PrirodaPrirodaПрирода0032-874XAkademizdatcenter Nauka62772610.7868/S0032874X22030024ArticlesСтатьиResearch ArticleBrash Ice — a Man-Made Problem of Marine Ice EngineeringТертый лед — рукотворная проблема морской ледотехникиSazonovK. EСазоновК. Еk_sazonov@ksrc.ruKrylov State Research CentreКрыловский государственный научный центрSaint Petersburg State Marine Technical UniversityСанкт-Петербургский государственный морской технический университет310320223NO3 (2022)№3 (2022)152601032024Copyright ©; 2022, Издательство «Наука»2022Издательство «Наука»https://journals.eco-vector.com/0032-874X/article/view/627726

Ice cover on water surface shows a wide diversity of its structure including linear dimensions of ice fragments. Ice with the smallest linear dimensions (less than 2 m) is called the brash ice. Such ice can be formed in natural conditions at water freezing and as a result of dynamic processes in ice cover, as well as due to human activities at sea. The latter type of ice is the one that has recently posed a serious problem to shipping in freezing sea areas. The paper describes the main properties of brash ice and considers the ways to meet the challenges of this phenomenon.

Ледяной покров на поверхности воды отличается большим разнообразием своего строения, включая линейные размеры ледяных образований. Лед с наименьшими линейными размерами (менее 2 м) называется тертым. Такой лед может образовываться как в естественных условиях при замерзании воды и при динамических процессах в ледяном покрове, так и из-за хозяйственной деятельности человека. Именно такой тертый лед в последнее время начинает создавать серьезные затруднения для породившего его судоходства в замерзающих акваториях. В статье описываются основные свойства тертого льда и рассматриваются способы борьбы с этим явлением.

brash iceporositycohesionangle of internal frictionbuild-upfreeze-upтертый ледпористостьсцеплениеугол внутреннего трениянарастаниесмерзаемостьСазонов К.Е. Морская ледотехника: Учебное пособие. СПб., 2019.Шаталина И.Н., Трегуб Г.А. Ледовые проблемы строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений. СПб., 2013.Арнольд-Алябьев В.И. Блинчатый лед. Сборник в честь профессора Николая Михайловича Книповича. 1885–1925. М., 1927; 249–260.Arnold-Alabieff W. Das Tellereis, Internationale Vereinigung für theoretische und angewandte Limnologie: Verhandlungen. 1929; 4(1): 144–172.Смирнов А.П., Майнагашев Б.С., Голохвастов В.А., Соколов Б.М. Безопасность плавания во льдах. М., 1993.Kannari P. Measurements of characteristics and propulsion performance of a ship in old ice-clogged channels. Proceedings of the 7 International Conference on Port and Ocean Engineering in Arctic Conditions (POAC-83). V.II. Espoo, 1983; 600–619.Ettema R., Huang H.-P. Ice Formation in Frequently Transited Navigation Channels. U.S. Army Corps of Engineers, Cold Regions Research & Engineering Laboratory Special Report №90–40. Hanover, 1990.Riska K., Bridges R., Shumovskiy S. et al. Brash ice growth model — development and validation. Cold Regions Science and Technology. 2019; 157: 30–41. DOI:10.1016/j.coldregions.2018.09.004.Bridges R. Geometric Model on the Evolution of Brash Ice Channels. Proceedings of the Thirtieth International Ocean and Polar Engineering Conference (Shanghai, China, October 11–16, 2020). Shanghai, 2020; 617–621.Nortala-Hoikkanen A. Development of brash ice in channels navigated by ship. Proceedings of the 15 International Conference on Port and Ocean Engineering in Arctic Conditions (POAC-99). V.II. Espoo, 1999; 620–630.Matala R., Skogström T. Soil mechanics measurement methods applied in model brash ice. Proceedings of the 25 International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (Delft, June 9–13, 2019). Delft, 2019.Цытович Н.А. Механика грунтов. М., 1973.Matala R. Investigation of model-scale brash ice properties. Ocean Engineering. 2021; 225(3): 108539. DOI:10.1016/j.oceaneng.2020.108539.Думанская И.О. Ледовые условия морей европейской части России. М., 2014.Riska K., Wilhelmson M., Englund K., Leiviska T. Performance of Merchant Vessels in the Baltic. Research Report №52. Espoo, 1997.Riska K., Blouquin R., Coche E. et al. Modeling brash ice growth in ports. 22nd IAHR International Symposium on Ice (Singapore, August 11 to 15, 2014). Singapore, 2014; 853–859.Сазонов К.Е., Шахов Е.Г. Исследование процессов консолидации ледовых каналов, проложенных в припайных льдах. Материалы итоговой сессии ученого совета Российского гидрометеорологического университета. СПб., 2006; 67–68.Krupina N., Chernov A., Likhomanov V. et al. The ice tank study of ice performance of a large LNGC in the old channel. Proceedings of the 22nd International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (June 9–13, 2013). Espoo, 2013.Bridges R., Riska K., Haase A. Experimental Tests on the Consolidation of Broken and Brash Ice. Proceedings of the 25th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (June 9–13, 2019). Delft, 2019.Bridges R., Riska K., Suominen M., Haase A. Experimental Tests on Brash Ice Channel Development. Proceedings of the Thirtieth International Ocean and Polar Engineering Conference (Shanghai, China, October, 11–16, 2020). Shanghai, 2020; 639–643.Zhaka V., Bridges R., Riska K., Cwirzen A. Brash ice formation on a laboratory scale. Proceedings of the 26th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (June 14–18, 2021). Moscow, 2021.Сазонов К.Е. Движение судов в тертых льдах: результаты исследований. Проблемы Арктики и Антарктики. 2021; 67(4): 406–424.Рыжков А.В., Сазонов К.Е. О работе «ледовых ящиков» ледоколов на мелководье. Избранные доклады Четвертой Сахалинской региональной морской научно-технической конференции в год 200-летия Геннадия Ивановича Невельского и 150-летия Алексея Николаевича Крылова «Мореходство и морские науки — 2012». Южно-Сахалинск, 2013; 223–226.Ruiz de Almirón de Andrés C., Saarinen S., Uuskallio A. Review of ice challenges and ice management in port areas. Coastal Engineering Proceedings. 2018; 1(36): 1–8. DOI:10.9753/icce.v36.papers.79.Андреев О.М., Гудошников Ю.П., Виноградов Р.А., Клячкин С.В. Ледовые каналы как лимитирующий фактор при проектировании терминалов отгрузки углеводородов в прибрежной зоне арктических морей. Вести газовой науки. 2019; 2: 46–52.Виноградов Р.А., Андреев О.М., Драбенко Д.В., Скутин А.А. Инженерно-гидрометеорологические изыскания с учетом аккумуляции ледяной каши в арктических портах. Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации. Материалы Шестнадцатой общероссийской научно-практической конференции изыскательских организаций. М., 2021; 277–284.Ruiz de Almirón de Andrés C. Brash ice management in harbour areas. Arctic Passion News. 2015; 10: 16–17.Carstens T. Maintaining an Ice-Free Harbor by Pumping of Warm Water. Proceedings of the Fourth International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (1977, Delft, St. Johns, Canada). V.1. Delft, 1977; 347–357.Pan H., Eranti E. Flow and heat transfer simulations for the design of the Helsinki Vuosaari harbour ice control system. Cold Regions Science and Technology. 2009; 55: 304–310. DOI:10.1016/j.coldregions.2008.09.001.Коновалов И.М., Емельянов К.С., Орлов П.Н. Основы ледотехники речного транспорта. Л.; М., 1952.Pan H., Eranti E. Applicability of Air Bubbler Lines for Ice Control in Harbours. China Ocean Engineering. 2007; 21(2): 215–224.Coche E., Kalinin A. Yamal LNG: Challenges of an LNG port in Arctic. Proceedings of the 22nd International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (June 9-13, 2013. Espoo, Finland). Espoo, 2013.Patil A., Sand B., Fransson L. et al. Simulation of brash ice behavior in the gulf of Bothnia using smoothed particle hydrodynamics formulation. Journal of Cold Regions Engineering — ASCE. 2021; 35(2): 04021003-1–04021003-14. DOI:10.1061/(ASCE)CR.1943-5495.0000245.Сазонов К.Е. Влияние смерзаемости ледяного канала в припайном льду на ледовую ходкость судна. Труды Крыловского государственного научного центра. Вып.88(372). СПб., 2015; 159–168.