Своеобразен Петербург не только географическим положением, но и рельефом, топографией, ландшафтом. Город вознесся «по мшистым, топким берегам» на низкой суше островов невской дельты. Морской фасад города окаймлен пологими берегами мелководной Невской губы. Также неглубоки Финский залив и все Балтийское море, отличающееся к тому же сложными, порой причудливыми очертаниями берегов и рельефа дна.
Таким образом, на морских подступах к Петербургу сочетаются два условия, необходимые и достаточные для образования наводнений: метеорологические (активные циклоны) и гидрографические (мелководье). В отличие от белых ночей, наводнения случайны, трудно предсказуемы, опасны.
Морские наводнения – их называют еще штормовыми нагонами или метеорологическими приливами – происходят и на многих других морях, например Северном (где затоплению подвергаются Нидерланды, Лондон, Гамбург), Адриатическом (Венеция), Азовском (Таганрог), Белом (Архангельск), Каспийском, Охотском, на всех арктических морях, в Мексиканском и Бенгальском заливах. Наводнения угрожают многим городам, но Петербург среди них – один из самых больших.
Невское взморье.
Главная физическая обсерватория. Гравюра середины XIX в.
Петербургские наводнения – едва ли не первая научная проблема отечественной гидрометеорологии, прошедшая все стадии исследований – от визуальных наблюдений, описаний, измерений и накопления фактов до раскрытия причин явления и его прогноза на основе математической теории.
Со дня основания города в 1703 г. до 1 марта 2004 г. в Петербурге произошло 324 наводнения – подъемов воды в Невы свыше 160 см по измерениям на футштоке, установленном у Горного института (Васильевский остров, наб. Лейтенанта Шмидта, 45). При подъеме воды с отметки 161 см, установленной гидрометеорологической службой совместно с администрацией Ленинграда в 1980 г. (вскоре после начала строительства сооружений защиты от наводнений), начинается затопление низко расположенных городских территорий. Тогда же было принято разделение наводнений по высотам:
опасные – 161—210 см, особо опасные – 211—299 см, катастрофические – 300 см и выше нулевой отметки Кронштадтского футштока.[5]
Расположение измерительного поста у Горного института не случайно. Поблизости, на 23-й линии Васильевского острова, располагалась основанная в 1849 г. Главная физическая обсерватория (ГФО) – метеорологический центр России. Водный пост «Горный институт», подведомственный ГФО, начал действовать в 1878 г., и с тех пор измерения уровня воды в Петербурге считаются достаточно надежными.
Строительству здания ГФО предшествовал конкурс проектов, в котором участвовали известные в то время архитекторы А.Т. Жуковский, П.С. Пименов и «вольный инженер» Гельшер[6]. Предпочтение было отдано проекту Гельшера, утвержденному 28 марта 1846 г. В 1849 г. строительство было закончено[7]. Ныне в этом здании, внешний вид которого мало отличается от первоначального, находятся Северо-Западное управление по гидрометеорологии, Петербургский гидрометеоцентр и Петербургское отделение Государственного океанографического института.
Отсчет уровня воды ведется от среднего многолетнего положения водной поверхности Балтийского моря у Кронштадта, принятого в нашей стране за исходный горизонт измерения высот на суше и глубин на морях. Этот горизонт именуется «нулем Кронштадтского футштока (0 КФ)», или «нулем Балтийской системы высот (0 БС)». Правительственным Постановлением 1946 г. «О введении единой системы геодезических координат и высот на территории СССР» 0 КФ был принят исходным для нивелирной сети страны.
Футшток – простейший прибор для измерения высоты уровня воды, рейка-линейка. Кронштадтский футшток представляет собой массивную металлическую линейку с фарфоровым вкладышем делений, укрепленную вертикально на восточном устое Синего моста через Обводный канал в Кронштадте.
Измерения по футштоку производятся с точностью до одного сантиметра. Отметка 0 КФ зафиксирована горизонтальной чертой на металлической пластине, также укрепленной на устое моста. Рядом находится стилизованное под архитектуру Петровской эпохи строение, где установлен мареограф – прибор непрерывного автоматического измерения уровня воды. Его датчик-поплавок опущен в колодец глубиной 7 м, сообщающийся с открытой водной поверхностью. Колебания уровня воды, регистрируемые на ленте мареографа, систематически сверяются с измерениями по футштоку.[8]
Павильон мареографа в Кронштадте.
До 1982 г. высоты наводнений в Ленинграде отсчитывались от ординара у Горного института, показывающего средний многолетний уровень воды в Неве. Этот ординар выше О КФ на 11 см, т. е. низшая отметка наводнений составляла 150 см.
В первые годы существования Петербурга исходная отметка уровня воды для отсчета наводнений отсутствовала, хотя по указу Петра I в 1715 г. у стены Петропавловской крепости был установлен первый в России футшток.[9]
В дальнейшем наводнениями считались подъемы воды на 3 фута (91 см; фут равен 30,48 см; здесь и далее перевод в современную систему мер выполнен автором). В XIX и XX вв. наиболее употребительной для отсчета наводнений была отметка 5 футов (152 см) над ординаром, близкая к современной. Предлагались и другие, например 7 футов (213 см), когда затоплению подвергалась значительная часть исторического центра города.
Набережная Невы у Горного института с рейкой для измерения уровня воды.
До начала систематических измерений уровня воды у Горного института в 1878 г. сведения о наводнениях в Петербурге не вполне точны. Достаточно надежны лишь даты значительных подъемов воды – чрезвычайные события слишком очевидны и наглядны. Что касается относительно невысоких наводнений, то они фиксировались приближенно, их уровень определялся грубо, порой «на глаз», с перерывами, в различных местах по течению Невы, от различных отсчетных горизонтов. По поводу достоверности сведений о наводнениях выразительно высказался после потопа 7 ноября 1824 г. Василий Николаевич Берх (1781—1834) – морской инженер, историк, на «известие» которого ссылался А.С. Пушкин в предисловии к «Медному всаднику»: «…теперь следовало бы предложить таблицу высот всех наводнений, но прежде, нежели я сие исполню, почитаю обязанностию сказать читателям, что таблица сия не может быть верна. В течение сего повествования имели мы случай заметить, что лица, доставившие нам сведения о бывших наводнениях, не токмо означали разные высоты вод, но даже были не всегда согласны в числах, когда случались наводнения».[10]
Полный хронологический список наводнений в Петербурге за 1703—2003 гг. приведен в Приложении 1, где даты даны по старому и новому стилю, а высоты – в сантиметрах над нулевой отметкой Кронштадтского футштока. Самая значительная часть этого списка – наводнения 1703—1980 гг. – основана на сведениях многих исследователей, достигших согласия в датах и высотах наводнений; она опубликована Р.А. Нежиховским[11] и дополнена автором[12]. Данные о наводнениях за 1981—2002 гг. получены в Северо-Западном управлении по гидрометеорологии. Составлен также список самых значительных наводнений (катастрофических и особо опасных), расположенных по мере убывания их высот – «по ранжиру» – с указанием времени вступления максимума – «пика» – подъема воды (Приложение 2).
