Ледовые явления

Ледовый режим водохранилища несколько иной, чем был на реке. Первые ледяные явления в виде заберегов, блинчатого льда, сала и реже — шуги и снежуры появляются в верховье водохра­нилища и в мелководных застойных зонах других участков на 2—4 дня раньше, чем на реке, в среднем 20 ноября. Самое раннее появление заберегов и сала зарегистрировано 2 ноября 1988 и 1989 гг., позднее — 10 декабря 1974 г. По расчетам, наиболее раннее появление заберегов возможно 30 октября, когда бывают резкие похолодания [35, 95].

Ледостав устанавливается раньше, чем на реке, на 2 (1977 г.) — 15 (1979 г.) суток. В тихую морозную погоду разность в сро­ках замерзания водохранилища и реки небольшая. Это обуслов­лено большей, чем на реке, массой воды в водохранилище и, следовательно, большими теплозапасами и постепенным их рас­ходованием в атмосферу. В ветреную морозную погоду водохра­нилище охлаждается более интенсивно, температура воды вырав­нивается по всей глубине до 0,05—0,1 °С, теплозапасы снижают­ся до минимума, и оно замерзает практически одновременно с рекой. Замерзание водохранилища может начаться только после установления обратной стратификации, когда температура всей массы воды станет меньше 4 °С, а температура верхних слоев понизится до 0 °С.

Ледостав на водохранилище может наступать несколькими пу­тями. При отсутствии ветра, интенсивном похолодании и ясном небе водохранилище сковывается льдом в течение одной ночи. Первоначально на поверхности воды образуются пятна тонкой ледяной корки — сало. При дальнейшем охлаждении сало смер­зается и утолщается за счет нарастания льда снизу, в результате чего вдоль берегов образуются полосы из тонкого прозрачного льда — забереги. По мере возрастания теплоотдачи забереги увеличи­ваются в направлении открытой части водоема, на поверхности которого в это время продолжает образовываться сало. В резуль­тате дальнейшего их продвижения в глубь водохранилища откры­тая поверхность воды сокращается и водохранилище постепенно покрывается тонкой ледяной коркой. Так, менее чем за сутки замерзло водохранилище в 1977, 1978, 1979, 1986 и 1992 гг. В случае медленного похолодания без ветра процесс замерзания ра­стягивается до месяца и более. Самое продолжительное замерза­ние водохранилища — 44 дня (с 1 ноября по 15 декабря) отмече­но в 1980 г. В среднем за многолетний период наблюдений (1972—1996 гг.) продолжительность осенних ледовых явлений со­ставляет 10 суток.

По-иному происходит замерзание в ветреную погоду. Роль вет­ра в процессе ледообразования разнообразна. Он возбуждает и поддерживает перемешивание слоев, способствуя переохлаждению воды по всей толще и быстрому отводу в атмосферу теплоты кри­сталлизации. При сильном ветре и низкой температуре воздуха по достижении точки замерзания ледообразование начинается сра­зу во всей охладившейся толще. Но ветер может и препятство­вать возникновению ледостава, особенно в начальной его стадии, когда ледяная корка тонка и разламывается под его воздействи­ем.

Замерзает водохранилище в среднем 24 ноября. Средняя мно­голетняя дата замерзания реки у г. Воронежа — 14 декабря. Са­мая ранняя дата замерзания водохранилища отмечена 10 ноября 1989 г., самая поздняя — 1 января 1983 г. В 1979 г. водохрани­лище замерзло 4 декабря, но ледостав долгое время был не сплош­ным. В отдельные годы (1972, 1973, 1975, 1976 гг.) в периоды резкого похолодания на всей акватории образовывался сплошной ледостав продолжительностью от 2 до 12 суток. В дальнейшем при повышении температуры воздуха ледяной покров разрушал­ся, причем этот процесс сопровождался дрейфом льда (1973, 1976, 1979 гг.). Разница в сроках между ранней и самой поздней датами начала ледостава составляет 51 сутки.

В первую очередь ледостав устанавливается в прибрежных мел­ководных частях и в заливах водохранилища. Разница в сроках замерзания в верховье и в низовье не превышает одних суток. Лед, как правило, ровный, гладкий. Самые значительные, высотой до 90 см, торосы льда наблюдались в 1978 г., менее значитель­ные (20—30 см) отмечаются практически ежегодно. В начале января 1978 г. после резкого похолодания и быстро наступившей оттепели в ледяном покрове повсеместно возникли значительные механические напряжения. В районе ВОГРЭСа это выразилось в надвижении ледяного покрова со стороны Песчановского зали­ва на правый берег под углом примерно 60°. В результате у при­мыкающих к правому берегу опор ЛЭП со стороны движения льда возникли торосы. Давление льда на них, определенное по соот­ветствующим расчетным формулам [30, 31], оказалось столь зна­чительным, что подводную часть опор для полной безопасности пришлось укреплять.

Подвижка льда и образование торосов в этом месте водохра­нилища — явление не редкое. Так, в середине дня 2 декабря 1984 г. с интервалом 1,5 ч произошли две значительные подвиж­ки льда, сопровождающиеся характерным для этого явления гу­лом. В результате каждой подвижки ледяной покров смещался под углом 60—70° к правому берегу на 0,5—1 м.

Иногда (1979, 1980 гг.) после январских и февральских моро­зов и следующих за ними оттепелей образуется ледяной вал в вер­ховье водохранилища. Его ширина — 4—6 м, высота — 60—80 см, отдельные торосы достигают в высоту 90 см. Начинается вал се­вернее пос. Рыбачий, идет примерно под углом 60° к острову, который расположен напротив этого поселка, и далее от острова — в сторону левого берега водохранилища. Наибольшие по ве­личине торосы образуются в бесснежные или малоснежные пе­риоды зимы (январь 1978 г.), когда ледяной покров лишен теп­лоизоляционной прослойки [35].

Толщина льда на водохранилище больше, чем на реке, на 30— 35 и даже 40 % [32]. Интенсивное нарастание льда происходит в начале зимы, в первые 10—15 дней ледостава (в среднем 1 см/сут). В отдельные годы при небольших морозах нарастание льда идет медленно.

Максимальная толщина льда на водохранилище (68 см) отме­чена 25 марта 1986 г., наименьшая — 19 см (31 января 1990 г.). Большая толщина льда наблюдалась в 1987 (67 см) и в 1984 гг. (65 см), небольшая — в 1992 (29 см) и в 1983 гг. (30 см).

Представление об изменении толщины льда по ширине водо­хранилища дают данные ледомерного промера. Например, 14 мар­та 1979 г. на поперечнике в 0,8 км ниже Чернавского моста, на расстоянии 0,05 км от правого берега, толщина льда была 52 см, в 0,1 км от берега — 58 см, в 0,35 км — 67, в 0,6 км — 53, в 0,85 км — 46, в 1,1 км — 53, в 1,35 км — 49, в 1,45 км — 35 см. Закономерности изменения толщины льда по длине водохрани­лища не установлено.

Вскрытие водохранилища начинается с верховьев на 5—6 су­ток позже, чем вскрытие реки. Ранняя дата весеннего разруше­ния льда отмечена 26 февраля (1989 г.), средняя — 25 марта, позд­няя — 10 апреля (1980 г.). Полное очищение водохранилища ото льда обычно заканчивается во второй половине апреля, раннее очищение наблюдалось 22 марта 1989 г., позднее — 1 мая 1987 г. Средняя продолжительность весенних ледовых явлений — 16 су­ток, наибольшая — 27 суток (1989 г.), наименьшая — 6 суток (1974 г.). Продолжительность периода, свободного ото льда, в среднем равна 224 суткам, наибольшая — 261 суток (1990 г.), наи­меньшая — 185 суток (1987 г.) [95].

Раньше других освобождается ото льда верховье водохранили­ща, и в первую очередь его левый берег. Позже других частей очищается ото льда приплотинная часть водоема.