ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ

Ледовый режим рек формируется в условиях преобладания кон­тинентальных воздушных масс умеренных широт. Зима в бассей­не неустойчивая; периоды с отрицательными температурами воз­духа прерываются различной длительности оттепелями, что и оп­ределяет характер ледовых явлений.

Замерзание рек. Первые ледовые явления начинаются с обра­зования заберегов, сала и внутриводного льда. Обычно забереги и сало появляются на р. Воронеж 15—23 ноября, а на его прито­ках — раньше, 31 октября — 10 ноября. Ранняя дата появления этих образований на р. Воронеж — г. Липецк 8 октября 1949 г., средняя — 15 ноября, поздняя — 18 декабря 1972 г. На притоках Воронежа ранние даты появления заберегов и сала приходятся на период с 1 по 16 ноября 1976 г. В наступлении поздних сроков наблюдается значительный диапазон: от 24 ноября в 1974 г. на р. Польной Воронеж — д. Знаменка до 24 декабря в 1976 г. на р. Плавица — с. Богородицкое.

Одновременно с появлением заберегов и сала на реках образу­ются внутриводный лед и шуга. Интенсивность формирования такого льда и шуги и число дней с их наличием меняются по длине рек. Более свойственны эти явления перекатным участкам пото­ков с повышенными уклонами и скоростями течения. Из всех рек бассейна наиболее шугоносной является р. Воронеж.

Как правило, все реки бассейна замерзают без осеннего ледо­хода. Исключение составляет участок р. Воронеж от г. Липецка до Воронежского водохранилища, где ледоход начинается в сред­нем 23 ноября при крайних сроках 9 ноября — 14 декабря и про­должается 18 дней. Максимальная продолжительность осеннего ледохода, определенная по разности дат начала ледохода и нача­ла ледостава, с учетом безледоходных дней в этот период равна 64 дням (1960 г.).

В те редкие годы, когда ледоход все же бывает (р. Лесной Воронеж — с. Подгорное, 1967 г., сл. Заворонежская, 1935 г., р. Становая Ряса — г. Чаплыгин, 1964 г., р. Плавица — с. Бо­городицкое, 1957 г.), проходит он обычно спокойно, без значи­тельных заторов и зажоров льда и связанных с ними подпоров уровня воды. Однако в некоторые годы (1953, 1954 и др.) в ре­зультате заторов льда уровень воды повышается до 100 см. Так, на р. Воронеж (до постройки Воронежского водохранилища) зна­чительный затор льда возник 26—27 ноября 1954 г. у северной оконечности г. Воронежа. При этом уровень воды повысился на 80—100 см, льдины, нагромождаясь друг на друга, возвышались над поверхностью воды примерно на 1 м. Аналогичные явления наблюдались в этом районе в середине ноября 1953 г. и 22 нояб­ря 1955 г. [33].

Подъем уровня воды при зажорах меньше, чем при заторах, и по данным наблюдений за 1957—1966 гг. на реках бассейна не превышает 40 см.

Ледостав. Образование ледяного покрова начинается на пле­сах — участках со спокойным течением. Перекаты покрываются льдом позже, причем разница в сроках замерзания возрастает по мере увеличения скоростей течения. На малых и очень малых ре­ках ледостав образуется путем смыкания заберегов.

Сроки наступления ледостава и его продолжительность измен­чивы как в пространстве, так и во времени. В среднем за мно­голетний период наблюдений ледостав наступает в период с 14 но­ября (р. Усмань) по 20 ноября (реки Лесной Воронеж, Польной Воронеж, Плавица, Хава). И лишь через неделю (27 ноября) за­мерзает р. Воронеж у г. Липецка и через месяц (11 — 15 декабря)

— ус. Чертовицкое. Первыми замерзают малые реки (Усмань, Хава), более крупные (Лесной Воронеж, Польной Воронеж, Ста­новая Ряса) — несколько позже, хотя протекают севернее их. На самом большом притоке Воронежа — р. Матыре ледостав уста­навливается 17 ноября. Из общей закономерности наступления ледостава выпадают реки Плавица, где на ледовый режим влияет выход грунтовых вод, и Становая Ряса [33, 41].

Ранний ледостав на большинстве рек наблюдался в 1976 г. В этом году р. Усмань замерзла 14 октября, реки Польной Воро­неж и Хава — 15 октября, Становая Ряса — 17 октября. Ранняя дата замерзания р. Воронеж у г. Липецка — 2 ноября 1914 г., у с. Вербилово — 4 ноября 1956 г., у с. Чертовицкое — 23 ноября 1946 г. и у г. Воронежа — 20 ноября 1951 г.

Для большинства рек поздние сроки замерзания приходятся на 9—11 декабря, причем реки Лесной Воронеж, Польной Воронеж и Усмань замерзли в эти сроки в 1971 г., р. Хава — в 1974 г. Исключение составляет р. Воронеж, где поздние сроки установ­ления ледостава приходятся у г. Липецка на 19 января 1961 г., у с. Чертовицкое — на 8 января 1955 г. и у г. Воронежа — на 21 ян­варя 1961 г.

Таким образом, ранние даты замерзания сдвинуты по отно­шению к средним срокам на р. Воронеж на 22—25 дней и на его притоках — на 19—35 суток, поздние — на 22—28 суток и только у г. Воронежа (до строительства водохранилища) и г. Липецка

— на 41—54 суток.

В течение 134—144 дней в году реки бассейна скованы устой­чивым ледяным покровом. Только на Становой Рясе и Плавице продолжительность ледостава значительно меньше — соответствен­но 116 и 82 дня. Меньше продолжительность ледостава и в ниж­нем течении Воронежа — 108 суток у с. Чертовицкое и 106 суток у г. Воронежа (до постройки водохранилища). Дольше всего подо льдом были реки зимой 1951/52 г. и 1979/80 г. Тогда на малых реках ледостав продолжался от 152 до 173 суток, на Воронеже — 144—153 суток. Наименьшая продолжительность ледостава колеб­лется в широких пределах: 49 суток зимой 1960/61 г. на р. Воро­неж у г. Липецка, 52 суток в ту же зиму у г. Воронежа и 107— 118 суток на остальных реках зимой 1969/70 г., 1972/73 г. и в дру­гие зимы. Исключение, как и по срокам установления ледоста­ва, составляют реки Становая Ряса (63 суток зимой 1965/66 г.) и Плавица (22 дня зимой 1972/73 г.).

Толщина льда. Интенсивность нарастания толщины льда за­висит от метеорологических условий зимнего периода и местных морфометрических и гидравлических характеристик потока. Ос­новным метеорологическим фактором, обусловливающим появ­ление ледяного покрова и его рост, является отрицательная тем­пература воздуха. Другой метеорологический фактор — снежный покров, обладающий, как известно, низкой теплопроводностью, препятствует нарастанию льда в тем большей степени, чем боль­ше его высота и меньше плотность. Снежный покров оказывает наибольшее влияние на рост льда в первую половину зимы. Во­обще же процесс роста льда интенсивней происходит именно в этот начальный период, когда, как правило, снежный покров еще отсутствует. Затем прирост льда значительно замедляется, так как постепенно начинает устанавливаться равновесие между выхола­живанием через снежный покров и притоком тепла от воды.

Влияние морфометрических и гидравлических характеристик потока на ледовый режим рек сказывается следующим образом: на плесовых участках с малыми скоростями и большими площа­дями живого сечения продолжительность ледостава и толщина льда больше, чем на перекатах. Нередко в теплые зимы на перекатах сохраняются полыньи до начала весеннего ледохода. При пони­жении температуры воздуха последние являются очагами образо­вания внутриводного льда. Существенное влияние на толщину льда оказывают также обильные выходы грунтовых вод и общая водность реки.

Нарастание толщины льда происходит преимущественно с ниж­ней стороны. В зимы с оттепелями лед в значительной мере на­растает с поверхности за счет таяния и последующего смерзания снежного покрова и воды на льду.

Увеличение толщины льда идет до тех пор, пока поток тепла от воды к атмосфере, уменьшающийся по мере роста ледяного покрова, не станет равным притоку тепла к нижней поверхности льда. В момент равенства этих потоков толщина льда достигает максимальной величины.

Максимальная толщина льда на большинстве рек обычно на­ступает в конце второй — начале третьей декады марта. Средняя

продолжительность роста ледяного покрова на р. Воронеж ко­леблется от 80 суток в районе с. Чертовицкое до 115 суток у г. Ли­пецка и равна 100—110 суткам на остальных реках.

Средняя за многолетний период наблюдений толщина льда изменяется в широких пределах — от 80—50 см на малых север­ных притоках до 40—45 см на главной реке (рис. 6). Наиболь­шую толщину льда имеют расположенные б северной части бас­сейна малые реки со спокойным течением. Это Московская Ряса, где толщина льда к концу второй декады марта достигает 81 см, Лесной Воронеж, где она равна 69 см, и Польной Воронеж — 64 см. На самом водообильном притоке — р. Матыра толщина ледяного покрова составляет 50 см, на р. Воронеж у г. Липецка — 42 см [33].

Даты

Рис.6. Средняя за многолетний период наблюдений толщина ледяного покрова: / — р. Воронеж — г. Липецк; 2 — р. Лесной Воронеж — с. Под­горное; 3 — р. Усмань — Бобровый заповедник; 4 — р. Польной Воронеж — д. Знаменка; 5 — р. Плавица — с. Богородицкое; 6 — р. Лесной Воро­неж — сл. Заворонежская; 7 — р. Хава — д. Ильиновка

В суровые зимы, подобные зиме 1950 г. и особенно зиме 1956 г., максимальная толщина льда может превышать среднее зна­чение в 1,4—2,1 раза. В мягкие зимы, какие были, например, в 1957 и 1961 гг., толщина льда в 2—3 раза меньше средней и часто не превышает нескольких сантиметров и даже приближает­ся к нулю.

Самая большая толщина льда за все годы наблюдений зафик­сирована следующей: Воронеж — г. Липецк — 89 см (25 февраля 1972 г.), Лесной Воронеж — сл. Заворонежская — 98 см (25 мар­та 1967 г.), Польной Воронеж — д. Знаменка — 100 см (15 мар­та 1968 г.), Становая Ряса — г. Чаплыгин — 94 см (10 марта 1976 г.), Матыра — г. Грязи — 84 см (31 марта 1956 г.), Плавица

— с. Богородицкое — 90 см (31 марта 1969 г.), Усмань — г. Ус­мань — 83 см (10 марта 1956 г.), Усмань — Бобровый заповедник

— 82 см (31 марта 1956 г.). Наибольшая толщина льда наблюда­ется на Хаве — 144 см (20 марта 1956 г.), но она завышена за счет наледи.

Вскрытие рек. Весной, с установлением положительного теп­лового баланса, начинается интенсивное таяние снега на льду, а затем, после его схода, — толщи ледяного покрова. Благодаря поступлению талых вод в речные русла образуются закраины, за­тем возникают промоины, и при дальнейшем подъеме уровня воды начинается подвижка льда. Разрушение ледяного покрова иногда замедляется возвратами холодов.

Раньше всего, в среднем 27 марта, вскрывается нижний учас­ток р. Воронеж, что, по-видимому, связано с относительно не­большой толщиной ледяного покрова и высокой водностью. За­тем, в среднем 31 марта — 4 апреля, вскрываются малые реки на юге водосбора (Хава, Усмань), несколько позже, в среднем 5—6 апреля, отмечается ледоход на реках северной части бассей­на — Московской Рясе, Лесном и Польном Воронеже. Ранние даты начала весеннего ледохода приходятся на 15—20 марта. Именно в эти сроки на большинстве рек наблюдалось начало ле­дохода в 1966 г. Поздние сроки начала ледохода — 14—20 апреля (1963, 1980 гг.).

Средняя продолжительность весеннего ледохода на притоках р. Воронеж составляет 4—5 дней, наибольшая — 8—14 дней, наи­меньшая — 2—0 суток. На нижнем участке р. Воронеж ледоход продолжается от 2 (1937, 1938 гг.) до 47 (1957 г.) суток.

Полностью реки очищаются от льда в среднем 6—8 апреля. В ранние весны (1937, 1974 гг. и др.) очищение от льда происхо­дит 21—30 марта, в поздние (1963 г.) — 19—22 апреля [33].

Значительные заторы льда образуются лишь в дружные весны при большом половодье, когда движение льда к местам его скоп­ления в стесненных участках реки происходит с увеличенными скоростями. На реках бассейна подъем уровня воды при заторах не превышает 163 см (р. Хава, 1962 г.). На р. Воронеж самый крупный затор наблюдался в 1960 г. у г. Липецка, когда подъем уровня воды составил 115 см. На Плавице у с. Богородицкого максимальный заторный уровень в 1958 г. достиг 110 см, на Ма- тыре у г. Грязи также в этом году — 107 см. В 1957 г. на Лес­ном Воронеже у сл. Заворонежской возник затор, вызвавший подъем уровня воды на 86 см, в 1963 г. на Усмани у г. Усмань при заторе уровень повысился на 41 см, в 1964 г. на Польном Воронеже — на 40 см. Чаще всего (пять раз за период с 1957 по 1966 г.) весенние заторы льда наблюдались на Хаве (1957, 1958, 1962, 1963, 1964 гг.).