Что такое дамба в питере

Петербургская дамба простыми словами

Предисловие: В свете последнего необычно сильного шторма на Балтике, грозившего затопить вторую столицу, публикую статью о защитных сооружениях Санкт-Петербурга, очень интересно.

Эта статья ответит на вопросы: Зачем нужна дамба Санкт-Петербургу? В чем главная причина наводнений в Питере? Как устроен комплекс защитных сооружений от наводнений.

Чтобы ответить на первый вопрос, начнем с истории наводнений в Санкт-Петербурге.

История нашего города непрерывно связана с историей наводнений. То что дельта Невы подвергается затоплениям, было известно еще шведам, которым принадлежала территория до основания Санкт-Петербурга. И первое наводнение случилось спустя 3 месяца после основания города.

С этого момента и началась история борьбы с наводнениями в Санкт-Петербурге. Первым делом было решено поднять уровень грунта на островах города, именно для этого всем прибывающим в город было предписано привозить с собой крупные камни. Великолепные высокие гранитные набережные нашего города не что иное, как дамбы. Но эта мера была не достаточной для решения проблемы затопления.

Во времена правления Екатерины II, было построено два канала – Обводный и Екатерининский (сейчас канал Грибоедова), которые должны были вместить лишние воды Невы и помочь решить проблему наводнений. В те времена полагали, что наводнения происходят из-за ветра, который дует со стороны Финского залива в сторону дельты Невы и не дает водам реки вытекать в залив, признаться честно, и я так думала.

Оказывается это только одна из причин, не самая главная. Самые мощные и разрушительные наводнения бывают из-за нагонной волны, рождаемой циклонами в районе Исландии, там где теплое течение Гольстрим встречается холодными водами Арктики. Океан вспучивается, а сильный ветер начинает гнать эту волну в сторону Балтийского моря.

Подобным наводнениям подвержены многие прибрежные города Европы – Амстердам, Роттердам, Лондон, Гамбург и Санкт-Петербург и Венеция. Взглянуть на одно из голландских чудес света, возведенные в рамках проекта “Дельта” можно на сайте elligo.ru – все самое интересное о Нидерландах.

Механизм развития наводнения был впервые понят после крупнейшего наводнения 1824 года (420 см выше уровня Кронштадского футштока). По официальным данным утонуло 500 человек, но по неофициальным больше, многих утопленников вынесло в Финский залив и их тела не были найдены. Это было самое большое наводнение за всю историю наблюдений. Характерной чертой таких наводнений является быстрый подъем воды – максимальный уровень воды достигается в течение 2 часов.

После этой катастрофы был разработан проект строительства дамбы инженером Базеном, однако проект был признан не осуществимым. Базен хотел построить приблизительно такую дамбу, какую мы видим сейчас. Дамба пересекает Финский залив через остров Котлин, на котором находится Кронштадт.

Далее схема расположения сооружений дамбы.

Строительство дамбы было начато только в 1979 году, решение о проектировании защитных сооружений было принято после очередного катастрофического наводнения в 1955 году (293 см выше уровня Крондштадского футштока). Большевики замалчивали количество жертв. Официально погибло всего 7 человек. Наводнения происходят обычно в сентябре-декабре и сопровождаются штормовым ветром и дождем, вода в это время ледяная и если кого-то смоет в реку, то вероятность утопления в холодных водах Невы близка к 100%.

Для проектирования был построен гигантский макет дельты Невы и Финского залива в здании, которое сейчас известно, как магазин “Максидом” на Гражданском проспекте. Там при помощи насосов и вентиляторов моделировали течения и ветра, чтобы понять параметры строительства будущей дамбы. Этот уникальный макет был разрушен во время Перестройки, а можно было бы сделать музей и водить экскурсии.

Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений, так именуется дамба официальным языком, имеет длину 25,4 км. На дамбе построено 6 водопропускных сооружений и 2 судопропускных сооружения. Финский залив в этом месте порядка 5 м в глубину. Строительных материалов затраченных на возведение дамбы хватило бы на 10 пирамид Хеопса.

Водопропускное сооружения Петербургской дамбы

Все водопропускные сооружения одинаковы, поэтому рассмотрим только одно из 6 существующих. Все помещения находятся под постоянным видеонаблюдением, поскольку объект имеет важное стратегическое значение, по дамбе проходят кабели связи и подачи электричества в Кронштадт, там же находится пульт управления затворами дамбы.

Водопропускные сооружения необходимы, чтобы выпускать воды Невы в Финский залив, позволять рыбе совершать привычную миграцию и сохранить, таким образом экологию района. Рыбалка на водопропускных сооружениях хороша, но запрещена. Рядом на дамбе рыбачить можно, нельзя только на водопропускных сооружениях.

Сверху каждого водопропускного сооружения построен автомобильный мост. Опускание затворов в водопропускных сооружениях происходит при помощи гидравлики, управление полностью компьютеризировано. Давление в гидравлических шлангах достигает 16 атмосфер, в домашнем водопроводе только 4 атмосферы.

Сам затвор – просто огромен и очень тяжел. Фиксация угрозы наводнения происходит на линии Хельсинки – Таллинн, для этих городов волна не опасна, при входе в узкий и мелкий Финский залив волна имеет тенденцию усиливаться. Петербург находится как бы в морском тупике о который нагонная волна и должна разбиться. С момента фиксации волны есть еще около 10 часов для принятия решения о закрытии дамбы.

Удовольствие это не дешевое, агрегаты потребляют 19 МВт электроэнергии и к этому нужно прибавить ущерб от остановки судоходства, поэтому решение принимается специальной комиссией на самом высоком уровне, однако с другой стороны ущерб от затопления пятимиллионного мегаполиса может превысить затраты на закрытие дамбы в тысячи раз.

Судопропускное сооружение С2

Судопропускное сооружение С2 предназначено для прохода средних судов с осадкой до 5, 5 метров. Сооружение включает в себя разводной мост и затвор. Затвор находится на дне. Мост поднимается горизонтально на 9 метров вверх.

Мост не поднимали уже давно, поскольку в этом нет необходимости. Этот проход сделан на всякий случай, как запасной, все большие суда сейчас следуют через судопропускное сооружение С1.

Вокруг дамбы много искусственных островов, на многих из них расположены форты Кронштадта, дальность стрельбы во времена строительства фортов была около 800 м, поэтому форты были построены через короткие промежутки и они с успехом выполнили свою роль, поскольку неприятель видя всю серьезность обороны, отменял свои планы по взятию Санкт-Петербурга.

Кроме фортов, много заболоченных территорий. В камышах подрастает молодь рыб и садятся на отдых стаи перелетных птиц. Несмотря на близкое соседство с кольцевой автодорогой, птицы выбирают эти территории для промежуточной посадки, там не бывает охотников и браконьеров, поскольку им негде спрятаться, вся кольцевая автодорога находится под постоянным видеонаблюдением.

Судопропускное сооружение С1

Самый главный и технически-навороченный затвор у судопропуского сооружения С1. Кольцевая автодорога в этом месте ныряет под дно Финского залива, максимальная глубина автомобильного туннеля 28 метров, длина 1961 м.

За дорожной ситуацией в автомобильном туннеле следит целая бригада диспетчеров в очень современном пульте управления. На все внештатные ситуации разработано 26 сценариев возможных действий.

Автомобильный туннель облицован жаропрочными керамическими плитами, они способны выдержать даже горящий бензовоз внутри, но очень хрупкие и не устойчивы к удару. В случае аварии, повлекшей за собой порчу одной или нескольких керамических плит, виновник аварии обязан возместить ущерб, а жаропрочные плиты стоят очень дорого.

По сторонам от судового прохода лежат батопорты – плавучие гидротехнические затворы. На то, чтобы закрыть их нужно целых 45 минут.

Закрытие и открытие осуществляется при помощи специальной железной дороги, затворы выталкивают в судовой проход, там они наполняются водой и тонут. В таком состоянии, морские ворота Санкт-Петербурга на прочном замке и готовы к встрече со стихией. А морские суда, в это время, отдыхают по обе стороны дамбы.

Для открытия, воду из батопортов откачивают, потом задвигают ворота обратно в сухой док, а рыба достается в качестве бонуса работникам дамбы. Все это устройство способно пробить ледяной покров высотой до 50 см.

Суда следуют через судовой проход С1 очень часто, просто одно за другим, некоторые суда ожидают своей очереди в отдалении.

Источник

10 лет без наводнений: как работает петербургская дамба?

С самого основания Санкт-Петербурга город преследовали наводнения. Миллионы тонн воды разрушали дома, дороги, уничтожали памятники, оставляя за собой сотни погибших и десятки тысяч пострадавших. Сенатскую площадь, Летний сад, Стрелку Васильевского острова… за считанные часы штурмом брала Нева. С 1703 по 2011-ый их было 308. Примерно по одному в год. Но уже почти 10 лет наводнения Санкт-Петербургу не угрожают. Их останавливает Комплекс защитных сооружений (КЗС), или просто дамба. И вот 10 фактов о ней.

Причина наводнений в Петербурге долгое время была неизвестна

Изначально многие ученые считали, что город топит вода с Ладожского озера. Осенью, в сезон дождей, Нева, которая как раз течет из Ладоги в Финский залив, просто не справляется с потоками воды и выходит из берегов.

Уже в ХХ веке ученые выяснили – виной всему балтийская нагонная волна. Она формируется за счет активности циклонов и области низкого давления в Атлантическом океане, и если ветер дует с запада на восток, быстро перемещается в Балтику. В устье Невы, где Петр построил северную столицу, воде некуда деться, она встречается с рекой и город оказывается между двух потоков.

Дамба могла появиться еще в XIX веке

Идею строительства защитного заграждения предложил еще в середине XIX века французский инженер Пьер Базен, служивший в России. Его проект предполагал строительство нескольких заграждений вдоль Невской губы. Но проект отвергли. Причин было сразу несколько – боялись, что не хватит денег, технологий, да и Невская губа может превратиться в болото.

Дамбу построили за 32 года

Строительство Комплекса защитных сооружений началось в 1979 году. Реализовать проект смогли лишь в 2011-ом. Длина комплекса 22 километра 400 метров, он состоит из двух судопропускных каналов, шести проемов для воды, одиннадцати каменно-земляных дамб, семи мостов и одного тоннеля.

Комплекс построен с запасом

Самые крупные в истории Петербурга наводнения произошли в 1777 году – вода поднялась на 3 метра 21 сантиметр, в 1924-ом до отметки 3 метра 80 сантиметров, а в 1824-ом были зафиксированы рекордные 4 метра 21 сантиметр. КЗС готов отразить волну высотой в 5 метров 45 сантиметров.

«Максимальное наводнение, которое было отражено в тот же год [2011-ый год], когда был введен Комплекс защитных сооружений, в декабре месяце. Тогда отметка у города могла составить практически 3 метра, 2 метра 94 сантиметра. Это было бы третье или четвертое наводнение по историческому ряду, то есть ущерб был бы колоссальный», – рассказывает заместитель генерального директора по эксплуатации Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений Игорь Полищук.

Дамбу можно перекрыть меньше, чем за час

О том, что на Петербург надвигается нагонная волна, здесь узнают за 68 часов до подхода воды к городу. После обработки данных системой предупреждения наводнений формируется план действий. Каждые 6 часов его корректируют. За 12 часов поступает подробный прогноз Гидрометцентра.

«За 6 часов мы оповещаем в письменном виде все заинтересованные организации. За 4 часа до назначенного времени мы оповещаем, что мы действительно закрываемся. За 2 часа до закрытия мы должны получить от Большого порта и от военных уведомление, что движение судов по судовому каналу прекращено», – говорит главный диспетчер диспетчерской службы Комплекса защитных сооружений Владимир Опрышко.

Максимально комплекс можно держать закрытым 48 часов, больше – опасно. Ведь Нева сама несет в Балтику воду. Если реку «запереть» надолго – она выйдет из берегов и затопит набережные. Но иногда и 40 часов – критично долго. Тут на первый план выходит профессионализм специалистов комплекса.

Морские ворота Петербурга

Судопропускное сооружение «С-1» – морские ворота Санкт-Петербурга. Именно через них в город попадает большинство судов – и грузовых, и пассажирских. Глубина канала – 16 метров, ширина – 200. Пропускная способность свыше 100 тысяч тонн.

С-1 состоит из двух «ботапортов», по-французски «судно-дверь». По сути это створки дверей, которые можно закрыть в любой момент. В спокойное время они находятся в доках, на глубине около двадцати метров. Но как только поступает сигнал о закрытии, доки затапливают и эти гиганты длиной 120 и высотой 22 метра всплывают. Затем при помощи тягачей перекрывают проход.

«Заполняются баластные цистерны, которые находятся на третьем ярусе в ботапорте, заливается баласт при помощи насосов, ботапорты начинают подтапливаться и садятся на свои опоры на дне судоходного канала», – говорит директор по эксплуатации Комплекса защитных сооружений Александр Злобин.

При закрытии между ботапортами остается небольшое расстояние – около полутора метров. Это нужно для того, чтобы створки не соприкасались друг с другом и не повреждались.

Запасные ворота Петербурга

Кроме основного, в Комплексе защитных сооружений есть и дополнительный судопропускной канал – «С-2». Он небольшой – глубина 7, ширина 110 метров. Предназначен для судов с водоизмещением до 4 тысяч тонн.

Здесь уже никаких батопортов нет. Вместо них всего один затвор, и тот постоянно находится под водой на глубине 17 метров.

«За 40 минут при помощи гидропривода, четырех гидроцилиндров затвор поднимается из-под воды на 4 метра 50 сантиметров», – говорит начальник директор по эксплуатации Комплекса защитных сооружений Александр Злобин.

Под дамбой есть тоннель

Комплекс защитных сооружений Петербурга от наводнений выполняет еще и дорожную функцию. По гребню дамбы проходит многополосная автомагистраль – часть Кольцевой автомобильной дороги вокруг города. И чтобы не прерывать движения по нему, на месте судопропускного канала С-1 сделали тоннель. Когда автомобиль приближается к каналу, дорога спускается вниз, и по сути машина проезжает под судами.

Тоннель расположен на глубине 26 метров. Его протяженность 1961 метр. И за каждым из них ведется наблюдение из диспетчерского центра. На случай ДТП отработан алгоритм действий: перекрывают вход, звонят в ГИБДД, «скорую помощь» и отправляют на место дежурный эвакуатор.

На дамбе есть разводной мост

А вот второй судопропускной канал автомобили переезжают не под, а над фарватером – по мосту. По петербургской традиции его сделали разводным.

«Пролет 16 метров, для того, чтобы прошли суда, мост поднимается еще на 9 метров вверх. То есть, вот у него 2 опоры – 18-ая и 19-ая, там находится механический привод, при помощи лебедки поднимается на 9 метров, причем поднимается где-то в зависимости от скорости, 3 минуты», – рассказывает Александр Злобин.

Правда, за 10 лет эксплуатации его разводили лишь один раз, и то, чтобы убедиться, что все в исправности.

Комплекс экологически безопасен

По всей длине комплекса расположены шесть водопропускных сооружений общей протяженность 1846 метров. Их единственная задача – экологическая, то есть, чтобы вода из Невы не застаивалась в Невской губе, а шла в море. Также этими проходами пользуются рыбы и нерпы, они не видят на своем пути никаких препятствий.

Но после ввода сооружения в эксплуатацию выяснилось, что дамба помогает не только морским животным, но и птицам.

«Финская сторона нашего комплекса стала инкубатором для почти 100 видов различных птиц, которые откладывают яйца, вьют свои гнезда, выводят птенцов. И к 1 августа вся площадь с финской стороны усеяна скорлупой от самых различных форм и размеров птичьих яиц», – рассказывает начальник отдела экологического мониторинга управления экологии и системы предупреждения наводнений Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга Леонид Куратов.

Но и на этом экологическая миссия не заканчивается. Из-за огромного количества машин на трассе появляется грязь, а когда дорогу обрабатывают, то еще и реагенты.

Чтобы все это не попадало в воду, в теле дамбы построили очистные сооружения. Все, что дождями и техникой смывается с дороги, фильтруют, очищают коагулянтами и щелочами, насыщают кислородом. В итоге в Финский залив попадает абсолютно чистая вода.

Источник

Как устроен КЗС

В состав Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений входит 11 каменно-земляных дамб, 6 водопропускных сооружений, 2 судопропускных сооружения, скоростная автомагистраль с 2 развязками и 7 мостами, а также автомобильный тоннель.

Общие характеристики КЗС

Защитные дамбы
Морской участок скоростной автодороги

Основу защитных сооружений составляют дамбы. Их одиннадцать.

Морской участок скоростной автомагистрали на всем своем протяжении оборудован системой сбора и очистки сточных вод с полотна дороги. Ни одна капля воды не попадает в Финский залив без полной очистки.

Тело каждой из дамб имеет форму трапеции. Ядро дамбы – песчаный грунт и моренный суглинок. Боковые откосы укреплены щебнем и скальными породами, что позволяет выдерживать натиск воды и препятствует размытию насыпи. Ширина дамб в акватории достигает 160 м (дамба Д-5), высота насыпей 6,5 м над уровнем моря.

По гребню дамб проходит морской участок скоростной автодороги. Три полосы движения в каждом направлении. Разрешенная скорость 110 км/час. Участок рассчитан на пропуск до 35 тыс. автомобилей в сутки.

Водопропускные сооружения

Водопропускные сооружения прерывают цепь дамб, обеспечивая открытый фронт для беспрепятственного выхода воды из реки Невы в море, и служат важнейшей экологической цели — сохранению свободного водообмена между Невской губой и Финским заливом. Наряду с этим, они становятся частью гигантского барьера в случае угрозы стихии со стороны Балтики.

Основными элементами водопропускных сооружений являются:

В обычной обстановке затворы находятся в поднятом состоянии над водой, и закреплены на подхватах.

При поступлении сигнала об угрозе наводнения они опускаются и перекрывают водопропускные секции, преграждая путь опасности. Глубины, на которые опускаются затворы — от 2,5 до 5 метров. Благодаря своему весу и режущему краю, они способны пробивать лед толщиной до 60 см.

После предотвращения наводнения затворы поднимаются и устанавливаются на подхваты. Гидрологический обмен между Невской губой и Финским заливом возобновляется.

Морские каналы

Санкт-Петербург изначально задумывался как город-порт. Через защитные сооружения проходят морские каналы, связывающие город и Европу. Морской порт Петербурга ежегодно принимает около 30 000 судов разного класса. В среднем, в пик навигации через Морские ворота Петербурга корабли проходят каждые 15 – 30 минут. Благодаря строительству нового участка Кронштадтского Корабельного фарватера и его углублению до 14 метров, в Северную столицу теперь могут заходить самые большие и современные суда. Новый фарватер стал более прямым, что позволило в два раза сократить количество поворотов при маневрировании судов. Была оборудована якорная стоянка, которая позволяет судам в безопасных условиях дождаться своей очереди для прохода через новые Морские ворота в Петербургский порт. В 2017 году подходные каналы были переданы для дальнейшей эксплуатации ФГУП «Росморпорт».

Судопропускные сооружения

Судопропускные сооружения С-1 и С-2 служат для прохода судов в петербургский порт. Это сложнейшие гидротехнические и транспортные сооружения. Они отличаются друг от друга внешним видом, размерами и техническими решениями. Оба, будучи частью судоходных путей, образуют Морские ворота Петербурга.

Судопропускные сооружения решают три основные задачи стратегического значения: защиту от наводнений, обеспечение судоходства и движение автомобилей по петербургскому кольцу.

Судопропускное сооружение С-1

Судопропускное сооружение С-1 ключевой и самый грандиозный объект Комплекса. Его по праву называют сердцем КЗС. Три основных элемента сооружения – судопропускной пролет морского канала, плавучий затвор и автомобильный тоннель. Через С-1 в Морской порт Санкт-Петербурга проходят все типы судов водоизмещением до 90 тысяч тонн.

Пропуск судов сопряжен с основной функцией Комплекса — защитой от наводнений. Этой цели служит сегментный затвор, являющийся наиболее сложной конструкцией. Он состоит из двух симметрично выполненных плавучих створок – батопортов, находящихся в сухих доковых камерах, опорных рам, шаровых опор и приводов батопортов. В переводе с французского «батопорт» означает «судно-дверь».

Под плитой основания С-1 проходит автомобильный тоннель, входящий в состав кольцевой автодороги Петербурга.

Принцип работы С-1

Судопропускное сооружение С-2

Над С-2 перекинут подъемный мост. Его высота над водой 16 м, в особых случаях всего за 2-3 минуты мост можно поднять еще на 9 м при помощи электропривода, системы тросов и противовесов. Инженерное решение переправы необычно. Учитывая стремление архитекторов избежать в морском ландшафте высотных доминант, все подъемное оборудование скрыто в опорах.

При поступлении сигнала о наводнении проточная часть канала полностью перекрывается затвором, который с помощью гидравлических механизмов выдвигается вверх. Барьер весом 2,37 тысячи тонн перекрывает весь канал и поднимается до 4,4 м над уровнем моря. Под водой остается более 7 метров (из них около 0,2 м — в камере затвора). После отмены угрозы наводнения затвор возвращается в свое стационарное положение.

При отсутствии угрозы наводнения все водопропускные и судопропускные сооружения постоянно открыты. Суммарная ширина сооружений – 1846 м, что в 1,5 раза больше, чем устье реки Невы, поэтому Комплекс не меняет гидрологический режим и обеспечивает свободное перемещение воды и ее обитателей.

Автомобильный тоннель

Автомобильный тоннель проходит под судопропускным каналом на С-1. Тоннель не имеет аналогов в России по уровню оснащения инженерными системами безопасности. Их 52, в том числе системы пожаротушения, дымоудаления, вентиляции, водоотведения, оповещения, связи и многие другие. Благодаря новейшим технологиям и инновациям, тоннель занимает лидирующие позиции среди подобных объектов в мире.

Источник