Процессы на ледообразования вызывают очень серьезные и даже катастрофические осложнения при строительстве и эксплуатации железных и автомобильных дорог, мостов, трубопроводов, жилых поселков и разного рода инженерных сооружений, прокладке зимников и т. д. В некоторых условиях, например, вдоль полотна дорог образуются грунтово-наледные бугры пучения диаметром до 200, высотой до 6 м. При росте и при разрывах таких бугров внутренним давлением воды возможно разрушение полотна дорог, мостов, расположенных на бугре построек.
Абсолютное большинство наледей формируется в пределах территорий с многолетним промерзанием. Этому способствует криогенное преобразование подземного стока, проявляющееся в его концентрации в пределах существующих несквозных и сквозных таликов и в подмерзлотных зонах пластовой проводимости или трещиноватости пород. В силу этого крупные наледи являются хорошим диагностическим признаком повышенной водообильности пород. Они служат поисковым критерием месторождений подземных вод на территории с многолетним промерзанием пород.
В части регионов криолитозоны, в которых зимы отличаются многоснежностью (правобережье р. Колымы в районе Юкагирского плоскогорья, Камчатка, Охотское побережье, Кольский полуостров), условия для наледообразования неблагоприятны, и крупные наледи там редки.
Наледи могут формироваться во внутриконтинентальных регионах и вне криолитозоны. Последнему способствуют низкие зимние температуры воздуха, малая снежность и водопроявления поверхностного и подземного происхождения. Однако объемы накапливающегося в такого рода наледях льда за зимний период обычно несравненно меньше, если их соотносить с регионами криолитозоны. Многие наледи на территориях с отсутствием многолетнемерзлых пород приурочиваются к местам, где нарушены естественные условия обводнения и сезонного промерзания. Это выемки, карьеры, участки размещения открытых поверхностному влиянию канав и водопропускных лотков, места барражирования водоносных пород водоупорными или массивными фундамента ми различного рода инженерных сооружений и т. д.
Процесс перераспределения наледями поверхностного и подземного стока в течение года называют сезонным наледным регулированием. Зимой за счет наледообразования этот сток уменьшается. Весной и летом законсервированные в ви де наледи воды возвращаются в речную сеть.
За счет многократных процессов наледообразования в од них и тех же местах формируются овалоподобные расши рения русловых и пойменных частей долин и создаются так называемые наледные поляны и наледные долины. Как правило, наледи образуются на неглубоких водотоках с каменными перекатами, порогами и водопадами, а также с рас пластанными галечниковыми руслами и конусами выноса из боковых притоков и т. д. В некоторых регионах, характеризующихся контрастной и активной неотектоникой, наледи могут формироваться в глубоковрезанных каньонах, в значительной мере заполняя их к концу зимы.
Речной поток в местах наледообразования чаще всего разбивается на множество рукавов и проток. Визуально места наледообразования представляют собой относительно ровные, безлесные, плоские и широкие пространства, сложенные сортированным гравийно-галечниковым или валунно-галечниковым материалом («каменушник» или наледный аллювий). На участках сохраняющегося в пределах наледных полян леса стволы деревьев выбелены солевым налетом. По уровенному положению этих солевых проявлений на стволах можно судить о мощностях наледного льда в данном месте. Уклоны участков наледообразования, как правило, меньше уклонов речного русла выше и ниже по потоку.
Формирование наледных полян и наледных долин обусловлено активным физическим выветриванием пород в периферических частях наледи, интенсивной боковой эрозией талыми водами, постоянным перемывом и переотложением аллювиальных (наледных) отложений многочисленными, меняющимися во времени и пространстве водными потоками под наледью и поверх наледи, а также по границам блоков наледного тела, разрозненных в процессе таяния и эродирую щей деятельности вешних водных потоков.
В наледном процессе в холодный период года можно выделить следующие стадии его развития.
1. Детская — растекание наледообразующих вод по наледной поляне. Это характерно для начала зимы после устойчивых переходов среднесуточных температур воздуха через 0°С. Наледь нарастает, главным образом, по площади.
2. Юная — площадь, мощность и объем льда нарастают наиболее интенсивно. Формируются основные контуры наледи. Это характерно для периода до февраля. Зарождаются наледные бугры и гидролакколиты.
3. Зрелая — наледь и ее объем увеличиваются за счет ее нарастания по мощности. Это характерно для периода после февраля. Происходят взрывы наледных бугров и растрескивание льда с излиянием и выбросом на поверхность воды.
4. Старческая — начинается таяние и разрушение наледи.Это характерно для начала весны и всего летнего периода. Классификация наледей по площади и объему приведена в табл. 1
Таблица 1. Классификация наледей
Категория |
Наледи |
Площадь, м2 |
Мощность, м |
Объем, м3 | Мощ ность, м |
I | Очень малые | 100—1000 | 1,0 | 800—10000 | <0,75 |
II | Малые | 100-10000 | 1,21 | 800—10000 | 0,75— 1,0 |
III | Сред ние | 1000—100000 | 1,48 | 10000-1000000 | 1,0-1,3 |
IV | Боль шие | 10000-1000000 | 1,75 | 100000— 10000000 | 1,3— 1,7 |
V | Очень боль шие | 100000-10000000 | 2,21 | 500000— 100000000 | 1,7-2,0 |
VI | Гигант ские | 1000000->10000000 | 2,7 | 1000000— >100000000 | >2,4 |