CC BY
178
УДК 551.468.16 221
ББК 26.8
А.А. Павловский, Ю.В. Митина
возможные последствия повышения уровня финского залива в XXI столетии для прибрежных территорий санкт-петербурга*
Выполнен анализ спектра возможных последствий климатических изменений для прибрежных территорий Курортного района Санкт-Петербурга. Показана необходимость сбалансированного учета фактора глобального потепления для устойчивого развития рассматриваемой территории. Приводятся данные по площади затопления прибрежных территорий при различных высотах нагонной волны при прохождении «наводнен-ческих» циклонов.
Ключевые слова:
глобальное потепление, наводнения, площадь затопления, повышение уровня моря, Финский залив.
Градостроительное планирование развития Санкт-Петербурга с момента основания по настоящее время исходит из условий адаптации к сложным гидрометеорологическим условиям прибрежных территорий Финского залива и устья Невы, в том числе к возможному затоплению побережья в результате действия двух основных факторов: медленных климатических изменений морского уровня за счет современного глобального потепления и обусловленного этим векового повышения уровня Мирового океана и быстрых синоптических изменений уровня при прохождении над заливом циклонических образований, вызывающих штормовые нагоны и наводнения.
Уже первые генеральные планы Санкт-Петербурга архитекторов Д. Трезини и Ж.-Б. Леблона предусматривали мероприятия по организации окружающего город водного пространства, развитию водных коммуникаций. Большой интерес представляет история развития мер по защите территории города от невских наводнений, например, план Б.К. Миниха по инженерной подготовке города - возвышению отметок земли более чем на 4 метра, знаменитый проект каменной дамбы П.Д. Базена, во многом опередивший свое время и концептуально соответствующий современным представлениям.
Начало XXI в. является знаковым этапом в защите Санкт-Петербурга от наводнений - в 2011 г. комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений (КЗС) введен в эксплуатацию. Более чем трехвековая история развития представлений о природе опасного гидрологичес-
кого явления и мер по защите городских территорий нашла свое логическое завершение в современном гидротехническом сооружении, протянувшемся на 25,5 км, состоящем из 11 каменно-земляных дамб, двух судопропускных и шести водопропускных сооружений. Для эксплуатации КЗС учреждено Федеральное казенное предприятие «Дирекция комплекса защитных сооружений Министерства регионального развития Российской Федерации» [12].
КЗС, оснащенный системами автоматики, сигнализации и связи, позволяет при своевременном предупреждении (обычно за 4 часа) полностью избавить Санкт-Петербург от морских нагонных наводнений при прогнозируемом подъеме уровня воды до отметки свыше +1,6 м БС. Условия эксплуатации КЗС предусматривают, что при любых нагонах воды до отметки +1,6 м БС в Невской губе и речной дельте все пролеты и отверстия в сооружениях находятся в открытом положении, а при прогнозируемом подъеме уровня воды свыше +1,6 м БС - все судо- и водопропускные пролеты и отверстия полностью перекрываются затворами в течение 30 минут после получения прогноза. В огражденной акватории Невской губы возможны при этом подъемы воды (за счет ветровой денивеляции водной поверхности, а также вследствие аккумуляции стока реки Невы за время наводнения) до отметки +1,8 м БС. Во всех случаях, включая аварийные ситуации, уровень воды в ограждаемой акватории не должен превысить отметку +2,0 м БС.
Рабочая проверка КЗС прошла 28 ноября 2011 г., когда должно было произой-
* Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (государственный контракт № 14.740.11.0201) по направлению «Океанология».
Среда обитания
Terra Humana
ти 309-е наводнение, но город его почти не почувствовал. Закрытие затворов КЗС осуществлено ночью 28 ноября. Максимальная высота уровня утром 29 ноября по фронту дамб составила +190 см выше ординара, что могло привести к подъему уровня Невы в районе Горного института до 220-230 см. Однако благодаря работе КЗС, подъем воды в Санкт-Петербурге не превысил 130 см.
За время, прошедшее с конца 1960-х гг., когда Ленинградским отделением института «Гидропроект» было разработано технико-экономическое обоснование защиты Ленинграда от наводнений, до начала XXI в., территория города увеличилась почти в три раза: от 527 км2 до 1439 км2. В настоящее время в границы Санкт-Петербурга входит активно развивающийся Курортный район - площадью 268 км2 и населением 68 020 чел., расположенный вне границ защищенной акватории. Для северного побережья Финского залива проблема наводнений по-прежнему остается острой -согласно модельным оценкам закрытые створы КЗС увеличивают максимальные уровни воды при наводнениях в Курортном районе примерно на 5-10% [5, 6].
По данным модельных оценок максимальных подъемов воды при наводнениях, полученных по региональной климатической модели HIRLAM ^САО), с учетом местных особенностей береговой зоны и подпора, формируемого КЗС, средние уровни наводнений 1%-ой обеспеченности (повторяемостью раз в сто лет) для населенных пунктов Курортного района составят от 357 см БС в п. Смолячково до 369 см БС в п. Горская; при этом разность между крайними значениями составляет около метра [14].
Отметим также, что по данным некоторых исследований, существует вероятность «супер-наводнения» высотой более 6 метров БС в XXI в. [5].
Прибрежные территории Курортного района являются одними из наиболее ценных в Санкт-Петербурге, имеют высокую рекреационную ценность и большое историко-культурное наследие. Природные лечебные факторы представлены уникальными ландшафтами, песчаными пляжами с прилегающей акваторией Финского залива, озерами, сосновыми лесными массивами, минеральными лечебными водами, лечебными грязями, а также воздушной средой, которая насыщена бромом и йодом. Согласно ландшафтно-климатическому районированию для курортологических целей территория относится к
благоприятному району с частой повторяемостью погод для пребывания на открытом воздухе без ограничения от 61 до 70% дней.
Однако наблюдающееся нарастание темпов глобального потепления и, соответственно, «векового» роста уровня моря [1] может иметь неблагоприятные последствия для пляжей береговой зоны. Уже в настоящее время отмечается активизация процессов морской абразии в береговой зоне залива, наиболее интенсивно они проявляются в береговых зонах восточной его части. Здесь происходят масштабные и динамичные процессы разрушения побережья, которые приводят к уничтожению пляжей, угрожают прибрежным паркам, строениям и объектам инженерной инфраструктуры. В настоящее время наиболее интенсивный размыв наблюдается в районах расположения пляжей с развитой инфраструктурой и большим рекреационным потенциалом (поселки Ушково, Репино, Комарово, Солнечное Курортного района Санкт-Петербурга).
Также отмечается и активизация абразионных процессов на ранее стабильных участках побережья. Установлено, что в Курортном районе к абразионным и аккумулятивно-абразионным берегам может быть отнесено 72% их общей протяженности. При этом все пляжи курортной зоны в той или иной степени подвержены размыву. Все берега Курортного района относятся к категориям отступающих или стабильных, а участки нарастающего берега крайне ограничены и приурочены, главным образом, к устьевым частям водотоков. К категории отступающих относятся песчаные пляжи пос. Комарово и пос. Репино, которые подвержены интенсивному размыву. Подсчитанная скорость размыва и отступания береговой линии в период с 1990 по 2005 г. составляет до 2 м/год (пляж на изгибе берега у п. Солнечное), а в среднем - 0,5 м/год. Кроме того, фиксируется прогрессирующий размыв авандюны на всем протяжении берега в пределах памятника природы «Комаровский берег». В ходе наиболее сильных штормов, сопровождающихся подъемом уровня моря, даже наиболее широкие пляжи, протяженностью до 100 м и более в г. Зеленогорске, п. Репино и п. Солнечное подвергаются волновой переработке на всю ширину [13].
В табл. 1 представлены возможные площади затопления пляжей Курортного района при различных подъемах уровня Финского залива - от 1 метра БС (вековое повышение среднего многолетнего уров-
ня) до 4 метров БС (максимальные подъемы при наводнениях вероятностью раз в сто лет). Для вычисления возможных площадей затопления использовалась система автоматизированного проектирования AutoCAD и материалы топографической съемки Курортного района (М 1:2000), с учетом актуализации на 2010 г. Полученные результаты показывают, что уже при подъеме уровня на один метр около 37% всех пляжей Курортного района будет затоплено (63 га). При сохранении существующей тенденции, без разработки необходимых адаптационных мероприятий, развитие эрозионных процессов в береговой зоне может привести к полной потере рекреационных пляжей в течение XXI в.
В последние десятилетия произошли значительные изменения в частоте и годовом ходе наводнений: одновременно с увеличением их общего количества сместился максимум повторяемости - с осени на зиму, особенно сильно возросло их число в январе [4, с. 74; 5, с. 222]. Это может способствовать образованию навалов льда на берегах и экзарации дна ледяными образованиями, а следовательно, ускорению эрозионных процессов в береговой зоне Финского залива и разрушению пляжей. Кроме того, во время зимних наводнений в восточной части Финского залива происходят частичные или полные взломы припая (при толщине льда до 35-50 см). При этом среди льдов толщиной не более 15-17 см [1] образуются наслоения, среди более толстых льдов - торосы, на мелях и берегах - навалы.
По данным измерений, полученных с помощью аэрофотосъемки, последствий зимнего наводнения декабря 1973 г., по
всему побережью к востоку от маяка Толбухин в результате сдвига взломанного припая образовались многочисленные навалы льда. При этом в районе береговой черты Курортной зоны был разрушен ряд сооружений. Высота навалов достигала местами 8 м и более, а их ширина - до 40 м, глубина вторжения на берег - до 65 м [2; 3]. Итак, увеличение повторяемости зимних наводнений, способствует активизации эрозионных процессов,
В настоящее время на территории Санкт-Петербурга формируется система особо охраняемых природных территорий (ООПТ) регионального значения (заказники и памятники природы), имеющих комплексный биологический профиль. Общая площадь охраняемых территорий составляет около 6026,8 га, т.е. примерно 4,2% всей площади города. Из десяти существующих охраняемых территорий шесть расположены на побережье Финского залива, две из которых в Курортном районе: государственные природные заказники «Глады-шевский» и «Комаровский берег» (рис. 1).
Действующий Генеральный план Санкт-Петербурга предусматривает организацию системы особо охраняемых природных территорий как одну из задач по улучшению экологической обстановки и охране окружающей среды. До 2025 г. планируется организация пятнадцати новых ООПТ, среди которых - природный заказник «Береговой уступ Серово».
Некоторые объекты животного и растительного мира, являющиеся предметом охраны в ООПТ, крайне чувствительны к изменению параметров гидротермического режима окружающей среды, например,
Площади затопления территорий (га) и пляжей (в га и %) при подъеме уровня Финского залива до 4 метров выше БС
Таблица 1
Муниципальное образование 1 м БС 2 м БС 3 м БС 4 м БС
всего пляжи всего пляжи всего пляжи всего пляжи
га % га % га % га %
г. Сестрорецк 167 21 48 386 35 80 560 41 96 731 43 99
пос. Солнечное 6 5 19 13 13 44 43 24 84 100 28 99
пос. Репино 4 6 29 15 13 65 33 17 87 80 20 100
пос. Комарово 6 5 33 11 10 61 23 15 89 71 17 100
г. Зеленогорск 11 8 33 24 15 60 51 22 90 103 25 100
пос. Ушково 3 3 34 6 5 59 12 8 84 19 9 95
пос. Серово 12 4 48 15 6 72 18 7 94 35 8 99
пос. Молодежное 16 6 52 23 8 74 40 10 87 72 11 100
пос. Смолячково 6 5 47 10 7 70 16 10 95 51 10 100
Всего 230 63 37 502 111 65 795 154 90 1261 170 99
Среда обитания
Terra Humana
Фннск'іін 14 ні к
Рис. 1. Схема градоэкологических условий прибрежных территорий Курортного района Санкт-Петербурга.
лососевые рыбы и исчезающий вид моллюсков - европейская жемчужница в Гла-дышевском заказнике. Поэтому к числу основных задач ряда природных территорий («Северное побережье Невской губы», «Западный Котлин», «Юнтоловский», «Сес-трорецкое болото») относится охрана птиц и прибрежных водно-болотных угодий, как кормовой базы.
Территория Санкт-Петербурга расположена на путях миграции животных организмов, наиболее известные из которых: Беломоро-Балтийский миграци-
онный путь птиц, а также нерестовый ход корюшки. Результаты исследований показывают, что изменения климата могут оказать существенное воздействие на перелетных птиц: численность, сроки и пути их миграции, что в свою очередь скажется на действенности мер по их защите, предусмотренных при организации ООПТ [13].
Популяция и период нерестового хода корюшки, важной промысловой рыбы региона, также может подвергнуться изменению. Например, согласно данным ФГУ «Се-взапрыбвод», образование в конце апреля 1993, 1994 гг. температурного градиента на границе зоны транзита невских вод с сильно прогретыми водами южной части Невской губы явилось препятствием для
нерестовой миграции сюда холодолюбивой корюшки, и ее основная масса пошла в реку Неву. Повышенная миграция корюшки в р. Неву в последующие годы приняла устойчивый характер, а нерестилища Южной Лахтинской отмели, где ежегодно воспроизводилось до 40-45% молоди корюшки Финского залива, в настоящее время утратили свое значение [9, с. 116].
В соответствии с Генеральным планом Санкт-Петербурга, в акватории Финского залива, к северу от КЗС предполагается образование искусственных территорий -двух земельных участков площадью 310,03 и 66,88 га. В соответствии с договором аренды, установлен срок реализации проекта -
19 лет. Максимальный срок осуществления жилищного и иного строительства - не позднее 215 месяцев (2029 г.). Реализация проекта, с одной стороны, создает благоприятные предпосылки для дальнейшего экономического развития Курортного района за счет создания тысяч рабочих мест на строительстве и эксплуатации объектов комплексного освоения территорий на предприятиях -поставщиках работ и услуг, а с другой - может сильно ухудшить экологическое состояние побережья и водной среды. В настоящее время проект «Инженерная подготовка земельных участков, расположенных севернее поселка Лисий Нос, путем намыва
и стабилизации территории. Организация рельефа вертикальной планировкой» проходит процедуру оценки воздействия на окружающую среду.
Сроки реализации проекта, а также функционирования данной территории придется на период развития глобального потепления. В этой связи представляется целесообразным при организации территории предусмотреть мероприятия по адаптации к возможному подъему среднего и максимальных уровней моря.
Как уже было отмечено, прибрежная зона Финского залива в Курортном районе является ценнейшей природной и историко-культурной территорией Санкт-Петербурга, охрана которой предусматривается нормативными правовыми актами Российской Федерации и Санкт-Петербурга. В табл. 2 и на рис. 1 представлены зоны с особыми условиями использования территории, накладывающие определенные ограничения на землепользование: зона санитарной охраны моря, округ горно-санитарной охраны курортного региона северного побережья Финского залива, водоохранная зона, прибрежная защитная полоса, береговая полоса, рыбоохранная зона. Из рисунка видно, что в случае катастрофического наводнения в зоне возможного затопления оказываются все вышеуказанные сервитуты. При этом нельзя забывать, что не только катастрофические, но и обычные наводнения приводят к значительному экономическому ущербу [8].
К сожалению, несмотря на то, что проблема глобального потепления и его последствий признана Правительством Российской Федерации на международном и национальном уровне, а Президентом
утверждена Климатическая доктрина [8], в нормативных правовых актах российских мегаполисов упоминание данной проблемы практически не встречается. В качестве примера немногочисленных исключений можно назвать Постановление Правительства Москвы от 20 апреля 2010 года № 333-ПП «Об организации работ по переходу городского хозяйства Москвы на энергоэффективные технологии в условиях климатических изменений». В законодательной базе Санкт-Петербурга, посвященной охране окружающей среды и экологической политике города, данная проблема отражения не получила [10].
Бесспорно, текущие проблемы Санкт-Петербурга многочисленны и серьезны, наиболее значимые объемы ассигнований приходятся на такие отрасли, как образование, здравоохранение, жилищно-коммунальное хозяйство, социальная политика, дороги и транспорт. Понимая это, все же сошлемся на всеобъемлющий доклад Николаса Стерна, в котором убедительно показано, что издержки бездействия в вопросах изменения климата будут стоить в
20 раз больше, нежели меры, необходимые для решения вопроса сегодня [3, с. 53].
Полученные результаты показывают необходимость продолжения исследований по данной теме, в частности, разработки адаптационных мероприятий на основе экономических оценок ущерба в результате возможных наводнений и штормовых нагонов на побережье Курортного района. Учитывая множественность возможных климатических последствий и наличие неопределенностей при прогнозировании будущего климатического режима, политика адаптации должна быть вариантной.
Таблица 2
Зоны с особыми условиями использования территории в Курортном районе Санкт-Петербурга
Наименование зоны Размер (м) Документы, определяющие режим охраны
Зона санитарной охраны моря 2000 Закон Санкт-Петербурга от 16.2.2009 № 29-10 «О Правилах землепользования и застройки Санкт-Петербурга» (Приложение 6)
Округ горносанитарной охраны в составе трех зон Сложная конфигурация (см. рис. 1) Распоряжение мэра Санкт-Петербурга от 31.10.1995 г. № 1151-р «О разработке концепции социально-экономического развития Курортного района и подготовке проекта федеральной программы «Развитие эколо-го-курортного региона северного побережья Финского залива»»
Водоохранная зона 500 Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 г. № 74-ФЗ
Прибрежная защитная полоса 50
Береговая полоса 20
Рыбоохранная зона 500 Постановление Правительства Российской Федерации от 6 октября 2008 г. № 743 «Об утверждении Правил установления рыбоохранных зон»
Среда обитания
Terra Humana
226 список литературы:
[1] Гордеева С.М., Малинин В.Н., Малинина Ю.В. Современные колебания морского уровня в Кронштадте и их возможные изменения к концу столетия // Общество. Среда. Развитие.- 2010, № 3. -С.251-256.
[2] Драбкин В.В. Образование торосов и навалов льда при нагонах (на примере Финского залива) // Труды AAНИИ. - 1978, т. 354. - С. 89-96.
[3] Драбкин В.В. Ледовый режим Финского залива. В кн. «Проблемы исследования и математического моделирования экосистемы Балтийского моря» // Экосистемные модели. Оценка современного состояния Финского залива. Вып. 5 / Под ред. И.Н. Давидана и О.П. Савчука. - СПб: Гидрометеоиз-дат, 1997. - С. 193-225.
[4] Кокорин A^., Кураев С.Н., Юлкин МА. Обзор доклада Николаса Стерна «Экономика изменения климата». Изд. 2-е, доп. и перераб. // WWF, Strategic Programme Fund (SPF). - М.: WWF России, 2009. -60 с.
[5] Клеванный КА., Aверкиев A^. Влияние закрытия сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений на подъем в восточной части Финского залива // Общество. Среда. Развитие, 2011, № 1. -С. 204-208.
[6] Нежиховский РА. Вопросы гидрологии реки Невы и Невской губы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -224 с.
[7] Павловский A.A., Менжулин Г.В. О динамике Санкт-Петербургских наводнений в различные климатические периоды и оценка изменений уровня Финского залива при ожидаемом глобальном потеплении // Вестник СПбГУ. Сер. 7. - 2009, вып. 2. - С. 71-83.
[8] Павловский A.A., Малинина Ю.В. Повышение уровня Финского залива в XXI веке: сценарии и последствия. К вопросу о затоплении береговой зоны в пределах Курортного района Санкт-Петербурга // Общество. Среда. Развитие. - 2010, № 4. - С. 219-226.
[9] Попов A^. О причине снижения численности корюшки в Финском заливе // Тезисы докл. IX Всероссийской конференции по проблемам рыбопромыслового прогнозирования. - Мурманск, 2004. -С. 115-117.
[10] Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 20.07.2007 № 884 «О Концепции социальноэкономического развития Санкт-Петербурга до 2025 года».
[11] Распоряжение Президента РФ от 17.12.2009 № 861-рп «О Климатической доктрине Российской Федерации».
[12] Федеральное казенное предприятие «Дирекция комплекса защитных сооружений Министерства регионального развития Российской Федерации». - Интернет-ресурс. Режим доступа: www. dambaspb.ru.
[13] Экологический портал Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Правительства Санкт-Петербурга. - Интернет-ресурс. Режим доступа: www.infoeco.ru.
[14] Meier H.E.M., Broman B., Kjellstrom E. Simulated sea level in past and future climates of the Baltic Sea // Climate Research. Vol. 27. - 2004, №1. - P. 59-75.
