Значительное влияние на работу ГТС на территории России оказывает ледовый режим водного объекта. Поэтому его необходимо учитывать при их проектировании и эксплуатации. К негативным ледовым явлениям относят внутриводный лед, шугоход и ледоход.
Переохлаждение воды создает благоприятные условия для образования внутри потока кристаллов льда, которые затем объединяются в глыбы губчатой структуры. Эти образования носят название внутриводного льда.
Наиболее благоприятные условия для образования внутриводного льда создаются на участках с быстрыми течениями и каменистым дном. Внутриводный лед в реках причиняет большой вред ГТС: - закупоривает всасывающие трубы городских водопроводов, забивает турбины гидростанций, водозаборные сооружения на оросительных и осушительных системах. В этих случаях нарушается или полностью прекращается на некоторый период нормальная работа сооружений.
По мере развития процесса льдообразования массы рыхлого губчатого льда, образовавшегося внутри потока, всплывают на поверхность. Всплываюший внутриводный лед образуют большие скопления льда, называемые шугой.При движении шуги по поверхности водного потока (шугоход) скопления ее, соприкасаясь с холодным воздухом, смерзаются в льдины или ледяные поля, и шугоход переходит восенний ледоход.
Осенний ледоход иногда сопровождается зажорами — скоплением в живом сечении реки масс внутриводного льда с включением мелкобитого кристаллического льда. Зажоры преграждают путь движущейся воде, вызывая подъем уровня и затопление территории.
С увеличением числа и размеров льдин на поверхности воды скорость движения их уменьшается. В местах сужения или крутого поворота реки, у островов или искусственных сооружений скорость плывущих льдин замедляется. Это приводит к быстрому смерзанию ледяных полей и образованию сплошного ледяного покрова, или ледостава. Замерзание реки по ее длине происходит не одновременно. Некоторые участки реки не замерзают в течение всей зимы. Такие незамерзшие участки называются полыньями. Причины их образования — большие скорости течения, например на порогах, выход в русло относительно теплых подземных вод, сброс в реку промышленных вод. Полыньи способствуют образованию внутриводного льда и зажоров.
В период ледостава на поверхности ледяного покрова иногда возникают наледи — наросты льда в виде напластований, утолщений, бугров.
С наступлением положительных температур воздуха начинается таяние снега, льда и поступление талых вод в реки. Возле берегов, образуются полосы воды. вдоль берегов — закраины.
Увеличение расхода и повышение уровней воды реки приводит в движение ледяные массы, происходит подвижка льда. Весенний ледоход значительно превосходит осенний.
Большие массы льда, нагромождаясь в сужениях русла, образуют заторы. Заторы нередко приобретают большую силу, особенно на реках, текущих с юга на север, так как вскрытие реки в северной части происходит позднее, чем в южной. Заторы весьма опасны для расположенных вблизи ГТС.
К основным характеристикам ледового режима рек относят:
- толщину льда,
- уровни воды во время ледостав и ледоходов,
- размеры льдин при ледоходах,
- места образования полыней, заторов, зажоров, наледей.