При определенных условиях на порогах, камнях и других предметах, лежащих на дне, появляются кристаллики льда. К ним прилипают новые льдинки, и так происходит до тех пор, пока часть массы не оторвется и не всплывет вверх. Нередко вместе со льдом поднимаются те предметы, на которых он образовался. Поток подхватывает всплывшие массы льда и несет их вниз по течению.
Жители Ленинграда имеют возможность наблюдать, как при морозах до 10 градусов на Ивановских порогах на Неве возникает шуга. С высокого левого берега хорошо видно, как в разных местах реки на поверхность выныривают комья ледяной каши. Эти пороги — гигантская «фабрика» шуги.
Шуга в больших количествах идет осенью по Неве, Аму-Дарье, Амуру, Ангаре. Наблюдается она на Темзе, Эльбе, Макензи и на многих других реках мира.
Долго никто не знал, почему и как образуется донный лед. Выдвигались различные гипотезы, шли споры. И лишь в последние десятилетия советские ученые В. Я. Альтберг и Б. П. Вейнберг высказали предположение, с которым согласились почти все, кто принимал участие в дискуссии.
Они подметили, что донный лед образуется на участках, где еще нет ледостава, то есть где лед не сковал воду. Еще было установлено, что процесс зарождения шуги идет быстрее на каменистых быстротечных участках рек, главным образом на быстринах и порогах. А самое основное условие — это то, что вода и речное ложе должны быть сильно охлаждены.
Шуга не такое уж безобидное ледяное образование, как может показаться с первого взгляда.
Очень часто донный лед нарушает работу гидроэлектростанций, намерзая на металлических решетках, на отводах, ведущих к машинному зданию ГЭС, или вызывает перебои в работе водопровода. Например, в 1894 году жители Петербурга на двое суток остались без воды; оказалось, что лед закупорил отверстия водозаборного устройства, и пока его не скололи, водопровод не работал.
Когда по реке идет много шуги, это не сулит ничего доброго. Часто бывает так, что почти вся река покроется льдом, а на быстротечных участках вода все еще бурлит и несет шугу. Попадая под ледяной покров, шуга словно кашей забивает русло, стесняет течение воды.
Дальше происходит самое неприятное: вода выходит из берегов и затопляет долину.
Разливы, да еще зимою — бедствие для населения. Зажоры (так называются подъемы воды из-за шуги) могут длиться в течение длительного времени — месяц и два.
Разлившаяся вода замерзнет по всей ширине, и лед будет держаться до весны. Поэтому нет ничего хуже и страшнее зимних наводнений. Представляете себе, сколько неприятностей могут они причинить людям!
Хуже всего то, что с ними очень трудно бороться. Тут не помогают ни взрывчатка, ни бомбы. Шуга забивает русло потока на протяжении многих километров, причем все это происходит под ледяным покровом. Попробуйте прочистите его! Это совершенно безнадежное дело.
Когда на Ангаре в зиму 1869/70 года случился большой зажор, поднявшаяся вода затопила многие улицы Иркутска. В городе тогда творилось нечто невероятное.
Немало бед причиняют зажоры Ленинграду. Они, как правило, сопутствуют ледоставу и всегда вызывают подъемы воды в реке Неве. Если в это время уровень станет подниматься выше отметки 230 сантиметров по водомерной рейке, возникает опасность наводнения.
В декабре 1962 года гидрологи предупредили: городу угрожает зажор. Тотчас же начали принимать предупредительные меры. Часть населения была эвакуирована из предполагаемых мест затопления.
29 декабря вода высоко поднялась от зажора, и лед понесло. Двигавшиеся массы льда сорвали систему из 20 понтонов, подъемный кран и 9 буксиров, стоявших у берега на приколе. Все это понесло вниз по реке.
Когда кран достиг строившегося в это время моста Александра Невского, он ударился стрелой о пролетное строение и застрял здесь, причинив значительные повреждения. Люди, находившиеся в башне крана, были спасены прибывшими к месту аварии пожарниками.
Вода затопила часть города. На некоторых фабриках и заводах прекратилась работа.
Есть один верный способ борьбы с зажорами — «утопить» фабрики шуги с помощью водохранилищ. Тогда на затопленных порогах донный лед не станет образовываться или его будет очень мало. К сожалению, такой способ не всегда применим, так как не везде можно устроить водохранилище и не так просто это сделать.
Проблема борьбы с зимними наводнениями от зажоров ждет своего разрешения.
«Апреля с 25 на 26 1790 года пошел Енисей по утру. Ниже Коркино деревни лед сперло, и вода прибывала с 6 до 9 часу на Яру. Тут стоял амбар дедушки, его потопило и своротило льдом… Жира помочено 3000 пудов, а остров против Ладеек весь в воде и кустов одни вершины были видны. А 27 лед пошел по лугу, а материк стал. Под горой огороды все сломало…» — такая запись была сделана в церковной книге священником Рычковским — свидетелем грандиозного затора льда на Енисее.
А вот что, но уже в наше время, писала газета «Правда» 19 мая 1961 года: «В город пришли известия о невиданном заторе на Северной Двине около поселка Орлецы, в 150 километрах от Архангельска. Там глыбы смешанного с лесом льда образовали огромный вал высотой до 15 метров…»
Вы, очевидно, поняли, читатель, что в этих двух документах, разделенных по времени почти двумя веками, речь идет об одном и том же природном явлении — о заторах льда во время весеннего ледохода.
Каждый год с наступлением холодов наши реки погружаются в зимнюю спячку. Укрывшись под толстой ледяной шубой, дремлют они в течение нескольких зимних месяцев. Многие из них за это время не проявляют никакой активности.
Весной, когда солнце ласково согревает землю своими лучами, начинают таять снега, талые воды бурными, стремительными потоками вливаются в русла рек. Реки вздуваются и превращаются в могучие потоки. Наступает самый активный период их жизни — половодье.
Сбрасывая с себя ледяную шубу, они взламывают, дробят, крошат лед, превращают его в месиво, в бесформенную массу глыб и осколков. Спеша скорее очиститься от льда, они уносят его в море или в другую реку, притоком которой являются.
Люди про это говорят: «Ледоход».
Ледоход на реках — одно из величественных явлений природы.
Можно часами стоять на берегу, а еще лучше — на мосту, и смотреть, как мимо, шурша и потрескивая, проплывает бесчисленное количество льдин, больших и малых, чистых и загрязненных, ровных, как стол, или торосистых, словно ледяные ежи.
Иногда льдины идут так тесно, что между ними почти не видно просветов воды. Это — густой ледоход. Льдины жмутся друг к другу, цепляются одна за другую, с шумом и треском ломаются под натиском более могучих соперниц.
Ледоход обладает большой разрушительной силой. Встречая на пути какие-либо препятствия, плывущие льдины действуют как тараны, и не раз под их ударами ломались мосты и нарушалась работа гидротехнических сооружений.
Однажды на реке Св. Лаврентия — одной и величайших водных артерий Северной Америки — во время ледохода был разрушен большой каменный мост. Один из его устоев льды оттеснили на 14 километров вниз по реке. Около Гуммельстауна ледоходом был начисто снесен мост через реку Сватара-Крик. Вообще примеров разрушения мостов, плотин, причалов, различных сооружений можно привести очень много.
Итак, когда начинается ледоход, мы всегда стараемся не пропустить этого зрелища. Хотя бы ненадолго мы спешим к родной реке.
И вдруг лед останавливается. А льдины сверху все прибывают. Кромка неподвижного льда все выше и выше поднимается вверх по реке.
Такое нагромождение льда в руслах рек во время ледохода называется затором. Причина этому простая: двигавшийся лед наткнулся на какую-то преграду: крутые излучины русла, торчащие на дне коряги и топляки (утонувшие бревна), мели, острова.
Льдины уплотняются, громоздятся друг на друга, ломаются. Ледяной барьер растет, выпирает на берега, образуя хаотические завалы. Наконец наступает такой момент, когда под натиском льда и воды масса льда срывается — и вся лавина устремляется вниз по реке.
Бывает, что ледяная пробка застревает прочно. Стесненное русло не в состоянии пропустить всю воду, она выступает из берегов, затопляет долину, угрожая бедами местному населению.
На помощь призывают авиацию. На затор с самолета начинают бросать бомбы — одну, другую, третью…
Иногда и авиация бессильна что-либо сделать. Тогда пытаются взорвать затор изнутри. Саперы закладывают в ледяную громаду взрывчатку. Гремит взрыв, в воздух летят куски льда, масса оседает, медленно трогается.
Нередко заторы сокрушают при помощи ледоколов.
Если затор не угрожает местному населению или не опасен для сооружений, применяют разные другие способы борьбы: посыпают лед порошком темного цвета (пыль, уголь, сажа) или химикатами (например, хлористый кальций, соль), чтобы ускорить таяние.
