Воздействие льда на водохозяйственные объекты

- воздействия на сооружение движущихся ледяных полей;

- воздействие остановившегося ледяного поля, наваливающегося на сооружение под влиянием ветра и течения;

- сплошного ледяного покрова при его температурном расширении;

- зажорных масс льда;

- примерзающего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды.

Гидрологические условия сибирских рек имеют свои особенности. В отличие от европейских рек, текущих в основном с севера на юг, течение большинства сибирских рек направленно с юга на север. Крупнейшие реки России (Обь, Енисей, Лена) впадают в Северный Ледовитый океан.

Самая многоводная река – Енисей (585 куб. км/год), а самая протяженная – Обь (от истока Иртыша) – имеет длину 5410 км и ежегодно выносит в океан самое большое количество твердых веществ (16 млн. т). Все сибирские реки начинаются в горах и текут с юга на север. Кроме названных, в Северный Ледовитый океан впадают Северная Двина, Печора, Онега и Мезень в европейской части России и Пясина, Хатанга, Анабар, Яна, Индигирка, Колыма в азиатской части страны.

Среди рек, текущих в моря Атлантического океана, – Кубань и Дон, впадающие в Азовское море, а также Нева и Нарва, впадающие в Балтийское море. Нева – короткая (длина 74 км), полноводная река, которая вытекает из Ладожского озера; в ее дельте расположен Санкт-Петербург.

Река Волга, самая длинная (3694 км) в Европе, впадает в Каспийское море. Она связана каналами с Доном (и отсюда с Азовским и Черным морями), а также с Балтийским и Белым морями (через Неву и Северную Двину).

Тихий океан принимает сток всех рек российского Дальнего Востока, в том числе Анадыря, Камчатки, Пенжины и Амура. Полноводный (403 куб. км/год) Амур, длиной 2824 км, на значительном своем протяжении образует границу с Китаем.

Несмотря на обилие рек, внутренним водным транспортом перевозится менее 5% всех грузов. Это объясняется тем, что большинство судоходных рек сковано льдами от четырех до девяти месяцев в году, а также широтным направлением грузопотоков.

Для всех сибирских рек характерно наличие весеннего половодья, летних и дождевых паводков, длительная зимняя устойчивая межень, во время которой большинство малых рек Восточной Сибири промерзает до дна. Толщина ледового покрова на некоторых реках достигает двух и более метров. Вскрытие рек происходит бурно и в значительной степени зависит от скорости таяния снега и льда.

Ледоход, обусловленный вскрытием в верховьях и перемещающийся с юга на север, задерживается в низовьях достаточно прочным льдом, в результате чего в местах крутых поворотов, сужений русла, наличия осерёдков и островов возникают заторы. На реках с небольшой поймой при заторах происходит интенсивное поднятие уровня воды иногда более 15 м.

Весной 2001 года во время ледохода, в результате восьмидесятикилометрового затора, река Лена вышла из берегов, затопила город Ленск и практически полностью смыла с лица земли близлежащие деревни и сёла.

Разрушение верхних венцов лицевой части ряжа причальной набережной на реке Ясачная после весеннего ледохода

Также во время весеннего ледохода на р.Колыма при значительном поднятии уровней воды, льдом были снесены верхние венцы лицевой части ряжа причальной набережной ОАО «Колымская судоходная компания» Зырянского речного порта.

Воздействие воды при замерзании можно поделить на физическое, от давления замерзающей речной воды в порах бетона и разницы коэффициента их линейного расширения, и механическое от образующегося льда.

Разрушение ряжа причальной набережной Якутского речного порта

Рассматривая механические воздействия от льда, необходимо учитывать статическое расширение льда при его термическом расширении; навал льда на сооружение под влиянием ветра, течения, такие явления были одними из основных причин разрушения ряжа причальной набережной Якутского речного порта;

Разрушение причальной набережной ГУП разрез «Зырянский» расположенной на левом берегу р.Ясачная

Вертикальные и изгибающие усилия от зависающего на сооружении льда при понижении уровня воды, выдергивающие усилия от всплывающего льда при повышении уровня; динамическое давление (удар) свободно плавающих льдин; статическое давление от нагромождения льда, примером может служить разрушение причальной набережной ГУБ разрез «Зырянский» расположенной на левом берегу р.Ясычная.

Разрушение железобетонных свай оболочек Тюменского речного порта

Разрушение монолитного железобетонного пояса причальной набережной Тюменского речного порта

Квазидинамическое давление от наползающего на сооружение льда при его подвижках; истирающее воздействие льда при его горизонтальном и вертикальном перемещении у сооружения, например разрушения железобетонных свай оболочек и монолитного железобетонного пояса причальной набережной Тюменского речного порта.

Особенности гидрологического и ледового режимов сибирских рек оказывают также существенное влияние на выбор места строительства причальных набережных. Наиболее предпочтительно размещение причалов на защищенных от навала льда акваториях. Конструкции причалов и строительные материалы должны быть рассчитаны на тяжелые ледовые условия. Верховой открылок целесообразно выполнять под острым углом к направлению потока.