книги из ГПНТБ / Панов Б.П. Зимний режим рек СССР

На реках, протекающих с юга на север, относительная высота уровней подвижек вниз по течению увеличивается (рис. 36).

Подвижки ледяного покрова, как правило, не нарушают об­ щего хода уровней, что соответствует природе явления.

Заторы льда. Заторами льда называют временные, задержи­ вающиеся на каком-либо участке реки в период ледохода скоп­ ления ледового материала, вызывающие подъемы уровней.

Заторы, создающиеся при осеннем ледоходе, характеризуют­ ся продолжительностью существования и при благоприятных условиях переходят в постоянный ледяной покров. Подъемы уровней при осенних заторах относительно невелики. Осенние

заторы происходят в условиях малой водоносности и увеличи­ вающейся интенсивности ледохода и шугбхода, в связи с чем на процессы их формирования влияет уменьшение транзитной спо­ собности реки. Их специфической чертой является наличие шуги в создающем его материале, и по признаку преобладания этого вида льда заторы называют зажорами.

В целях внесения большей определенности, чем это имело место в «Наставлении гидрометеорологическим станциям и пос­ там» [50] и у В. В. Пиотровича [51], целесообразно осенними за­ торами называть такие, в теле которых льдин больше 75%, а шуги менее 25%, зажорами — при обратном соотношении и за-

91

Рис. 33. Фазы вскрытия р. Сев. Двины, 1948 г. (номера при точках со­ ответствуют номерам во­ домерных постов по гид­ рологическому ежегод­

нику).

Рис. 34. Графики коле­ баний уровней при теп­

го фактора. Р. Урал, 1951 г.

1 — в/п с. Чатишево; 2 — в/п г. Уральск; 3 -- в/п с. Тополи; 4 — в/п с. Колмыково.

93

торами-зажорами — при одинаковом содержании этих компо­

нентов.

Льдины, образующие осенние заторы, в большинстве случаев

устья; 3 — в/п г. Рогачев, 1448 км от устья; 4 — в/п г. Могилев, 1635 км от устья.

относительно небольших размеров, поэтому их сложение может быть весьма компактным и, если учесть, что с поверхности они цементируются льдом молодиком, а по глубине промежутки за-

94

Рис. 36. Совмещенные графики колебаний уровней воды

95

биваются шугой, все тело затора-зажора приобретает монолит­

ность и большую стойкость по отношению к скоростному напору воды.

Весенние заторы формируются в условиях положительных

температур воздуха и притока вод с повышающейся температу­

рой, поэтому и слагающие их льдины не только не смерзаются, но и интенсивно теряют свою прочность.

Кроме того, формирование весенних заторов происходит при повышении водоносности рек, вследствие чего увеличивается пропускная способность русел и в то же время усиливается ско­ ростной напор, действующий разрушительным образом.

Все эти причины и обусловливают основные различия осен­ них и весенних заторов. Первые, как правило, являются прочны­ ми, долговременными образованиями, вторые — кратковремен­ ными, существующими часами, в лучшем случае сутками. Пер­ вые, лишь в особых условиях (на озерных, горных реках) могут приобретать характер катастрофических явлений, для вторых

В. Д. Комарова [22], В. М. Лохтина [52], М. К. Федорова [53],

В. П. Берденникова [54] и др., однако они относительно мало затрагивают вопросы особенностей режимных характеристик при формировании заторов в весенний период.

Весенние заторы льда создаются в период ледохода и чем ле­ доход интенсивнее, тем более вероятно образование заторов. Высота подъема уровня воды при заторах зависит от уровня, при котором происходит ледоход. Однако чем выше уровень ле­ дохода, тем больше ширина реки и тем менее вероятен затор. Но на реках с высокими крутыми берегами последний фактор не так уж существен, в связи с чем на них и формируются осо­ бо мощные, с большими подъемами уровней заторьк

Так как основным условием образования заторов является наличие достаточного количества ледового материала, то они образуются чаще на реках с интенсивными ледоходами, при со­ хранении льдом значительной прочности, что свойственно ре­

кам, текущим с юга на север; на реках, текущих с севера на юг, вскрытие которых более или менее постепенно распространяет­ ся от низовий вверх к истокам, значительных заторов не на­ блюдается.

Заторы, формирующиеся на низких отметках, для жизни реки имеют значение как фактор преобразования меженного русла, создающиеся же на высоких отметках принимают характер ка­ тастрофического явления, при котором, помимо отмеченных воз­ действий, происходят затопления, размывы поймы и разруше­ ния построек и. сооружений в этой зоне.

Весенние заторы представляется возможным разделить на

4 группы: 1) заторы, формирующиеся в начале подъема весен-

96

него паводка, 2) заторы на ветви подъема паводка, 3) заторы у вершины паводка, 4) заторы больших рек при закрытом нижнем плесе.

Заторы первого и второго типов образуются в участках русла

с недостаточной транзитной способностью для пропуска льда, как, например, на крутых поворотах, у осередков, островов и т. д. При формировании заторов в этих местах происходит значитель­ ное уменьшение живого сечения от забивки его льдинами, кроме того, лед нагромождается в торосы и навалы.

В мощных заторах разница отметок уровней воды выше и ниже затора достигает нескольких метров, в частности на р. Вол­

ге до 3,5 м.

К описанным явлениям, помимо затоплений и боковых про­ рывов вод со свойственными им последствиями, следует отнести действие навалов льда на берега, сооружения, отстаивающиеся

суда и пр. Кроме того, при разрушениях заторов в волну проры­ ва могут быть затянуты суда, в большинстве случаев терпящие при этом аварии. Эта волна прорыва, двигающаяся вниз со ско­

ростью до 40 км/час, разрушительно действует на все, встречаю­ щееся на ее пути.

Заторы, случающиеся на озерных реках, следует отнести к первому типу. Обычно из озер в реки поступает весьма неболь­ шое количество льда, а собственного ледового материала для формирования заторов у них недостаточно, и весенний ледоход совершается спокойно. Однако при благоприятных направлениях ветров нагон озерного льда может быть столь большим, что

транзитной способности рек оказывается недостаточно, и в раз­

личного рода затрудненных для пропуска льда местах создают­ ся заторы, в отдельных случаях весьма мощные. Такого проис­

хождения заторы, как описывает Р. Е. Нежиховский [55], были на р. Неве в 1956 и в 1958 гг. В первом случае затор сформи­ ровался в условиях низких уровней озера, что обусловило боль­

шую интенсивность его развития, чем во втором случае, когда

уровни стояли на 0,6 м выше нормы.

Заторы третьего типа по своему генезису не отличаются от заторов первого и второго типов и свойственны рекам с быстрым сбросом талых вод в русло главной реки, т. е. преимуществен­

но малым и средним по величине водотокам.

Заторы четвертого типа представляют явления иного рода и создаются в результате более раннего вскрытия верхнего пле­ са при сохранении достаточной прочности ледяным покровом на нижнем плесе. У верховой кромки ледяного покрова нижнего закрытого плеса задерживается весь ледовый материал, прино­ симый ледоходом; происходит торошение, а при благоприятных

условиях и заторообразование. На больших реках, текущих с юга на север, этот тип заторов является сопутствующим вскры­

тию и передвигается вместе с верховой кромкой сплошного ле­ достава вниз по течению. На таких реках заторы задерживают

продвижение вскрытия вниз к устью, в связи с чем весь процесс приобретает спорадический, прерывистый характер.

Участки рек с пониженной транзитной способностью для та­ кого рода заторов являются местами наиболее вероятного их возникновения. В качестве примеров можно указать на заторы

на р. Енисее у г.г. Красноярска и Енисейска в 1941 г., на р. Су­

ствии льдин, проносимых разливающейся за пределы русла водой.

Заторы в низовьях р. Сухоны имеют аналогичное происхож­

дение, им особо благоприятствует совпадение ранних, по срав­ нению с р. Сев. Двиной, вскрытий на р. Юге. В частности, ката­ строфические наводнения 1929 и 1936 гг., во время которых за­

ливалась значительная часть г. Великого Устюга, связаны с воз­ никновением описываемого типа заторов.

На крупных реках, текущих с севера на юг, в их верховьях заторы обычно происходят у гребня паводка, т. е. относятся по

предлагаемой классификации к третьему типу. На таких реках чем ближе к устью, тем на более низких уровнях создаются зато­

ры, что определяется усилением в этом направлении роли тепло­ вого фактора во вскрытии и уменьшением объема местного стока талых вод.

98

На реках, текущих с юга на север, заторы четвертого типа свойственны нижнему течению, иногда они наблюдаются в сред­ нем, в верхнем же течении преобладают заторы второго, а иног­

да и первого типов.

Подъемы уровней, вызываемые заторами, не так уж велики,

как об этом принято думать. Ошибочность представлений за­

ключается в том, что повышения уровней от заторов наклады­ ваются на общий фон обычно резкого подъема паводочной вол­

ны, и наблюдатели суммарную их величину принимают только

за заторную. В частности, данные Е. В. Близняка о высоте подъема уровней на 9 м от затора, случившегося в 1909 г. на

р. Енисее, видимо, основаны на том же недоразумении. Как

следует из материалов водного кадастра, при этом заторе дей­

ствительно высота уровней над нулем графика была более 9 м,

но до затора их отметка равнялась 4 м. Таким образом, ампли­

туда колебаний уровней заторного происхождения была поряд­ ка всего 5, а учитывая осредненность использованных данных,

может быть, и 6, но не 9 м.

Судя по данным Г. В. Лопатина [56] и на р. Сев. Двине подъемы уровней заторного происхождения обычно 1,5—2 м и лишь в одном случае достигали 5 м.

Очевидно, подъемы от заторов могут быть тем больше, чем

равно 2,4, для р. Енисея у в/п Базаихи эти характеристики равны соответственно 4 и 3,5 м, а для Сухоны 3 и 3,0 м.

Для одного и того же пункта величина подъемов уровней от

заторов изменяется в относительно небольших пределах и, в общем, оказывается зависящей от высоты уровней, при кото­ рых совершается затор, от высоты паводка, высоты уровней при вскрытии, иначе говоря, от интенсивности нарастания во­ доносности реки и ее относительной величины в момент воз­ никновения затора (рис. 36—38).

Вгоды с вскрытиями, совершающимися при низких уровнях

ибольшими их подъемами в период ледохода, в условиях при­ близительного равенства или относительно небольшого преобла­

дания механического фактора над тепловым заторов, как пра­

вило, не бывает. Наоборот, они обыкновенны при вскрытиях на высоких отметках с последующим малым подъемом уровней

(рис. 36). Часты заторы при маловодных весенних паводках. При интенсивно развивающихся процессах формирования па­ водочной волньп, как это отмечают С. Н. Крицкий, М. Ф. Мен-