6 июня специалисты Комплекса защитных сооружений (КЗС) Санкт-Петербурга провели проверку работоспособности плавучих затворов судопропускного сооружения С-1. В мире существует всего два подобных проекта. Один - у нас в Финском заливе, близ острова Котлин, второй - в Нидерландах.
Немного истории
История Северной Венеции тесно связана с наводнениями, первое из которых произошло в августе 1703 года. Тогда же начались реализовываться первые проекты по защите города от ненастий: поднимались городские территории, создавались гранитные набережные на Неве, строились дополнительные каналы для отвода воды.
За всю историю Санкт-Петербург пережил три катастрофических наводнения (если вода поднимается выше отметки более чем на 3 м, то подобная ситуация уже оценивается как катастрофическая): в 1777 году - вода поднялась на 3 м 21 см, в 1824 году - на 4 м 21 см и в 1924 году - на 3 м 80 см. До момента появления КЗС, до 12 августа 2011 года, было зафиксировано 308 наводнений.
7 ноября 1824 года на площади у Большого театра / Источник: wikipedia.org
Сегодня городу не угрожают повышения уровня воды до отметки +160 см. Наводнение фиксируется только в случае превышения этого значения.
Главной причиной наводнений в Санкт-Петербурга является так называемая "длинная волна", которая возникает при взаимодействии циклонических и гидрологических процессов в Балтийском море. Как описывают сами специалисты КЗС процесс появления наводнения в Северной столице: "Низкое атмосферное давление и ураганный ветер западных направлений, нарушая равновесие водной массы, формируют нагонное образование, которое устремляется к Санкт-Петербургу по Финскому заливу. Из-за сужения и мелководья Невской губы подъем уровня воды резко возрастает. Нагонная волна и речная вода, встречаясь в дельте Невы, вызывают сгонно-нагонное наводнение".
Васильевский остров во время наводнения 23 сентября 1924 года / Источник: wikipedia.org
В 1979 году возникла идея создать комплексное гидротехническое сооружение, которое могло бы защищать город от наводнений. Стройка началась 1 октября 1980 года, в Финском заливе в 20 км западнее островов Невской дельты. Причем задумался проект не как обычная череда дамб. Было решено сооружать целый комплекс из водопропускных, судопропускных сооружений, каменно-земляных дамб, тоннелей, мостов и скоростных автомагистралей.
Проект комплекса разрабатывал "Ленгидропроект".
Отметим важные этапы создания КЗС:
1 октября 1980 года - строители приступили к отсыпке каменно-земляных дамб.
2 июля 1981 года - началось возведение водопропускных сооружений.
29 декабря 1984 года - завершено строительство сухопутного проекта на остров Котлин. Это означало, что Кронштадт перестал быть городом-островом.
В середине 1980-х началось строительство судопропускных сооружений С-1 и С-2.
С 1990 по 2005 года строительство объектов остановилось.
С 2006 по 2011 года - возрождение строительства. Этот период считается самым интенсивным периодом в жизни КЗС. В это время открылся автодорожный мост на сооружении С-2, началось судоходство по новому участку Кронштадтского корабельного фарватера, были запущеные первые испытания плавучего затвора сооружения С-1.
12 августа 2011 года - день официального завершения строительства и открытие КЗС Санкт-Петербурга от наводнений.
Сегодня длина КЗС составляет 25,4 км, в том числе по акватории 22,2 км. Комплекс включает в себя: 11 каменно-земляных дамб, 6 водопропускных сооружений, 2 судопропускных сооружения, скоростную автомагистраль протяженностью 25,4 км, 2 транспортные развязки, 7 автодорожных мостов и транспортный тоннель.
Центральный диспетчерский пункт управления автомобильным тоннелем / Корабел.ру
КЗС по праву можно считать гордостью Санкт-Петербурга, потому что он защищает город от разрушения и экономических потерь, а также является мощным и современным центром, где реализованы передовые научные и технические идеи по борьбе с наводнениями.
Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербург от наводнений / Корабел.ру
Во время строительства были привлечены опытные иностранные фирмы. Так, к примеру, инженерный контроль осуществляла голландская компания "Royal Haskoning Dhv", главным инженером проекта была английская фирма "Halcrow", компания "Royal Boskalis" помогала с устройством каналов.
Но и отечественные предприятия, в том числе и судостроительные, тоже приняли участие в проекте. Так, конструкции батопортов строились на Выборгском СЗ и на Кировском заводе. На нем же производились приводы сооружения. За сборку "судов-дверей" отвечала "Атомстройэкспорт".
Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербург от наводнений / Корабел.ру
Из импортного оборудования на сооружении только электроника, которую поставляла компания "Siemens".
Любопытная деталь: КСЗ Санкт-Петербурга от наводнений - это федеральное казенное предприятие Минстроя России, которое полностью финансируется из федерального бюджета. Выходит, что все россияне, от Владивостока до Калининграда, выплачивая налоги, помогают защищать Северную столицу от ненастья.
О судопропускном сооружении С-1
Сооружение С-1 в отличие от С-2 пропускает исключительно морские суда. Его сосед специализируется только на речных. С-1 является сердцем КЗС, именно к нему относится единственный в России морской автомобильный тоннель. Важно заметить, что через сооружение проходят все типы судов водоизмещением 140 тыс т в Морской порт Санкт-Петербург, порт Бронка и порт "МОБИ ДИК" - совместный проект России и Финляндии.
Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербург от наводнений / Корабел.ру
Судопропускное сооружение С-1 состоит из двух симметричных створок - батопортов , опорных рам, шаровых опор и тягачей, которые заводят батопорты в акваторию. Их разрабатывало ЦКБ "Рубин", и что примечательно, батопорты, как и подлодки, могут всплывать, затапливаться и перемещаться по воде.
Разработка батопортов состояла из комплекса научных исследований с проведением модельных испытаний во ВНИИ Гидротехники им. Б.Е. Веденеева и в Арктическом и Антарктическом НИИ. Помимо этого совместно с Политехническим университетом и ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова проводилось расчетное моделирование проекта.
Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербург от наводнений / Корабел.ру
Срок службы судопропускного сооружения С-1 ни много ни мало - 100 лет.
Характеристики судопропускного сооружения С-1:
Плавучий затвор С-1
Количество створок затвора / приводов, шт
2 / 2
Высота / ширина / длина створки, м
22 / 8,3 / 119,6
Масса, т / водоизмещение, м3
2938 / 3914
Радиус движения, м
130
Глубина погружения, м
16
Опорная рама створки плавучего затвора С-1
Длина, м
115,5
Ширина, м
58,7
Высота наибольшая / наименьшая, м
7,7 / 3,1
Масса, т
1800
Наглядный стенд работы судопропускного сооружения С-1 / Корабел.ру
Шаровая опора створки плавучего затвора С-1
Ширина / высота, м
4 / 4
Диаметр головки шарнира, м
1,5
Масса, т
85
Привод батопорта С-1
Максимальное усилие привода, тс
350
Номинальная мощность электродвигателей, кВт
420
Скорость движения, м/с
0,1
Масса, т
110,5
Длина рельсового пути, м
171
Как это работает
В штатном режиме по каналу С-1 проходят суда, и в это время батопорты сооружения находятся в режиме "хранение" в сухих доковых камерах, которые отделены от морского канала сегментными воротами. Если происходит наводнение, то подается сигнал о заполнении камер водой и сегментные доковые ворота открываются. Начинается работа двух тягачей, которые передвигаются по рельсо-цевочным путям, выводя батопорты в акваторию. После этого насосные станции заполняют водой балластные цистерны "судов-дверей".
Батопорты судопропускного сооружения С-1 / Корабел.ру
Время перекрытия канала занимает 45 минут. Когда батопорты закрывают канал, то они обеспечивают защиту от подъема уровня нагонной воды +4,55 м и высоты волны 3,37 м.
После того, как угроза наводнения ликвидирована, механизм работы запускается в обратном порядке.
Основным поставщиком прогнозов погоды является "Росгидромет", но представители КЗС подчеркнули, что комплекс сотрудничает и со Шведским метеоинститутом.
Как проходили испытания
Представители КЗС Санкт-Петербурга подчеркнули, что организованный пресс-тур в рамках проверки плавучих затворов судопропускного сооружения С-1 действительно знаковое событие. Подобные испытания происходит два раза в год: весной или летом, в связи с окончанием периода зимней эксплуатации, и осенью, перед началом периода возможных наводнений.
Батопорты судопропускного сооружения С-1 / Корабел.ру
Сначала первые испытания в 2018 году планировали провести 22 мая, но этому помешала слишком хорошая погода, как бы странно это не звучало. Тогда в Финском заливе не было воды, а затворки С-1 могут работать при нулевой или положительной отметке воды.
На событии генеральный директор КЗС Борис Дайтер рассказал журналистам, что основной целью проводимых испытаний являлась проверка работ и контроль за состоянием систем обогрева, систем затопления балластных цистерн, системы стабилизации батопорта на плаву, систему посдаки на порог, систему барботажа. Проще говоря - всех систем и оборудования сооружения.
Борис Дайтер, генеральный директор КЗС Санкт-Петербурга от наводнений / Корабел.ру
- Мы с вами присутствуем на первых испытаниях затворов в году, - подчеркнул Борис Дайтер. - Это важное событие в жизни КЗС, поэтому предлагаем посмотреть на технологическую красоту, которую реализовал наш коллектив.
Батопорты судопропускного сооружения С-1 / Корабел.ру
Для этого имитировалось возникновение наводнения. В рамках испытаний сотрудники КЗС вывели батопорты в центр судоходного канала и опустили на плиту порога на глубину 16 м. Все управление плавучим затвором осуществляется дистанционно - в Центральном пункте управления на острове Котлин.
Помимо проверки работ всех систем, испытывались дизель-генераторы в случае внештатного отключения электроэнергии.
С момента запуска С-1, с 2011 года по сегодняшний день, благодаря уникальному сооружению было остановлено 14 наводнений: в 2011 году - остановлено 3 наводнения, в 2013 - еще 3, в 2015 - 7, и с 7 на 8 января 2018 года было остановлено последнее ненастье из ныне зафиксированных.
Кронштадтский корабельный фарватер / Корабел.ру
Чтобы понимать масштаб, во время третьей стадии строительства КЗС стоял вопрос о судьбе сооружений. Было два пути: либо достраивать, либо разрушить все, что построено из-за якобы плохой экологической обстановки, вызванной при строительстве. Были проведены экспертизы, которые подтвердили безопасность возведения КЗС для окружающей среды и целесообразность строительства дамбы в Финском заливе. Помимо этого были произведены расчеты, согласно которым одно остановленное наводнение столетней вероятности позволит полностью окупить средства, вложенные в строительство КЗС. Сколько было вложено в цифрах - неизвестно, зато есть информация о подсчетах возможного ущерба от наводнения, которое могло произойти в конце декабря 2011 года - подъем воды значительный, 2 м 97 см. Согласно подсчетам стоимость ущерба могла составить 25 млрд рублей.
Сохранить Северную Венецию
Срок службы сооружения С-1 составляет 100 лет. Что будет дальше - крайне сложно прогнозировать. Как сказали представители КЗС Санкт-Петербурга от наводнений, об этом будут думать будущие инженеры, которые сейчас только сели за школьную парту.
Батопорты судопропускного сооружения С-1 / Корабел.ру
Осенью пройдут вторые регламентные испытания плавучих затворов судопропускного сооружения С-1. Так закроется цикл проверок 2018 года. А батопорты продолжат защищать Северную столицу от наводнений вне проверок.
Противостоять стихии возможно, но в этой борьбе правила диктует именно природа. С 2011 года по сегодняшний день остановлено 14 наводнений, 14 раз город могло затопить. Но этого не произошло, а значит сооружение выполняет свои задачи. Хочется верить, что в оставшиеся годы службы будет сохранена положительная тенденция по защите Санкт-Петербурга от "длинной волны".
