Гибкая баржа - Flexible barge
Гибкая баржа представляет собой ткань баржу (не жесткую) для транспортировки сыпучих пресной воды или других жидких сыпучих предметов , таких как химические вещества или масло.
История
Одна такая баржа называется Dracone Barge, изобретенная в 1956 году. Другими подобными устройствами являются сумка Spragg Bag, изобретенная в 1980-х, сумка для воды, предложенная Nordic Water Supply в конце 1990-х годов, и более современная модульная сумка для воды REFRESH, разработанная в 2010-х годах. Терри Спрагг (1941–2020) из Манхэттен-Бич, Калифорния , строит баржи из гибкой ткани для перевозки больших объемов пресной воды, и именно поэтому его продукт называют «Сумка Спрэгг». В 1970-х годах Спрагг был пропагандистом айсбергов как крупного источника пресной воды, но вскоре понял, что это непрактично. Затем он вложил свои навыки в разработку технологии водяных мешков, начиная с 1980-х годов. Спрагг работал над этим и доводил его до совершенства в течение последних двадцати лет со своими коллегами. Первое полевое испытание его водяного мешка было в декабре 1990 года. Водяной мешок имел длину 75 метров (246 футов) и вмещал примерно 3 000 кубических метров (790 000 галлонов США) пресной воды. Его отбуксировали из гавани Порт-Анджелеса в штате Вашингтон. Другое испытание было проведено в 1996 году во время путешествия на расстояние 100 миль (160 км) из Порт-Анджелеса в Сиэтл, штат Вашингтон . Это испытание закончилось 29 апреля, когда ткань одного из двух мешков под буксиром разорвалась. Спрагг говорит, что его следующая цель - провести еще одно демонстрационное тестовое путешествие между Северной и Южной Калифорнией и демонстрацию технологии водяных мешков на Ближнем Востоке, а также во всем мире. Существуют различные причины, по которым было трудно получить поддержку для демонстрации жизнеспособности технологии водяных мешков в Калифорнии и во всем мире. Спрагг утверждает, что когда под мостом Золотые Ворота впервые в истории пройдут два мешка с водой, средства массовой информации расскажут об этом всему миру. Был завершен роман « Вода, война и мир», в котором подробно описаны решения, предлагаемые технологией водяных мешков для сложных политических проблем, связанных с водными проблемами на Ближнем Востоке, в Соединенных Штатах и во всем мире.
Норвежская компания Nordic Water Supply разработала мешок объемом 10 800 м 3 в 1997 году по соглашению с правительством Турции для транспортировки пресной воды на Северный Кипр . В течение двух лет необходимо было доставлять не менее 7 миллионов м 3 воды в год по цене 2,7 миллиона евро в год, причем объемы со временем росли, но фактическая транспортировка составила всего 4 миллиона м 3 за четыре года, и контракт был заключен. прекращено турецкими властями. В результате NWS вышла из бизнеса и была исключена из листинга фондовой биржи Осло в 2003 году. Технология водяных мешков NSW была приобретена Технологическим институтом Монохакоби в Японии.
Водяной мешок REFRESH был разработан консорциумом компаний и исследовательских институтов из Греции, Испании, Италии, Турции и Чешской Республики в рамках двух европейских проектов FP7 , REFRESH (работает с 2010 по 2012 год) и последующего XXL-REFRESH (работает с С 2013 по 2015). Первый проект был сфокусирован на проверке концепции модульного водяного мешка; она разработала небольшой прототип объемом 200 м 3 , испытанный в Греции в 2012 году. Второй проект был сосредоточен на расширении масштабов и частичной модернизации системы REFRESH. В конце второго проекта концепция водяного мешка REFRESH достигла коммерческого масштаба, и в 2015 году на шельфе Испании была испытана система объемом 2500 м 3, состоящая из пяти модулей по 500 м 3. Длина мешка с водой составляла 60 м.
Концепция REFRESH отличается от концепции водяного мешка, предложенной ранее, основанной на огромных монолитных контейнерах (как тот, который был предложен Nordic Water Supply) или «поездах» меньших контейнеров, каждый из которых запечатан сам по себе (как мешок Spragg). Водяной мешок REFRESH состоит из серии модулей, каждый из которых представляет собой цилиндр, открытый с обоих оснований, соединенных водонепроницаемыми молниями. Это позволяет выполнять все «сухие» операции на земле на уровне отдельных модулей, преодолевая проблемы с обращением с монолитными контейнерами и улучшая поведение в навигации по отношению к «поездам» связанных сумок.
Технологии
Связанные с 1995 г. патенты Spragg (№5,413,065 и №5,488,921) указывают, что изобретения относятся к технологии создания барж с гибкой тканью или комбинации нескольких барж, изготовленных из полиуретановой резины . Основная часть корпуса баржи из гибкой ткани имеет цилиндрическую форму. Баржа может использоваться сама по себе или как несколько соединенных между собой барж из гибкой ткани, которые можно буксировать через открытый океан в экстремальных условиях. Патенты также объясняют, что целью изобретений Спрагга является практическая система подачи пресной питьевой воды, которая могла бы быть доставлена в засушливые регионы мира, испытывающие нехватку питьевой воды.
Одна из концепций гибких тканевых барж нацелена на экономичную систему доставки пресной воды, которая была бы значительно дешевле, чем опреснительные установки , жесткие суда , автоцистерны , обычные баржи , акведуки или трубопроводный транспорт . Мешки с водой более экономичны и лучше для окружающей среды, чем опреснение морей и океанов.
Баржа из гибкой ткани представляет собой плавучий пластиковый контейнер . Его можно соединить вместе с системой крепления к другим баржам из гибкой ткани, чтобы образовать «поезд». «Мешки с водой», которые иногда называют воздушными шарами или пузырями, состоят из виниловой подкладки внутри более прочной сетки. Это тип «тканевого водопровода», когда несколько соединяются вместе для транспортировки жидкостей на буксирном судне через моря или открытые океаны в отдаленные места.
Молния
Молнии играют важную роль в увеличении вместимости водного мешка за пределы того, что практически достижимо с помощью одного элемента ткани. В концепциях Spragg и REFRESH используются заметные молнии, хотя их функции принципиально отличаются.
В конструкции Spragg большие мешки с водой соединены вместе как товарные вагоны «поездом», чтобы увеличить количество жидкости, доставляемой за раз. По оценкам, гибкие баржи могут достигать 14 метров в диаметре и 150 метров в длину и вмещать до 17 000 кубометров пресной воды или любой другой транспортируемой жидкости. Теоретически можно соединить друг с другом и буксировать от 50 до 60 «водяных мешков», хотя до настоящего времени таких испытаний не проводилось.
Инженеры предполагают, что тканевая баржа может вместить «поезд» из 4 500 000 галлонов США (17 000 м 3 ) жидкости.
Система соединения на молнии в 10 раз прочнее, чем у буксира мощностью 4300 л.с. По оценкам Laborde Marine, буксир мощностью 4300 лошадиных сил и тяговым усилием 110 000 фунтов может тянуть «поезд» из пятидесяти или около того гибких барж весом до 1 300 000 тонн. Скорость «поезда» будет около 3 узлов. Это более 700 акров футов (8 600 000 гл) пресной воды или другой жидкости за поездку.
В конструкции REFRESH сам контейнер собирается на берегу, начиная с плоских разрезов ткани. Молнии проходят по всему периметру ткани и позволяют соединять неограниченное количество модулей. Поскольку каждый модуль не закрывается сам по себе, молнии должны быть водонепроницаемыми, чтобы предотвратить попадание морской воды внутрь.
Изобретение
Основное изобретение представляет собой устройство для доставки огромных объемов пресной воды (от 700 000 до 4 500 000 галлонов США (17 000 м 3 ) в каждый мешок) за один раз в условиях агрессивного ветра и волнения, типичных для океанов и больших морей. Поскольку пресная вода легче морской, заполненные «пузыри» (как их иногда называют) плавают наверху, как айсберги , причем немного над поверхностью и большая часть под поверхностью. Пресную воду можно брать из рек непосредственно перед тем, как она попадет в соленые моря или океаны, что не будет мешать нересту лосося .
В соответствующем патенте на сцепное устройство и застежку-молнию описывается, что для экономической целесообразности необходимо одновременно буксировать несколько таких гибких барж. Чем больше объем воды может быть доставлен за поездку, тем выше экономичность. Эта цепочка барж обычно состоит из барж размером от 25 до 50 футов (15 м) в диаметре и от 200 до 800 футов (240 м) в длину каждая.
Уникальной особенностью системы Spragg Bag является не большой объем воды в каждой сумке, а то, что называют самой прочной в мире застежкой-молнией (произведенной итальянской компанией Ziplast), которая позволяет соединять несколько сумок в длинные поезда. Большой соединительной молнией можно управлять вручную или дистанционно с помощью радиосигналов. Трос из таких гибких тканевых «водяных мешков» может быть прикреплен к барже через усиленный тканевый носовой обтекатель, к которому прикреплен буксирный трос.
Схема REFRESH обеспечивается специальной застежкой-молнией, снова разработанной Ziplast, в которой используется совершенно другой дизайн зубчатого зацепления, способный сохранить прочность оригинальной застежки-молнии «Spragg», добавив при этом водонепроницаемость. Испытания, проведенные испанским исследовательским центром AIMPLAS , подтвердили, что молния может оставаться водонепроницаемой даже при натяжении.
Каждый «мешок с водой» обычно заполнен на 80-90% (чтобы он не был жестким и мог адаптироваться к деформациям при повороте) и был плоским по всей поверхности.
Экономика
Один репортер из Сан-Франциско пишет, что технология водяных мешков обеспечит экономичную доставку пресной воды в район полуострова Монтерей и решит проблему нехватки пресной воды в этом районе. Он сообщает, что средняя семья из четырех человек использует один акро-фут воды в год. Это стоит более 1000 долларов за доставку обычными методами, однако такое же количество воды, доставленное Spragg Bags, будет стоить примерно на 30% меньше. Другой репортер газеты объясняет, что буксировка водяных мешков Spragg является экологически чистой и более экономичной, чем транспортировка воды на судах или автоцистернах с водой или даже с использованием обычных жестких трубопроводов. В статье в июльском номере журнала «ЭКОНОМИСТ» за 2008 год объясняется, что во всем мире воды достаточно для всех, однако чаще всего вода оказывается не в том месте и не в то время, и ее слишком дорого перевозить.
Технология Waterbag предлагает простое и недорогое решение проблемы современного дорогостоящего традиционного водного транспорта. Это устраняет трудности с транспортировкой воды на большие расстояния с использованием океана в качестве транспортного средства. Мешки с водой значительно снижают капитальные и эксплуатационные расходы на транспортировку пресной воды с места на место. Если бы поезд мог перемещать только один или два товарных вагона за раз, а не поезд, состоящий из нескольких десятков товарных вагонов за раз, это было бы не очень эффективно и чрезвычайно дорого. Объединение мешков с водой в «поезда» из цепочек мешков с водой и перемещение их через океан увеличивает экономику водного транспорта, делая его жизнеспособным практическим вариантом.
Стоимость транспортировки воды от 300 до 800 миль (1300 км) через океан, исходя из поставок от 5 миллионов галлонов США в день (19 000 м 3 / сут) до 10 миллионов галлонов США в день (38 000 м 3 / сут), составляет оценивается от 350 до 450 долларов за акр-фут, в зависимости от продолжительности рейса и количества воды, доставленной за рейс. Увеличение количества воды, доставляемой в день в каждом поезде с водяными мешками, поможет значительно снизить стоимость доставляемой воды. Как только надежность системы доставки водяных мешков докажет свою экономичность и надежность, останется лишь добавить больше водяных мешков к поездам и больше поездов в систему, чтобы увеличить количество воды, доставляемой в выбранные места, а также сократить стоимость доставленной воды. Основываясь на повышении надежности системы доставки водяных мешков с течением времени, должна появиться возможность экономично доставлять 100 000 акров футов в год во многие прибрежные районы по всему миру.
По словам изобретателя мешка Спрэгга, общая стоимость доставки пресной воды вдоль побережья Калифорнии с помощью его технологии водяных мешков на расстояние 800 миль (1300 км) от Британской Колумбии до Монтерея будет стоить около 966 долларов за акро-фут в год. Кейт Спейн в исследовании для магистров искусств затем показывает в анализе, что в противном случае использование опреснительной установки сэкономило бы жителям полуострова Монтерей около 1134 долларов на акр-фут . Это экономия более 19 миллионов долларов в год для налогоплательщиков Монтерея. Это число предполагает использование примерно 17 000 акров футов (21 000 000 м 3 ) в год (17 000 X 1134 долл. США = 19 278 000 долл. США).
Приложения
Одно из замеченных приложений находится на Ближнем Востоке, где большие объемы пресной воды, доступные в регионе Турции, могут быть доставлены в другие места вокруг Средиземного моря, которые испытывают крайнюю нехватку питьевой пресной воды, такие как Израиль и Газа. Спрагг считает, что доставка пресной питьевой воды в страны с низким уровнем воды может способствовать миру во всем мире.
Президент Израиля Шимон Перес написал письмо в поддержку проведения демонстрации технологии Spragg Bag в Средиземном море в качестве инструмента, способствующего установлению мира на Ближнем Востоке. В этом письме президент Перес заявляет: «Проект романа« ВОДА, ВОЙНА И МИР », на мой взгляд, является оригинальным подходом к освещению этой серьезной проблемы и ее решений, которые проложат путь к лучшему и более мирному региону. Ваш попытки предпринять демонстрационное путешествие, чтобы просветить всех нас, как в отношении технологической жизнеспособности, так и в отношении стоимости, несомненно, будут способствовать решению этой критической дилеммы ».
Он также отмечает, что использование мешков с водой, буксируемых через Средиземное море, было бы намного более экономичным, чем транспортировка воды по трубопроводным системам. Это мнение разделяет консорциум REFRESH.
Водяные мешки были предложены для использования в чрезвычайных ситуациях, чтобы связать опреснительные установки стран Персидского залива по всему побережью Персидского залива .
Еще одно применение - регулярная доставка пресной воды по дальним маршрутам.
Предлагаемые маршруты включают из штата Вашингтон в засушливые районы Южной Калифорнии, от реки Мэд-Ривер в Северной Калифорнии до района Сан-Франциско и из Южного Чили в Атакаму . Другие приложения таковы:
- может использоваться для перемещения воды через дельту реки Сакраменто после землетрясения и катастрофического обрушения дамбы, которое может перекрыть водоснабжение Южной Калифорнии на срок до двух или более лет.
- могут доставлять большие количества ливневой воды и / или оборотной воды в районы, которым требуется больше пресной воды, чтобы компенсировать снижение уровня воды и повышение солености.
- можно было бы разместить во всем мире хранилище большого количества пресной питьевой воды для быстрой доставки после стихийного бедствия.
Спрагг предложил доставлять воду из реки Манавгат в Турции через Средиземное море в Израиль и сектор Газа, который испытывает крайнюю нехватку воды, что в настоящее время рассматривается Всемирным банком .
Спрагг предложил правительству Австралии, чтобы большая часть свежей питьевой воды с использованием его технологии водяных мешков могла быть применена в городских системах водоснабжения, испытывающих нехватку. Это создало бы новую экономически выгодную отрасль для перевозки пресной воды наливом. Завершился анализ экономических и экологических преимуществ технологии водяных мешков с использованием океанских течений от реки Талли до Брисбена, Квинсленд. На Золотом Берегу строится опреснительная установка Туган, которая будет ежедневно поставлять 120 мегалитров питьевой воды стоимостью около 1,2 миллиарда долларов. Работа опреснительной установки Туган будет производить 235 000 тонн парниковых газов CO 2 в год. Предварительные оценки затрат показывают, что использование технологии водяных мешков для доставки того же количества воды из реки Талли в Голд-Кост может быть в 30 раз дешевле, чем опреснение, и что технология водяных мешков может выделять в 60 раз меньше парниковых газов. Эти цифры показывают, что технология водяных мешков будет доставлять воду с гораздо меньшими затратами, чем предлагаемый трубопровод от реки Бурдекин до Брисбена, который, по прогнозам, будет стоить примерно 7,5 миллиардов долларов на инфраструктуру и около 250 миллионов долларов на ежегодную эксплуатацию.
Спрагг предложил Белому дому идею мирного предложения на Ближнем Востоке, снабдив 20–30 своих мешков с водой пресной водой и доставив их из Турции к палестинцам и израильтянам. Эту технологию можно также использовать для сбора промышленных стоков, ливневых и канализационных стоков в Австралии для обработки и повторного использования.
Смотрите также
Сноски
Источники
- Барлоу, Мод, Голубое золото: битва против корпоративной кражи мировой воды , Earthscan, 2003, ISBN 1-84407-024-7
- Фриделл, Рон, Защита водоснабжения Земли, Lerner Publications, 2008, ISBN 0-8225-7557-4
- Глейк, Питер Х .; Вода в мире: двухгодичный отчет о пресноводных ресурсах, том 1998, стр. 203-205 , Spragg Waterbags , ISBN 1-55963-592-4
- Lawrence Journal-World - 27 апреля 1996 г .; Гигантские мешки с водой предложили утолить жажду сухой планеты
- Маккейб, Майкл, San Francisco Chronicle, 6 августа 1999 г .; Полный отверстий или в сумке
- Снитоу, Алан, Жажда: борьба с корпоративным хищением нашей воды , Издатель John Wiley and Sons, 2007, ISBN 0-7879-8458-2
- Вестнит, Дэнни, The San Diego Union - Tribune, Сан-Диего, Калифорния: 28 апреля 1996 г., с. A-3, Он надеется, что идея с водяным мешком будет уместна. «Тканевый трубопровод» может утолить жажду во всем мире , [1,2 издание]