Wie verhindert man, dass ein riesiges Kanalsystem verschlammt?

Basierend auf der Wüstenwelt aus dieser Frage muss ich rund 500 Kubikkilometer Wasser / Jahr durch eine Wüste transportieren. Mit diesem Rechner. Dies kann erreicht werden, wenn der Hauptzuflusskanal 15 m tief, 3200 m breit und ein Gefälle von 1 mm/km aufweist. Das ergibt eine Strömung von ca. 0,366 m/s und liefert die benötigte Wassermenge.

Das Problem ist, dass der Hauptkanal (und alle kleineren Kanäle im Netzwerk) unter Verschlammung leiden werden. Wie kann ich das verhindern?

Die Kanäle könnten in Tunnel verlegt werden, aber das wäre sehr kostspielig und würde das Grundstück ruinieren, also würde ich lieber keine Tunnel verwenden, aber alle anderen Optionen würden in Betracht gezogen. Nahezu jeder Aspekt des Kanals kann angepasst werden, wie z. B. Größe, Form, Gefälle und Höhe, aber der Schlick muss daran gehindert werden, einzudringen, entfernt oder anderweitig durch das Design behandelt zu werden (und die Länge ist festgelegt).

Hintergrund
Die Welt ist ungefähr erdähnlich, hat aber viel weniger Wasser und das meiste, was es gibt, ist in den Eiskappen eingeschlossen, daher die Kanäle, die von den Polen zu den gemäßigten Zonen über ein Kanalnetz führen, das von einer fortgeschrittenen Zivilisation gebaut wurde, die inzwischen verschwunden ist . Das Kanalsystem wird derzeit von einer viel primitiveren Zivilisation (vor 400 n. Chr.) Besetzt.

Die Gesamtbevölkerung, die im Kanalnetz lebt, beträgt etwa 50 Millionen. Das ganze Gebiet ist eine Wüste ähnlich der Sahara, aber durchzogen von einem 3000 km breiten Kanalnetz. Die Ländereien in der Nähe der Kanäle sind landwirtschaftlich mit gemischter Vegetation, einschließlich Wäldern, Grasland und einer Vielzahl von Feldfrüchten, einschließlich Weizen. Jedes Jahr wird das Land überschwemmt, um die Ansammlung von Salzen im Boden zu verhindern.

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Äh. Ist Ihnen klar, dass diese Wassermenge etwa 25 % mehr Wasser ist, als die gesamten USA verbrauchen? Kombiniert landwirtschaftliche, industrielle, Wohn-, private und öffentliche zusammen. Die Werke!
@MarvinKitfox Ja. Es ist das gleiche wie der durchschnittliche Abfluss des Mississippi oder etwa 8% des Abflusses des Amazonas. Wie in unserer Welt fließt das meiste Flusswasser ins Meer. In der neuesten Version meiner Geschichte wird das Wasser vom beschriebenen Hauptwasserkanal in fünf separate Kanäle geteilt, was eine Reihe weiterer Fragen aufwirft ... Ich spüre, dass eine weitere Frage auf uns zukommt!

Antworten (13)

Ausbaggern

Das erste, was Sie beachten sollten, wenn Sie nach Baggern suchen, ist, dass es nicht Wikipedia an der Spitze ist, sondern eine Anzeige für einen Baggerunternehmer.

Dies ist nicht zu vernachlässigen, es ist eine Frage der laufenden Instandhaltung jeder bewirtschafteten oder künstlichen Wasserstraße .

Wenn Wasser eintritt, sei es durch den Kanal oder als Abfluss, trägt es Schwebeteilchen mit sich, die herunterfallen, wenn die Energie im Wasser abfällt. Je mehr Anfangsenergie das Wasser hat, desto höher die Partikelbelastung, desto mehr Schlick baut sich bei langsamer Strömung auf. Die meisten Dinge, die im Wasser landen, sinken schließlich und tragen zur Ansammlung bei. Pflanzen wachsen und sterben im Wasser, Fische koten und sterben im Wasser, Tiere sterben gelegentlich im Wasser. Auf einer offenen Wasserstraße führt kein Weg an dem Problem vorbei.

Letztendlich müssen die Menschen baggern, um die Fahrrinnen freizuhalten.

Scheint für Kanäle im Allgemeinen zuzutreffen, dass einige Ausbaggerungen erforderlich sein werden, aber ich bin mir nicht sicher, ob die alten Ägypter jemals den Nil ausbaggern mussten, um sicherzustellen, dass er ins Meer gelangt. ;o) Vielleicht muss ich nur die Durchflussrate / Steigung anpassen?
@Slarty, das könnte man meinen, aber Leonardo da Vinci hat einen Bagger entworfen . Sobald es etwas wie ein gesunkenes Boot oder einen großen Felsen gibt, das Ihre Durchflussrate nicht beseitigen kann, beginnt es zu verschlammen. Wartung ist erforderlich, und es ist besser, eine Kultur der Kanalwartung zu haben, als sich später Gedanken darüber machen zu müssen, wie man sie repariert.
@Slarty Der große Unterschied besteht darin, dass der Nil ein natürlicher Fluss ist, kein Kanal. Schlamm wird entweder entlang des Weges in Kurven und scharfen Kurven abgelagert oder wird herausgedrückt, wenn der Fluss das Nildelta regelmäßig überflutet, was dort wertvollen Schlick und Schlamm ablagert. Aus diesem Grund konnte Ägypten in der frühen Menschheitsgeschichte so groß werden.
@Slarty Wenn die alten Ägypter verhindern wollten, dass ein bestimmter Verteilungskanal im Delta verschlammt, hätten sie ausbaggern müssen, um dies zu erreichen. Siehe en.wikipedia.org/wiki/Nile_Delta#Ancient_branches_of_the_Nile
@VinceBowdren ja stimmt, aber wenn sie es nicht täten, würde das Wasser immer noch das Meer erreichen. Auch die tausend Meilen zwischen Assuan und Kairo mussten nicht regelmäßig ausgebaggert werden, um den Nil am Fließen zu halten.
@Slarty, das ist jedoch eine nicht verwaltete natürliche Wasserstraße. Es stört Sie nicht, welchen Kanal es verwendet oder wohin es fließt. Im Hafen von London ist es wichtig, wo der Kanal verläuft und dass an den Docks tiefes Wasser verfügbar ist. Wenn Sie sich über regelmäßige Überschwemmungen und einen wandernden tiefen Wasserkanal freuen, können Sie es so lassen, etwas Wasser wird immer durchkommen. Das alte Ägypten lebte schließlich um den Flutzyklus herum.
@Separatrix Ich denke, dass große Böschungen gebaut werden müssen, um die Wasserstraße darin zu halten. Periodische Überschwemmungen waren in der Frage eine Voraussetzung.
@Slarty, ich nahm an, Sie meinten periodische kontrollierte Überschwemmungen, nicht dort, wo es sich anfühlte. Der Bau von Böschungen rettet Sie nicht vor einem verschlammten Stromaufwärts, ja, Sie möchten Ihre Kanaltiefe lockern, aber auf lange Sicht führt kein Weg am Baggern vorbei.
So handhabt es Brandon Sanderson in der Mistborn-Trilogie. Ich meine, es wird praktisch nur am Rande erwähnt, denn obwohl die Kanäle wichtig sind, stehen sie nicht gerade im Mittelpunkt der Handlung. Sonst würden sie sich mit Asche füllen und nicht mehr funktionieren.
@Separatrix Ich denke, dass der Gradient vielleicht 1/10.000 steiler sein sollte als 1/1000.000. Auf diese Weise sollte es in der Lage sein, sich wie der Nil vom Schlick zu befreien (der seit Tausenden von Jahren fließt und nicht regelmäßig ausgebaggert werden muss, um das Wasser fließen zu lassen).
@Slarty so sieht der Nil weiter oben aus , es ist nicht alles sicher und zahm wie die unteren Strecken. Ein bisschen Schlamm wird das nicht verhindern, aber es wird jeden daran hindern, die Wasserstraßen zu benutzen
@separatrix Ich dachte an die ungeraden 1000 km stromabwärts von Assuan, die alle mit einer Steigung von ungefähr 1/10.000 schiffbar sind und anscheinend nicht unter unüberwindlichen Verschlammungsproblemen leiden.
@Slarty, der moderne Nil wird ausgebaggert
@separatrix, ja, aber um sicherzustellen, dass der Versand ausreichend tief ist, um durchzukommen. Nicht sicherzustellen, dass das Wasser das Meer erreichen kann. Ich bin mir sicher, dass der Nil seinen Weg zum Meer finden würde, ohne jegliche Art von Ausbaggern.
Auch beim Baggern ist je nach verwendetem System Vorsicht geboten: worksopguardian.co.uk/news/…
@Slarty: Der moderne Nil würde ohne Ausbaggern verschlammen. Es sind die Böschungen, die die Schlammbildung verursachen. Flüsse OHNE Böschungen machen das Nichtbaggern möglich, da Schlammansammlungen den Fluss nicht verstopfen, sondern einen Knick im Wasserfluss verursachen würden, der das gegenüberliegende Ufer erodieren würde. Es ist diese Erosion, die verhindert, dass Flüsse verstopfen – jede Ansammlung von Schlick wird eine entsprechende Menge Schlick am gegenüberliegenden Ufer wegspülen. Und da es praktisch unmöglich ist, Schlick genau in der Mitte eines Flusses perfekt abzusetzen, gibt es immer ein "gegenüberliegendes" Ufer.
@slebetman Ja, dem Nil wurde zu viel Wasser für die Bewässerung entnommen und dies verursacht Probleme. Ich muss sicherstellen, dass genügend Wasser vorhanden ist, damit der Schlick abfließen kann. Ich denke, Sie haben teilweise Recht mit den Böschungen, aber es hängt davon ab, wie weit die Böschungen entfernt sind. Flüsse schlängeln sich in ihren Tälern, aber die Route, die sie nehmen, bricht im Allgemeinen nicht aus dem Tal heraus. Eine sehr breite Böschung würde also eher eine Situation wie in einem Flusstal erzeugen. Sehr enge Böschungen würden ein Problem verursachen.
@Slarty, Flüsse brechen nicht aus dem Tal aus, weil der Fluss Millionen von Jahren damit verbracht hat, das Tal zu schaffen. Manchmal ist der Grund für den Fluss das Tal und manchmal ist der Grund für das Tal der Fluss, aber die beiden sind verbunden. Ihrer ist jedoch ein Kanal, kein Fluss, seine Geografie ist künstlich
"Letztendlich müssen die Menschen baggern, um die Fahrrinnen freizuhalten." Hängt davon ab, wie fortgeschritten (und vorausschauend) die Zivilisation war, die die Kanäle gebaut hat. Es muss ausgebaggert werden, aber vielleicht hat es selbstausbaggernde Mechanismen oder selbstreinigende Schlickfänge oder ähnliches. Diese Art von Technik ist nicht meine Spezialität, aber zumindest gibt es bei so viel fließendem Wasser eine permanente Quelle erneuerbarer Energie, um die Mechanismen anzutreiben.
Lange Rede kurzer Sinn: Wenn ein Fluss oder Kanal dort bleiben soll, wo er ist, muss er ausgebaggert werden. Wenn Sie es nicht tun, verschlammen sie sich und bewegen sich dann woanders hin. Hinweis: Kanäle, die woanders hinführen, werden "Flüsse" genannt.
Vielleicht überschwemmen sie die Ufer und schaffen fruchtbare Felder, wenn sie NICHT ausgebaggert werden. Die Designer hätten das System so gestaltet, dass es nicht kaputt geht, wenn es aus vorübergehenden Gründen unbeaufsichtigt bleibt.

Drei mögliche Lösungen fallen mir spontan ein:

Eine von der fortgeschrittenen Zivilisation biotechnologisch hergestellte Schlickschnecke, um den Schlick zu fressen, aus dem Kanal zu kriechen und den Schlick an den Ufern des Kanals abzulagern, natürlich alles auf umweltfreundliche Weise und gut in das Ökosystem/die Ökosysteme integriert. rund um die Kanäle.

Zwei automatisierte Schwimmbagger durchqueren die Kanäle und kratzen den angesammelten Schlick vom Boden und lagern ihn an den Ufern des Kanals ab. Ein wahrscheinliches Problem hier wäre, dass Ihre gegenwärtige Zivilisation nicht über die Fähigkeit verfügt, die Bagger zu reparieren, also müssten sie irgendwie selbstreparierend sein.

3. Da das Wasser Ihres Kanals ziemlich langsam fließt, wird der Boden des Kanals alle paar hundert Meter durch einen starken Anstieg unterbrochen, der dann allmählich abfällt. Der Schlick sammelt sich an diesen Hindernissen und kann mit einer einfachen mechanischen Vorrichtung ausgeschöpft werden.

Sie können sogar mehr als eine der oben genannten Optionen integrieren, indem Sie in verschiedenen Abschnitten unterschiedliche Mittel verwenden oder sie kombinieren.

1. Diese Schnecken werden wahrscheinlich manchmal in Kanälen sterben. Und wo würden sie kacken? 2. Brauchen sie keine Wartung? 3. Gut.
@Mołot sie kacken an Land (das ist der springende Punkt, oder?) Und offensichtlich fressen sie auch tote Schlickschnecken ...
@dan1111 Angriff der kannibalischen Schlickschnecken!
denn mit biotechnologisch hergestelltem Kannibalismus kann nichts schief gehen :) +1 dafür.
Ah, aber wenn Sie die Schlickschnecken verwenden, müssen Sie sich auch mit der Schwarmkönigin auseinandersetzen. Vielleicht müssen Sie Ender um einen Termin bitten.
Entlang der Linien von Nr. 3, wenn es am Boden des Tropfens einen Abfluss gab, der normalerweise geschlossen war, könnte eine Person den Abfluss regelmäßig öffnen und den Schmutz herausspülen. Der Boden wäre trichterförmig, sodass alle Trümmer in der Mitte zum Abfluss gelangen würden.
Ich überlegte, Schneckenfarmer hinzuzufügen. Ja, wie dan1111 sagt, sie kacken an Land. Und wenn der Schlick nährstoffreich ist, dann wäre der Schneckenkot ein wertvoller Dünger. Wunderbare und nützliche „Hütten“-Industrie.
Ein interessantes Detail ist, dass sich die Optionen eins und zwei nicht gegenseitig ausschließen. Selbstreparierende Maschinen sind eine Lebensform, auch wenn sie der natürlichen Auslese unterliegen.

Das einzige, was das Problem verringern ( nicht vermeiden) könnte, sind einige Dekanterstationen, insbesondere am Beginn des Kanals, wo schmelzendes Eis gesammelt wird, um das Kanalsystem zu speisen, und der Fluss maximal ist.

Die Wasserströmung ist sehr langsam, sodass keine Partikel in der Schwebe gehalten werden, die schwerer als Wasser sind und sich ablagern.

Sehr große „Dekanter-Teiche“ zu Beginn und in regelmäßigen Abständen (wenn Sie wirklich 3,5 km breite Kanäle haben wollen, müssen Sie mindestens dreimal so große echte Seen einplanen ) helfen, die Kanäle so sauber wie möglich zu halten.

Denken Sie daran, dass die Sandwüste Sport "Sandwellen" (Dünen) hat, die sich hinüber bewegen, und daher hätten "alte Baumeister" einen Damm bauen sollen, um die Kanäle vor direktem Sandangriff zu schützen.

Dies kann jedoch nicht vor vom Wind getragenem Staub schützen. Dies ist offensichtlich schlimmer, da Sie auf Open-Sky-Kanälen bestehen.

Dekanter-Seen zu haben, die mindestens doppelt so tief wie die Kanäle und konisch geformt sind, wird das Problem verringern, aber es wird es nicht lösen . Früher oder später füllen sich die Seen und verlieren ihre reinigende Wirkung.

Irgendeine Art von Wartung wird notwendig sein, auch weil Dekanter Sedimente in Kanälen verringern, aber nicht beseitigen können.

Um eine "automatische" Wartung für die Dekanter durchzuführen, koppelten die alten Baumeister in ihrer Weisheit die Wasserhähne mit Dekantern, indem sie geschlossene und luftdichte Rohre bauten, die vom tiefsten Punkt des Dekanters ausgingen. Ein weiteres (kleineres) Rohr würde Druckluft zum Wassereinlass führen und so eine Art Luftbrücke schaffen , die einen doppelten Effekt hat: Wasser aus dem Kanalsystem dorthin pumpen, wo es benötigt wird, und den Boden von Dekantern ausbaggern. Mittel zur Erzeugung eines Druckluftstroms, der für den Betrieb des Systems benötigt wird, bleiben den Lernenden überlassen, aber ich schlage eine Art Windkraft vor. Der erforderliche Druck wäre ziemlich hoch und mit der Technologie der gegenwärtigen Zivilisation nicht verfügbar (der Luftstrom muss nicht sehr hoch sein, nur der Druck muss mindestens 1 bar pro 10 m Tiefe betragen).

Hinweis: Andere Arten von Pumpen würden genauso funktionieren, solange sich die Wasseraufnahme in Bodennähe befindet, aber einen ziemlich konstanten Fluss benötigen, während Airlift eine ziemlich starke Saugkraft aufbauen kann, die in der Lage ist, die meisten Situationen zu beseitigen.

Andere nützliche Dinge, die Bauherren getan hätten, sind das Bauen eines Kanalsystems aus einem glatten Antihaftmaterial

In jedem Fall wird eine Art Wartung erforderlich sein, und das Ersetzen defekter Maschinen durch Low-Tech-„Äquivalente“ könnte viele Handlungsideen liefern.

Ich denke, es wird eine sehr mächtige und beträchtliche Priesterschaft geben müssen, die über das Netzwerk verteilt ist und die Verantwortung hat, es aufrechtzuerhalten. Aber ich mag die Idee des halbautomatischen Aufbaus mit Dekantern und Druckreinigung
Vielleicht könnten sie einige sehr große Gletscherschmelzwasserseen finden, die sie anzapfen könnten
@Slarty: Beachten Sie, dass der "Arktische Ozean" größtenteils gefroren ist, aber vor Leben wimmeln sollte. Auch heißes Klima plus Wasser plus langsame Strömung plus Schmutz am Boden ergibt eine riesige Algenvegetation. Solche großen Kanäle werden auch eine besondere Wasserfauna beherbergen.
Ich frage mich, warum ein Kanal verschlammen muss, wenn natürliche Wasserstraßen Tausende von Jahren ohne Ausbaggern zu fließen scheinen? Der Nil scheint zwischen Assuan und Kairo mit einem Gefälle von etwa 1/10.000 glatt zu fließen, ohne von Vegetation blockiert zu werden. Warum können wir also nicht einfach eine gleichwertige Anlage entwickeln?
@Slarty: Natürliche Wasserstraßen sieben sich, wenn nicht genug Pendenzen vorhanden sind. Wenn das ursprüngliche Flussbett zu verstopft ist, findet der Fluss einfach ein anderes niedrigeres Bett. Das Problem heutzutage (und in Ihrem Setup) ist, dass wir nicht wollen, dass die Strömung "einen anderen Weg zum Meer findet"; In der heutigen Zeit, weil es kein "freies Land" gibt, können wir es dem Fluss in eurer Welt überlassen, weil es kein Meer gibt, auf das man zeigen könnte (allgemeine Annahme hier, dass das gesamte Land etwas über dem Meeresspiegel liegen wird. Dies ist jedoch, wie alluvial Es bildeten sich Ebenen: Legen Sie etwas Erde entlang des Flussbetts ab, wenn es zu verstopft ist, füllen Sie eine andere Stelle auf, wiederholen Sie den Vorgang.
Sie haben Recht, wenn das Gefälle / die Wassergeschwindigkeit gering sind, wie in einem Delta, in dem sich Sedimente ablagern und sich Verteiler bilden, aber da wir das Gefälle einstellen können, muss dies nicht passieren. Wenn das Gefälle beispielsweise auf 1/10.000 eingestellt ist, sollte der Fluss nicht wesentlich verschlammen. Der Nil fließt seit Tausenden von Jahren im Niltal.

Es gibt wahrscheinlich ein grundlegenderes Problem dabei ... wie die Mesopotamier festgestellt haben (siehe zum Beispiel http://www.waterencyclopedia.com/Hy-La/Irrigation-Systems-Ancient.html ) - Wasser ist ein guter Transport von löslichen Stoffen Mineralien, die im Land zurückbleiben, wenn das Wasser verdunstet. Es wäre vielleicht ein Segen, die Kanäle durch Schlamm zu blockieren, damit sie das salzvergiftete Land nicht mehr mit Wasser versorgen ... Langfristig wäre Schlamm sicherlich eine der kleineren Sorgen.

500 Kubikkilometer sind 500 Milliarden Liter. Sogar „unlöslicher“ Quarz mit 6 ppm (Löslichkeit von Quarz in Wasser bei STP) produziert in der Größenordnung von 3x10^^6 kg (dreitausend Tonnen / Tonnen) Quarzablagerungen pro Jahr auf den Feldern ... was Chaos verursachen würde die zu bewässernden Flächen. Und das Überschwemmen von Feldern wird das nicht los... es sei denn, man kann es in die Ozeane spülen.

Schon an der Wassermenge, die transportiert wird, erkennt man, dass es sich um eine große Bewässerungsarbeit handelt. 3000 Tonnen/Jahr würden auf einem kleinen Feld Chaos anrichten, würden sich aber nicht einmal bemerkbar machen, wenn sie über die Sahara verteilt würden.
Der Salzgehalt wäre ein großes Problem, aber ich schlage vor, dass das Wasser mehrere hundert Meter unter der Oberfläche in einen alten Grundwasserleiter und dann zu den Überresten der alten Meere abfließt. Dies würde bei Bedarf durch Abflüsse ergänzt, wie in Ägypten heute, wo das Land trotz 250 ppm Salz im Wasser vor der Bewässerung entsalzt wird. Bei etwa 1 Person pro Hektar benötigen 50.000.000 Menschen etwa 500.000 Quadratkilometer Land, damit 3000 Tonnen aufgelöster Granit mit einer Rate von 6 kg pro Quadratkilometer und Jahr verteilt würden, vorausgesetzt, dass keiner in die Kanalisation weggespült wird.
Obwohl, wenn sie es direkt aus Eis schmelzen und es direkt in ausgekleidete Kanäle geben, die Fähigkeit des Wassers, irgendetwas aufzulösen, minimal ist, sehr wenig Oberfläche zum Einwirken, aufgelöster Granit ist eigentlich eine gute Sache, da es im Grunde genommen Dünger ist.
Wenn der Kanal ausgekleidet wäre, würde er keine gelösten Mineralien aufnehmen, außer denen, mit denen er begonnen hat, und denen, die hineingeblasen wurden. Wenn er eine Schürze wie ein Pooldeck hätte und die Seiten erhöht wären, würde es sehr wenig geben Ansammlung von Mineralien im Wasser. Du hast am Ende nur das, was du angefangen hast,

Lassen Sie Wasser und Schwerkraft die Reinigung übernehmen

Sie haben bereits einen variablen Wasserfluss in Form von saisonalen Überschwemmungen der Felder. Wenn Sie eine Schlammansammlung bei 0,366 m/s bekommen, sollte eine Erhöhung des Wasserflusses diesen Schlamm wieder aufnehmen und ihn woanders ablagern. Der übliche Ort für Schlick ist der Ozean. Stellen Sie sicher, dass Ihr Wasserfluss ihm hilft, dorthin zu gelangen.

Unter der Annahme, dass es in diesem Kanalsystem periodische Schleusen gibt, sollte es nicht schwierig sein, einen Zeitplan zu entwickeln, bei dem höhere Gewässer stromaufwärts Strömungen von mehr als 0,366 m/s verursachen.

Angenommen, wir haben drei Kanalsegmente: A, B und C, wobei C dem Ozean am nächsten ist. Wenn die Schleusen AB und BC vollständig geöffnet sind, erhalten wir die volle Durchflussrate von 0,366 m/s in den Abschnitten A, B und C. Wenn AB jedoch zu 10 % und BC zu 100 % geöffnet ist, werden die Abschnitte B und C geöffnet ablassen und viel Wasser in A lassen. Sobald es einen wesentlichen Unterschied in der Wasserhöhe gibt, sollte bei 100 % geöffnetem AB eine wesentlich höhere Durchflussrate als normal vorhanden sein. Diese höhere Strömungsgeschwindigkeit sollte den Kanalboden durchspülen und den Schlick weiter stromabwärts tragen.

Selbst bei höheren mittleren Durchflussraten werden sich im Laufe der Zeit immer noch größere Partikel ansammeln. Höhere Durchflussraten bedeuten nur, dass die ausfallenden Partikel größer sind.

Schleusendesign Der Bau von Schleusentoren, die die Hälfte des 3 km langen Kanals überspannen, ist lächerlich. Diese sind ohne moderne Ingenieurtechniken und moderne Materialien nicht nur schwer zu bauen, sie müssen sowieso nicht so breit sein. Bauen Sie Steinpfeiler in einer Linie über den Kanal, ähnlich wie Brückenpfeiler gebaut werden. Der Abstand zwischen den Pfeilern beträgt etwas weniger als das Doppelte der maximalen Breite eines Schleusentors. Bauen Sie die Pfeiler so, dass Schleusentore daran befestigt werden können und das Gewicht des Wassers halten.

Wenn die Pfeiler fertig sind, baue eine Brücke über die Pfeilerspitzen.

Ich mag diese Idee, obwohl ich darüber nachdenke, das Gefälle von 1/1000.000 auf 1/10.000 zu erhöhen, damit die Durchflussrate steigen sollte und die Notwendigkeit zum Ausbaggern oder Spülen verringert, wenn auch nicht vollständig beseitigt würde.
@Slarty selbst bei erhöhten Durchflussraten würde ich immer noch eine Methode zum Spülen der Kanäle einbauen. Selbst wenn die Anhäufung 10 statt 1 Jahr dauert, wirst du trotzdem spülen wollen.
Ja, ich denke, es wäre eine kluge Vorsichtsmaßnahme, obwohl es ohne funktionieren sollte, so wie der Nil es tut.
Denken Sie daran, dass die Durchflussmenge nur etwas bedeutet, wenn das Wasser irgendwo hin muss. Wenn die Kanäle ein geschlossenes System sind (sie führen nicht zu einem Ozean), würde der einzige Fluss auf den Wasserentzug aufgrund der Bewässerung zurückzuführen sein. Wenn kein Wasser entnommen wird, wohin geht es? Pumpen sie es zurück in die Polarregionen? Ohne Ausgangsbecken ist dieser Kanal im Wesentlichen stagnierend, wenn kein Wasser entnommen wird. Übrigens, wohin fließt das Hochwasser? Oder haben Sie ein riesiges unterirdisches Reservoir oder einen Ozean? Was ist in diesem Fall der Wasserkreislauf?
Schleusen an einem 3 km breiten Fluss. Nicht triviales Engineering.

Regelmäßige intensive Überschwemmungen.

Kontrollierte Wasserstraßen wie Kanäle und aufgestaute Flüsse neigen dazu, mehr Schlick anzusammeln, als sie sollten. Eine Möglichkeit, dies in aufgestauten Flusssystemen zu lindern, besteht darin, die Schleusentore der Dämme alle ein oder zwei Jahre für etwa eine Woche zu öffnen, um Sedimente, die sich während langsamer Fließzeiten angesammelt haben, aus dem System zu spülen.

Saisonale Überschwemmungen sind einer der Gründe, warum der Nil nie verstopft war.

Eine Erklärung aus den High Country News finden Sie hier . Eine wissenschaftliche Bewertung finden Sie hier . Einen Blog, der das High Flow Experiment (HFE) beschreibt, finden Sie hier .

Natürlich würden nicht alle Sedimente, die aus den Sandsenken im Kanalsystem gespült werden, vollständig aus dem System herauskommen. Es würde auch Sandbänke und Strände weiter unten im System schaffen.

Die Menge an Sediment, die sich ansammelt, würde auch stark von dem Material abhängen, aus dem der Kanal gebaut wurde, und von seiner Textur. Eine feste Auskleidung für die Kanäle mit einer "rutschigen" Textur wird weniger Sedimente ansammeln als eine mit sandigen Erdwänden mit vielen Ecken und Winkeln, in denen sich Sedimente ansammeln können, um Sandbänke und dergleichen zu beginnen.

Eine andere Option, die dieser nicht widerspricht, wäre, Sackgassen zu haben, wo Sedimente absichtlich durch natürliche Wasserströme umgeleitet wurden, um den Hauptkanal frei zu halten. Sediment ist oft ein guter Boden für Feldfrüchte, daher hat es außerhalb des Kanals einen Wert.

Das ist ein sehr breiter, sehr tiefer Durchlass.

Tatsächlich ist es ein Fluss. Ein sehr langsam fließender Fluss, über drei Kilometer breit, fünf Stockwerke tief.

Entscheidend ist, womit es ausgekleidet ist. Wird es einfach aus dem vorhandenen Boden ausgegraben? Ist es Stein oder Lehm? Wie klebrig ist der umgebende Regolith?

Wenn dies alles „Freiwild“ für Manipulationen ist, dann würde ich vorschlagen, dass die fortgeschrittene Zivilisation es mit einer Art sehr glattem, reibungsarmem, extrem haltbarem Kunststoff ausgekleidet hätte. Geben Sie ihm Seiten über dem Boden von beispielsweise drei Metern, um zu verhindern, dass Oberflächenerde hineindriftet. Sie erwähnen keine Winde oder Stürme oder deren Häufigkeit. Die Installation von „Treibzäunen“ auf beiden Seiten, die weiter von den Seiten entfernt sind, würde Sedimente aus dem Treiben von Regolith reduzieren. Idealerweise würden die Seiten so konstruiert, dass sie Windströmungen erzeugen, die einen Luftvorhang über der Oberfläche bilden, sodass Schmutz und Staub vollständig über die Oberfläche geblasen und nicht auf der Oberfläche abgelagert werden.

Eine Kombination aus Reduzieren des Sediments, bevor es eintritt, und Seiten, die verhindern, dass es anhaftet, würde das Problem verringern.

Legen Sie nun parallel zu den Seiten Wellen in den Boden, und das Sediment wird in Kanälen lokalisiert. Das erleichtert das Baggern. Das Anbringen von Rillen senkrecht zu den Seiten würde Sedimentfallen erzeugen, und das Baggern würde weiter lokalisiert werden. Vielleicht würden senkrecht zu den Seiten verlaufende Schleppleinen in diesen vorgeformten Kanälen das Ausbaggern zu einem routinemäßigen Wartungsvorgang machen. Ich denke vielleicht an einen gekrümmten Durchlass anstelle eines Kanals mit flachem Boden, wie die Hälfte eines Rohrs, sodass der Schlick auf natürliche Weise zu einem zentralen Punkt entlang der glatten Seiten fallen würde. Dies würde es viel tiefer machen, um das gleiche Volumen beizubehalten.

Aber die Krücke ist der Grad an Technik, Konstruktion und Materialien, den Sie dieser fortgeschrittenen, aber ausgestorbenen Zivilisation, die die Infrastruktur aufgebaut hat, zugestehen.

BEARBEITEN

Viele Antworten hier basieren die Durchflussrate auf der Neigung des Kanals. Für dieses Szenario ist diese Annahme nicht zutreffend. Die Durchflussrate würde davon abhängen, wie viel Wasser aus dem Becken entfernt wird. Eine Badewanne hat ein sehr geringes Gefälle und praktisch keinen Durchfluss, bis Sie den Stöpsel ziehen. Dann hängt die Durchflussmenge von der Größe des Ablaufs ab. Dieses System ist im Wesentlichen eine sehr große und sehr lange längliche Badewanne. Anscheinend fließt es nicht in einen Ozean ab, daher wird das Wasser nur zur Bewässerung und zum Verbrauch entnommen. Der Durchfluss wäre nicht konstant, sondern bedarfsabhängig. Je mehr Wasser entfernt wird, desto schneller ist der Fluss.

Ich denke, der größte Faktor wäre das Wasservolumen, das das Becken enthält, die Wassermenge, die entnommen wird, und die Wassermenge, die durch den Wasserhahn hinzugefügt werden kann (die Eisflüsse der Polarregion). Liefert der Wasserhahn weniger Wasser als benötigt, entleert sich das Becken. Liefert der Wasserhahn mehr Wasser als nötig, läuft das Becken über. Liefert der Wasserhahn die gleiche Wassermenge, die entnommen wird, bleibt der Wasserspiegel im Becken eben. Die Steigung ist irrelevant. Entscheidend ist die Wirkung der Schwerkraft auf das gesamte Gewässer. Entleeren Sie wie bei einer Badewanne ein Ende und das Niveau am anderen Ende fällt mit.

Unabhängig vom Gefälle gilt: Je mehr Wasser entnommen wird, desto schneller sinkt der Pegel. Je schmaler die Rinne, desto schneller fließt das Wasser zum Abfluss. Es wird durch die Reibung mit den Kanalseiten behindert, nicht durch die Neigung. Glatte Seiten, weniger Reibung, schneller Wasserfluss.

Die Verdunstungsrate hängt jedoch von der Strömung des Wassers ab. Je stagnierender das Wasser ist, desto größer ist die Verdunstungsrate. Daher ist ein schmalerer, aber tieferer Kanal vorteilhafter als ein breiterer, flacherer Kanal. Ein 3200 m tiefer, aber 45 m breiter Kanal ist genauso effektiv und liefert die gleiche Wassermenge, aber viel weniger Oberfläche für Verdunstung und Schlammansammlung.

Erhöhte Seitenwände, Treibzäune und Riffelungen am Kanalbett klingen alle nach guten Ideen. Und ein gewölbter Boden soll auch das Baggern erleichtern. Dies ist eine erdähnliche Welt, aber viel trockener, sodass es Winde und Stürme geben würde, obwohl es nicht viel regnen würde. Die Zivilisation, die die Kanäle gebaut hat, verfügte über ein ähnliches Technologieniveau wie wir, und da diese Zivilisation aufgrund von Wassermangel vom Aussterben bedroht war, wären die verfügbaren Ressourcen enorm gewesen.
Und wenn Sie auf beiden Seiten eine solide Kunststoff-Rete-Schürze mit einer Breite von beispielsweise einem halben Kilometer anbringen, könnten sie die Kanten hochfegen. Es wäre arbeitsintensiv, aber Low-Tech.
könntest du das etwas erweitern?
Der Düker-Fluss ist etwa drei Kilometer lang. breit. Bauen Sie auf jeder Seite davon eine flache Schürze (oder ein Deck, wie eines um einen Pool herum), das etwa einen halben Kilometer lang ist. breit. Es könnte wie ein Schwimmbaddeck von Schutt freigehalten werden, um das Eindringen von Schutt in den Bach zu minimieren. Wenn die jährliche Überschwemmung dem Wasserweg folgte, würde der Fluss des Hochwassers es auch sauber halten. Es hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Wasserstraße nicht erodieren und ihre Richtung ändern würde. Wenn Sie dann hohe Säulen auf das Vorfeld stellen würden, würden sie die Windgeschwindigkeit stören und dazu führen, dass der vom Wind geblasene Splitt hinter sie fällt.
Richtig konstruiert und platziert, würden sie einen hohen Druck in Bodennähe erzeugen und den Wind hoch über die Wasserstraße treiben, wie die Windkanäle im Zentrum einer Hochhausstadt. Der Effekt würde verstärkt, wenn die Schürze auf beiden Seiten zum Wasserrand hin ansteigen würde, wodurch die Luft über dem Fluss komprimiert würde.
Wenn Sie sich vom Wind verwehte Schneemuster über einer Schneeverwehung angesehen haben, ist der Schnee direkt hinter der Verwehung auf der Leeseite klar. Das ist der Effekt, den Sie suchen. Sie müssen es nicht im Mikrodesign entwerfen oder konstruieren, sondern nehmen einfach die richtige Form an.
Der Kanal ist viel zu breit für Windschutzvorrichtungen, um das Eindringen von Staub zu verhindern. Die schwersten Partikel in einer leichten Brise, die nie mehr als ein paar Meter über dem Boden landen, würden aufgehalten, aber 3 km sind so erstaunlich breit kaum den Aufwand wert. Es würde so viel über die Windschutzscheiben geweht und auf das Wasser getrieben werden, dass die Windschutzscheiben die kontinuierlichen Wartungskosten kaum wert zu sein scheinen.
@pluckedkiwi ['Effekt der Topographie auf das Windverhalten in einem komplexen Gelände'] ( academic.oup.com/forestry/article-pdf/71/3/261/6746071/… ) und siehe zum Beispiel Abbildung 6 für ein Winddiagramm Störungen, die sich in der Nähe der Entfernungen dieses Szenarios befinden.
ctd Die künstlichen Windschutzwände können beliebig hoch sein. Sprich, 320m hohe Säulen. Die zehnfache Höhe ergibt den erforderlichen „Schatten“ von 3200 m. Die durchschnittliche Windkraftanlage ist etwa 100 m hoch und eine enge Reihe von ihnen kann den Wind für einen Kilometer oder mehr in Lee von ihnen beeinflussen.

Wenn die Kanäle in einen Ozean münden und die durch jährliche Überschwemmungen erzeugte Strömung ausreicht, um den Schlick zur Mündung des Kanals oder der Kanäle zu schieben, könnten als Teillösung lange Schlickmolen an der Mündung gebaut werden, um den Kanal zu verengen und zu vergrößern aktuell. Die erhöhte Strömung durchschneidet alle Sandbänke, die sich an der Mündung aufbauen.

Der Ingenieur James Buchanan Eads entwarf im 19. Jahrhundert ein solches System für den Mississippi. Seine Lösung ist hier beschrieben: https://www.hnoc.org/south-pass-jetties-mississippi .

John McPhee erwähnt Eads Lösung im ersten Essay des interessanten Buches The Control of Nature : https://en.wikipedia.org/wiki/The_Control_of_Nature .

Auch am Ende des Mitchell River im Bundesstaat Victoria in Australien werden Schlammstege eingesetzt: https://www.marinerscoveresort.com/around-the-lakes/things-to-do/mitchell-river-silt-jetties /

Willkommen bei WorldBuilding James ! Wenn Sie einen Moment Zeit haben, nehmen Sie bitte an der Tour teil und besuchen Sie das Hilfezentrum , um mehr über die Website zu erfahren. Habe Spaß!
Danke Secespitus! Spannende Diskussion. Ich freue mich darauf, die Tour zu machen und mehr über die Website zu erfahren.

Lösung 1: Schwimmpflanzen.

Ich vermute, dass Entenkraut Ihre einfachste Lösung sein wird. Jede kleine Pflanze, die schwimmt, reicht aus. Geben Sie sehr feine Wurzeln nach, die Schlick einfangen. Die Einheimischen holen nicht nur Wasser aus den Kanälen, sondern schöpfen auch Wasserlinsen als Dünger ab und bringen Schlick mit.

Lösung 2: Senken Sie den atmosphärischen Druck.

Die Partikelgröße, die getragen werden kann, hängt von der Fähigkeit der bewegten Luft ab, Impuls zu übertragen. Dünnere Luft = geringerer Transport. Das verschiebt das Problem. Höhere Windgeschwindigkeiten können dies jedoch kompensieren.

Lösung 3: Stabilere Atmosphäre.

Die Partikelgröße, die der Wind aufnehmen kann, hängt stark von der Windgeschwindigkeit ab. Wenn Sie einen plausiblen Grund für die geringe Windgeschwindigkeit in der Nähe der Kanäle finden, kann sehr wenig Schlick dorthin getragen werden.

Lösung Nr. 4 Shelterbelts

Erstellen Sie einen Baum wie einen Mammutbaum, aber ohne Nebelabhängigkeit. Traditionell ist die letzte Meile bis zum Ufer des Kanals mit Mongobäumen bepflanzt. Geben Sie Ihrem Planeten eine geringere Schwerkraft, und er könnte tausend Fuß hoch werden. Die Tradition besagt, dass nur Fallobst im Wald geerntet werden kann, aber die Bauern pflanzen eine Reihe, wenn ein Kind geboren wird, um später eine Mitgift zu liefern. Das wären nicht die Giganten am Kanal, aber selbst hier auf der Erde ist eine 20 Jahre alte Balsampappel ein ansehnlicher Baum. (60-80 Fuß 1-2 Fuß Durchmesser)

Lösung Nr. 5 Deckfrüchte.

Haben eine Tradition der Landwirtschaft mit Deckfrüchten. Der Boden ist nie kahl. Die Permakultur-Menge spricht endlos über Deckfrüchte und mehrere Anbausysteme.

Shelterbelts - ja, ich mag es. Gut, wo die Wüste Staubprobleme verursachen könnte. Meine Welt ist eine erdähnliche Welt, also kann ich nicht zu viel tun, aber es könnte einen kleinen Spielraum geben.

Lassen Sie das sehr haltbare Material leicht mäandrieren und haben Sie entlang der gesamten Länge schmale Seitenkanäle an der Innenseite der Mäanderbögen, wo sich der Schlamm ansammelt. Wenn der Kanal 30 m tief und erosionssicher ist und der mittlere Wasserfluss nur 15 m Tiefe erfordert, schneidet das Wasser wie erforderlich einen Kanal durch den Schlick. Es verschwendet Kanaltiefe, löst aber das Verschlammungsproblem. Flüsse verlanden, weil sich die Fließgeschwindigkeit verlangsamt. Abwasserkanäle und Regenwasserkanäle nicht, da die Durchflussrate beibehalten wird und das Gefälle konstruktionsbedingt festgelegt ist.

Im Laufe der Zeit werden die Seitenkanäle verschlammen und die Wasserverschwendung verringern, es sei denn, eine Gemeinde befindet sich dort und möchte einen Kanal ausheben, um einen Wasseranteil zu gewinnen. Dies macht die Schlammentfernung zu einer Win-Situation für die primitiven Einheimischen mit kostenlosen Pflanzennährstoffen und einem zuverlässigen Wasserfluss.

Das eigentliche Problem hier ist, dass Sie einen ozeangroßen Mülleimer brauchen, um den ganzen Schlick über Generationen hinweg zu entsorgen, da Sie ihn nicht einfach weiter (durch Gemeinschaftsarbeit oder regelmäßige Überschwemmungen) an die Seiten des Kanals schieben können, ohne dass er dort gelassen wird der Grund einer aus Schlick gebildeten Schlucht. Eure Welt wird eine begrenzte Nutzungsdauer haben, bevor sie zu einer Situation vom Typ Okavango-Delta wird, in der das Wasser aufhört zu fließen, weil es keinen Abstieg mehr gibt, in den es fließen kann.

Die periodische Flutung des Nils zur Beseitigung der Versalzung und Erneuerung des Schlicks funktionierte nur, weil der salzige, nährstoffarme Schlick ins Mittelmeer gespült werden konnte.

BEARBEITEN:
Mit der Option, dass der Kanal schließlich in einen trockenen Meeresboden mündet, könnte der Schlick mit dem letzten Wasser bis zum Endpunkt transportiert werden. Regelmäßige Überschwemmungen sind nicht mehr erforderlich, da alle Landwirte, die weiter wachsen wollen, alten salzigen Schlick wieder in den Kanal bringen müssen, indem sie frischen Schlick aus dem Kanal holen, um ihn zu ersetzen, um ihre Felder unter dem Wasserspiegel zu halten. Dieser Prozess wird dazu führen, dass das Wasser im Kanal stromabwärts an Salzgehalt zunimmt, wenn die Bürger Salz gegen frischen Schlick austauschen. Die übermäßige Salzigkeit kann stromaufwärts gelegene Standorte für die herrschenden Kasten wertvoller machen, oder möglicherweise kann der zusätzliche Humus im stromabwärts gelegenen Schlick für eine salztolerantere Vegetation von Vorteil sein, was ein Win-Win-Szenario wäre. Mehr Land kann langsam für diejenigen geschaffen werden, die bereit sind, in einem salzigen Delta Landwirtschaft zu betreiben.

Die Kanaldesigner hätten eine Methode entwickelt, die machbar und intuitiv ist, um den Kanal über Jahrtausende funktionsfähig zu halten. Schlick an der Unterseite schützt das Verkleidungsmaterial kostenlos, wenn das Design überall eine Schicht beibehält.

Wenn die Auskleidung aus lokalem Grundgestein in sechseckigen, sich verjüngenden Abschnitten besteht, können die neuen Bürger sie reparieren, wenn es Erdbebenschäden, ein Senkloch oder extreme Abnutzung an einer Stelle aufgrund von Hafenaktivitäten oder dergleichen gibt.

Durch einen parallelen Verlauf von Kanälen könnte einer als Backup dienen, während der andere renoviert wird. In der Rama-Serie von Arthur C. Clarke wurde alles in 3er-Schritten als Redundanzfunktion ausgeführt. Millionen von Bürgern auf einen Single Point of Failure angewiesen zu sein, klingt für die Kanaldesigner etwas unfreundlich.

Sehr wahr, ich hatte vor, das verbleibende, mit Schlick beladene, leicht salzige Wasser im Kanalsystem auf Überläufe an einigen der tiefsten Punkte des Netzwerks überlaufen zu lassen und weitere 10-100 km oder mehr hinunter in die alten Meeresböden zu fließen, wo es sich befindet könnte in einer riesigen Salzpfanne verdunsten. Sie hätten auch einen alten Grundwasserleiter tief unter einem Großteil des Landes, in den Wasser fließen könnte, ergänzt durch einige künstliche Drainagen an einigen Stellen.
Mir wurde gerade klar, was die größte Gefahr im Laufe der Zeit sein würde. Pflanzen, die an den Ufern Wurzeln schlagen und schließlich den Kanal blockieren. Eine ziemliche Herausforderung.

Die Kanäle verlaufen leicht spiralförmig von den Polen zum Äquator. Die Coriolis-Kraft hilft, das Wasser zu bewegen, und zusätzlich fegt ein schnell umlaufender Mond des Planeten die Kanäle mit den Gezeiten. Kanäle sind mit synthetischem Nano-Kohlenstoff-Beton ausgekleidet, der verdammt langlebig ist. Die Reibung des sich bewegenden Wassers im Wasserbett erzeugt Energie, die Schlick auflöst. Yay!

Die Kanäle mit den Gezeiten zu fegen ist einfallsreich, obwohl es einen Mond in einer ploaren Umlaufbahn oder zumindest einer stark geneigten Umlaufbahn erfordern würde, um effektiv zu sein.

Nun, es ist über 20 Jahre her, seit ich einen Hydraulikkurs besucht habe, aber ...

Verwenden Sie keinen Kanal mit flachem Boden.

Obwohl Sie die Kanäle regelmäßig spülen möchten, indem Sie das gesamte System fluten (entweder durch Freisetzungen von einem Damm oder einer Monsunzeit), können Sie die Schlickansammlung minimieren, indem Sie einen eher parabolischen Querschnitt verwenden. Dies hilft, den Wasserfluss in der Mitte des Kanals zu konzentrieren und das Wasser relativ schnell in Bewegung zu halten, selbst wenn sich ein geringeres Wasservolumen durch ihn bewegt.

Die Abwassersysteme in Liverpool verwenden diese Technik, wobei der Kanalquerschnitt eher eiförmig ist, mit der Spitze am Boden, als ein Zylinder zu sein.

Auch das Material, das beim Bau des Kanals verwendet wird, spielt eine Rolle. Je glatter die Oberfläche ( Manning-Rauheit ), desto weniger Verlangsamung am Boden des Kanals und somit weniger Schlammablagerung.

Erhöhen Sie den Kanal, wie einige Abschnitte des römischen Aquädukts. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit von Trümmern mit Ausnahme der Vogelart. Dann müssen Sie vor dem Betreten nur sicherstellen, dass es schlammfrei ist, was Sie mit einem Destillationsbecken tun könnten.

Auf einem Wüstenplaneten möchten Sie jedoch wahrscheinlich vermeiden, dass er aufgrund von Verdunstung freigelegt wird, was auch Ihr Sedimentproblem beheben würde. Die Römer bauten ihr Aquäduktsystem vor 400 v. Chr. mit bedeckten und unbedeckten Teilen. Der einzige Unterschied ist, dass bei Ihnen mehr Wasser fließt. Wenn eine Abdeckung keine Option ist, weil Sie alle 3200 m benötigen und das Abdeckungsmanagement unpraktisch ist, dann haben Sie einfach spezielle Seitenkanäle, um das Eindringen von Material in den Hauptkanal zu verhindern. Dann können die Seitenrinnen viel einfacher ausgebaggert werden.

Die einzige andere Möglichkeit besteht darin, die Durchflussrate zu erhöhen, damit mehr Suspension transportiert werden kann.