Дерзкие мысли о климате

Сама охрана природы отнюдь не должна сводиться к сторожевой службе, а наибольшее внимание призвана уделять анализу всей важнейшей деятельности человека и поиску причин, порождающих необходимость нежелательных воздействий на природу, а также способов устранения таких необходимостей. А последнее сводится к поиску новых материалов, вовлекаемых в строительство, новых строительных технологий, способов рациональных конструкций сооружений, их размещения и т. д. Здесь можно ждать много неожиданных и благодатных решений. В развитие этого тезиса я вернусь ко льду.

Лёд, как и снег, вещество или материал, к которому приспособилась вся живая природа нашей страны и его появление зимой и таяние летом не вносит ни малейших изменений в состояние окружающей среды. Идеи о строительном использовании льда также уходят в глубину веков. Вспомним жилища эскимосов (иглу), ледяные окна в якутских юртах, наконец, декоративные ледяные постройки более цивилизованных обществ и тому подобное. Но добыча льда на замерзших водоемах тоже оказалась делом довольно дорогим и сложным и это ограничивало возможность его использования в разного рода строительствах.

Автору с коллегами и помощниками довелось принять участие в разработке принципиально нового и эффективного способа производства больших объемов льда и это предопределило возможность его широкого использования во многих производствах, в том числе и в строительстве (Файко, 1986). Идея способа в какой-то мере исходит от уяснения неравновесного теплообмена замерзающих водоёмов с атмосферой. Стало очевидным, что ускорить намерзание льда во много больше, чем на водоёме, можно лишь в том случае, если вынести теплообмен воды для её замораживания из-подо льда, непосредственно в среду морозного воздуха. Для этого попробовали применить дальнеструйную дождевальную установку и сразу получилось – при температуре воздуха около минус 40 °C лёд генерировался сообразно расходу воды через ствол дождева-теля 75 л/с. Летняя дождевальная установка быстро обмерзала на морозе, поэтому её пришлось «устроить» под общий капот с дизелем. Так появилась многим ныне известная намораживающая машина типа «Град». Сейчас уже несколько модификаций такой машины начинают выпускаться промышленностью, а десятки первых сделанные в полукустарных условиях, работают во многих уголках севера и даже в европейской части СССР. Способ позволяет не только быстро изготавливать любые нужные количества льда, но и одновременно сразу закладывать его в сооружение.

Вследствие этого себестоимость льда снижается до нескольких копеек за кубометр, что во много раз дешевле, чем обходится заложение грунта. К тому же при таком использовании льда не надо разрабатывать карьеров, строить дорог, не надо губить почву и растительность, то есть практически полностью исключается необходимость как-либо ранить окружающую природу. Если что и попадает под сам лёд, то жизнь не погибнет, она сохранится в анабиозе.

Новый способ был нацелен на решение сугубо технических задач и получение экономического эффекта. Он широко стал использоваться на ускоренном сооружении ранних и прочных ледяных переправ через реки и для аэродромов и здесь уже принес десятки миллионов рублей экономического эффекта (Файко, 1988). Но он может иметь и уже начинает получать намного более широкое применение и, на что следует обратить внимание, во всех мыслимых применениях не несет угрозы окружающей среде, а во многих случаях может напрямую использоваться для ликвидации произошедших по вине человека или в силу каких-то естественных причин нарушений окружающей природе. Например, громадные выработки горных полигонов в зоне вечной мерзлоты, на закрытие которых ныне не хватает ни сил, ни материалов, могут просто заполняться искусственно намороженным льдом, а затем уже покрываться слоем породы и почвы, достаточным для исключения последующего летнего таяния льда и для возобновления растительности.

В Якутии, где короткое, но теплое лето позволяет выращивать все основные сельскохозяйственные культуры (зерновые, картофель, помидоры, огурцы, капусту и прочие овощи) вечно не хватает влаги. Из-за дефицита увлажнения усыхают луга и обостряется проблема кормов для крупного рогатого скота. Чтобы как-то улучшить влагообеспеченность сельхозугодий, здесь широко применяют лиманное орошение, улавливая сток снеговых и дождевых вод малыми глухими земляными плотинами, как правило, обреченными на прорыв при переливе или вследствие возникающих на них зимой термических деформаций. Из-за частого сооружения каждый раз новых плотин многие речки вовсе лишились естественно сформированных берегов. И здесь уже без ущерба для природы, сейчас начинают применять временные малые, высотой до 10 метров, ледяные плотины. Их намораживание полностью исключает необходимость земляных работ, а сброс воды по мере влагозарядки почв, происходит автоматически под действием нагревающейся воды и атмосферы, расплавляющих лёд.