Опасные гидрометеорологические явления
Наводнения
Наводнения занимают первое место из числа опасных гидрометеорологических явлений по повторяемости, площади распространения и суммарному среднему годовому материальному ущербу.
На территории Санкт-Петербурга наиболее опасными являются нагонные и зажорные наводнения.
Нагонные наводнения. По современным представлениям, механизм возникновения невских нагонных наводнений состоит в том, что циклоны, пересекающие Балтийское море с юго-запада на северо-восток, формируют особого рода волну и увлекают ее в направлении устья Невы, где она встречается с естественным течением реки. Подъем воды усиливается из-за мелководья и пологости дна в Невской губе, а также сужающегося к дельте Невы Финского залива. Высота волны сначала колеблется от 30 до 50 см, и гребень распространяется на 40-60 км за час.
По степени
опасности в настоящее время приняты следующие критерии подъема уровня воды (по
данным измерений уровня у водомерного поста Горный институт):
- 150 см БС – критический уровень;
- 161 см БС – первая (неблагоприятная) отметка,
- 211 см БС – опасная отметка,
- 300 см БС – катастрофическая отметка.
По данным многолетних наблюдений, в Санкт-Петербурге зафиксировано 309 нагонных наводнений с подъемом воды более 160 см, из них 210 с подъемом более 210 см.
К основным факторам, обусловливающим формирование нагонных наводнений в Санкт-Петербурге, относятся:
1) направление и скорость ветра, градиент атмосферного давления над Балтикой и Финским заливом;
2) фоновый (объемный) уровень Балтийского моря;
3) длинная прогрессивная волна, возникающая при определенных синоптических условиях над Балтийским морем и проникающая в Финский залив;
4) сейшевые колебания (стоячие волны) собственно Балтийского моря и Финского залива;
5) приливы (второстепенный фактор).
На сегодняшний день комплекс защитных сооружений (КЗС), строительство которого завершилось в 2011 г., позволяет избавить Санкт-Петербург от морских нагонных наводнений. При этом во всех случаях, включая аварийные ситуации, уровень воды в ограждаемой акватории не должен превысить отметку +2,1 м БС. Однако согласно модельным оценкам, закрытые створы КЗС увеличивают максимальные уровни воды при наводнениях в Курортном районе примерно на 5–10%.
Зажорные наводнения. Одной из особенностей гидрологического режима Невы в период ее замерзания являются зажорные явления. Для формирования зажоров необходимо совпадение нескольких факторов, среди которых: резкое понижение температуры, наличие ледяной кромки на Неве и высокий уровень воды в Ладожском озере.
Процесс, приводящий к образованию зажоров, начинается еще на Ивановских порогах, в районе города Отрадное, где скорость течения Невы достигает 2 м/с и более, что не позволяет воде замерзнуть при отрицательных температурах. При этом вода становится переохлажденной. Как только водный поток выходит на спокойное течение с умеренной скоростью, начинается его интенсивная кристаллизация (образование шуги) по всей толще воды. Шуга попадает под уже сформировавшийся на реке лед и продолжает двигаться вниз по течению, где в местах перелома продольного профиля реки формируется первое ядро зажора. Следующие зажоры появляются на поворотах Невы по той же схеме. В итоге, образуются ледяные пробки, что и приводит к повышению уровня воды.
Морфометрические особенности Невы (наличие поворотов, сужение русла, переломов продольного профиля) обусловливают формирование зажоров из года в год в одних и тех же определенных местах. Можно выделить два участка: первый – от моста Петра Великого до Володарского моста, второй участок – от Рыбацкого до п. Усть-Ижора.
За историю Петербурга наблюдалось свыше 80 зажорных наводнений, случавшихся на 22-километровом участке от Охтинского моста до Понтонной (1235 км от устья). Подъем уровня воды из-за стеснения русла реки рыхлым льдом достигает иногда 3,0-3,5 м, а на участке выше Володарского моста максимальные зажорные уровни превышают нагонные.