При определенных условиях на порогах, на камнях и других предметах, лежащих на дне, появляются кристаллики льда. К ним прилипают новые льдинки, и так происходит до тех пор, пока часть заледеневшей массы не оторвется и не всплывет вверх. Нередко вместе со льдом поднимаются и те предметы, на которых он образовался. Поток подхватывает всплывшие массы льда и несет их вниз по течению.
Жители Санкт-Петербурга имеют возможность наблюдать, как при морозах до 10 °С на Ивановских порогах на Неве возникает шуга. С высокого левого берега хорошо видно: в разных местах реки на поверхность выныривают комья ледяной каши. Эти пороги – гигантская «фабрика» шуги. Шуга в больших количествах идет осенью по Неве, Амударье, Амуру, Ангаре. Наблюдается она на Темзе, Эльбе, Маккензи и на многих других реках мира.
Долго никто не знал, почему и как образуется донный лед. Выдвигались различные гипотезы, ученые долго спорили. И вот они подметили, что донный лед образуется на участках, где еще нет ледостава, то есть где лед не сковал воду. Еще было установлено, что процесс зарождения шуги идет быстрее на каменистых быстротечных участках рек, главным образом на быстринах и порогах. А самое основное условие – это то, что вода и речное ложе должны быть сильно охлаждены.
Шуга не такое уж безобидное ледяное образование, как может показаться с первого взгляда. Очень часто донный лед нарушает работу гидроэлектростанций, намерзая на металлических решетках, на отводах, ведущих к машинному зданию ГЭС, или вызывает перебои в работе водопровода. Например, в 1894 г. жители Петербурга на двое суток остались без воды: оказалось, что лед закупорил отверстия водозаборного устройства, и пока его не скололи, водопровод не работал.
Когда по реке идет много шуги, это не сулит ничего доброго. Часто бывает так, что почти вся река покроется льдом, а на быстротечных участках вода все еще бурлит и носит шугу. Попадая под ледяной покров, шуга, словно кашей, забивает русло, стесняет течение воды. А дальше происходит самое неприятное: вода выходит из берегов и затопляет долину.
Разливы, да еще зимою – бедствие для населения. Зажоры (так называются подтеки воды из-за шуги) могут длиться в течение продолжительного времени – месяц и два.
Разлившаяся вода замерзнет, и лед будет держаться до весны. Поэтому нет ничего хуже зимних наводнений. С ними очень трудно бороться. Тут не помогают ни взрывчатка, ни бомбы. Шуга забивает русло потока на протяжении многих километров, причем все это происходит под ледяным покровом. Прочистить его – совершенно безнадежное дело.
Правда, есть один верный способ борьбы с зажорами – «утопить» фабрики шуги с помощью водохранилищ. Тогда на затопленных порогах донный лед не станет образовываться или его будет очень мало. К сожалению, такой способ не всегда применим, так