جليد

تحدث عوائق الجليد عندما يتوقف الجليد المتدفق مع التيار في النهر، على سبيل المثال، عند منعطف النهر، أو عند ملامسته لقاع النهر في منطقة ضحلة، أو عند اصطدامه بدعامات الجسور. يؤدي ذلك إلى زيادة مقاومة التدفق، مما يتسبب في ارتفاع منسوب المياه أعلى منطقة العوائق (يُشار إليه باسم المياه المرتدة ). ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} لذا، تُعد عوائق الجليد سببًا رئيسيًا للفيضانات خلال فصل الشتاء. بالإضافة إلى ذلك، عند انحسار العوائق، وبحسب الظروف المحيطة، قد تؤدي كمية المياه المحتجزة خلفها إلى حدوث فيضانات أسفل منطقة العوائق. ^{[ 5 ] [ 6 ]} عادةً ما تكون فيضانات عوائق الجليد أقل قابلية للتنبؤ، وقد تكون أسرع من فيضانات المياه المفتوحة .

تحدث تراكمات الجليد على الأنهار عادةً في فصل الربيع مع بدء ذوبان الجليد ، ولكنها قد تحدث أيضًا في أوائل الشتاء أثناء تجمد النهر . تُوصف عملية الذوبان بثلاث مراحل: ما قبل الذوبان، والذوبان، والاندفاع النهائي. ^{[ 7 ]} تبدأ مرحلة ما قبل الذوبان عادةً بزيادة تدفق النهر في فصل الربيع، وارتفاع منسوب المياه، ودرجات الحرارة، مما يؤدي إلى تكسر جليد النهر وفصله عن الشاطئ. كما قد تؤثر التغيرات في منسوب النهر الناتجة عن فتح السدود على مرحلة ما قبل الذوبان. أثناء الذوبان ، يُحمل الجليد في مناطق المنحدرات إلى أسفل النهر على شكل طوف جليدي ، وقد يتراكم على أجزاء الجليد المتجمدة في المياه الهادئة أو على المنشآت في النهر، مثل جسر شهر العسل الذي دُمر عام 1938 بسبب تراكم جليدي. قد تنفصل التراكمات الصغيرة وتتدفق إلى أسفل النهر لتشكل تراكمًا أكبر. خلال مرحلة الاندفاع النهائي ، سينفصل تراكم كبير ويزيل التراكمات المتبقية، مما يُنظف النهر من الجليد في غضون ساعات. تتشكل تجمعات الجليد عادةً في فصل الربيع، ولكنها قد تحدث مع حلول فصل الشتاء عندما يتجمد الجزء الواقع أسفل مجرى النهر أولاً. قد تكون تجمعات الجليد الناتجة عن التجمد أكبر حجماً لأن الجليد يكون أكثر صلابة وتستمر درجات الحرارة في الانخفاض، على عكس ذوبان الجليد في الربيع عندما يكون الجو دافئاً، ولكن من غير المرجح أن تُطلق المياه فجأة. ^{[ 8 ]}

يمكن أن تحدث ثلاثة أنواع من تراكم الجليد الطبيعي: ^{[ 9 ]}

1. انحشار سطحي ، طبقة واحدة من الجليد في كتلة جليدية على مياه هادئة؛
2. ازدحام في قناة ضيقة أو قناة واسعة ؛ و
3. التراكم الجليدي المعلق ، وهو تراكم الجليد النهري في مناطق التيار البطيء التي تحدث فقط أثناء التجمد.

كما تحدث تراكمات الجليد عند المنعطفات الحادة في النهر، وعند المنشآت التي صنعها الإنسان مثل دعامات الجسور، وعند ملتقى الأنهار . ^{[ 8 ]}

في نصف الكرة الشمالي ، تميل الأنهار المتجهة شمالًا إلى أن تكون أكثر عرضة لتراكم الجليد، لأن الأجزاء العليا الجنوبية منها تذوب أولًا، فينجرف الجليد مع التيار إلى الجزء الشمالي المتجمد. يُسبب تراكم الجليد ثلاثة مخاطر فيزيائية. أولًا، يُعيق التراكم تدفق المياه، إما بسبب زيادة الاحتكاك على الجليد تحت السطح أو بسبب انخفاض مساحة المقطع العرضي للقناة. ومن الأمثلة على ذلك فيضان نهر ريد عام 2009 وفيضانات ألاسكا في العام نفسه . ثانيًا، يحدث التراكم الجليدي عندما ينكسر، فتندفع موجة مفاجئة من المياه عبر المناطق التي غمرتها الفيضانات أسفل التراكم (انظر أدناه). وقد حدث اندفاع مماثل في نهر سانت لورانس عام 1848. ^{[ 10 ]} ثالثًا، قد يُلحق تراكم الجليد والاندفاع النهائي أضرارًا بالمنشآت داخل النهر أو بالقرب منه ^{[ 11 ]} وبالقوارب فيه. قد تتسبب تراكمات الجليد في جرف قاع النهر، مما يؤدي إلى إلحاق الضرر أو الفائدة بموائل الحياة البرية، وربما إلحاق الضرر بالمنشآت الموجودة في النهر. ^{[ 12 ]}

تتولد موجة تحرر الجليد، أو ما يُعرف بـ"الجاف" ، في النهر عند تفكك كتلة جليدية وانطلاق المياه المتراكمة خلفها. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} يحدث هذا عندما تكون القوى الهيدروديناميكية في اتجاه مجرى النهر من الكتلة الجليدية كافية للتغلب على قوة الكتلة الجليدية الداخلية أو القوى التي تُبقيها في مكانها، أو كليهما. قد تُؤدي هذه الأحداث إلى ارتفاع مستوى الماء بمقدار ديسيمترات في الدقيقة، وزيادة في التصريف بمقدار 2.75 ضعفًا. ^{[ 15 ] [ 16 ]} عادةً ما تُحيط موجة الجاف بتدفق جليدي ، أي التدفق المتجه نحو المصب لمزيج من ألواح الجليد والحطام بسرعة أعلى من سرعة التدفق الطبيعي للنهر، ويسبقها موجة تمهيدية تُسمى الموجة الديناميكية السابقة . بينما تنتقل الموجة باتجاه مجرى النهر، فإنها تنخفض في الارتفاع وتتباطأ بسبب تأثيرات الاحتكاك (ضد قاع النهر والشواطئ) وكذلك تلك المتعلقة بانحدار قاع النهر.

قد تمر دقائق أو أسابيع قبل أن يتفكك الجليد. تشمل آليات التفكك تحريك الغطاء الجليدي في اتجاه مجرى النهر الذي كان يحافظ على الجليد المتراكم في مكانه، وتكوين قناة مفتوحة مباشرة أسفله، وزيادة التصريف . ^{[ 13 ]} قد توفر عدة عتبات معروفة (مستويات المياه، والتصريف، ومعدل التصريف، والمقاومة الجانبية، والقيود الحدودية، ومعيار الانحناء) مؤشرًا على وقت حدوث هذا التفكك. ^{[ 17 ]}

يتضمن تحديد مخاطر الفيضانات الناجمة عن تراكم الجليد الخطوات التالية:

رسم خرائط مخاطر الفيضانات

يتضمن ذلك إنشاء ملفات تعريفية للمنطقة، بما في ذلك ملفات تعريف العوامل ومستويات المياه على طول النهر. والهدف هو إنتاج خريطة مخاطر لمنطقة الدراسة.

تشمل الإنذارات المبكرة لتراكم الجليد استخدام مراقبين مدربين لرصد ظروف التفكك وأجهزة استشعار حركة الجليد. ^{[ 8 ]}

يمكن منع تراكم الجليد عن طريق

1. إضعاف الجليد قبل انكساره عن طريق قطع أو حفر ثقوب فيه؛
2. إضعاف الجليد عن طريق رشه برمل داكن اللون؛ أو
3. يُمكن التحكم في توقيت ذوبان الجليد باستخدام كاسحات الجليد ، أو قوارب السحب، أو الحوامات، أو الحفارات البرمائية. ومع ذلك، من المعروف أن حركة الأسماك المهاجرة مرتبطة بتجمد الجليد وذوبانه، لذا فإن التأثير على ذوبان الجليد قد يؤثر على هجرة الأسماك.

عندما تُهدد الفيضانات المناطق السكنية، يُمكن إزالة العوائق صناعيًا. يُمكن استخدام تفجير الجليد بالديناميت ، باستثناء المناطق الحضرية، بالإضافة إلى وسائل ميكانيكية أخرى ^{[ 20 ]} مثل معدات الحفر، أو تدابير دائمة مثل هياكل التحكم بالجليد ^{[ 19 ] [ 21 ]} والتحكم بالفيضانات . في بعض الأحيان، استُخدمت الطائرات العسكرية لقصف تراكمات الجليد بنجاح محدود كجزء من جهود إزالتها. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

• الجليد الطافي
• فاست آيس
• دفعة جليدية
• تشويش
• حافة الضغط

• إدارة المتنزهات الوطنية الأمريكية
• المزيد من الصور
• قاعدة بيانات CRREL لسباقات الجليد، مؤرشفة بتاريخ 1 ديسمبر 2016 على موقع Wayback Machine