3.Режим формирования наледей

Режим формирования наледей является важнейшей харак­теристикой наледообразовательных процессов, позволяющей понять их механизм, установить генезис наледообразующих вод, а иногда и выработать приемы управления этими процессами. Однако до сих пор режим наледообразования изучен довольно слабо, поскольку он требует постановки специальных трудоемких зимних работ на наледных полигонах, часто в труд­нодоступных районах, вдалеке от населенных пунктов.

Материалы о динамике роста и таяния наледей главным образом по южной геокриологической зоне позволили Н. И. Толстихину (1941, 1974) установить определенную стадийность процесса и выделить четыре периода развития наледей.

Первый период (ранняя стадия образования наледи) охватывает осень и начало зимы. Для него характерен мед­ленный, но постоянно увеличивающийся темп нарастания нале­ди, преимущественно ее длины и площади. Это связано с по­стоянным снижением температур воздуха, промерзанием СТС на площади наледообразования и в обрамлении наледи, с пере-мерзанием поверхностных водотоков и началом сезонного про­мерзания пород водоносных таликов.

Второй период (стадия созревания наледи) охваты­вает первую половину, а иногда и большую часть зимы. Для него характерно сравнительно равномерное нарастание площади и объема наледи, формирование ее окончательной формы, за­рождение и развитие наледных бугров. Рост наледи происходит далеко не всегда непрерывно: наледообразование то активи­зируется, то на некоторое время затухает. Интенсивность накопления льда в разных частях наледи также меняется. Н. И. Толстихин считает, что интенсивность нарастания наледи в этот период контролируется погодными условиями, прежде всего температурой воздуха. Очевидно, это справедливо для наледей, формирующихся по умеренному и южному типам В наледях северного типа в этот период вся подземная вода идет на образование льда, и, зная средние декадные величины приращения объемов наледи, можно точно определить по ним суммарный дебит наледообразующих источников Q_H._H. При этом для наледей умеренного типа в начале второго периода существенно меньше Q_H.n, а к его концу значения этих величин сближаются. Это является следствием нарастания глу­бин сезонного промерзания пород грунтово-фильтрационных та­ликов, сужения их живого сечения и уменьшения водопропуск­ной способности. В конце второго периода и в начале третьего наледные бугры «созревают», раскалываются трещинами и иног­да взрываются.

Третий период (стадия зрелости) наступает в разное время: от середины зимы до начала весны. В это время темп роста наледи снижается, а потом и вовсе прекращается. Для наледей, формирующихся в течение всей зимы, с повышением температуры воздуха возникает динамическое равновесие меж­ду нарастанием наледи (в холодные дни и ночью) и таянием (днем и в периоды потеплений). Темп роста снижается как за счет уменьшения дебита наледообразующих источников, так и благодаря увеличению потоком грунтовых вод сечения и водо­пропускной способности таликов под наледями при оттаивании CMC и прекращении промерзания внутриналедных водоносных каналов,

Четвертый период (стадия разрушения наледи) на­ступает после установления положительного суточного тепло­вого баланса, когда начинается стаивание наледи с поверхно­сти, некомпенсируемое нарастанием наледного льда ночью. Разрушение наледей происходит двумя путями: во-первых, за счет стаивания наледи с поверхности под действием солнечной инсоляции, турбулентного теплообмена, зависящего от скоро­стей ветра и положительных температур воздуха, а также теп­ла, выделяющегося при конденсации водных паров на поверх­ности льда и дождей; во-вторых, за счет эродирующего дейст­вия талых наледных, речных паводковых и выходящих на поверхность подземных вод. Роль речных вод в разрушении наледей сильно зависит от положения наледей в рельефе и их формы. Она наибольшая у наледей, занимающих русла рек и ручьев, низкие элементы поймы, каньонообразные долины. Роль радиационно-тепловых факторов в таянии наледей обусловли­вается климатом территории, широтным и высотным их положением .