Техника - молодёжи 1988-12, страница 20

-СМЕЛЫЕ ПРОЕКТЫ-

Айсберги... в Казахстане

Александр СОСНОВСКИЙ,

кандидат географических наук

...Бескрайняя, выжженная солнцем степь, потрескавшаяся, иссушенная почва. Все замерло под дневным зноем. Но вот на горизонте что-то заблестело. Озеро? Нет, блеск необычно яркий. И лишь через несколько часов пути мы приблизились к огромному ледяному массиву высотой в десятки метров и несколько километров в диаметре, который на солнце искрится и ослепляет, заставляя прикрывать глаза. Вот ветерок подул в нашу сторону, и от этой ледяной массы повеяло прохладой...

Такие встречи с рукотворными айсбергами в степи в обозримом будущем могут стать вполне рядовыми событиями.

Зачем и кому понадобится создавать ледяные горы? Как содержать их знойным летом?

Начнем с первого вопроса. Коротко говоря, ответ на, него такой: степные айсберги помогут опреснять соленую воду, необходимую для мелиорации. Человеку на производственные и бытовые нужды пригодна, как известно, не любая вода, а пресная — с соленостью не более 1 г на 1 л. Основные же запасы пресной воды приходятся на ледниковые покровы. Ресурс рек составляет лишь доли процента от запаса пресных вод. Распределен он неравномерно. Так, у нас в стране на районы, где живут и работают 80% населения, с соответствующим промышленным и сельскохозяйственным производством, приходится только шестая часть общего стока рек. Не менее важно его повременное распределение — как по месяцам, так и от года к году. В большинстве районов Земли 2/3 годового стока приходится на 2—3 месяца в году. Загрязнение бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными стоками ухудшает качество ресурсов пресных вод.

Первое упоминание про опреснение морской воды вымораживанием в ночные заморозки появилось в 1789 году, когда в III томе трудов по

математике и физике итальянского научного общества была представлена работа Антона Марио Ларенья. Метод основан на эффекте разделения соленой воды при замерзании на пресные кристаллы и концентрированный рассол. Замерзание соленой воды — это рост ветвистых, переплетающихся кристаллов льда, которые отторгают соли в окружающую жидкость. Это растущая «сеть» механически захватывает не-замерзший концентрированный раствор. Растущая ледяная масса приводит к образованию скелетной структуры льда, содержащей капилляры и замкнутые ячейки с рассолом. Когда лед нагревается, он начинает, естественно, таять, в нем образуется все больше сквозных капилляров. Рассол легко и быстро уходит по ним, стекая, словно сквозь решетку. А пресный лед остается. Такие процессы, кстати, приводят к распреснению многолетних морских льдов, что издавна использовалось жителями районов Крайнего Севера для получения пресной воды.

Метод вымораживания в естественных условиях очень прост, не требует больших капитальных и энергетических затрат, поскольку использует природные источники энергии. Для подачи воды почти всегда можно применять ветроэнергетические установки.

В настоящее время известно несколько разновидностей метода естественного вымораживания. Например, советским ученым С. Ю. Геллером для районов с суточными колебаниями температуры воздуха около 0° С разработана следующая схема опреснения минерализованных вод. По принципу сообщающихся сосудов-отсеков, расположенных террасами, устраивают площадки для намораживания. В морозную ночь с температурой не выше — 3" С в верхнии отсек наливают соленую воду слоем до 20 см. Днем ее, уже покрытую коркой льда, спускают в расположенный ниже отсек, а лед опускается на гофрированное — дабы увеличить поверхность контакта, теплообмена — дно площадки и начинает таять. Первую порцию воды, еще сильно соленую, сбрасывают в сток, а оставшуюся,

опресненную, воду — приблизительно третья часть — направляют в сборный резервуар.

Пробовали применять для целей опреснения установки разбрызгивания воды, позволяющие намораживать массив гранулированного мелкозернистого льда.

Но при этих способах высота ледяных массивов не должна была превышать 4—5 м. Дело в том, что наиболее благоприятный для опреснения весенний период со среднесуточной температурой от 0 до 5° С уходит в основном на нагревание льда до температуры — 1 ° С. Рассол при этом почти полностью сохраняется в массиве. Наступает лето, температура резко повышается, начинается интенсивное таяние льда и... разбавление рассола. Пока весь рассол стечет, и пресной воды в бунте останется немного. Поэтому опреснение естественным вымораживанием до сих по(? не нашло широкого практического применения.

Начиная работу, мы уже четко представляли, какие задачи необходимо решить в первую очередь. Предстояло значительно повысить производительность намораживания льда, научиться создавать ледяной массив с пористой, легко фильтрующей воду структурой, и регулировать его температурный режим.

В лаборатории инженерно-гляциологических проблем Института географии АН СССР мы под руководством профессора В. Г. Ходакова провели исследования, результатом которых стала разработка метода, как это ни парадоксально звучит, факельного льдообразования. Он позволял вести вымораживание не в плоскости, а в объеме. В зависимости от характеристик капельного факела и метеорологических условий капли разбрызгиваемой воды полностью или частично замерзают. В последнем случае на поверхности земли формируется массив пористого льда плотностью 500— 600 кг/м³. Он состоит в основном из обломков ледяных оболочек капель воды, которые спустя несколько суток под действием процесса фирнизации (когда снег полностью утрачивает свою первичную структуру и приобретает зернистое стро

18