüğü ısıtma tasarımı ve buz sıkışması taşkınlarının azaltılması hakkında kesin federal el kitabı).
• Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA) ve Ulusal Hava Durumu Servisi (NWS, Amerika Birleşik Devletleri): Donma ve Kırılma Buz Sıkışıklığı Su Baskını Hazırlığı, Nehir Tahmin Merkezi Buz Tavsiyeleri ve Buz Sıkışmasının Serbest Kalması Dalgalanma Güvenliği.
• Kanada Çevre ve İklim Değişikliği (ECCC) ve Kanada Ulusal Araştırma Konseyi (NRC, Kanada): Nehir Buzu Süreçleri, Frazil Sulu Kar Tehlikeleri ve Kış Sel Tahmini için Kanada Hidrolik Yönergeleri.
• Norveç Su Kaynakları ve Enerji Müdürlüğü (NVE, Norveç): Sıfırın Altındaki Dik Nehirlerde Frazil Buzu, Çapa Buzu ve Hidroelektrik Alım Yönetimi (Ispatruljen Operasyonel Kılavuzu).
• Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO, Uluslararası): Taşkın Tahmini ve Uyarı Kılavuzu (WMO-No. 1072), Soğuk Bölge Buz Sıkışıklığı Hidrolojisi ve Erken Uyarı Sistemleri.

İlgili kılavuzlar¶

• Frazil buzu, nehirlerdeki buz sıkışmaları, sel baskınları ve buz itme tsunamileri
• Ani sel baskınları
• Buzul gölü patlaması, sel ve baraj arızasının tahliyesi
• Kış fırtınaları
• Hipotermi ve donma