Как предотвратить заиление массивной системы каналов?

Основываясь на пустынном мире из этого вопроса , мне нужно транспортировать около 500 кубических километров воды в год через пустыню. С помощью этого калькулятора. этого можно достичь, если главный питающий канал имеет глубину 15 м, ширину 3200 м и уклон 1 мм/км. Это дает расход около 0,366 м/с и обеспечивает необходимое количество воды.

Проблема в том, что основной канал (и все более мелкие каналы в сети) будут засоряться. Как я могу предотвратить это?

Каналы можно было бы проложить в туннели, но это было бы очень дорого и разрушило бы участок, поэтому я бы предпочел не использовать туннели, но все другие варианты будут рассмотрены. Почти любой аспект канала может быть отрегулирован, например, размер, форма, уклон и высота, но необходимо предотвратить попадание ила, удалить его или каким-либо иным образом решить проект (и длина фиксирована).

предыстория
Мир примерно похож на землю, но в нем гораздо меньше воды, и большая часть того, что есть, заперта в ледяных шапках, отсюда и каналы, которые идут от полюсов к умеренным зонам через сеть каналов, построенную развитой цивилизацией, которая с тех пор исчезла. . Система каналов в настоящее время занята гораздо более примитивной цивилизацией (до 400 г. н.э.).

Общая численность населения, проживающего в сети каналов, составляет около 50 миллионов человек. Вся территория представляет собой пустыню, похожую на Сахару, но пересеченную сетью каналов протяженностью 3000 км. Земли возле каналов являются сельскохозяйственными со смешанной растительностью, включая леса, пастбища и различные культуры, включая пшеницу. Каждый год землю затапливают, чтобы предотвратить накопление солей в почве.

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
гм. Вы понимаете, что это количество воды примерно на 25% больше воды, чем потребляет все США? Комбинированные сельскохозяйственные, промышленные, жилые, частные и общественные вместе. Работы!
@MarvinKitfox Да. Это то же самое, что средний отток Миссисипи или около 8% оттока Амазонки. Так как в нашем мире большая часть речной воды утекает в море. В последней версии моего рассказа вода будет разделена на пять отдельных русел от описанного главного главного водного канала, что вызывает ряд других вопросов... Я чувствую, надвигается еще один вопрос!

Ответы (13)

Дноуглубительные работы

Первое, на что следует обратить внимание, когда вы ищете дноуглубительные работы, это то, что это не Википедия вверху, а реклама подрядчика по дноуглубительным работам.

Это не то, что можно игнорировать, это вопрос постоянного обслуживания любого управляемого или искусственного водного пути .

Когда вода поступает, будь то через канал или в виде стока, она несет взвешенные частицы, которые выпадают по мере того, как энергия воды падает. Чем выше начальная энергия воды, тем выше содержание частиц, тем больше ила накапливается по мере замедления течения. Большинство вещей, которые попадают в воду, в конечном итоге тонут, увеличивая накопление. Растения будут расти и умирать в воде, рыба испражняется и умирает в воде, животные иногда умирают в воде. На открытом водном пути проблемы не избежать.

В конечном счете, людям придется копать землю, чтобы каналы оставались чистыми.

Кажется правдой в отношении каналов в целом, что потребуются некоторые дноуглубительные работы, однако я не уверен, что древним египтянам когда-либо приходилось углублять Нил, чтобы гарантировать, что он дойдет до моря. ;о) Возможно, мне просто нужно настроить скорость потока/градиент?
@Slarty, ты можешь так подумать, но Леонардо да Винчи спроектировал земснаряд . Как только есть что-то, например, затонувшая лодка или большая скала, которую ваш поток не может очистить, она начинает заиливать. Требуется техническое обслуживание, и лучше иметь культуру обслуживания канала, чем потом придумывать, как его починить.
@Slarty Большая разница в том, что Нил - это естественная река, а не канал. Ил будет откладываться либо по пути в изгибах и крутых поворотах, либо вытесняться, когда река периодически затапливает дельту Нила, откладывая там ценный ил и ил. Вот почему Египет мог стать таким большим в ранней истории человечества.
@Slarty, если бы древние египтяне хотели предотвратить заиление определенного распределительного канала в дельте, им пришлось бы копать землю, чтобы добиться этого. См. en.wikipedia.org/wiki/Nile_Delta#Ancient_branches_of_the_Nile .
@VinceBowdren да, правда, но если бы они этого не сделали, вода все равно достигла бы моря. Кроме того, тысячи с лишним миль между Асуаном и Каиром не нужно было регулярно углублять, чтобы поддерживать течение Нила.
@Slarty, хотя это неуправляемый естественный водный путь. Вас не беспокоит, какой канал он использует или куда он течет. В лондонском порту важно, где проходит канал и в доках есть глубокая вода. Если вас устраивает периодическое затопление и блуждающий глубоководный канал, то да, вы можете оставить это как есть, вода всегда будет проходить. В конце концов, Древний Египет жил вокруг цикла наводнений.
@Separatrix Я думаю, что нужно построить большие насыпи, чтобы сохранить водный путь. В вопросе требовалось периодическое затопление.
@Slarty, я предположил, что вы имели в виду периодическое контролируемое наводнение, а не там, где оно могло произойти. Строительство насыпей не спасет вас от заиления вверх по течению, да, вы хотите, чтобы глубина вашего русла была слабой, но в долгосрочной перспективе от дноуглубительных работ никуда не деться.
Именно так поступает Брэндон Сандерсон в трилогии «Рожденный туманом». Я имею в виду, что это практически упоминается вскользь, потому что, хотя каналы важны, они не совсем центральные в сюжете. В противном случае они заполнятся пеплом и больше не будут работать.
@Separatrix Я думаю, что градиент должен быть круче, возможно, 1/10 000, а не 1/1000 000. Таким образом, она должна быть в состоянии очистить себя от ила, как это делает река Нил (которая течет уже тысячи лет и не нуждается в регулярных дноуглубительных работах, чтобы поддерживать течение воды).
@Slarty , так Нил выглядит выше , он не так безопасен и приручен, как нижние участки. Немного ила этого не остановит, но остановит любого, кто пользуется водными путями.
@separatrix Я имел в виду 1000 с лишним километров вниз по течению от Асуана, все из которых судоходны с уклоном примерно 1/10 000 и, похоже, не страдают от каких-либо непреодолимых проблем с заиливанием.
@Slarty, современный Нил углублен
@separatrix, да, но чтобы обеспечить достаточную глубину для доставки. Не для того, чтобы вода могла достичь моря. Я уверен, что Нил найдет путь к морю без каких-либо дноуглубительных работ.
Вы также должны быть осторожны при дноуглубительных работах, в зависимости от используемой системы: workopguardian.co.uk/news/…
@Slarty: Современный Нил заилит без дноуглубительных работ. Именно насыпи вызывают накопление ила. Реки БЕЗ насыпей - это то, что делает работу без дноуглубительных работ, потому что накопление ила не засорит реку, а вызовет изгиб потока воды, который приведет к эрозии противоположного берега. Именно эта эрозия предотвращает засорение рек — любое накопление ила смывает эквивалентное количество ила на противоположном берегу. А так как идеально отсыпать ил ровно посередине реки практически невозможно, то всегда есть "противоположный" берег.
@slebetman Да, из Нила было извлечено слишком много воды для орошения, что вызывает проблемы. Я должен обеспечить достаточное количество воды, чтобы вода могла стекать и уносить ил. Я думаю, вы отчасти правы насчет набережных, но это зависит от того, насколько далеко находятся набережные. Реки извиваются внутри своих долин, но их путь, как правило, не выходит за пределы долины. Так что очень широкая насыпь создавала бы ситуацию, больше похожую на речную долину. Очень узкие набережные вызовут проблемы.
@Slarty, реки не вырываются из долины, потому что река потратила миллионы лет на создание долины. Иногда причиной реки является долина, а иногда причиной долины является река, но они связаны. Но у вас канал, а не река, его география искусственная.
«В конечном итоге людям придется копать землю, чтобы каналы оставались чистыми». Зависит от того, насколько продвинутой (и дальновидной) была цивилизация, построившая каналы. Его нужно углубить, но, возможно, у него есть механизмы самоочистки, или самоочищающиеся иловые ловушки, или что-то в этом роде. Такая инженерия не моя специальность, но, по крайней мере, при таком количестве движущейся воды есть постоянный источник возобновляемой энергии для питания механизмов.
Короче говоря: если вы хотите, чтобы река или канал остались там, где они есть, вы должны углубить их. Если вы этого не сделаете, они заиляются, а затем перемещаются в другое место. Примечание. Каналы, которые перемещаются в другое место, называются «реками».
Возможно, они затапливают берега и создают плодородные поля, если их НЕ углублять. Разработчики сделали бы систему такой, чтобы она не ломалась, если ее оставить без присмотра по временным причинам.

Три возможных решения приходят мне на ум сразу:

Первая Передовая цивилизация создала биоинженерных иловых слизней, чтобы они поедали ил, выползали из канала и откладывали ил на берегах канала, конечно же, все это было сделано экологически безопасным способом и хорошо интегрировано в экосистему (ы). вокруг каналов.

Два автоматических земснаряда пересекают каналы и соскребают со дна накопившийся ил и оставляют его на берегу канала. Вероятной проблемой здесь будет то, что ваша нынешняя цивилизация не способна ремонтировать земснаряды, поэтому они должны каким-то образом самовосстанавливаться.

Три Поскольку вода в вашем канале течет довольно медленно, через каждые несколько сотен метров дно канала прерывается резким подъемом, который затем постепенно снижается. Ил скапливается на этих препятствиях, и его можно вычерпать с помощью простого механического приспособления.

Вы даже можете включить более одного из вышеперечисленных вариантов, используя разные средства в разных разделах или комбинируя их.

1. Эти слизни, вероятно, иногда погибают в каналах. И где они будут какать? 2. Разве они не нуждаются в обслуживании? 3. Хороший.
@Mołot они какают на землю (в этом весь смысл, верно?) и, очевидно, они также едят мертвых иловых слизней...
@dan1111 Атака иловых слизней-каннибалов!
потому что ничего не может пойти не так с биоинженерным каннибализмом :) +1 за это.
Ах, но если вы используете иловых слизней, вам также придется иметь дело с королевой улья. Возможно, стоит попросить Эндера о встрече.
В соответствии с пунктом № 3, если на дне капли был нормально закрытый слив, человек мог бы периодически открывать слив и вымывать мусор. Дно должно иметь форму воронки, поэтому весь мусор будет спускаться по центру в канализацию.
Я подумал о добавлении фермеров-слизняков. Да, как говорит dan1111, они какают на сушу. А если ил богат питательными веществами, то экскременты слизней будут ценным удобрением. Замечательное и полезное «дачное» хозяйство.
Интересной деталью является то, что варианты один и два не исключают друг друга. Самовосстанавливающиеся машины — это форма жизни, даже подверженная естественному отбору.

Единственное, что может уменьшить ( а не избежать) проблему, - это несколько декантерных станций, особенно в начале канала, где собирается тающий лед для питания системы канала, а поток максимален.

Течение воды очень медленное, поэтому она не будет удерживать во взвешенном состоянии частицы тяжелее воды, которые будут осаждаться.

Наличие в начале и через регулярные промежутки времени очень больших «декантерных прудов» (если вы действительно хотите иметь каналы шириной 3,5 км, вы должны учитывать настоящие озера , по крайней мере , в три раза больше) поможет поддерживать каналы в чистоте, насколько это возможно.

Помните, что в песчаной пустыне движутся «песчаные волны» (дюны), и поэтому «древние строители» должны были построить насыпь, чтобы защитить каналы от прямого нападения песка.

Это, однако, не может защитить от переносимой ветром пыли. Это явно хуже, поскольку вы настаиваете на каналах с открытым небом.

Декантерные озера, по крайней мере, в два раза глубже каналов и имеющие коническую форму, уменьшат проблему, но не решат ее . Рано или поздно озера наполнятся и потеряют свое очищающее действие.

Потребуется некоторое техническое обслуживание, в том числе потому, что декантеры могут уменьшить, но не устранить осадок в каналах.

Для «автоматического» обслуживания декантеров древние строители, по своей мудрости, соединили водопроводные краны с графинами, соорудив закрытые и герметичные трубы, начиная с самой глубокой точки графина. Другая (меньшая) труба будет подавать сжатый воздух к водозабору, создавая своего рода эрлифт , который будет иметь двойной эффект: перекачивать воду из системы каналов туда, где это необходимо, и очищать дно декантеров. Средства для создания потока сжатого воздуха, необходимого для питания системы, оставлены для упражнений учащегося, но я предлагаю какую-то энергию ветра. Требуемое давление будет довольно высоким и недоступно с технологиями современной цивилизации (поток воздуха не должен быть очень высоким, просто давление должно быть не менее одного бара на каждые 10 м глубины).

Примечание: другие типы насосов будут работать точно так же, пока забор воды находится у дна, но им потребуется довольно постоянный поток, в то время как эрлифт может создать довольно мощное всасывание, способное прочистить большинство ситуаций.

Другие полезные вещи, которые могли бы сделать строители, — это построить систему каналов из какого-нибудь гладкого антипригарного материала.

В любом случае потребуется какое-то техническое обслуживание, а замена неисправного оборудования низкотехнологичными «эквивалентами» может дать множество идей для сюжета.

Я думаю, что должно быть очень мощное и значительное предстояние, базирующееся в сети и ответственное за его поддержание. Но мне нравится идея полуавтоматической установки с декантерами и очисткой под давлением.
Возможно, они могли бы найти несколько очень больших озер с талой ледниковой водой, чтобы использовать их.
@Slarty: обратите внимание, что «Северный Ледовитый океан» может быть в основном заморожен, но должен кишеть жизнью. Также жаркий климат плюс вода плюс медленное течение плюс грязь на дне равняются огромной растительности водорослей. В таких больших каналах также будет обитать своеобразная водная фауна.
Мне интересно, почему канал должен заиливать, когда кажется, что естественные водные пути текут тысячи лет без дноуглубительных работ? Кажется, что Нил течет плавно с градиентом примерно 1/10 000 между Асуаном и Каиром, не блокируясь растительностью, так почему бы нам просто не спроектировать эквивалентную настройку?
@Slarty: естественные водные пути просеиваются, если не хватает зависимости . Когда исходное русло реки слишком засорено, река просто находит другое русло более низкого уровня. Проблема в настоящее время (и в вашей установке) заключается в том, что мы не хотим, чтобы поток «находил другой путь в море»; в наше время, потому что нет «свободной земли», которую мы могли бы уступить реке в вашем мире, потому что не было моря, на которое можно было бы указать (общее предположение здесь, что вся земля будет несколько выше уровня моря. Однако именно так все аллювиальные образовались равнины: нанесите немного грязи вдоль русла реки, когда она слишком засорится, засыпьте другое место, повторите.
вы правы, когда градиент / скорость воды низкие, как в дельте, где откладываются наносы и начинают формироваться водотоки, но, поскольку мы можем установить градиент, этого не должно происходить. Если установлен уклон, скажем, 1/10 000, река не должна сильно заиливаться. Нил течет в долине Нила на протяжении тысячелетий.

Вероятно, здесь есть более фундаментальная проблема... как обнаружили жители Месопотамии (см., например, http://www.waterencyclopedia.com/Hy-La/Irrigation-Systems-Ancient.html ) - вода является хорошим транспортом растворимых минералы, которые остаются в земле, когда вода испаряется. Ил, блокирующий каналы, чтобы они больше не снабжали водой отравленные солью земли, возможно, был бы благословением ... ил, безусловно, был бы одной из меньших проблем в долгосрочной перспективе.

500 кубических километров — это 500 миллиардов литров. Даже «нерастворимый» кварц при концентрации 6 частей на миллион (растворимость кварца в воде при нормальных условиях) дает порядка 3x10^^6 кг (три тысячи тонн/тонн) кварцевых отложений в год на месторождениях... что создало бы хаос на месторождениях. орошаемые участки. И затопление полей не избавит от этого... если не смыть его в океаны.

Только по объему транспортируемой воды можно сказать, что это крупная ирригационная работа. 3000 тонн в год вызовут хаос на маленьком поле, но даже не будут заметны, если их разбросать по Сахаре.
Соленость была бы серьезной проблемой, но я предлагаю, чтобы вода стекала в старый водоносный горизонт на несколько сотен метров ниже поверхности, а затем направлялась к остаткам старых морей. Там, где это необходимо, к этому будут добавлены дренажи, как сегодня в Египте, где земля опресняется, несмотря на 250 частей на миллион солей в воде перед орошением. Около 1 человека на гектар 50 000 000 человек требуют около 500 000 квадратных километров земли, чтобы 3000 тонн растворенного гранита в конечном итоге распространялись со скоростью 6 кг на квадратный километр в год, если предположить, что ничего не смывается сточными водами.
Хотя, если они плавят его прямо изо льда и помещают прямо в выровненные каналы, способность воды растворять что-либо будет минимальной, очень маленькая площадь поверхности, на которую можно воздействовать, растворенный гранит на самом деле хорошая вещь, поскольку он в основном является удобрением.
Если бы канал был облицован, он не собирал бы никаких растворенных минералов, кроме тех, с которых он начинался, и тех, которые удалось выдуть. накопление минералов в воде. Вы закончите только тем, что начали,

Пусть вода и гравитация сделают уборку

У вас уже есть переменный сток в виде сезонного затопления полей. Если вы получаете накопление ила со скоростью 0,366 м/с, то увеличение потока воды должно снова собрать этот ил и отложить его в другом месте. Обычное место, куда уходит ил, — это океан. Убедитесь, что ваш поток воды помогает ему добраться туда.

Предполагая, что в этой системе каналов есть периодические шлюзы, не должно быть сложно разработать график, при котором высокие воды выше по течению вызывают потоки, превышающие 0,366 м/с.

Скажем, у нас есть три сегмента канала: A, B и C, где C ближе всего к океану. Когда шлюзы AB и BC полностью открыты, мы получаем полную скорость потока 0,366 м/с на участках A, B и C. Однако, когда AB открыт на 10%, а BC открыт на 100%, тогда участки B и C будут слейте воду, оставив много воды в A. При существенной разнице в уровне воды, когда AB открыт на 100%, скорость потока должна быть значительно выше, чем обычно. Эта более высокая скорость потока должна промывать дно канала и уносить ил дальше вниз по течению.

Даже при более высоких средних скоростях потока со временем все равно будут накапливаться более крупные частицы. Более высокие скорости потока просто означают, что частицы, которые выпадают в осадок, будут больше.

Конструкция шлюза Строительство шлюзовых ворот, перекрывающих половину трехкилометрового канала, просто нелепо. Мало того, что их трудно построить без современных инженерных технологий и современных материалов, они в любом случае не должны быть такими широкими. Постройте каменные опоры в линию поперек канала почти так же, как строят опоры моста. Расстояние между опорами будет чуть меньше двойной максимальной ширины шлюзовых ворот. Постройте пирсы таким образом, чтобы к ним можно было прикрепить шлюзовые ворота, которые выдерживали вес воды.

Как только пирсы будут завершены, постройте мост через вершины пирсов.

Мне нравится эта идея, хотя я думаю об увеличении градиента с 1/1000 000 до 1/10 000, чтобы скорость потока увеличилась, а потребность в углублении или промывке уменьшилась, хотя и не устранена полностью.
@Slarty, даже с увеличенной скоростью потока, я бы все равно встроил метод промывки каналов. Даже если наращивание займет 10 лет, а не 1 год, вы все равно захотите провести промывку.
да, я думаю, что это была бы мудрая предосторожность, хотя она должна работать без воды так же, как река Нил.
Помните, что скорость потока имеет значение только тогда, когда воде есть куда деваться. Если каналы представляют собой закрытую систему (они не ведут к океану), то единственным потоком будет водозабор из-за орошения. Если вода не забирается, то куда она уходит? Они перекачивают его обратно в полярные регионы? Не имея водосборного бассейна, этот канал по существу застаивается, когда вода не забирается. Кстати, а куда ДЕЙСТВИТЕЛЬНО идут паводковые воды? Или у вас есть огромный подземный резервуар или океан? В таком случае, каков круговорот воды?
Замки на реке шириной 3 км. Нетривиальная инженерия.

Периодические интенсивные наводнения.

Контролируемые водные пути, такие как каналы и реки с плотинами, имеют тенденцию накапливать больше ила, чем должны. Один из способов облегчить это в запруженной речной системе - открыть шлюзы плотин на неделю или около того, каждый год или два, чтобы вымыть из системы наносы, которые накапливались в периоды медленного течения.

Сезонные наводнения — одна из причин того, что река Нил никогда не засорялась.

Объяснение от High Country News можно найти здесь . С научной оценкой можно ознакомиться здесь . Блог с описанием High Flow Experiment (HFE) можно найти здесь .

Конечно, не весь осадок, смытый из песчаных раковин в системе каналов, в конечном итоге полностью выйдет из системы. Это также создаст песчаные отмели и пляжи дальше по системе.

Количество накапливающихся отложений также будет сильно зависеть от материала, из которого построен канал, и его текстуры. Сплошная облицовка каналов со «скользкой» текстурой будет аккумулировать меньше отложений, чем облицовка с песчаными земляными стенками с большим количеством укромных уголков и закоулков, в которых скапливается осадок, образуя песчаные отмели и тому подобное.

Другим вариантом, не противоречащим этому, было бы наличие тупиковых отрогов, где наносы намеренно отводились естественным потоком воды, чтобы основной канал оставался чистым. Отложения часто являются хорошей почвой для сельскохозяйственных культур, поэтому они имеют ценность вне канала.

Это очень широкая, очень глубокая труба.

На самом деле это река. Река с очень медленным течением, шириной более трех километров и глубиной в пять этажей.

Важным фактором является то, чем он выложен. Его просто выкапывают из существующей почвы? Это камень или глина? Насколько липким является окружающий реголит?

Если это все «честная игра» для манипуляций, то я бы предположил, что развитая цивилизация покрыла его какой-то формой очень гладкого, чрезвычайно прочного пластика с низким коэффициентом трения. Дайте ему стороны над уровнем земли, скажем, на три метра, чтобы предотвратить снос поверхностного грунта. Вы не упоминаете ни ветров, ни штормов, ни их частоты. Установка «заборов для дрейфа» с обеих сторон дальше от сторон уменьшит осадок от выдувания реголита. В идеале боковые стороны должны быть сконструированы таким образом, чтобы создавать потоки ветра, образующие воздушную завесу над верхней поверхностью, чтобы грязь и пыль полностью выдувались через верхнюю часть, а не оседали на поверхности.

Сочетание уменьшения количества осадка перед его попаданием и стенок, препятствующих его прилипанию, уменьшит проблему.

Теперь на дно, параллельно бортам, кладут гофры, и осадок локализуется в каналах. Это облегчает дноуглубление. Размещение гофров перпендикулярно сторонам приведет к образованию ловушек для отложений, а дноуглубительные работы будут дополнительно локализованы. Возможно, проволочные канаты, перпендикулярные сторонам, в этих предварительно сформированных каналах сделают дноуглубительные работы рутинной процедурой технического обслуживания. Я думаю, возможно, изогнутый водопропускной канал вместо канала с плоским дном, как половина трубы, чтобы ил естественным образом попадал в центральную точку вдоль гладких сторон. Это сделало бы его намного глубже, чтобы сохранить тот же объем.

Но костыль - это степень инженерии, строительства и материалов, которые вы допускаете для этой развитой, но вымершей цивилизации, построившей инфраструктуру.

РЕДАКТИРОВАТЬ

Многие ответы здесь основывают скорость потока на уклоне канала. Для данного сценария это предположение неверно. Скорость потока будет зависеть от того, сколько воды удаляется из бассейна. Ванна имеет очень пологий уклон и практически не течет, пока вы не потянете пробку. Затем скорость потока зависит от размера нагнетательного стока. По сути, эта система представляет собой очень большую и очень длинную ванну удлиненной формы. Судя по всему, она не стекает в океан, поэтому вода забирается только для орошения и потребления. Поток не будет постоянным, а будет зависеть от спроса. Чем больше воды удаляется, тем быстрее течет.

Мне кажется, самым большим фактором будет объем воды, который держится в бассейне, количество забранной воды и количество воды, которое может быть добавлено из крана (потоки льда в полярных регионах). Если из крана подается меньше воды, чем необходимо, раковина сливается. Если из крана подается больше воды, чем нужно, то раковина переполняется. Если из крана подается тот же объем воды, что и удаляется, уровень воды в бассейне остается ровным. Градиент не имеет значения. Имеет значение влияние гравитации на весь водоем. Как в ванне, слейте воду с одного конца, и уровень на другом конце упадет вместе с ним.

Независимо от градиента, чем больше воды удаляется, тем быстрее падает уровень. Чем уже канал, тем быстрее вода течет к сливу. Ему мешает трение о борта канала, а не уклон. Гладкие стороны, меньше трения, быстрее течет вода.

Однако скорость испарения зависит от расхода воды. Чем более стоячая вода, тем выше скорость испарения. Таким образом, более узкий, но более глубокий канал более выгоден, чем более широкий и мелкий канал. Канал глубиной 3200 м, но шириной 45 м столь же эффективен и обеспечивает такое же количество воды, но гораздо меньшую площадь поверхности для испарения и накопления ила.

Приподнятые борта, насыпные ограждения и гофры дна канала — все это звучит как хорошая идея. Кроме того, изогнутое дно должно облегчить дноуглубительные работы. Это мир, похожий на Землю, но гораздо более сухой, поэтому будут ветры и бури, хотя дождей будет немного. Цивилизация, которая построила каналы, имела уровень технологий, аналогичный нашему, и поскольку эта цивилизация находилась под угрозой исчезновения из-за нехватки воды, доступные ресурсы были бы огромными.
А если поставить сплошной пластилиновый фартук с обеих сторон шириной, скажем, в полкилометра, то края можно будет держать заметанными. Это было бы трудоемко, но низкотехнологично.
не могли бы вы немного рассказать об этом?
Водовод-река составляет около трех километров. широкий. С каждой стороны от него соорудить ровный перрон (или настил, как вокруг бассейна) длиной примерно в полкилометра. широкий. Его можно было бы очистить от мусора, как палубу бассейна, чтобы свести к минимуму попадание мусора в поток. Если бы ежегодные паводки следовали за водным путем, поток паводковых вод также содержал бы его в чистоте. Дополнительным преимуществом является то, что водный путь не будет разрушаться и менять направление. Если вы затем поместите высокие столбы на перроне, они нарушат скорость ветра и заставят переносимый ветром песок падать за ними.
Правильно сконструированные и размещенные, они будут создавать высокое давление у земли и направлять ветер высоко над водным путем, подобно аэродинамическим трубам в центре высотного города. Эффект усилился бы, если бы фартук был наклонен к кромке воды с каждой стороны, в результате чего воздух сжимался бы над рекой.
Если вы видели надуваемый ветром снежный покров над сугробом, то сразу за сугробом с подветренной стороны снег чистый. Это тот эффект, который вам нужен. Вам не нужно микропроектировать или проектировать его, просто примите правильную форму.
Канал слишком широк, чтобы ветрозащитные полосы не могли удержать пыль от задувания внутрь. Самые тяжелые частицы легкого бриза, который никогда не поднимается выше чем на пару метров над землей, были бы остановлены, но 3 км настолько поразительно широки, что это вряд ли стоит усилий. Столько всего будет унесено ветром над ветрозащитными полосами и унесено в воду, что ветрозащитные полосы вряд ли окупятся постоянными расходами на техническое обслуживание.
@pluckedkiwi [ «Влияние топографии на поведение ветра в сложной местности»] ( academy.oup.com/forestry/article-pdf/71/3/261/6746071/… ) и см., например, рисунок 6 для графика ветра возмущений, находящихся вблизи расстояний этого сценария.
ctd Искусственные ветрозащитные экраны могут быть любой высоты. Скажем, столбы высотой 320 м. Десятикратная высота дает необходимую «тень» в 3200 м. Средняя ветряная турбина имеет высоту около 100 м, и плотный ряд из них может влиять на ветер на расстоянии километра или более с подветренной стороны.

Если каналы впадают в океан, а течение, создаваемое ежегодными паводками, достаточно для того, чтобы вытолкнуть ил к устью канала или каналов, в качестве частичного решения можно построить длинные иловые причалы в устье, чтобы сузить канал и увеличить сток. Текущий. Усиленное течение прорежет любые песчаные отмели, образующиеся в устье.

Инженер Джеймс Бьюкенен Идс разработал такую ​​систему для реки Миссисипи в 1800-х годах. Его решение описано здесь: https://www.hnoc.org/south-pass-jetties-mississippi .

Джон МакФи упоминает решение Ида в первом эссе интересной книги The Control of Nature : https://en.wikipedia.org/wiki/The_Control_of_Nature .

Иловые причалы также используются в конце реки Митчелл в штате Виктория в Австралии: https://www.marinerscoveresort.com/around-the-lakes/things-to-do/mitchell-river-silt-jetties . /

Добро пожаловать в WorldBuilding Джеймс ! Если у вас есть время, посетите экскурсию и посетите справочный центр , чтобы узнать больше о сайте. Веселиться!
Спасибо, Сецеспит! Увлекательное обсуждение. Я с нетерпением жду возможности совершить экскурсию и узнать больше об этом сайте.

Решение 1: плавающие растения.

Я подозреваю, что самым простым решением будет ряска. Подойдет любое небольшое растение, которое плавает. Добавьте очень тонкие корни, которые задерживают ил. Местные жители помимо того, что таскают воду из каналов, снимают ряску как удобрение, принося с собой ил.

Решение 2: Понизьте атмосферное давление.

Размер частиц, которые могут быть перенесены, зависит от способности движущегося воздуха передавать импульс. Разреженный воздух = более низкая транспортировка. Это отсрочит проблему. Однако более высокая скорость ветра может компенсировать это.

Решение 3: Более стабильная атмосфера.

Размер частиц, которые может поднять ветер, очень зависит от скорости ветра. Если вы можете придумать правдоподобную причину низкой скорости ветра вблизи каналов, то в них может быть вынесено очень мало ила.

Решение № 4. Защитные полосы

Создайте дерево, похожее на красное дерево, но без зависимости от тумана. По традиции на последней миле к берегу канала высаживают деревья монго. Дайте вашей планете более низкую гравитацию, и они могут быть высотой в тысячу футов. Традиция гласит, что в лесу можно собирать только ветровал, но крестьяне сажают рядок всякий раз, когда рождается ребенок, чтобы позже обеспечить приданое. Это не гиганты вдоль канала, но даже здесь, на Земле, 20-летний бальзамический тополь — дерево хорошего размера. (60-80 футов диаметром 1-2 фута)

Решение №5 Покровные культуры.

Имейте традицию земледелия с покровными культурами. Почва никогда не бывает голой. Люди, занимающиеся пермакультурой, бесконечно говорят о покровных культурах и системах с несколькими культурами.

Защитные полосы - да, мне это нравится. Хорошо там, где пустыня может вызвать проблемы с пылью. Мой мир похож на земной, поэтому я не могу сделать слишком много, но может быть небольшое пространство для маневра.

Каналы из очень прочного материала слегка изгибаются и имеют узкие боковые каналы по всей длине на внутренней стороне изгибов меандра, где будет собираться ил. Если канал имеет глубину 30 м и устойчив к эрозии, а среднему потоку воды требуется глубина всего 15 м, тогда вода прорежет канал через ил по мере необходимости. Глубина канала расточительна, но проблема заиления решается. Реки заиляются, потому что скорость течения замедляется. Канализационных и ливневых стоков нет, потому что расход сохраняется, а уклон фиксируется проектом.

Со временем боковые каналы заиляются и уменьшают потери воды, если только там не находится сообщество, которое хочет выкопать канал, чтобы получить часть воды. Это делает удаление ила выигрышной ситуацией для примитивных местных жителей с бесплатными питательными веществами для растений и надежным потоком воды.

Настоящая проблема здесь в том, что вам нужна мусорная корзина размером с океан, чтобы сбрасывать весь этот ил на протяжении поколений, поскольку вы не сможете просто продолжать отталкивать его (общинным трудом или периодическими наводнениями) по сторонам канала, не оставляя его в покое. дно оврага образовано из ила. Ваш мир будет иметь конечный срок эксплуатации, прежде чем он станет ситуацией типа дельты Окаванго, когда вода перестанет течь, потому что ей больше некуда спускаться.

Периодические затопления Нила для очистки от солей и обновления ила работали только потому, что соленый, обедненный питательными веществами ил мог быть смыт в Средиземном океане.

РЕДАКТИРОВАТЬ:
С возможностью того, что канал в конечном итоге выльется на сухое дно океана, можно было бы разрешить транспортировку ила до конечной остановки с остатками воды. Периодическое затопление больше не требуется, поскольку любые фермеры, которые хотят продолжать выращивать, должны вручную переносить старый соленый ил обратно в канал, поскольку они берут свежий ил из канала, чтобы заменить его, чтобы поддерживать свои поля ниже уровня воды. уровень воды. Этот процесс приведет к повышению солености воды в канале вниз по течению, поскольку граждане заменяют соленый ил свежим. Избыточная соленость может сделать участки вверх по течению более ценными для правящих каст, или, возможно, дополнительный гумус в иле вниз по течению может принести пользу более солеустойчивой растительности, что было бы беспроигрышным сценарием. Для тех, кто готов заниматься сельским хозяйством в соленой дельте, можно постепенно создать больше земли.

Проектировщики канала разработали бы какой-нибудь метод, который будет осуществим и интуитивно понятен, чтобы канал работал тысячелетиями. Наличие ила на дне бесплатно защитит облицовочный материал, если конструкция везде выдержит слой.

Наличие облицовки из местной породы в шестиугольных сужающихся секциях позволит новым гражданам отремонтировать ее в случае повреждения землетрясением, провала или чрезмерного износа в каком-либо месте из-за деятельности гавани или чего-то подобного.

Параллельное прохождение каналов позволит одному из них быть резервным, пока другой находится на реконструкции. В серии «Рама» Артура Кларка все было сделано в 3-х в качестве избыточной функции. То, что миллионы граждан полагаются на единую точку отказа, звучит немного жестоко по отношению к проектировщикам канала.

Совершенно верно, я планировал сделать так, чтобы оставшаяся в системе каналов илистая слегка соленая вода переливалась через водосбросы в некоторых из самых низких точек сети и стекала еще на 10–100 км или более в старое дно океана, где она может испариться в гигантской солонке. У них также будет старый водоносный горизонт глубоко под землей, в который может стекать вода, местами дополненный искусственным дренажем.
Я только что понял, какая самая большая опасность будет со временем. Растительная жизнь пускает корни на берегах и в конечном итоге перекрывает русло. Довольно сложная задача.

Каналы слегка спиралевидны от полюсов к экватору. Сила Кориолиса помогает двигать воду, а вдобавок быстро вращающаяся луна планеты омывает каналы с приливами. Каналы облицованы синтетическим нано-углеродным бетоном, который чертовски долговечен. Трение движущейся воды о дно создает энергию, растворяющую ил. Ура!

Очищение каналов приливами — это творческое воображение, хотя для эффективности потребуется, чтобы луна находилась на плоской орбите или, по крайней мере, на сильно наклоненной орбите.

Что ж, прошло более 20 лет с тех пор, как я посещал курсы гидравлики, но...

Не используйте канал с плоским дном.

Хотя вы захотите периодически промывать каналы, затопляя всю систему (либо за счет попусков из плотины, либо в сезон дождей), вы можете свести к минимуму накопление ила, используя поперечное сечение, более похожее на параболу. Это помогает сконцентрировать поток воды посередине канала, поддерживая относительно быстрое движение воды, даже когда через него проходит меньший объем воды.

Канализационные системы в Ливерпуле используют эту технику, при этом поперечное сечение канализации имеет форму яйца с заостренным концом внизу, а не цилиндр.

Материал, используемый при строительстве канала, также имеет значение. Чем более гладкая поверхность ( шероховатость Мэннинга ), тем меньше замедление на дне канала и, следовательно, меньше отложений ила.

Поднимите канал, как некоторые участки римского акведука. Это уменьшит вероятность попадания мусора, кроме птичьего. Затем вам нужно только убедиться, что он не содержит ила перед входом, что вы можете сделать с перегонным бассейном.

Однако на пустынной планете вы, вероятно, не захотите, чтобы она подвергалась воздействию из-за испарения, что также решит проблему с отложениями. Римляне построили свою систему акведуков до 400 г. до н.э., с закрытыми и открытыми частями. Единственная разница в том, что у вас течет больше воды. Если покрытие не вариант, потому что вам нужны все 3200 м, а управление покрытием нецелесообразно, то просто сделайте специальные боковые каналы, чтобы предотвратить попадание материала в основной канал. Тогда боковые каналы можно будет вычерпывать намного легче.

Единственный другой вариант - увеличить скорость потока, чтобы он мог нести больше во взвешенном состоянии.

Как предотвратить заиление массивной системы каналов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v