Режимы движения кромки льда
Режим |
Условия существования |
Температура воды на кромке льда, С |
Наступление |
ХоХк.о |
Tкр.0 |
Отступление |
ХоХк.о |
Tкр.0 |
Стабилизация |
Хо=Хк.о |
Tкр.=0 |
Примечания: Хо – положение (координата) створа нулевой изотермы;
Хк.о- положение кромки в начале расчетного периода.
В течение зимы кромка льда в нижнем бьефе меняет свое положение в зависимости от режима регулирования стока и погодных условий зимнего периода. Скорость перемещения кромки льда на различных гидроузлах и участках нижнего бьефа может изменяться от одного до нескольких десятков километров в сутки (например, на Братской ГЭС от 0,9 до 22км/сут, Волжской ГЭС от 1 до 35км/сут). Со второй половины зимы кромка льда начинает постепенно отступать вниз по течению со скоростью 2,3-30км/сут.
В зависимости от метеорологической обстановки и гидродинамических условий в зоне кромки ледяного покрова могут наблюдаться три типа ледовой обстановки:
Первый – при скорости потока v uv, когда шугоход имеет тенденцию к постоянному затуханию перед кромкой льда.
, (7.11)
где - пористость шуги, hк - глубина воды на кромке. При этом вся шуга, участвующая в шугоходе, оказывается сплоченной на поверхности воды.
Второй тип ледовой обстановки характеризуется наличием интенсивного шугохода и резко очерченной кромки льда. Шуга легко заносится течением под лед и лишь в небольшом количестве задерживается на поверхности, где она идет на приращение ледяного покрова. Процесс характеризуется состоянием потока, для которого справедливо условие v uv. Повышенные сбросные расходы в створе плотины и наличие в полынье и ниже ее шуги нередко приводят к формированию зажоров в зоне кромки льда и к разрушению ледяного покрова ниже кромки с последующим образованием заторов.
Третий тип ледовой обстановки соответствует случаю отсутствия шуги в полынье. Границы участков при этом типе ледовой обстановки находятся в постоянной динамике, изменяясь в зависимости от развития метеорологических и гидравлических условий в нижнем бьефе.
Существенное влияние на интенсивность ледовых явлений и процессов на участке реки ниже гидроузла может оказать выпавший на водную поверхность снег, наличие которого может привести к образованию снежуры и снежного льда.
Разрушение льда и вскрытие участка нижнего бьефа гидроузла начинается с наступлением теплой весенней погоды и сопровождается снеготаянием, а иногда и выпадением дождевых осадков. По сравнению с периодом зимней межени повышение водности реки вследствие снего- и ледотаяния на водосборном бассейне и в водохранилище приводит к формированию в водотоке паводковых расходов, требующих большей пропускной способности водосбросных сооружений гидроузла. Интенсивность разрушения льда и возникновение ледохода в нижнем бьефе зависят от объемов и характера попусков воды из водохранилища, а также физико-механического состояния ледяного покрова.
Вскрытие нижних бьефов происходит на 1-2 мес. раньше, чем вскрытие реки в естественных условиях.