Ледовый режим на озерах и водохранилищах

С наступлением морозной погоды на озерах и водохранилищах на поверхности воды появляется сало. В дальнейшем появляется прозрачная корка льда толщиной до 5 см, называемая «склянка», или лед-резец. При дальнейшем охлаждении и тихой погоде образуются небольшие льдины, которые, сталкиваясь друг с другом, отбивая края принимают округлую форму, т. е. создается блинчатый лед толщиной порядка 10 см и примерно 0,5 м в диаметре,

В этот же период в озерах может наблюдаться появление внутриводного льда (шуги), для образования которого необходимы переохлаждение и перемещение воды, а также наличие ядер кристаллизации (мелких кристалликов льда и снега, попадающих в поверхностный слой).

При смерзании блинчатого льда и шуги возникают отдельные льди­ны и ледяные поля.

При быстром остывании берегов около них появляются забереги, состоящие большей частью из смерзшегося сала. При сильных ветрах забереги взламываются и, нагромождаясь на берега, приобретают то­росистый вид. Постепенно забереги увеличиваются и образуют при­пай. Отдельно стоящие на мели торосистые образования льда носят . название стамухи,

В период образования льда на берегах во время прибоя образуются наплески — обледеневшая вода на охлажденных берегах и скалах. В это же время на отмелых берегах или заберегах образуются ледя­ные валы, высотой 1—3 м, которые на Ладожском озере называют­ся рупеси, на Байкале — сокуи, а также ледяные шары (на Байкале — колобовники), образующиеся при скатывании волнами гальки или шуги.

При дальнейшем охлаждении озера забереги растут, к ним пример­зают сало и льдины, наконец озеро покрывается льдом.

На небольших озерах в тихую погоду лед быстро может распро­страниться от берегов к середине и озеро даже за одну ночь покрыва­ется гладким льдом. Средние и большие мелководные озера замерзают за 3—20 сут. Центральные части крупных глубоких озер длительное время остаются свободными, а в некоторые годы не замерзают совсем (Ладожское и Онежское озера).

При ветре, длительное время имеющем одно направление, льдины становятся торчком, образуя торосы высотой до 3 м. Отдельную льди­ну, стоящую вертикально или наклонно среди ровного льда, называют ропак.

После ледостава происходит нарастание ледяного покрова, завися­щее от температуры воздуха и снегового покрова. Интенсивно этот процесс идет в первые 2—3 декады после ледостава, а затем замедля­ется из-за малой теплопроводности льда.

Снег замедляет образование льда. При большом количестве снега лед погружается в воду, дает трещины, по которым вода выступает на поверхность и замерзает вместе со снегом, образуя наслуд. Толщи­на льда на водохранилищах европейской части СССР 0,5—1,1 м, на водохранилищах Сибири 1,0—1,5 м.

Резкие колебания температуры вызывают в ледяном покрове тем­пературные напряжения, приводящие к разрыву льда и появлению тре­щин шириной до 1 м и более. При похолодании на верхний слой льда действует сила сжатия, и ледяной покров стремится изогнуться вниз. При потеплении происходит обратное и ледяной покров изгибается вверх, причем лед выпучивает до высоты 2 м на протяжении десятков километров.

Трещины возникают при колебаниях уровня. При понижении уров­ня происходят оседание льда на берегах и разрывы ледяного покрова.

Ветер на крупных озерах нередко разрывает ледяное поле и льди­ны затем дрейфуют по свободной части озера. Ветер способствует сжа­тию и разрежению льдов, а также изменению направления и скорости их дрейфа, затрудняет или облегчает условия плавания. Под действи­ем ветра наряду с торосами нередко образуются полыньи и разводья. Как правило, разводья образуются у берегов, от которых дует ветер, отжимающий льды в озеро. Ветер, дующий в сторону берега, наоборот, пригоняет массы льда к берегу, что представляет опасность для судов, находящихся вблизи берега или кромки льда.

Ветер и волнение оказывают существенное влияние на толщину льда. Под их действием образуются подсовы льда, увеличивающие толщину ледяного покрова на отдельных участках. Такой набивной лед очень компактен. По внешнему виду он кажется легким, тогда как, наоборот, может оказаться труднопроходимым для судов.

Сгонно-нагонные и приливо-отливные колебания уровня воды, так­же как и ветер, существенно влияют на условия плавания во льдах. Подъемы воды способствуют разрушению льдов и сохранению ледовых фарватеров. Спады воды вызывают сильные подвижки, при которых увеличивается густота плавучих льдов и быстро исчезают пробитые фарватеры.

Степень заснеженности льда (т. е. толщина сне­га и распределение по поверхности льда снежного покрова) влияет на толщину льда и проходимость его судами. Снег на льду повышает ле­довое сопротивление и увеличивает вероятность заклинивания судов. Свежий снежный покров обычно рыхлый и равномерно распределен по ледяному покрову. Старый снежный покров достаточно уплотнен и не­равномерно залегает в виде заструг и надувов.

Наблюдаются следующие образования снежного покрова: сугробы, надувы и заструги.

Сугробы — скопление снега у торосов чаще с подветренной стороны.

Надувы — крупные пологие сугробы из уплотненного измель­ченного снега, сформированные под действием ветра с подветренной стороны торосов или на ровном месте.

Заструги — снежные валы, имеющие гребни, пологие наве­тренные и крутые подветренные скаты; расположены заструги по­перек направления ветра.

Весной с повышением температуры воздуха начинается таяние снега и ледяного покрова. Когда снег сойдет, тепло скапливается в верх­них слоях воды и происходит сильное таяние льда снизу.

У берегов лед тает быстрее. Этому способствует приток талых вод и подъем уровня озера. Лед отрывается от берегов, возникают закраи­ны, достигающие ширины l—2 км.

Под действием ветра лед взламывается и льдины плавают полозеру, постепенно разрушаясь и тая. Большие массы льда выталкивают­ся на берега, образуя завалы высотой в несколько метров, а на водо­хранилищах часть льда сбрасывается через плотину.

Вскрытие и очищение ото льда происходит раньше всего у устьев и истоков рек. Вскрытие водохранилищ начинается сверху в зоне выклинивания подпора и носит здесь речной характер. Между вскрытием и очищением ото льда проходит значительный промежуток времени (например, на Ладожском озере в среднем 20 дней).