一种冰川湖溃坝应急处理方法及设备

专利2026-03-04  4


本发明涉及应急处理、应急救灾,尤其涉及冰雪灾害、冰川融化形成的湖泊坝体溃决灾害的应急处理技术,特别涉及一种冰川湖溃坝应急处理方法及设备。


背景技术:

1、全球气温的升高导致冰雪的融化速度加快,特别是在高纬度和高海拔地区,冰川消融的现象日益显著。气候变化改变了降水的分布和形式。在一些地区,春季降水可能以雨水形式出现,这减少了积雪的形成,进而影响水资源的储存。随着气温的升高,冬季的冰雪覆盖面积和持续时间减少,这不仅影响生态系统,也增加了春季和夏季的水文灾害风险。随着冰川融化,形成新的湖泊,尤其是冰川融水湖。这些湖泊在短时间内可能蓄集大量水量。一些新形成的湖泊其堤坝往往脆弱;当上游融水量激增,湖泊水位迅速上升,可能导致坝体溃决,进而引发下游洪水,造成严重灾害。冰雪融化和湖泊溃决可能导致水污染,影响生物栖息地,进而对当地生态系统造成损害。灾害带来的洪水不仅影响居民的安全,也对农业、基础设施、能源供应等造成严重损失。随着灾害频发,可能导致大规模移民,增加社会矛盾和安全风险。总之,冰雪灾害和冰川融化形成的湖泊坝体溃决灾害是与气候变化密切相关的自然灾害,可能导致严重的人员伤亡和财产损失。

2、由于冰川湖泊通常位于人迹罕至的高纬度和高海拔地区,观察和监测手段有限,当发现新湖泊的水量激增时,坝体就已经存在溃决的风险了。传统的挖掘沟槽降低水位的方式恐怕会来不及处理,而且大型挖掘设备也很难及时布置到位。

3、例如,cn 104264624 b中公开的堰塞湖开渠泄流方法要求在堰塞湖湖面上设立可支撑大型设备的工作平台,并配置高扬程、大水量的水泵及供电设备。该方法需要通过水泵对坝体进行冲击以开通泄流通道,这就需使用大功率设备。然而,这些设备的调运和安装过程复杂,难以满足应急救灾的需要。

4、cn 101408206 b、cn 100594275 c以及cn 101418550 b提出了一种方法,用甲乙两个缠绕有胶管的笼子,通过直升机吊运放入堰塞湖水中,使甲笼低于乙笼,以排尽胶管中的空气并使胶管中充满水。随后,卸下甲笼的胶管保持浸没在水中,并将乙笼吊出至堰塞坝脊外,卸下充满水的胶管并打开排水闸阀,从而形成虹吸管泄水系统。然而,尽管这一方法看似巧妙,实际存在很大的问题。胶管充满水后重量变得很大,增加了直升机吊运的风险。为了降低风险,可能需要缩小胶管直径,但这会导致胶管的排水量显著减少,排水速度恐怕难以追赶上融雪汇入的速度,从而无法有效降低溃坝的风险。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种冰川湖溃坝应急处理方法及设备,以减少或避免前面所提到的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明提出了一种冰川湖溃坝应急处理方法,用于将冰川湖内的湖水应急排出到冰川湖的坝体外侧,所述方法包括如下步骤:在冰川湖的坝体上设置一个三通接头;将末端延伸在冰川湖的坝体外侧的第一伸缩管道与三通接头的第一端连接,将末端延伸到冰川湖的水面以下的第二伸缩管道与三通接头的第二端连接;将第一伸缩管道的第一末端设置位于冰川湖的水面以下并将第一末端关闭,将第二伸缩管道的第二末端关闭;将末端带有潜水泵的胶管的出水口与三通接头的第三端连接,将潜水泵放置到冰川湖的水面下方;启动潜水泵,将湖水通过胶管注入末端封闭的第一伸缩管和第二伸缩管内部;等到第一伸缩管和第二伸缩管中完全注满湖水使其中的空气完全排出之后,将三通接头关闭;将第一伸缩管道的第一末端打开,将第二伸缩管道的第二末端打开,使湖水在虹吸作用下从第二末端经由第二伸缩管道、三通接头、第一伸缩管道以及第一末端排出冰川湖的坝体外侧。

3、优选地,与胶管连接的三通接头的第三端带有一个第三阀门;与第一伸缩管道和第二伸缩管道连接的三通接头的第一端和第二端分别带有第一排气管和第二排气管;第一排气管和第二排气管分别带有第四阀门和第五阀门;当通过胶管注入湖水的时候,第四阀门和第五阀门均处于开启状态,等到第四阀门和第五阀门中有水溢出,先将三通接头上的第四阀门和第五阀门关闭,然后将三通接头上的第三阀门关闭,最后让潜水泵停止工作。

4、本发明还提出了一种冰川湖溃坝应急处理设备,用于将冰川湖内的湖水应急排出到冰川湖的坝体外侧,所述应急处理设备包括一个设置在冰川湖的坝体上的三通接头,三通接头的第一端连接有末端延伸在冰川湖的坝体外侧的第一伸缩管道,三通接头的第二端连接有末端延伸到冰川湖的水面以下的第二伸缩管道,三通接头的第三端连接胶管的出水口,胶管的末端带有一个潜水泵;第一伸缩管道的第一末端设置位于冰川湖的水面以下并带有一个第一阀门,第二伸缩管道的第二末端带有一个第二阀门;与胶管连接的三通接头的第三端带有一个第三阀门。

5、优选地,与第一伸缩管道和第二伸缩管道连接的三通接头的第一端和第二端分别带有第一排气管和第二排气管;第一排气管和第二排气管分别带有第四阀门和第五阀门。

6、优选地,第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门以及第五阀门分别通过导线与控制箱连接。

7、优选地,潜水泵通过导线与控制箱连接。

8、优选地,胶管的直径为100-200毫米,第一伸缩管道和第二伸缩管道的直径相同,均为500-1000毫米。

9、优选地,第一伸缩管道和第二伸缩管道的直径与胶管的直径的比值为4:1~5:1。

10、本发明的方法利用大直径管道可以实现更大流量的排水,从而快速降低湖水水位,有效缓解溃坝风险。大直径的可伸缩管道不用提前灌水,重量轻、易于吊运安装。大直径的可伸缩管道的总体容量有限,利用小直径的胶管很快就能将湖水灌满整个可伸缩管道并将空气排出。另外,小直径胶管也不需要大功率的潜水泵,能耗低,只需要蓄电池或小型燃油发电机即可带动潜水泵,设备的整体重量很小,方便进行快速应急布置。



技术特征:

1.一种冰川湖溃坝应急处理方法,用于将冰川湖内的湖水应急排出到冰川湖的坝体外侧,其特征在于,所述方法包括如下步骤:在冰川湖的坝体上设置一个三通接头(10);将末端延伸在冰川湖的坝体外侧的第一伸缩管道(20)与三通接头(10)的第一端连接,将末端延伸到冰川湖的水面以下的第二伸缩管道(30)与三通接头(10)的第二端连接;将第一伸缩管道(20)的第一末端(21)设置位于冰川湖的水面以下并将第一末端(21)关闭,将第二伸缩管道(30)的第二末端(31)关闭;将末端带有潜水泵(41)的胶管(40)的出水口与三通接头(10)的第三端连接,将潜水泵(41)放置到冰川湖的水面下方;启动潜水泵(41),将湖水通过胶管(40)注入末端封闭的第一伸缩管(20)和第二伸缩管(30)内部;等到第一伸缩管(20)和第二伸缩管(30)中完全注满湖水使其中的空气完全排出之后,将三通接头(10)关闭;将第一伸缩管道(20)的第一末端(21)打开,将第二伸缩管道(30)的第二末端(31)打开,使湖水在虹吸作用下从第二末端(31)经由第二伸缩管道(30)、三通接头(10)、第一伸缩管道(20)以及第一末端(21)排出冰川湖的坝体外侧。

2.如权利要求1所述的应急处理方法,其特征在于,与胶管(40)连接的三通接头(10)的第三端带有一个第三阀门(12);与第一伸缩管道(20)和第二伸缩管道(30)连接的三通接头(10)的第一端和第二端分别带有第一排气管(23)和第二排气管(33);第一排气管(23)和第二排气管(33)分别带有第四阀门(24)和第五阀门(34);当通过胶管(40)注入湖水的时候,第四阀门(24)和第五阀门(34)均处于开启状态,等到第四阀门(24)和第五阀门(34)中有水溢出,先将三通接头(10)上的第四阀门(24)和第五阀门(34)关闭,然后将三通接头(10)上的第三阀门(12)关闭,最后让潜水泵(41)停止工作。

3.一种冰川湖溃坝应急处理设备,用于将冰川湖内的湖水应急排出到冰川湖的坝体外侧,其特征在于,所述应急处理设备包括一个设置在冰川湖的坝体上的三通接头(10),三通接头(10)的第一端连接有末端延伸在冰川湖的坝体外侧的第一伸缩管道(20),三通接头(10)的第二端连接有末端延伸到冰川湖的水面以下的第二伸缩管道(30),三通接头(10)的第三端连接胶管(40)的出水口,胶管(40)的末端带有一个潜水泵(41);第一伸缩管道(20)的第一末端(21)设置位于冰川湖的水面以下并带有一个第一阀门(22),第二伸缩管道(30)的第二末端(30)带有一个第二阀门(32);与胶管(40)连接的三通接头(10)的第三端带有一个第三阀门(12)。

4.如权利要求3所述的应急处理设备,其特征在于,与第一伸缩管道(20)和第二伸缩管道(30)连接的三通接头(10)的第一端和第二端分别带有第一排气管(23)和第二排气管(33);第一排气管(23)和第二排气管(33)分别带有第四阀门(24)和第五阀门(34)。

5.如权利要求4所述的应急处理设备,其特征在于,第一阀门(22)、第二阀门(32)、第三阀门(12)、第四阀门(24)以及第五阀门(34)分别通过导线与控制箱(50)连接。

6.如权利要求5所述的应急处理设备,其特征在于,潜水泵(41)通过导线与控制箱(50)连接。

7.如权利要求3-6之一所述的应急处理设备,其特征在于,胶管(40)的直径为100-200毫米,第一伸缩管道(20)和第二伸缩管道(30)的直径相同,均为500-1000毫米。

8.如权利要求7所述的应急处理设备,其特征在于,第一伸缩管道(20)和第二伸缩管道(30)的直径与胶管(40)的直径的比值为4:1~5:1。


技术总结
本发明公开了一种冰川湖溃坝应急处理方法及设备,其采用可伸缩管道架设在冰川湖的坝体两侧,可伸缩管道的两端用阀门关闭,可伸缩管道的一端没入冰川湖的水面以下,另一端延伸到坝体外侧并低于冰川湖的水面以下。通过另外的带有潜水泵的小直径的胶管,将湖水灌满可伸缩管道,使可伸缩管道中的空气全部排出。之后,将可伸缩管道两端的阀门打开,湖水通过虹吸从可伸缩管中排出。本发明可以利用大直径的可伸缩管道实现大流量的排水,快速降低湖水水位,有效缓解溃坝风险。可伸缩管道不用提前灌水,重量轻、易于吊运安装,可以快速灌满并将空气排出。利用小直径胶管灌注不需要大功率的潜水泵,能耗低,设备的整体重量很小,方便进行快速应急布置。

技术研发人员:刘吉夫,车涛,杨岩岩,史培军,刘连友,张金龙,陈艺欣,贾虹,李航,李则仕,胡晓钰
受保护的技术使用者:北京师范大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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