Петербургу будущего страшна не вода, а ветер

С появлением комплекса защитных сооружений наводнения вот уже 13 лет не угрожают Петербургу. Дамба может выдержать подъем воды свыше пяти метров. А такое по технологическим расчетам может случиться раз в 10 тысяч лет, да и то, если «повезет». А вот длительные нагоны воды из-за идущих один за одним циклонов, что часто случается в последние годы, могут создавать проблемы. Ведь затворы дамбы нельзя закрывать дольше чем на 48 часов из-за поступления воды с Ладоги по Неве, которая должна уходить в Балтийское море. Об уникальном характере наводнений в Северной столице и особенностях защиты от «большой воды» других городов мира — в нашем материале.

Условные юбилеи

За историю Петербурга в городе произошло больше трех сотен наводнений. И многие были разрушительными. Самое первое случилось спустя всего пару месяцев после начала строительства города, 31 августа 1703 года. Это первое наводнение внесло в умы всех строителей Петербурга раздрай. Оно по современным меркам уже было серьезным — 2,11 метра выше ординара при опасном значении в 2,10. Петр Первый еще в 1715 году решил у стен Петропавловской крепости поставить первую рейку, чтобы наблюдать за уровнем воды. Хотя даже Академия наук только в 1725 году начала инструментальные наблюдения за этим явлением. Еще одним из наиболее серьезных считается наводнение, случившееся в эпоху уже Екатерины Великой, — в 1777 году.

Но самыми крупными считаются цикличные — с интервалом в столетия. Хотя они длились недолго, всего несколько часов, нанесли колоссальный ущерб Северной столице. Наводнение, случившееся 7 ноября 1824 года по старому стилю, нашло отражение и в живописи, и в воспоминаниях, и в пушкинской поэме «Медный всадник», хотя сам Пушкин очевидцем его не был, так как не находился в Петербурге в те дни.

Нагонная волна со стороны Невской губы в тот день была настолько сильной, что подняла уровень воды на 4,21 метра выше ординара. Очевидцы, чьи свидетельства сохранились, утверждали, что буря, разразившаяся к 10 часам утра, «обратила естественное течение Невы в противоположную сторону».

Писатель, участник войны 1812 года Самуил Аллер в книге «Описание наводнения, бывшего в Санкт-Петербурге 7 числа ноября 1824 года» рассказывал, что вода в тот день неожиданно хлынула со всех сторон на улицы города, она заливала экипажи, подтопляла нижние этажи домов, ломала заборы, разрушала мостки, крыльца, фонарные столбы и несущими обломками выбивала не только стекла, но и рамы целиком, двери, перила и ограды. В пролив превратился весь Невский проспект. Люди цеплялись за гривы лошадей и обломки экипажей, взбирались на деревья и крыши домов. Очевидец наводнения Александр Грибоедов вынужден был взобраться на чердак дома Погодина. Император Александр I, потрясенный страшной картиной смертей и разрушений, воскликнул: «За мои грехи Бог нас карает!»

Стихия, которая начала стихать после 15 часов, разрушила первый в городе наплавной Исаакиевский мост, на Васильевском острове смыла большую часть домов. Пострадали Стрельна, Петергоф, Ораниенбаум, практически полностью был затоплен Кронштадт. Галерная гавань на следующий день представляла собой развалины: большие суда и гальоты лежали по улицам и дворам, дома были снесены целыми рядами, превратив улицы в площади, часть улиц была завалена обломками и домашнею утварью так, что невозможно было пройти.

Спустя 100 лет, в 1924 году, вода поднялась на 3,8 метра выше ординара. В Ленинграде даже ввели военное положение. К середине дня 23 сентября вода начала заливать Васильевский остров, затем Петроградскую сторону и центральные районы города. Затопило подвалы, которые служили складами для продовольствия и жильем, а также первые этажи зданий. Пик наводнения пришелся на семь вечера, к 22 часам вода отхлынула и к полуночи опустилась ниже метра по ординару. За один день стихия лишила жилья 15 тысяч горожан, снесла 19 мостов, в том числе Сампсониевский и Гренадерский, повредила мостовые, 120 трамваев. Пострадали заводы, в том числе завод взрывчатых веществ на Ватном острове, где во время наводнения вспыхнул пожар. Материальный ущерб оценили в 130 миллионов рублей.

Защита на 10 тысяч лет

Сегодня наводнения Петербургу не угрожают. Дамба, строительство которой было начало еще в 70-е годы прошлого столетия и достроенная, когда губернатором города была Валентина Матвиенко, за 13 лет эксплуатации показала — жителям волноваться не о чем. Затворы своевременно закрывают при нагонной волне, и ее напор удерживает комплекс защитных сооружений (КЗС). Заместитель генерального директора по эксплуатации КЗС Игорь Полищук напомнил, что сооружение ввели в строй 12 августа 2011 года. За прошедшие годы дамба предотвратила 35 морских нагонов, которые могли нанести существенный ущерб городскому хозяйству, по укрупненным оценкам - около 130 миллиардов рублей. Серьезных наводнений с подъемом воды на 2,1 метра выше ординара за 13 лет было около пятнадцати.

Он напомнил, что в свое время рассматривали два варианта защиты — один из них с перекрытием устья Невы. Но в итоге самым верным и правильным решением стало создание защитной дамбы в Невской губе, так как поток воды от Невы менее опасен, чем нагоны со стороны Таллина. Именно этот вариант защиты города предложил еще в XIX веке французский и российский инженер Пьер-Доминик Базен. Хотя в те времена невозможно было создать такое мощное и технологически сложное сооружение. Да и верное расположение открывающихся створов смогли рассчитать только после 1954 года.

Защитные сооружения, по его словам, могут предотвратить наводнение в 5,45 метра. Но такой нагон в Невской губе может случиться, по прогнозам вероятности, раз в 10 тысяч лет. Сама же дамба при должной эксплуатации и своевременном обслуживании спокойно может прослужить человечеству более сотни лет.

Коварные дружные циклоны

Наводнения в Петербурге имеют уникальный характер, так как их могут рассчитать синоптики, а не океанологи, как обычно происходит во всем мире. Ведь природа нагона волны связана с циклонами. Это, кстати, объясняет, почему невозможно было в XVIII-XIX веках предупредить наводнения. Ведь гидрометслужба появилась только в 1872 году, а первый прогноз, который смог указать на возможное усиление ветра за день, был сделан еще через два года. Примерные прогнозы наводнений смогли делать только ближе к концу XIX века, когда специалисты стали понимать природу этого явления. Например, наводнение 1903 года, когда вода поднималась на 1 метр в час, синоптики смогли рассчитать за 17 часов до начала разгула стихии. Затем синоптикам надо было накапливать опыт. Только в 1934 году специалисты создали атлас наводнений и появилась возможность условно их прогнозировать. К тому времени уже понимали, что вода идет от Таллина и приходит в Петербург за 6 часов. А к 1954 году создали методику расчета, которая до сих пор работает и позволяет определить, когда волна придет к Петербургу и какой примерно высоты она будет.

Начальник Гидрометцентра Северо-Западного управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Александр Колесов сообщил, что изменение климата и глобальное потепление все же заставляют задуматься о гипотетических угрозах для города. Они кроются в усилении ветра: «Атлантика теплая, она рождает циклоны, которые выходят на нас. Но они упираются в холодную воздушную массу, которая стоит над нашим континентом. Контраст холод-тепло дает глубокие циклоны с сильным ветром. Они и приводят к наводнениям», — рассказал Колесов.

Он напомнил про серьезное наводнение 2015 года, когда в Петербург пришли три циклона подряд. И рассказал, что в последние годы количество и частота циклонов увеличиваются.

«Для нашего региона это связано с тем, что больше циклонов проходит по Северной Атлантике на восток. Город находится на 60-м градусе северной широты. А это путь движения циклонов. Никуда нам от этого не деться. Циклонов все больше и больше. У них есть периодичность: то затишье, то иногда по семь наводнений за период. Для Петербурга еще опасны смерчи, как 1 июля 2024 года. Большие наводнения, которые происходят, всегда связаны с очень сильными ветрами. Смерч выдает скорость ветра до 50-60 метров в секунду. Это очень опасно для города. Ведь если случится ливень, то это будет неприятно, но он пройдет и все. А сильный ветер может принести серьезные разрушения», — отметил Колесов.

В 2015 году комплекс защитных сооружений был закрыт на критически долгий период: между первым и вторым циклонами смогли открыть затворы и выпустить часть воды, а между вторым и третьим — нет. И тогда время закрытия составило 41 час.

Игорь Полищук пояснил, что время закрытия дамбы по техническим параметрам ограничено 48 часами. Поэтому несколько циклонов подряд нежелательны. Нева вытекает из Ладоги и интенсивно несет свои воды в Балтийское море. При закрытых затворах образуется замкнутая акватория Невской губы, где скапливается вода. В среднем Нева в закрытой акватории поднимает ее уровень по 3 сантиметра в час. «Наша задача — максимально сократить время закрытия акватории и не подтопить город», — подчеркнул Полищук.

Александр Колесов пояснил, что самая большая проблема — это учащающиеся циклоны с их штормовыми западными ветрами, которые могут потребовать закрытия затворов на двое суток: «Ветер между циклонами ослабевает, но не прекращается, и подход нового циклона дает дополнительное усиление. Нужно учитывать, что подъем Невы в 50 сантиметров за сутки считается при среднем уровне движения воды в 2,5 тысячи кубометров в секунду. И при «средней Ладоге». А сейчас, например, Ладога выше на 21 сантиметр от нормы. Максимальный расход Невы в такой ситуации может быть 4,6 тысячи кубометров в секунду. Это колоссальные значения», — озадачил главный синоптик Петербурга.

Рассчитать, как поведут себя циклоны, по его словам, порой невозможно до последнего, они могут поменять свое движение в любой момент. Например, в 2005 году уровень воды поднялся на 2,34 метра. Если бы циклон не ушел в последний момент чуть южнее, в Петербурге была бы катастрофа: расчеты давали повышение воды больше 3 метров.

Города под защитой

В иных странах риск наводнения рассчитывают океанологи. Три главных участка, на которые обращают внимание наши специалисты, — это Голландия и Великобритания, которые страдают от Северного моря, а также Венеция, которая подтапливается от вод Средиземного.

Александр Колесов пояснил: «У них эти процессы устроены немного по-другому, чем у нас. Они понимают, что будет ветер с моря, придет вода и подтопит территорию. У них тоже созданы мощные защитные сооружения, но не по такому принципу, как наша петербургская дамба».

Нидерланды от Северного моря начинали защищаться еще в Средние века. Летопись крупнейших наводнений ведется с 838 года. Они затапливали до 70 процентов территории страны и уносили тысячи жизней людей. Поэтому в Голландии начали строить польдеры — участки побережья, которые осушали с помощью шлюзов: их открывали в отлив, спуская накопившуюся воду. Позже для осушения земель в Голландии стали использовать ветряные мельницы, поднимающие воду через каскад резервуаров. Более современные устройства сооружали с конца XIX века. Сейчас общая длина защитных дамб составляет 3500 километров, из которых 1430 километров — речные, 1017 — дамбы вокруг озер, а 430 и 260 — береговые дамбы и дюны. Последнее крупное наводнение, от которого пострадали многие страны Европы, произошло в июле 2021 года. В Голландии эвакуировали 15 тысяч жителей провинции Лимбург.

В Великобритании от наводнений страдает Лондон, построенный недалеко от устья Темзы. Защитить столицу Туманного Альбиона решили в середине прошлого века после катастрофического наводнения в феврале 1953 года в странах Северного моря. Тогда из-за шторма, вызвавшего высокий прилив, пострадали несколько стран Европы и Великобритания. Уровень воды поднялся на 5,6 метра выше средних значений. Погибло около 2400 человек. Тогда решили поперек Темзы в Восточном Лондоне построить сооружение, способное перекрывать движение воды вверх по реке и обеспечить защиту от нагонной волны высотой до 7 метров. Его ввели в эксплуатацию в 1983 году и назвали Барьером Темзы. Длина барьера составляет около 520 метров, он состоит из девяти бетонных сооружений и 10 разводных стальных ворот. В состоянии покоя ворота находятся на дне реки, в рабочем положении — поворачиваются на 90 градусов, образуя сплошную стену. Время закрытия ворот по отдельности составляет 10-15 минут, всего барьера — 1,5 часа.

В Италии Венеция и соседние населенные пункты Венецианской лагуны страдают от регулярных, в том числе сезонных подъемов воды от нагонов из Адриатического моря. Город может относительно безболезненно переносить подъем до 1 метра выше уровня моря. Однако при подъеме в 2 метра и более под воду уходит вся суша города, так как большинство островов Венеции не выше двух метров над уровнем моря. Раньше незначительные и редкие сезонные наводнения были благом, так как они уносили из каналов сточные воды. Но из-за изменений климата увеличилась частота наводнений. Если раньше самую низкую точку, площадь Сан-Марко, заливало в среднем девять раз в год, то теперь — до сотни раз в год.

Для защиты Венеции и других населенных пунктов на побережье Венецианской лагуны с 2003 года реализуют проект MOSЕ, который состоит из ряда мобильных шлюзов, призванных изолировать города зоны риска от Адриатического моря. В нормальных условиях шлюзы, большие металлические короба шириной 20 метров, длиной 20-30 и толщиной 5 метров, заполнены водой и оставлены в заранее подготовленных бетонных кессонах на укрепленном морском дне. Когда предвидится прилив выше 110 сантиметров, шлюзы продувают сжатым воздухом, и они всплывают, поворачиваясь вокруг оси крепления, пока не поднимутся над водой, временно изолируя лагуну от моря и останавливая приливное течение. Шлюзы достигают верхнего положения приблизительно за 30 минут.

Первые тесты системы прошли в 2019 году. Впервые полноценно задействовали систему 4 октября 2020 года, когда были подняты все готовые на тот момент 78 защитных барьеров. По данным официального сайта MOSE, некоторые работы на объекте еще не завершены, срок окончания всех работ — конец 2025 года. Параллельно с выстраиванием системы шлюзов для защиты от подъема воды в Венеции местные власти поднимают пристани и защищают мостовые.

Кроме того

В Нью-Йорке с 2012 года обсуждают проекты защиты мегаполиса от штормов и наводнений. Один из них — «Big U», который предполагает строительство систем защитных барьеров, зеленых зон и парков вдоль побережья Манхэттена. Но о его реализации к 2024 году ничего не известно.

В Токио, начав в 1992 году, к 2006 году построили крупнейшую в мире систему подземных резервуаров для воды и туннелей для защиты города от наводнений. Токийский противопаводковый коллектор состоит из пяти вертикальных водохранилищ-колодцев, высота самого большого около 70 метров. Туннели, связывающие водохранилища, имеют диаметр около 10 метров и проложены на глубине 50 метров, их общая протяженность составляет 6,4 километра. В японских СМИ самый большой резервуар коллектора из-за огромных размеров часто называют «подземным храмом».