Проблема нагонных наводнений в С. Петербурге

Процессор и ..

Охлаждение ПК

Статьи

Полезные советы

Ссылки

Электроника

Linux

Список литературы

Проекты, идеи

С самого начала строительства в устье Невы 1703 г. крепости и города Санкт-Петербург его преследуют многочисленные наводнения. В советское время решили закрыть проблему кардинально. Для этого спроектировали (идеологом проекта был ОАО "Ленгидропроект") и начали строительство грандиозного сооружения "Комплекса защитных сооружений". Но продолжает поступать информация о новых подтоплениях.
Жители прибрежных территорий жалуются на цветение воды в Невской губе, что объясняется снижением солености воды за комплексом защитных сооружений. Может быть это определяется участием голландских специалистов в проектировании КЗС, цель которых у себя дома совсем другая?
Все это подтверждает что принятые при проектировании исходные данные были неточны или в техническом решении возаблодали иные требования.

 

Попробуем разобраться в этом вопросе.

 

 

1. Краткая характеристика, справка

 

Географические особенности Балтийского моря - Финского залива

Финский залив с прилегающей частью Балтийского моря образуют практически открытое (за исключением нескольких небольших островов в Финском заливе) водное пространство протяженностью около 600 км. В узости (остров Нейссаар) его ширина водной глади около 35 км.

 

 

Рисунок 1

 

На рис.1 показана спутниковая фотография интересующего нас участка Балтийского моря - Финского залива.

При наличии устойчивого движения воздушных потоков (голубая стрелка) или нескольких циклонических явлений вдоль этого направления создаются условия для образования временных течений (на время действия устойчивых ветров) в верхних слоях вод финского залива, направление движения которых на Кронштадт и прилегающую к Невскому устью часть финского залива.

 

Временное течение - течение образующееся  под действием временных факторов (воздушных течений - ветров) и распадающихся после прекращения воздействия этих факторов, через время их релаксации.

 

Дополнительные данные:

1. расположение близко к направлению Запад - Восток,

2. акватория открытая для западных ветров,

3. несколько мелких островов находятся в Восточной части Финского залива,

4. уменьшающиеся глубины в направлении от акватории Балтийского моря к Финскому заливу (от 51 м до 1,5 - 2,5 м),

Финский залив

Финский залив вытянут с запада на восток на 420 километров; его площадь — около 29,5 тысячи квадратных километров. В восточной части, в так называемой Невской губе, он имеет ширину всего 15 километров, но у западных границ области расстояние между северными и южными берегами достигает 130 километров.
    Южный берег залива большей частью песчаный, низменный и лишь в немногих местах, где глинт подступает непосредственно к морю, обрывистый. Берег слабо изрезан, но образует три небольших залива: Нарвский залив, Лужскую губу и Копорский залив. Среди островов южного побережья самые крупные Мощный и Котлин, на последнем расположен Кронштадт.
    Северный берег залива сложен кристаллическими породами; он сильно изрезан и имеет многочисленные заливы и разделенные узкими проливами гранитные скалистые острова. Самый большой из заливов на севере — Выборгский. Среди островов северного побережья выделяются своими размерами Большой, Западный и Северный Березовые.
    Финский залив неглубокий, а восточная его часть особенно мелководна. Глубина Невской губы — 2,5—6 метров, а в береговой полосе — до 1 метра. Для прохода судов по дну Невской губы проложен морской канал.
    Соленость Балтийского моря невысокая, а Финского залива еще ниже — всего 3—6‰, а в вершине залива даже менее 2‰. Это объясняется большим притоком воды из рек, особенно из Невы. С глубиной соленость несколько возрастает.
    В заливе часты штормы, особенно осенью, в период сильных циклонов.

Соленость (по данным http://oceanography.ru/index.php/ru/2010-03-14-23-12-58/finish/24/9 на 2006 г.). Средняя годовая соленость воды на поверхности в Невской губе (измеряемая на морской береговой станции Ломоносов) была 0,11‰, что на 0,20‰ меньше нормы. Наибольшее среднее месячное значение солености воды наблюдалось в сентябре и составляло 0,31‰, абсолютный максимум солености воды также наблюдался в сентябре и составлял 0,52‰. В течение почти всего года акватория Невской губы была заполнена пресными водами,
соленость как севернее, так и южнее Морского канала составляла 0,07-0,09‰. Иногда вдоль южного берега губы она повышалась до 0,12-0,20‰ ...
Содержания соли в морской воде, которое выражается обычно в тысячных долях концентрации, промилле, и обозначается значком ‰.

 

Финский залив, карта - схема.

Рисунок 2

 

На рис.2 приведена карта - схема восточной части Финского залива и Невской губы. Желтым цветом выделены остров Котлин и сооружения Комплекса Защитных Сооружений от наводнений (КЗС).

Дополнительные данные:

1. расположение близко к направлению Запад - Восток,

2. общая протяженность Финского залива и прилегающей акватории Балтийского моря - более 500 км,

3. акватория открытая для западных ветров,

4. ширина финского залива в узком месте - около 60 км,

5. несколько мелких островов находятся в Восточной части Финского залива,

6. глубина Финского залива уменьшается от Балтийского моря к Невской губе,

 

Приведенные характеристики говорят о специфике Финского залива и прилегающего участка акватории Балтийского моря. Она позволяет западным ветрам без препятствий проходить в западном направлении достигая Невской губы. Эти ветра и имеют место в реальности и сопутствуют подъему уровня воды в реке Неве.

 

Невская губа

 

Невская губа - восточная часть финского залива: имеет протяженность от КЗС до Невского устья от 29 до 20 км. Рельеф дна имеет подъем в направлении к устью реки Невы (за исключением морского канала). В случае сильных Северо-Западных ветров уже на этом расстоянии возникают слабые (поверхностные) временные течения, которые снижают дебит Невы (частично запирают устье). Это приводит к некоторому подъему уровня воды в русле Невы. Конечно много меньшему чем рекордные отметки.

 

 

Комплекс Защитных Сооружений (КЗС) и его краткие характеристики

КЗС расположен по трассе станции Горская - остров Котлин - станция Бронка на границе Невской губы с Финским заливом длиной 25.4 км, в том числе по акватории -22.2 км при средней глубине воды в акватории - 2.9 м..

В состав КЗС входят:

1. 2 судопропускных сооружений, которые запроектированы в районах существующих фарватеров. Имеющие судопропускные пролеты в южном створе - шириной 200 м, при глубине 16 м на пороге, и в северном - 110 м при глубине 7 м.  В период наводнения они перекрываются на юге - плавучими затворами (батопортами), на севере - плоскими затворами, а в остальное время остаются открытыми для прохода судов и пропуска воды

2. 6 водопропускных сооружений,

3. в северной части 4,

4. южное судопропускное - 200 м,

5. примыкающее к берегу водопропускное -288 м,

6. центральные водопропускные - 240 м.

7. в южной части 2,

8. северное судопропускное - 110 м,

9.  примыкающее к берегу водопропускное -288 м.

10. 11 каменно-земляных глухих дамб с высотой волноотбойной стенки над уровнем воды – 8,5 м,

11. 7 мостов,

12. тоннель под морским каналом для пропуска транспортного потока,

13. и другие транспортные сооружения, здания и помещения  эксплуатационного и обслуживающего назначения.

Площади сечений:

1. акватории (до строительства КЗС) около 64,4 тыс. м²,

2. водопропускных сооружений около 9600 м²,

3. дельты Невы около 6400 м².

В связи с постройкой дамбы прогнозировалось уменьшение водообмена Невской губы с Восточной частью Финского залива на 10 - 20%.

 

Наводнения в Санкт-Петербурге

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Наводнения в Санкт-Петербу́рге — подъём воды в дельте Невы и восточной части Невской губы, вызывающий затопление части территории Санкт-Петербурга.

Наводнения вызываются рядом факторов: возникающие на Балтике циклоны с преобладанием западных ветров вызывают подъем «медленной» нагонной волны Кельвина и движение её в направлении устья Невы, где она встречается с двигающимся во встречном направлении естественным течением реки. Подъем воды усиливается из-за мелководья и пологости дна в Невской губе, а также сужающимся к дельте Финским заливом. Также вклад в наводнения делают сейши, ветровые нагоны и другие факторы.

В начале XVIII века центральная часть города затапливалась при подъеме всего на 130—150 см. Наибольшему ущербу подвержены территории, прилегающие к Неве и Невской губе. Наращивание культурного слоя, мощение дорог способствовало борьбе с затоплением. В настоящее время наводнениями считаются подъёмы уровня воды более, чем на 160 см над ординаром (уровень водомерного поста, установленного у Горного института). Наводнения с подъёмом воды до 210 см считаются опасными, до 299 см — особо опасными, свыше 300 см — катастрофическими.

В 1979 началось создание т. н. дамбы (комплекса защитных сооружений Ленинграда от наводнений), в конце 90-х строительство заморожено. В настоящее время Президентом РФ поставлена задача завершить строительство в 2008.

Строительство завершено в 2011 году.

Наиболее крупными были наводнения в 1824 (7 (19) ноября, 421 см выше ординара),1924 (23 сентября, 380 см),1777 (10 (21) сентября) 321 см),1955 (15 октября, 293 см),1975 (29 сентября, 281 см) годах. С1703 по 2003 зафиксировано 324 наводнения (подъем воды более 160 см), из них 210 с подъемом более 210 см. В некоторые годы случались по несколько наводнений (в 1752 — пять), были периоды затишья (1729—1732 и1744—1752).

Описано в поэме А. С. Пушкина «Медный всадник»

 

На рис. 2 приведены данные Управления по строительству сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений (http://www.morzashita.spb.ru/flood1.html адрес из 2000 года, когда готовился материал), по зарегистрированным наводнениям.

 

Рисунок 3

 

На рис.3 показаны возможные течения образуемые в Финском заливе ветрами западного направления до строительства защитных сооружений.

Сообщени о подъеме уровня воды в Невском русле продолжаются.

 

 

2. Физические процессы энергообмена на границе раздела воздух - водная среда

 

Нагонные наводнения -
Ветровые нагоны воды в морских устьях рек и на ветреных
 участках побережья морей, крупных озер, водохранилищ.
 Возможны в любое время года. Характеризуются отсутствием
периодичности и значительным подъемом уровня воды.
Википедия — свободной энциклопедия
 http://ru.wikipedia.org/wiki/

 

Энергообмен на границе раздела воздух - водная среда

Наблюдая за водной гладью пруда Вы видите, как легкий ветерок гонит мелкие предметы по поверхности воды. Но это не движение предметов в неподвижной воде, а движение предметов которое демонстрирует движение верхних слоев водной поверхности.

Аналогично проходит взаимодействие между воздушной и водной средой в больших пространствах морей, океанов.

Движущиеся воздушные потоки передают свою энергию водной поверхности, создавая в водной среде соответствующие водные течений, время существования потоков может определяться как часами, так и более продолжительным временем. Скорости воздушных потоков связаны со скоростью возникших водных течений упрощенным соотношением.

 

V_возд =k V_воды

 

Рисунок 4

 

Здесь коэффициент K всегда меньше 1. Он зависит от множества факторов и в том числе от:

1. состояния водной поверхности, определяемой в том числе высотой волны, которая существенно влияет на передачу энергии от воздушных потоков к водной поверхности,
2. длина пути энергообмена между средами,
3. соотношения скоростей  V_воды/V_возд.

Причем необходимо помнить:

• при  длительном (сотни км) расстоянии взаимодействия воздушных и водных потоков V_воды приближается к V_возд ;
• при больших энергиях воздушных потоков, эффективный энергообмен между средами может осуществляться на коротких отрезках, например в Невской губе. Что и имеет место сейчас, когда при штормовых западных ветрах подъем воды в р.Неве достигает почти 2 м ( 198 см).

 

При этом воздушные потоки могут иметь ограниченную протяженность, но несколько таких потоков передавая по эстафете от одного к другому разгоняемые массы воды могут передавать им достаточную энергию, чтобы образовать как постоянные течения, так и временные - существующие время определяемое существованием воздушных потоков и энергией запасенной в течении.

 

Рисунок 5

 

Нам интересны временные течения.

Поскольку скорость временного течения составляет какую-то долю от скорости воздушных потоков, а полученная энергия не имеет ограничений, но меньше энергии полученной от воздушной среды , то запасенная энергия определяется массой движущейся воды временного течения (ВТ). При ограниченной ширине ВТ она определяется глубиной H водного течения.

 

Энергетика временного течения

Полная механическая энергия, запасенная течением масс воды равна сумме потенциальной и кинетической энергии.

 

Е = Еп +Ек,

 

Кинетическая энергия временного течения имеющего скорость V и массу движущихся объемов воды m:

 

Ек = mV²/2,

 

Потенциальная энергия массы воды m поднятой на высоту h в поле тяготения Земли:

 

Еп = m q h,

 

Где: q – ускорение свободного падения 9,8190 м/сек².

Отсюда получаем, для случая обмена энергии без потерь и при условии постоянства суммарной энергии запасенной движущейся массы воды (закон сохранения энергии):

 

q h = V²/2,

 

Отсюда единица массы временного течения движущегося со скоростью V запасает столько кинетической энергии, что при встрече с препятствием (любого вида вплоть до встречного течения) совершает работу достаточную  для подъема этой массы на высоту h (рис.2).

 

h = V²/2q

 

или при наличии потерь при передаче энергии

 

h < V²/2q

 

Рисунок 6

 

Поскольку запасенная во временном течении энергия Eк зависит от его скорости V, то важно учитывать, что она (как уже говорилось выше), скорость, не может превышать скорость воздушных потоков и будет тем ближе к их скорости, чем больше путь их совместного прохождения.

 

Процесс энергообмена между атмосферными потоками и водной поверхностью носит циклический характер.

Этим объясняется волнообразование на водной поверхности.

Поскольку в объеме движущегося водного потока всегда существуют области с различными скоростями движения (как напримерповерхностные слои и более глубокие слои, или локальные объемы) эти области взаимодействуют друг с другом.

 

Рисунок 7

(Для просмотра включите воспроизведение gif анимации в броузере)

 

На рис.4, в виде анимации, показаны два фрагмента потока, где в качестве преграды для разогнанного объема воды (его скорость равна V2) является водная среда движущаяся в том же направлении но с меньшей скоростью V₁.

 

V2 > V1

 

В показанном на рис.7 случае, набегающий водный поток со скоростью V₂ воспринимает водяной поток движущийся в том же направлении с меньшей скоростью V₁ как препятствие, и ведет себя примерно так же как показано на рис. 3 в случае его встречи с преградой. Высота волны определяет энергией запасенной в потоке движущемся со скоростью ΔV = V₂- V₁.

 

Волнообразование не только увеличивает энергообмен воздушная среда - водная поверхность, но и способствует перемешиванию внутри временного течения, выравниванию его скорости по объему и увеличению его групповой скорости (средней скорости).

Нам в дальнейшем именно средняя скорость и будет важна.

При образовании временного течения мы рассматриваем ситуацию когда H - глубина временного течения меньше глубины водоема.

Глубина временного течения H понятие условное. Если сделать вертикальный разрез ВТ, то его скорость от максимальной в верхних слоях снижается до нуля на некоторой глубине. Можно взять для определения глубины течения, глубину на которой сосредоточена основная энергия переносимая потоком. При 90% это глубина на которой скорость течения в нижнем слое в 3,16 раза меньше скорости на поверхности.

Описанные процессы работают везде где имеет место передача энергии (кинетической) от накопившей ее воздушной среды к водной поверхности.

Но аналогичным образом могут иметь место и обратные процессы. Но их эффективность многократно ниже из-за более высокой вязкости воды.

 

 

3. Движение водных потоков в сужающихся сечениях

Что происходит с водными потоками разогнанными до скорости V и имеющие в результате этого энергию Ек, попадая в канал равномерно (для простоты) сужающегося сечения? Для простоты рассмотрим сужение только в вертикальной плоскости, оно наглядно для понимания явления.

 

Рисунок 8

 

В этом случае (Рис. 8) объем m₁ на входе в канал имеет скорость V. При перемещении в канале происходит подъем уровня до высоты h с падением средней скорости. При этом запасенная во ВТ кинетическая энергия затрачивается на подъем  объема m₂ на высоту h.

Данное явление не только не противоречит законам физики, но и (правда в другой интерпретации) присутствует в других источниках.

Данная ситуация не является устойчивой. При подъеме m₂ на высоту h возникают зоны пониженного давления как по поверхности, так и вдоль дна. Это создает возможность оттока воды когда запасенная кинетическая энергия ВТ иссекает.

 

Аналогичная ситуация и в сужающемся пространстве (Рис. 9) даже при постоянных глубинах:

 

Рисунок 9

 

При скорости растекания воды V_раст много меньше скорости распространения масс воды V на глубинах меньше глубины истечения образуется волна. Скорость растекания определяется градиентом давления в направлении растекания и прямо пропорциональна ей. В направлении поперечном распространению волны такой градиент, про большой протяженности волны стремится к минимальной величине, отсюда и скорость растекания стремится к нулю. В продольном направлении наоборот.

 

4. Влияние КЗС

Состояние до строительства КЗС

Анализ рельефа дна Финского залива, Невской губы и физической модели подсказывает вероятные направления временных течений и позволяет сделать следующие выводы:

• что направления временных течений примерно соответствует рис.1,
• глубина временных течений от 3 до 7 м,
• фронт волны имеет среднюю скорость при образовании 1-2,5 км/час,
• фронт волны в дельте р.Невы имеет максимальную скорость до 3-7 м/сек,
• на время формирования фронта волны у о. Котлин она «закупоривает» узости и обеспечивает заполнение Невской губы,
• отток незначителен, через углубленный морской канал,
• для обнаружения предвестника наводнений необходим постоянный мониторинг течений в узкой части Финского залива.

 

Рисунок 10

При возникновении препятствия отток возможен как в в вертикальном (глубинный отток) так и в горизонтальной плоскости, (см. рис.10, севернее о. Котлин) в направлении наименьшего давления (больших глубин), аналогично обтеканию преграды водным потоком. А в вертикальной плоскости в придонных слоях при глубине вблизи препятствия больше глубины течения см.рис. 11.

 

Рисунок 11

 

После строительства КЗС

Примененное для защиты С.Петербурга от наводнений решение это строительство КЗС. Его характеристики описаны в части 1.

Поскольку временное течение (ВТ) образованное устойчивыми западными ветрами и приходящее из Финского залива после строительства дамбы все так же существует, то теперь его энергия должна расходоваться в районе дамбы КЗС.

Набросок сечения дамбы показан на Рис.12. Теперь на ней проявляются все явления происходившие в Невской губе. Они проявляются в виде периодических (волнообразных) подтоках к дамбе ВТ с подъемом до уровня моря плюс h. Придонные оттоки должны вызывать размыв основания дамбы. Для предотвращения которых дамба на глубину более 2H должна быть защищена конструкциями предотвращающими размыв.

 

Рисунок 12

 

Возможный ход течений после строительства дамбы показан на Рис.13.

 

Рисунок 13

 

Вы наверно обратили внимание на глубины в северной части Финского залива? Естественный отток в этой части существовал и до строительства КЗС. Этот отток и поддерживал существующие глубины, смывая придонными течениями избыточные отложения.

Теперь после строительства КЗС с высокой вероятностью возможно образование, во время существования ВТ, течения вдоль южного берега Финского залива. А учитывая, что береговая линия, в отличии от северного берега, практически не имеет скальных пород - возможен ее размыв в данной ситуации.

Известно, свойство струй и потоков обтекания преград, Потоки могут огибать препятствие и изменять направление, подобно течениям, проходящим севернее острова Котлин и уходить по участкам Финского залива, где течения отсутствуют.

Как уже отмечалось выше, при падении на препятствие расположенное на глубинах больше 2H перед препятствием происходит небольшой подъем уровня воды, чем создается избыточное давление, и эта масса воды стремится переместиться в направлении меньшего давления. И огибает препятствие в горизонтальной плоскости или создается глубинное обратное течение, тем самым, обеспечивая отток.

Подтверждение данной теории можно получит не ходя далеко. Севернее о.Котлин существует залив, в котором как и в Выборгском заливе отсутствуют явления присущие описанные ниже и характерные для Невской губы.

 

Влияние КЗС на природную среду Невской губы

Защитив Невскую губу и р. Неву от подтоплений КЗС мы получили множество отрицательных явлений:

1. нарушена естественная циркуляция вод в Финском заливе, поскольку при подтоплениях осуществлялась его промывка уходящими подтапливающими водами. Подобный режим не способен обеспечить естественный отток через водопропускные сооружения КЗС.

• нарушена водообмена в Финском заливе, поскольку водопропускные сооружения не обеспечивают пропуск вод бассейна Невской губы (не говоря уже о необходимом 50-100% запасе),
• Это приводит к снижению солености вод Невской губы и со временем превращения ее в пресное озеро со всеми вытекающими последствиями,

Можно прогнозировать дальнейшую судьбу Невской губы:

• Усиленное отложение донных осадков,
• Зарастание на малых глубинах растительностью характерной для пресных водоемов,
• При повышенных температурах увеличение роста водорослей характерных для застойных пресных водоемов с большим уровнем стоков от промышленных и жилых зон.
• Подтопления данное решение полностью не исключают. На рис.4 в Невской губе показаны стрелками возможные временные течения которые могут возникать в ней во время сильных западных ветров. Но путь взаимодействия воздушных масс и водной среды короткий, поэтому энергия запасенная ВТ мала. Подтопления будут существовать только в русле р.Невы за счет блокирования ее стока временным течением.

Налицо отрицательное влияние Бывшей Невской губы на экологию региона.

Напрашивается выход, который наверное имели за скобками (в виду) голландские проектировщики. У себя они такие территории осушают, засыпают и осваивают.

 

 

5. Пути решения проблемы
подтопления Невской губы и г. С. Петербурга?

Физика процессов в Невской губе подразумевает и физическое решение проблемы.

Сейчас оно уже чисто гипотетическое, поскольку никто не будет разбирать построенные за огромные миллиарды объекты КЗС.

Физика подсказывает, что необходимо обеспечить отток поступающих с водосбросного бассейна вод. Для этого необходимо довести глубины Невской губы до более 2H по крайней мере в 30-50% ее сечения. Тогда придонные течения оттока будут уносить отложения и даже выполнять чистку от донных отложений накопленных между подтоплениями.

Если строить защитные сооружение, то исходя из поверхностного характера ВТ, то эти сооружения надо ориентировать на именно на гашение ВТ и на глубину 1-1,5H и его надводную часть высотой 1-1,5h. В основании такого сооружения по всей его протяженности будет водопропускная система. Пропускная способность которой будет многократно превышать пропускную способность существующих пропускных сооружений. А за счет эффекта подсоса (инжекции) придонные течения оттока будут стимулировать отток воды из Невской губы.

Думаю может существовать еще множество решений этой проблемы.

Интересно? Думайте, ищите!

Может быть если вовремя и грамотно обдумали это решение, можно было избежать не только избыточных затрат, но и нежелательных последствий.

Другие варианты решения

Подобные временные течения существуют повсеместно и проявляются как в виде супер волн на которых катаются любители серфинга, так и штормов размывающих берега морей и морских наводнений в Санкт Петербурге и Венеции.

Венеция, как и Санкт Петербург подвержен подтоплениям. Один из проектов учитывает ошибки КЗС и предполагает не строительство дамбы отсекающей часть Венецианской лагуны от моря, последствия чего наглядно видны на примере КЗС и лишали бы Неаполь его истории.

 

Рисунок 14

 

На Рис. 14 показан предполагаемый вариант проекта защиты Венеции от наводнений. Защита осуществляется всплывающими понтонами, которые в нормальной ситуации притоплены, не мешают движению судов и не портят вид на Венецию. При наличии прогноза наводнения вода вытесняется из понтона воздухом, понтон получает положительную плавучесть и  будучи закреплен в основании у дна шарниром, всплывая перекрывает доступ течению к Венеции. Данное решение может эффективно работать при глубине размещения понтонов больше двух глубин течения.

Как уже говорилось выше, эффект гашения энергии временного течения возможен и просто при углублении дна на глубину более 2h (2 глубин временного течения) и устройства заградительных береговых сооружений.

Возможно другое решение (Рис.15), подобное КЗС, но не требующее энергозатрат и обслуживания, потому что не имеет механических устройств.

 

Рисунок 15

 

Здесь защитное сооружение установлено на глубинах более 3-4 h. В нижней части сооружения на глубине более 2h в защитном сооружении имеются водопропускные каналы, которые обеспечивают пропуск стока с верхнего уровня. Этим исключаются застойные явления в акватории выше защитного сооружения. При появлении временного течения оно попадает на защитное сооружение. В результате отток осуществляется вдоль поверхности и в придонных областях на глубинах больших (h-2h). Придонный отток создает зону пониженного давления в области водопропускных каналов, чем обеспечивается усиление оттока с верхнего уровня. Система работает как инжекционный насос, на энергии запасенной временным течением, без дополнительных энергозатрат.

Такая конструкция обеспечивает естественный сток с верхнего уровня (при условии необходимого пропускного сечения), а при наличии временного течения обеспечивает усиление оттока и усиленную циркуляцию например в Невской губе..

Аналогично работает конструкция показанная на рисунке 16

 

 

Существует мнение  доктора географических наук Знаменского В.А (http://www.damba-kzs.narod.ru/):
«Первопричиной невских наводнений является атмосферная циклоническая деятельность над Балтийским морем. Циклоны, являющиеся областями низкого атмосферного давления, проходя над морем, вызывают повышение уровня воды, как бы ”всасывая” ее в центре низкого давления. Этому повышению уровня способствуют и ветровые потоки, направленные по касательной к центру циклона. В результате такого повышения уровня от центра циклона по водным пространствам начинает распространяться поступательная длинная волна. В середине Балтики высота такой волны держится в пределах 30-50 см, а скорость ее свободного распространения составляет 40-60 км/час.
Если направление движения циклона и длинной волны совпадают, то эта волна может сохранить и даже увеличить свою высоту, получая постоянную подпитку энергии от циклона. Но основное увеличение высоты длинной волны происходит в результате ее перестройки при вхождении в Финский залив с запада на восток, где за 7-8 часов она достигает наибольшей высоты в его вершине - Невской губе и дельте Невы.
Если длинная волна распространяется только под действием силы тяжести, как свободная поступательная волна, то в дельте Невы возможен подъем воды на 200-250 см. Если же распространение происходит одновременно с сильным и устойчивым западным ветром, то это приводит к дополнительному ветровому нагону и увеличению высоты подъема уровня воды.»

Мнение изложенное на этих страницах отличается от предыдущих строк.

Обратите внимание, область низкого давления поднимает уровень воды на 30-50 см. Это значит, что необходимый объем воды должен поступить в область низкого давления с периферии циклона и сопровождаться течениями с периферии к центру. Т.е. противоположном направлении от длинной волны. А при снятии разрежения, нет механизма обеспечивающего истекание волны в заданном направлении к Невской губе.

 

Заключение

Как показало время, проект строительства "Комплекса защитных сооружений" не является оптимальным решением.

Его строительство вызвало ряд негативных явлений:

• строительство КЗС полностью не исключают поднятия уровня вод Невы (см. Рис. 13),
• падение солености воды в отсеченном КЗС участке Финского залива, что приводит к заселению растениями характерными для пресных вод,
• быстрый прогрев воды "Маркизовой лужи" из-за сниженной ее циркуляции и малыми глубинами, что приводит что приводит к появлению сине-зеленых водорослей,

Что остается делать?

Чтобы улучшить ситуацию необходимо увеличивать водообмен в области отсеченной КЗС участке Финского залива. Для этого можно только по возможности приблизить общий объем пропуска вод через водопропускные сооружения КЗС к водостоку Невы и бассейна Невской губы.

 

А пока остается продолжить дело голландских строителей дамб, а для этого отсыпать мелководия для поднятия уровня грунта выше уровня вод. Этим расширить территории под городскую застройку.

Тогда Питер превратится из "Окна в Европу" просто в город на Неве.

 

Литература, Ссылки:

1. Знаменский В.А. Экологическая безопасность водной системы Санкт-Петербурга. СПб 2000. 120с.

2. Управления по строительству сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений, http://www.morzashita.spb.ru/flood1.html,

3. Балтийское море, http://tapemark.narod.ru/more/09.html

4. Воды восточной части Финского залива. А. В. Некрасов http://www.baltfriends.ru/rus/ourvalue/ohv07.htm

5. Балтийское море: карта 1980 года от Балтийска до Филино http://www.mapilab.com/gorlach/tracks/maps/filino-yantarni-baltisk.zip

 

А.Сорокин, переработано 2013 год.

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь: