Речной лед

Осенью, с приходом морозов, начинается замерзание рек и озёр, и вскоре все водные пространства средних и высоких широт сковываются льдом. На медленно текущих реках и в непроточных водоёмах при безветренной погоде тонкий приповерхностный слой воды переохлаждается на несколько сотых долей градуса ниже нуля, и в этом случае водный лёд начинает формироваться с поверхности. Ледяные кристаллы вырастают тонкими, иглообразными, плотно прижатыми друг к другу в вертикальном направлении. Если скорость течения воды в реке превышает 0,3 м/с, либо в водоёме происходит волнение силой в два балла и более, водные массы интенсивно перемешиваются, и переохлаждение захватывает их целиком. В этом случае лёд образуется не только у поверхности, но и на разных глубинах, вплоть до дна.

Кристаллизация переохлаждённой воды происходит и на дне водоёмов и рек. Донный лед нередко образуется на погруженных в воду предметах, и в том числе на якорях, поэтому его иногда называют якорным льдом. Как правило, донный лёд имеет губчатое строение и, накапливаясь в больших количествах, приобретает плавучесть, отрывается от дна и всплывает на поверхность. В то же время на поверхности воды образуется густой слой мелких ледяных кристаллов, которые при смерзании приобретают вид застывающего сала с серовато-стальным или свинцовым налетом. Это ледяное сало – первый вид водного льда, по которому осенью отмечается начало ледообразования.

Всплывающие на поверхность воды пористые белые комки внутриводного и донного льда вместе с ледяным салом образуют скопления диаметром в несколько сантиметров, которые называются шугой. Шуга появляется на поверхности воды вскоре после образования заберегов и под влиянием течения и волнения сбивается в шуговые комья диаметром 30–60 см. На больших реках с устойчивым ледовым режимом шуга продолжается 15–20 дней, на средних – 10–15 и на малых – 5–10 дней. Образовавшись на безлёдном участке реки, она плывёт вниз по течению и оказывается подо льдом в том месте, где река уже стала. Здесь шуга быстро намерзает снизу ледяного покрова, увеличивая его толщину. Живое сечение реки становится всё ýже, и уровень реки выше по течению поднимается, иногда на несколько метров. Возникает зажор. Толщина зажорных скоплений может превышать 10 м, а длина скоплений достигает 10–20 км. На Ангаре, например, толщина шугового льда бывает более 5 м, а на Днепре достигает 4 м. Объём шуги в зажоре может достигать 100 млн м³. Отдельные торосы поднимаются на 3 м, а навалы льда на берегах – на 3–4 м.

С образования первичного льда начинается ледостав. На средней Оби он наступает примерно в середине ноября, а на средней Волге и Днепре – в середине декабря. В период ледостава нарастание толщины льда идёт сначала быстро, но затем по мере его последующего утолщения и особенно увеличения на нём снежного покрова оно замедляется. Нередко в ледяном покрове возникают трещины и полыньи, торосы и навалы льда.

В весеннее время по мере потепления и усиления солнечной радиации быстро сходит снег и лёд по берегам рек и водоёмов, появляются полосы воды – закраины. Ледяной покров слабеет и разрывается на части под воздействием волны половодья, начинаются подвижки льда – предвестники близящегося ледохода. После нескольких подвижек прежде единый ледяной покров окончательно взламывается напором воды и начинается весенний ледоход.

Ледоход проходит относительно спокойно на реках, текущих на юг: таяние льда здесь распространяется постепенно от устья вверх по течению, так что пространство воды оказывается свободным для льдин, подплывающих с верховьев. Более сложно разворачиваются события на реках, текущих к северу. В то время как на быстринах в верховьях реки лёд уже тронулся, в среднем течении и в низовьях реки он ещё стоит. Поэтому на некоторых плёсах ледоход упирается в неподвижный ледяной покров, плывущие льдины нагромождаются и образуют затор, гораздо более опасный, чем осенние зажоры. На заторных участках крупных рек сосредоточивается от 50 до 200 млн м³ льда, уровень воды в реке поднимается на несколько метров; максимальные заторные уровни нередко намного превышают уровни весеннего половодья.