Заторы и зажоры льда на реках

Затор льда представляет собой скопление льда в русле, стесняющее живое сечение (течение) и вызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и на некотором участке выше него. Заторы, как правило, образовываются при вскрытии рек при скоростях течения более 0,6 м/с.

К местам образования затора можно отнести:

участки с изменением уклонов водной поверхности от большего к меньшему;

крутые повороты реки;

сужение русла реки;

участки с повышенной толщиной ледяного покрова.

Наиболее часто встречаются заторы торошения. Они формируются при интенсивном подъеме уровня воды, когда вслед за образованием трещины вдоль берегов ледяной покров разламывается на отдельные поля и льдины. В результате столкновения происходит наползание одних льдин на другие, их сжатие и торошение.

На участках со значительным разрушением ледяного покрова при скоростях течения более 1 м/с образуются заторы подныривания. Поверхность затора торосистая. Высота торосов может достигать нескольких метров. Потеря устойчивости и прорыв затора происходит под влиянием напора воды и повышением температуры воздуха. При прорыве скорость движения заторов составляет от 2 до 5 м/с, толщина движущегося скопления льда – 3–6 м. Водный поток ниже прорвавшегося затора может выйти за пределы русла и затопить местность, оставляя на берегах рек навалы льда высотой более 3 м.

Зажор льда – это явление, сходное с затором льда. Оно также представляет собой скопление ледового материала в русле реки, вызывающего подъем воды в месте скопления и на некотором участке выше него. Однако между затором и зажором имеются и различия. Во-первых, зажор состоит из скопления рыхлого ледового материала (комьев шуги, частиц внутриводного льда, обломков айсбергов, небольших льдин), тогда как затор есть скопление крупнобитых и мелкобитых льдин. Во-вторых, зажор льда наблюдается в начале зимы, в то время как затор – в конце зимы и весной.

К местам образования зажоров можно отнести различные русловые препятствия: острова, отмели, валуны, крутые повороты, сужение русла, участки в нижних бьефах ГЭС.

К основным характеристикам заторов и зажоров обычно относят: строение, размеры, максимальный подъем уровня воды (рис. 1.3.1).

В строении затора выделяются три характерных участка:

замок затора – покрытый трещинами ледяной покров или перемычка из ледяных полей, заклинивших русло;

голова затора (собственно затор) – многослойное скопление хаотически расположенных льдин, подвергшихся интенсивному торошению;

хвост затора – примыкающее к затору однослойное скопление льдин в зоне подпора.

Рис. 26. Основные характеристики затора: В_р – ширина реки; L_з - длина заторного участка; h_max^з – максимальный уровень воды в половодье без затора; (h_max^з – h_max^п) – максимальный заторный уровень воды

Максимальный заторный уровень характеризует превышение уровня при заторе над уровнем весеннего половодья без заторов.

Максимальный зажорный уровень характеризует превышение уровня при зажоре над уровнем при ледоставе без зажора.

По значениям максимальных подъемов заторных (зажорных) уровней воды и крупномасштабным картам определяются площади затопления и глубины в этой зоне.

По значениям максимальных заторных (зажорных) уровней воды заторы и зажоры можно подразделить на катастрофически мощные, сильные, средние и слабые:

при максимальном заторном подъеме уровня воды более 5 метров – катастрофически мощный затор;

при максимальном заторном подъеме уровня воды от 3 до 5 метров – сильный затор;

при максимальном заторном подъеме уровня воды от 2 до 3 метров – средний затор;

при слабом заторе максимальный заторный уровень подъема воды не превышает 1–1,5 м.