Глава 1. СНЕЖНЫЕ ЗАНОСЫ

Красив снег в тихий, ясный, морозный день. Белым искристым покровом лежит он на полях. Величав и прекрасен лес, одетый снегом. Пушистые снежные шапки покоятся на мохнатых лапах елей. Тишина. Только медленно и плавно опускаются снежинки. Приглядишься, и невольно охватывает изумление перед совершенством и разнообразием их форм. Хрупки и недолговечны эти создания природы. Только что выпавший снег образует рыхлый покров. Он мягок, легок, пушист и кажется вполне безобидным.

Все удивительно меняется, когда снег приходит в движение. Он превращается в грозную силу, способную вызвать стихийные бедствия. Снежинки, находящиеся на поверхности рыхлого покрова, начинают перемещаться при скорости ветра более 2 м/с (это соответствует скорости быстро идущего человека). В ясный зимний день, порой на большом расстоянии, становятся заметными снежные струи, возникающие на полях. Снег как бы дымится в тех местах, где бегут струи. При более сильном ветре кажется, что по полю стелется густая ватная масса. Это - поземка. По мере усиления ветра переносимый снег поднимается выше, даль затягивается снежной дымкой, в которой, извиваясь, движутся небольшие снежные вихри. Такое явление называют низовой метелью.

Зачастую при ветре начинается снегопад. Если ветер слабый (скорость меньше 2 м/с), то он переносит только снег, выпадающий из облаков, но не может привести в движение частицы, образующие снежный покров. Такая метель без переноса ветром частиц снега, уже упавшего ранее на земную поверхность, называется верховой. Если ветер усиливается, а снегопад продолжается, то начинается одновременный перенос снега, выпадающего из облаков и сдуваемого с поверхности снежного покрова. Происходит общая, или двойная, метель. Густые массы снега мчатся отовсюду, слепя глаза. Свирепствует ветер, быстро растут сугробы у домов, заборов, на дорогах. Особенно сильные общие метели, разыгрывающиеся в Заполярье, в тундре, называют пургой. При пурге ветер имеет очень высокую скорость - до 40 -45 м/с, или 145 - 160 км/ч (т. е. он мчится, как курьерский поезд). Переносимый снег так плотен, что не видно собственную ладонь на вытянутой руке. Ветер с силой давит на идущего человека и препятствует его передвижению. Становится трудно дышать. Наблюдатели метеостанций в тундре, выходя к своим приборам во время пурги, обвязываются веревкой, чтобы не потерять дорогу; на путь в несколько десятков метров они иногда затрачивают более часа.

Если снег при пурге немного влажен, он облепляет все предметы, превращаясь затем в лед. Особенно это опасно для линий электропередачи, телефонной и телеграфной сети. Провода провисают и при сильном ветре могут оборваться.

Если же пурга протекает при низкой температуре, то снежные частицы приобретают большую твердость. Полярный исследователь Д. Моусон рассказывает, что был очевидцем, как при пурге от ударов оледенелых снежных частиц перетирались веревки, ржавые цепи собачьих упряжек отполировывались до блеска, а на деревянных вещах протачивались узоры (менее твердые части поверхностного слоя древесины были как бы выскоблены снегом на глубину до 3 мм).

Снежные метели - привычное явление для населения нашей Родины, значительная часть огромной территории которой находится в северных широтах. Однако транспортникам метели всегда причиняли большие трудности и беспокойство. Первыми это испытали железнодорожники. Выдающийся русский инженер - железнодорожник Н. Е. Долгов, называвший снежные метели "грозным великаном", с которым приходится вести борьбу путейцам, так писал в одной из своих книг в 1909 г.: "Железные дороги в России существуют уже 50 лет, и все это время ведут ожесточенную борьбу с заносами, которые в равнинной местности нашего отечества с низкой зимней температурой и высокими снежными покровами достигают такой интенсивности, что нередко останавливают всю жизнь железных дорог на продолжительное время".

На автомобильных дорогах борьбе со снежными заносами не придавалось вначале особого значения, пока автомобильное движение не стало достаточно интенсивным. Например, еще зимой 1932 - 1933 гг. дороги Московского узла очищались от снега лишь в радиусе 30 км от столицы, а на следующую зиму эту зону расширили до 50 - 75 км.

Быстрое развитие автомобильного транспорта, увеличение интенсивности движения по дорогам, рост автобусных перевозок потребовали резкого улучшения зимнего содержания автомобильных дорог. При образовании снежных заносов на дорогax средняя скорость движения автомобилей нередко падает до нескольких километров, а при сильных снежных заносах - даже до нескольких десятков метров в час. Нередко из-за снежных заносов срываются перевозки скоропортящихся продуктов. Снижение скорости движения вызывает увеличение себестоимости перевозок и как следствие большие народнохозяйственные потери. Установлено, что на дорогах с интенсивным движением потери в течение одних лишь суток, вызванные увеличением себестоимости перевозок из-за снежных заносов могут быть равны затратам на зимнее содержание дороги в течение всего зимнего периода.

Учитывая это, в настоящее время стремятся сделать зимнее содержание автомобильных дорог таким же четким и надежным, как зимнее содержание железных дорог. Однако зимние погодные условия в отдельных районах нашей страны порой бывают так суровы, что избежать перерывов движения по дорогам не всегда удается.

Очень снежной и метелистой была зима 1965/66 г. Даже на центральные районы европейской части СССР обрушились мощные снегопады. Количество снега, выпавшее на улицы Москвы только за одну ночь с 13 на 14 февраля 1966 г., составило более 8 млн. м³. Намело громадные сугробы вдоль улиц и площадей, занесло бульвары и скверы. На расчистке заносов работали более 2 тыс. снегоуборочных машин, 3 тыс. автомобилей-самосвалов, а также жители города.

Особенно суровой эта зима была в северных и северо-восточных районах СССР. Пурга бушевала над бухтой Тикси, г. Магаданом, городами и поселками Камчатки и Сахалина. Ураган свирепствовал на Сахалине два месяца почти без перерыва. Снежные сугробы достигали высоты 5 - 7 м. В г. Охе врачи "скорой помощи" ездили к больным на вездеходах. В г. Южно-Сахалинске улицы, расчищенные после окончания урагана, были похожи на белые каналы. Бесконечные снежные траншеи имели такую глубину, что в них не было видно идущего человека. Борьба со снежным ураганом потребовала от населения острова большого напряжения всех сил и средств.

Даже в южных районах СССР зима 1965/66 г. создала большие затруднения. В январе 1966 г. снежный ураган прошел над Молдавией. Он начался совершенно неожиданно. Накануне в Кишиневе температура воздуха была выше 0°С, накрапывал дождь. Затем резко похолодало, подул сильный ветер, дождь сменился густым снегопадом, началась метель, которая бушевала двое суток. Скорость ветра по временам достигала 25-30 м/с. За несколько часов толщина снежного покрова в некоторых местах достигла 2,5 м. Метель занесла дороги и прервала сообщение с отдельными районами республики. В самом Кишиневе улицы так завалило снегом, что была нарушена работа городского транспорта. Совет Министров Молдавской ССР создал правительственную комиссию по борьбе с последствиями урагана и оперативные штабы во всех городах и сельских районах. В уборке снега принимали участие население, воинские части, сотни машин и автомобилей.

В южных районах снег во время метелей нередко бывает влажным, что затрудняет его уборку. Известны случаи, однако, когда и в северных районах при метелях выпадал сырой снег. Обычно это наблюдается в приморских районах, а также, если метель бывает в конце весны. Над Камчаткой, где на характер метелей налагает отпечаток близость океана, в конце января 1971 г. разразился буран, принесший смесь мокрого снега и дождя. В г. Петропавловске - Камчатском снег налипал на провода электролиний, телеграфной связи, рвал их под своей тяжестью, закрывал мокрыми сугробами улицы и ведущие к городу дороги. Без устали трудились дорожники и связисты. После недели упорной борьбы люди одержали верх над разбушевавшейся стихией.

Подобная метель с мокрым снегом и дождем наблюдалась в Томской области в середине мая 1972 г.

К счастью, метель была недолговременной. Усилия людей и наступившая теплая погода ликвидировали ее последствия.

Порой метели захватывают обширные территории.

В январе 1971 г. сильнейший снежный буран разразился над северо-востоком европейской части СССР, Сибирью и Казахстаном. Буран при ураганном ветре в течение 30 ч бушевал над Воркутой, обильно засыпая ее снегом. Потом сместился в Сибирь, прошел через Новосибирскую, Кемеровскую области, Алтайский край, юг Красноярского края и достиг Казахстана. Скорость ветра в Новокузнецке и Алтайском крае составляла 45 - 50 м/с. Ветер ломал деревья, срывал крыши с домов, рвал линии электропередачи и связи. В ряде районов за один - два дня выпало больше двух месячных норм осадков. На железных и автомобильных дорогах образовались сильные снежные заносы, прервавшие движение по ним. Нарушилась работа строительных организаций, горнорудных и промышленных предприятий. Кемеровскому металлургическому комбинату не подвозилась руда, в угольных карьерах не работали шагающие экскаваторы, прекратилась работа в шахтах, по временам прерывалась телеграфная и телефонная связь. По окончании бурана пришлось выполнить большой объем работ по расчистке дорог, восстановлению линий связи, ремонту домов и хозяйственных построек.

Значительные затруднения создают метели и в зарубежных странах. Суровые и снежные зимы бывают в ряде районов США.

Морозной и метелистой выдалась зима 1976/77 г. Суровая погода с длительными обильными снегопадами и сильными ветрами совпала с энергетическим кризисом, что еще больше обострило положение. Многие автострады были занесены, и это затруднило подвоз топлива и сырья промышленным предприятиям. В г. Буффало снег шел 17 дней, снежные отложения в ряде мест имели толщину до 4 м. На расчистку улиц г. Питсбурга были брошены войска. Одиннадцать штатов, где проживает примерно 4/5 всего населения США, были объявлены районами бедствия. Стали закрываться предприятия. Вследствие сокращения производства с января начались многотысячные увольнения рабочих.

В странах Западной Европы зимы обычно значительно менее суровы, чем в СССР и США. Однако и здесь снежные заносы периодически вызывают перерывы движения по автомобильным дорогам или сильно затрудняют его. В конце декабря 1978 г. в ФРГ сильные снегопады при ураганном ветре, дувшем в течение двух суток, нарушили движение на дорогах земли Шлезвиг-Гольштейн, прервав сообщение между многими городами и поселками. В этот же период в ГДР снежная буря обрушилась на остров Рюген, образовала снежные заносы на дорогах и нарушила связь с рядом населенных пунктов. На расчистку дорог были направлены воинские части.

Рис. 8

В декабре 1979 г. были занесены дороги на севере Франции, прерваны электроснабжение и телефонная связь. Местные власти объявили зонами бедствия 22 коммуны департамента Арденны. В Дании в результате интенсивных метелей, бушевавших 29 декабря на полуострове Ютландия, образовались заносы на многих автострадах. Власти сообщали о транспортных происшествиях с человеческими жертвами. В это же время сильные снежные заносы нарушили движение по автомобильным и железным дорогам Бельгии.

Особенно сильными и длительными в 1978/79 г. были метели в Швеции. Под новый год в провинции Сконе многие населенные пункты оказались отрезанными от внешего мира из-за снежных заносов на дорогах. Город Истад двое суток находился почти в полной изоляции, так как, помимо перерыва движения по дорогам, были нарушены электроснабжение и телефонная связь. Тысячи людей вынуждены были провести новогоднюю ночь на дорогах в автомобилях и автобусах, застрявших среди снежных заносов. В феврале 1979 г. заносы повторились. На многих автострадах было прервано движение (рис. 8). Пришлось эвакуировать население из ряда поселков и деревень. В марте были вновь занесены многие автомобильные дороги, а в районе Симрисхамн и Тумелилла остановились даже железнодорожные поезда.

Сильные метели переносят громадные количества снега. Когда этот снег отлагается у препятствий, которые метель встречает на своем пути, образуются огромные сугробы, объем которых измеряется сотнями кубометров. Так, в шахтерском поселке Кайеркан (Красноярский край) зимой 1960/61 г. пурга намела сугробы, почти полностью занесшие четырехэтажные дома (рис. 9). А на дороге недалеко от г. Норильска в ту же зиму почти до самого верха были занесены снегом телеграфные столбы (рис. 10). Нередки случаи, когда автомобили, оставленные на дороге во время сильной метели, полностью заносит снегом и, чтобы их найти после метели, приходится раскапывать большие сугробы.

Рис. 9

Рис. 10

Каким же образом происходит перенос и отложение снега? Можно ли задержать эту бешено мчащуюся снежную массу и защитить от нее дорогу?

Советским ученым А. К. Дюниным разработана теория, освещающая механику движения снежных частиц в метелевом потоке и задержания их у различных преград. Установлено, что движение снежинок вызывается мелкими вихрями, которые образуются в воздушном потоке над снежным покровом. В тонком вихревом слое давление резко снижается по сравнению с общим давлением воздуха. Снежинки с поверхности снежного покрова как бы подсасываются в вихревой слой, имеющий более низкое давление. Они подпрыгивают, а затем под острым углом падают на снежный покров (рис. 11). Ударяясь с большой скоростью, они сдвигают другие снежинки, вовлекая их в общее движение. В результате этого метелевый поток все больше и больше насыщается снегом. Наиболее тяжелые снежинки только перекатываются или скользят по поверхности снежного покрова, почти не поднимаясь над ней. Зато мелкие и легкие (снежная пыль) поднимаются в воздух и длительное время летят, поддерживаемые вихрями, движущимися в ветровом потоке.

Рис. 11

Чем выше скорость ветра, тем больше в нем образуется вихрей и тем сильней "подсасывание", благодаря которому поток захватывает и переносит снежные частицы. Поэтому с увеличением скорости ветра увеличивается и количество снега, которое захватывает и переносит метелевый поток. При уменьшении скорости ветра вихреобразование ослабевает, подъемная сила потока также уменьшается, а часть переносившегося им снега выпадает и откладывается.

Чтобы легче представить это, вспомним, как реки и ручьи перекосят ил, песок и мелкую гальку. Если течение быстрое, то вода свободно несет даже довольно крупные частицы. В тех же местах где русло реки или ручья расширяется и течение воды замедляется, переносимые частицы падают на дно и откладываются. Перенос снега ветром похож на перенос частиц ила и песка текущей водой. Скорость воздушного потока замедляется при обтекании различных углублений (канав, ям, дорожных выемок) или у предметов, преграждающих потоку путь (зданий, заборов, кустов, деревьев). В тех местах, где образуются зоны замедленной скорости, возникают при метелях снежные заносы.

Метель средней интенсивности может приносить ежеминутно к каждому метру длины дороги до 8 - 10 кг снега. Если бы весь этот снег выпадал из переносящей его метели, то на участке дороги протяжением 1 км мог бы вырасти за час сугроб объемом около 2000 - 2500 м³. Поэтому снежные отложения, образуемые метелями на дорогах, зачастую очень велики. На невысоких насыпях и участках, где полотно дороги проходит в одном уровне с окружающей местностью (на так называемых "нулевых местах"), толщина снежных отложений, образованных метелью, может составлять от 10 до 60 см (иногда до 1 м).

Толщина отложений в выемках бывает значительно больше - иногда при сильных продолжительных метелях выемки глубиной до 4-5 м бывают полностью занесены.

Но дело не только в размерах отложений.

При переносе ветром снежные частицы подвергаются сильным изменениям. Их разламывает ветер, они ударяются друг о друга, трутся о снежный покров и измельчаются. Переносимые снежные частицы, превратившиеся в мелкий иглистый "снежный песок", выпадая и откладываясь, под давлением ветра с силой сталкиваются между собой и плотно укладываются в сугробе. Другие снежинки, которые ветер продолжает переносить, бомбардируют поверхность сугроба, дополнительно уплотняя его. Поэтому снежные заносы, образующиеся при метелях и поземках, отличаются от снежных отложений, возникающих при спокойных снегопадах, не только своим размером, но и плотностью. Снежные заносы бывают такими плотными и прочными, что по ним, не проваливаясь, может ходить человек или проезжать трактор.

Плотность снега имеет большое значение при расчистке снежных отложений. Чем плотнее снег, тем труднее удалить его с дороги. Производительность снегоуборочных машин уменьшается с увеличением плотности снега.

Плотность - это количество (масса) снега, содержащаяся в единице объема. Измеряют плотность приборами - плотномерами или гамма - плотномерами. Свежевыпавший рыхлый снег имеет плотность от ОД до 0,2 г/см³. Это значит, что 1 м³ такого снега имеет массу от 100 до 200 кг. Плотность слежавшегося утрамбованного снега может достигать 0,6 - 0,7 г/см³, т. е. 1 м³ его имеет массу 600-700 кг.

Не меньшее практическое значение, чем плотность снега, имеет его прочность. Очень плотный снег иногда непрочен. Например, весенний талый снег, пропитанный водой, имеет сравнительно большую плотность (до 0,5 г/см³). Однако нога проваливается в таком снеге, прочность его незначительна. Зато очень прочным бывает смерзшийся снег. Проделайте такой опыт: уплотните рыхлый снежный покров и оставьте его в покое до следующего дня. Если температура была отрицательной, то он смерзнется. Теперь измерьте его плотность и вы убедитесь, что она не изменилась после смерзания.

Однако попробуйте резать снег металлической лопатой; оказывается для этого нужно приложить большое усилие. Не меняя плотности, снег очень увеличил свою прочность, снежные кристаллы смерзлись между собой и соединились в трудноразделимую массу.

Такое нарастание прочности нередко происходит в снежных заносах. Если заносы не убраны с дороги своевременно, то в них может начаться процесс смерзания снежных кристаллов. Смерзшийся снег с трудом разрабатывается машинами.

Снежные заносы долго считались почти непреодолимой трудностью для нормальной работы железных и автомобильных дорог. В прошлом веке одно из русских железнодорожных управлений даже издало приказ, чтобы начальники станций имели, на случай снежных заносов лошадей с санями. Предполагалось, что если движение поездов прервется, то пассажиры будут пересажены в сани и доставлены до следующей станции, где уже нет заносов.

Однако постепенно научились успешно бороться со снежными заносами.

Один из распространенных способов борьбы - защита дороги от переносимого метелью снега. Сущность такого способа заключается в том, чтобы пропустить к дороге только ветер, а снег, переносимый ветром, заставить выпасть из метелевого потока заранее, на подходе к дороге, в том месте, где он для нее неопасен. Для этого используют то же самое явление, которое вызывает образование снежных заносов - снижение скорости метелевого потока. На пути потока на некотором расстоянии от дороги ставят преграду, например, из решетчатых щитов. Дойдя до преграды, поток стремится обогнуть ее, а также проникнуть через просветы решетки. Если щитовой ряд длинный, то струн потока переваливают через щиты. Затем, опускаясь к земле, струи завихряются обратно, навстречу движению потока, и сталкиваются со струями, прошедшими через просветы решетки. Завихрения у щитов и столкновения струй тормозят поток, снижают его скорость, благодаря чему снег выпадает и откладывается у щитов. А поток, освобожденный от основной части переносимого снега и безвредный для дороги, направляется дальше и переваливает через дорожное полотно, не образуя отложений.

Преграды, защищающие дороги от снежных заносов, весьма разнообразны. Кроме щитов, применяют высокие заборы, изгороди из хвороста и других материалов, древесные и кустарниковые насаждения. В последние годы за границей стали применять для снегозащитных преград широкие ленты из специальной бумаги, укрепляемые на металлических стойках, а также ограждения из полиэтиленовой сетки (рис. 12). Для создания ограждений используют и сам снег. Для этого вдоль дорог по снежному покрову с помощью дорожных машин прокладывают траншеи (рис. 13). Сдвинутый снег образует по краям траншей высокие валы. Такие: траншеи с валами по краям, как ловушки, задерживают переносимый снег во время метели. Делают также преграды в виде стенок из брусков плотного снега, уложенных друг на друга -в шахматном порядке (бруски нарезают в снежном покрове, когда он уплотняется). Такие стенки хорошо задерживают снег, но их приходится делать вручную и они неустойчивы.

Рис. 12

Рис. 13

При неумелом использовании защитные устройства сами могут вызывать заносы. Так, в прошлом веке на одной из железных дорог во Франции решили применить щиты, но установили их слишком близко и они вызвали сильные заносы на дороге.

Движение поездов было прервано. Инженеры, обслуживающие дорогу, сделали вывод, что щиты приносят не пользу, а вред, и отказались от них.

В СССР для защиты железных и автомобильных дорог от заносов давно .пользуются, щитами. Приобретен большой опыт и разработана система их перестановки по мере занесения снегом. Щиты перестают работать, когда снег полностью их занесет. Поэтому, чтобы возобновить их работу, щиты откапывают и переставляют на новое место. Инж. М. И. Григоровский теоретически доказал, что, переставляя щиты на вершину образующегося около них снежного вала, можно сделать вал, настолько высоким, что дорога перестанет заноситься.

Была подробно исследована работа устройств, защищающих дороги от заносов. Установлено, что от их высоты, густоты решетки, оттого, как расположены в ней просветы, зависит количество задерживаемого снега и форма снежных отложений.(рис. 13).Изменяя решетку, можно управлять аэродинамическими процессами, происходящими у защит. Можно делать снежный вал ниже или выше, растягивать и сжимать, отодвигать от щитов или приближать к ним. Были разработаны щиты с разреженной нижней частью и заборы с разрывами в решетке (рис. 14). Эти защитные устройства задерживают много снега, но слабо заносятся сами.

Рис. 14

Уменьшить занесение снегом защитных устройств очень важно. Если конструкция забора неудачна и он засыпан снегом (а снежные валы у заборов порой достигают высоты 6 - 7 м), то весной во время таяния оседающий снег с большой силой давит на него. Ломаются и отрываются доски решетки, переламываются подкосы. При правильной конструкции забора (см. рис. 14) снежный вал отодвигается от него и опасность поломки тающим снегом исключается.

Хорошо защищают дороги и снегозащитные насаждения. Их устраивают в виде живых изгородей (обычно в два ряда) или в виде лесных полос (с числом рядов от четырех до восьми и более). Действие снегозащитных насаждений аналогично действию снегозащитных устройств. Насаждения снижают скорость метелевого потока, в результате чего переносимый снег выпадает и откладывается с полевой стороны полосы, внутри нее и за ней. Характер воздействия зависит от ширины и густоты полосы. У густых полос со сравнительно небольшим количеством рядов, применяемых в настоящее время на автомобильных дорогах, основное количество снега откладывается с подветренной стороны. Чтобы образующийся снежный вал не выходил на дорогу, полосы удаляют от дороги на расстояние от 20 до 70 м. Чем больше снега приносится к дороге, тем на большее расстояние должна быть удалена лесная полоса.

Дороги защищают от заносов и другими способами. Можно не задерживать снег перед дорогой, а помочь ему беспрепятственно перенестись через нее. Для этого достаточно устроить высокую насыпь. Многие, наверное, замечали, как трудно идти по высокой насыпи в ветреную погоду. Ветер дует с такой силой, что грозит сбросить с насыпи. Насыпь, преграждая путь воздушному потоку, заставляет поток переваливать через нее. При этом сечение воздушного потока суживается, воздух проходит над насыпью с повышенной скоростью, и снег не выпадает из потока, а переносится через дорогу. Чем выше насыпь, тем больше скорость обтекающего ее воздушного потока. Чтобы снег не выпадал из потока, нужно увеличить его скорость над насыпью на 8 - 10% по сравнению со скоростью ветра в поле. Для этого насыпь должна возвышаться над прилегающим снежным покровом на 60 - 80 см. Если дорога проходит по такой насыпи, то заносы на ней не образуются.

Однако не всегда можно проложить дорогу по насыпи. Рельеф земной поверхности порой заставляет прорезать возвышенности выемками. Уже говорилось, что при обтекании выемок воздушный поток снижает свою скорость. Можно ли повысить ее каким-либо способом, чтобы заставить снег беспрепятственно пронестись и через выемку?

Такой способ был найден в СССР еще в 1930 г. Если поставить на пути ветра сплошной забор, приподняв его на некоторую высоту над землей, то ветер, встретив сопротивление забора, с силой устремляется в проем под ним (рис. 15). При этом скорость ветра под забором и на некотором расстоянии позади него значительно увеличивается. В результате ветер не только не роняет на дорогу переносимый снег, но и выдувает с ее поверхности снег, выпадающий из облаков при снегопадах. Такие заборы называются заборами передувающего действия. Вначале они применялись только для защиты выемок и устанавливались на их откосах. Рис. 15

Рис. 15

В настоящее время на дорогах Крайнего Севера их устанавливают и на участках с небольшими насыпями (высота которых недостаточна для предотвращения заносов), размещая на обочинах дорог.

Чтобы придать воздушному потоку необходимую скорость, заборы передувающего действия должны иметь большую высоту - до 8 м. Продуваемый проем под таким забором настолько велик, что свободно может пройти человек (рис. 16). Ветер оказывает очень сильное давление на заборы передувающего действия и нередко ломает их. Поэтому такие заборы стали строить из железобетона.

Рис. 41

Образование снежных заносов во многом зависит от направления ветров при метелях. Если ветер дует вдоль дороги или под малым углом к ней, то дорога почти не заносится. Ветер, перпендикулярный к дороге или. дующий под большим углом, может вызвать сильные заносы. Это объясняется тем, что с увеличением угла подхода ветра к дороге к каждой единице ее протяжения приносится больше снега.

Рельеф местности оказывает сильное воздействие на обтекающий земную поверхность воздушный поток. Над вершинами возвышенностей, так же как и над насыпями, скорость воздушного потока значительно выше, чем в понижениях рельефа. Поэтому снежный покров в горной и холмистой местностях распределяется очень неравномерно: снег сдувается с возвышенностей и накапливается в пониженных местах. На равнинах снежный покров залегает более или менее равномерно, но зато при метелях ветер может переносить здесь значительные количества снега.

Сильно влияет на процесс переноса снега также растительность и ее характер. На участках, покрытых сплошными массивами леса, переноса снега не происходит. В местности, покрытой отдельными рощами и дубравами, перенос снега может достигать значительной величины, хотя и не бывает таким большим, как в безлесной равнине. Если местность покрыта мелким кустарником, то он задерживает снег, пока не будет совсем занесен, после чего перенос происходит так же беспрепятственно, как и в местности, лишенной растительности.

Все эти особенности приходится учитывать при изысканиях и проектировании дорог.

Если дорогу прокладывают так, что она попадает в зоны снижения скорости воздушного потока, создаваемые рельефом местности, то это усиливает ее заносимость. Проложение дороги вдоль направления господствующих метелевых ветров, наоборот, способствует уменьшению заносимости.

Если дорога должна пройти по косогору, важно правильно выбрать наименее заносимый его участок. На наветренных склонах зоны снижения скорости обтекающего их воздушного потока расположены у подошвы. Верхняя часть наветренного косогора хорошо продувается ветром. Перевалив через вершину возвышенности, метелевый поток снижает скорость, и на подветренной стороне снег обильно выпадает из потока, вызывая образование снежных заносов.

Следовательно, дорогу нужно прокладывать в пределах средней или верхней части наветренного косогора, а также по водоразделу (вершине возвышенности). Однако, хотя водоразделы хорошо продуваются ветром, метели на них бывают чаще, чем в долинах, и отличаются большой силой. Поэтому, если близко есть широкая долина, то лучше дорогу проложить не по водоразделу, а по долине, но не ближе 50 - 60 м от подошвы ближайшей возвышенности, чтобы не сказывалось ее влияние.

Прокладывая дорогу, нужно обходить различные понижения местности (ложбины, котловины), которые сильно заносятся снегом, или, если обойти нельзя, пересекать их по кратчайшему направлению. Если же можно проложить дорогу через лесные массивы, то их нужно использовать как естественную защиту, надежно предохраняющую от снежных заносов.

Способы защиты дорог от заносов, разработанные советскими инженерами, очень надежны. Это убедительно показывает опыт г. Норильска. Суров климат в районе, где расположен этот полярный город. Зима продолжается почти восемь месяцев. Морозы превышают - 50°С, скорость ветра 40 - 45 м/с. Пурга здесь частый гость, а перенос снега во время пурги такой сильный, что в полуметре от себя уже ничего не видишь, кроме густой белой пелены.

Норильчане привыкли к пурге. Они защитили свой город от снежных заносов многочисленными рядами высоких заборов, имеют современные снегоочистительные машины. Бушует пурга, завывает ветер, а город живет и работает бесперебойно.

Да и на дорогах, окружающих Норильск, движение почти не прерывается. Самая северная в мире железная дорога соединяет Норильск с Дудинкой - портом на р. Енисее. Когда едешь по этой дороге, то порой не верится, что на ней можно поддерживать бесперебойное движение. Узкой ниткой вьется дорога среди холмов, пересекает небольшие речки, овраги, суходолы. А кругом бескрайние снежные просторы. Небольшие станции утонули в огромных снежных сугробах. Разыгравшаяся пурга обрушивает всю свою ярость на дорогу, словно стремясь стереть ее с лица земли, и все же поезд уверенно идет в этом беснующемся мире сквозь снег и мрак.

Почему возможно такое чудо? Только потому, что норильские железнодорожники научились хорошо защищаться от снежных заносов. Во многих местах проложили дорогу по незаносимым насыпям, а там, где нельзя было это сделать, установили щиты и снегозадерживающие заборы или заборы передувающего действия (см. рис. 16). И снег, устремляющийся на путь, перехватывается и откладывается, не доходя до дороги, или передувается через нее.

Также успешно борются здесь со снежными заносами и на автомобильных дорогах.

И все же снег попадает на дорогу. Он выпадает на нее сверху из облаков в тихую погоду и, кроме того, некоторое количество пропускают защитные линии при метелях.

Оставлять снег на дороге нельзя. Автомобили уплотняют его, поверхность дороги становится неровной, возникают снежные ухабы. Если по уплотненному слою снега продолжать ездить, то он постепенно превратится в лед и тогда его будет очень трудно удалить. А по неровной, обледеневшей поверхности ездить очень плохо - снижается скорость, движение становится опасным, тряским, неудобным для пассажиров.

Поэтому снег стремятся убрать с дороги сразу, как только он выпал. Слой снега небольшой толщины удаляют снегоуборочными плугами, подвешиваемыми впереди автомобилей. В СССР имеются снегоуборочные плуги, позволяющие очищать дорогу от снега с большой скоростью. Отвалам таких плугов придана форма, благодаря которой снег отбрасывается в сторону на расстояние до 10 м широкой веерообразной струей.

При большой толщине снежного слоя плужные снегоочистители не могут двигаться быстро из-за сильного сопротивления. Они перестают отбрасывать снег и только сдвигают его в сторону в виде валов. Снежные валы (особенно большой высоты), как и всякая преграда, задерживают снег, переносимый метелями, и могут стать причиной заноса дороги. Поэтому отложения большой толщины расчищают роторными снегоочистителями (рис. 17). Эти машины забирают снег с дороги специальным устройством (шнеком или фрезой), работающим как спиральные винты в мясорубках, подают его к диску с лопастями (ротору) и выбрасывают по воздуху в сторону.

Рис. 17

Промышленность Советского Союза выпускает роторные снегоочистители различной конструкции, размеров и производительности. Их монтируют на автомобилях или на тракторах. Маленькие роторные снегоочистители могут убирать до 200 - 250м³ снега в час, большие - до 10 тыс. м³ в час. Производительность большого роторного снегоочистителя такова, что квадратную площадку со сторонами 100х100 м, покрытую слоем снега толщиной 1 м, он может очистить за час. Большие роторные снегоочистители могут отбрасывать снег очень далеко - на 50 - 60 м, а маленькие - на 10 - 12 м. Снегоочистители, имеющие фрезы, могут убирать с дороги снег любой прочности.

При сильных метелях иногда полностью заносятся снегом выемки глубиной до 5 - 6 м. Еще большую высоту имеют снежные завалы, образуемые лавинами. Расчистка таких мощных снежных отложений очень трудна, тем более, что снег в этих отложениях, как правило, имеет большую плотность и прочность. Вести расчистку таких масс снега, начиная с нижних слоев, нельзя - верхние слои могут обрушиться и завалить снегоуборочную машину. В то же время снегоочистители на колесах не могут заехать на верх этих отложений. Поэтому снежные отложения большой толщины чаще всего расчищают бульдозерами, сдвигая ими снег сверху к роторным снегоочистителям, которые передвигаются по поверхности дороги. С появлением фрезерно-роторных снегоочистителей на гусеничном ходу стало возможным вести расчистку таких отложений без бульдозеров. Снегоочистители на гусеничном ходу могут самостоятельно расчищать снежные отложения любой толщины, удаляя снег послойными проходами и отбрасывая его в сторону.

Разработка способов защиты дорог от заносов и создание снегоуборочных машин высокой производительности при умелом пользовании ими дают возможность всю зиму поддерживать бесперебойный проезд по дорогам даже в районах с очень сильными метелями.