用于限制河水暴涨水位并且控制洪水的方法
【专利说明】用于限制河水暴涨水位并且控制洪水的方法
[0001] 因洪水产生的自然灾害的数目在10年中已经加倍。在2010年，1.78亿人已经是 该现象的受害者，该现象已经增加，首先是由于自然条件，并且其次是由于人口增加和城市 化。
[0002] 洪水泛滥（flooding)的许多实例由于河大大小小地冲破河堤已经在城镇中发 生，而其他洪水泛滥由于高潮已经发生。
[0003] 作为示例，可以引用伏尔塔瓦河（Vltava)引起的布拉格（Prague)的洪水泛滥，在 预报预期2900m3每秒的流速的最大速率时，然而，实际的数字是约6000m3每秒。例如，地铁 在6个月之后才恢复服务。
[0004] 城镇/城市中连续的开发已经产生固定的河宽度，该固定的河宽度实际上不可能 改变，这仅能够实现较少的矫正措施以用于河的保护。在这些措施中的是朝向农业用地的 上游改道（其已经执行用于密西西比河）或建造水库（其有效性被限制）。
[0005] 在城镇和城市本身中，建筑师建造抗洪建筑物，或为地铁站的砌墙（walling-up)、 疏散计划和应急计划作出规定。但可浸的大都会区的大小为使得采取的措施仅仅是与该现 象和巨大的重建成本相关的较小的小部分。
[0006] 这是因为阴沟、隧道、陷凹和地下采石场的网络在这些城市下面，该网络在广阔的 表面区域之间产生在其他时间分开的连接的通道。
[0007] 最后，不存在用于防止由异常的洪水泛滥（诸如，可以特别地影响城市的百年洪 水的洪水泛滥）产生的灾害的主要解决方案。
[0008] 因此，存在对减弱洪水泛滥的现象及其后果的新的解决方案的需求。
[0009] 文献DE 19732106描述允许洪水泛滥被限制的方法。该方法包括借助于保持在河 床内的炸药引起爆炸。由这些爆炸引起的波浪加速水流动。该方法包括将潜在危险的炸药 定位在根据水流不可预测的位置处。
[0010] 本申请人已经有使用汤姆斯效应（Toms effect)将减摩剂注入到河道中的想法。 因此，该方法的实施通过注入来促进，并且消除了炸药的危害。
[0011] 在1946年发现且另外被称为"减阻"的汤姆斯效应使得具有相同能力的个人能够 通过添加减摩剂诸如例如粘土、表面活性剂或有机化合物（诸如水溶性聚合物）增大液体 的流速。
[0012] 水溶性聚合物的工业应用目前是在以2米每秒到3米每秒的速度的长距离管道的 水输送中，并且特别是在石油化学工业、干旱地区中的农业和矿业中。为了引用示例，文献 US 2012/0214714描述水力压裂方法，通过水力压裂过程，水溶性聚合物被混合到压裂液 中，以便减少闭合管道内的摩擦现象。
[0013] 使用较有轶事特征的量来增加电动鱼雷快艇的速度，其中鱼雷本身用包含水溶性 聚合物的水喷射流切断。
[0014] 鱼雷的工业用途开始于七十年代，并且已经定期地不断增加。
[0015] 通过将汤姆斯效应应用于洪水泛滥河道，注册员已经研究一种允许水更快流动以 在洪水泛滥的情况下获得水的水位的显著结果的方法。
[0016] 在优选形式的实施方式中，本申请人提出在河-宽河和窄河-和/或支流中采用 水溶性聚合物作为减摩剂，以促进水的流动并且从而降低洪水泛滥的水位。
[0017] 因此，本发明提出用于限制河道、尤其宽河、窄河和/或其支流中的一个支流的洪 水泛滥的水位的方法，该方法由以下组成：将至少一种减摩剂一有利地水溶性聚合物注入 到所述河道中。
[0018] 本发明特别有利于保护没有办法保护其建筑免受异常洪水泛滥的高度聚居的大 城镇和城市。
[0019] 注入的水溶性聚合物可以呈固体或液体形式。优选地，注入的水溶性聚合物将呈 粉末形式。
[0020] 水溶性聚合物的注入包括将水溶性聚合物-其将优选地呈粉末形式-直接倾倒到 待被保护的城镇/城市的上游的河道中。该注入可以在河道的边缘处或中部中执行。在优 选形式的实施方式中，水溶性聚合物通过离心栗来分散，并且被直接注入到河道中。
[0021] 通常，水溶性聚合物将被存储在河道旁的筒仓中。
[0022] 非常高分子量的水溶性聚合物是最有效的化合物。
[0023] 优选地，水溶性聚合物将是基于丙烯酰胺的。在这些聚合物中，由以下单体制备的 共聚物是特别有利的：丙烯酸、ATBS(2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸）、二烯丙基二甲基氯化 铵（DADMAC)、丙烯酸二烷基氨基乙酯（ADAME)、甲基丙烯酸二烷基氨基乙酯（MADAME)、它们 的酸化的或季铵化的盐、N-乙烯基吡咯烷酮。
[0024] 优选地，水溶性聚合物将是基于丙烯酰胺的共聚物和基于丙烯酸的共聚物，值得 注意地，这些共聚物包含50%和90%摩尔之间的丙烯酰胺。
[0025] 优选地，这些基于丙烯酰胺的聚合物的分子量将是在5百万g/mol和3千万g/mol 之间，并且甚至更优选地在1千万g/mol和2. 5千万g/mol之间。乙稀多氧化物也是有效 的，但其分子量较低（最大6百万到1千万），对机械降解敏感并且具有更高的成本价格。
[0026] 水溶性聚合物从约1. 5米每秒并且尤其是大于2米每秒的河道流速方面是有效 的。取决于速度，以百万分之50至百万分之100的数量达到30%的负载损失减少是可能 的。以更高的数量，上限达到70%增加。
[0027] 注入到河-宽河或窄河-和/或其支流中的水溶性聚合物的数量是在lOppm和 lOOOppm之间，并且将由有知识的专业人员根据洪水泛滥的水位进行调整。
[0028] 明显地，洪水泛滥的问题的应用是新的，并且需要考虑到流速和轮廓的彻底研究。 特别地，在一定距离内测量速度不考虑障碍物（桥、窄道、堵塞物体等），障碍物强烈地加速 速度并且产生湍流效应，在湍流效应中，瞬时速度是平均速度的若干倍。
[0029] 个人还必须考虑到洪水泛滥在平原上非常困难的事实，其中警报时间足够用于采 取行动，并且山洪非常快，具有非常相当的顶峰。可以引用瓦尔省（Var)的以3800m3每秒 的洪水泛滥，然而塞纳河（Seine)的洪水泛滥罕见地超过2200m3每秒。在某些情况下，附 属现象-特别地风-减小或加速水速度。
[0030] 明显地，每种情况是特别的，并且涉及建模和测试两者的研究是必要的。
[0031] 此外，将化学产品添加到河中可以具有不合意的生态效应。考虑到巨大的风险，该 问题的彻底研究将是必要的。
[0032] 这是因