About adaptation of st.petersburg to climate changes

Possible impacts of climate change on urbanized territories are analyzed using the example of St.Petersburg. The importance of taking into account the factor of global warming for planning the sustainable development of the modern metropolis is shown. Quantitative estimates of changes in climatic parameters are given. The problem of disturbance of the natural climate regime in large cities is considered. Predicted estimates of changes in climatic parameters, including flooding zone from the Gulf of Finland, are given. The possible consequences of global warming for the development of St.Petersburg in the XXI century are considered. Measures to adapt the urban economy and infrastructure to climate change are proposed.

Pavlovskij Artem Aleksandrovich
State Research and Design Center of Saint Petersburg Master Plan
pa1@yandex.ru

Введение

Экономические и демографические достижения современной цивилизации, произошедшие в индустриальную эпоху и сопровождавшиеся сжиганием ископаемых видов топлива, привели к значительному увеличению концентраций в атмосфере так называемых парниковых газов: прежде всего, углекислого газа (CO2), метана (CH4) и закиси азота (N2O). По данным глобальной сети мониторинга за парниковыми газами, средняя концентрация CO2 в атмосфере уже превысила 0,04 % [22] (www.esrl.noaa.gov).
В настоящее время большинство специалистов сходятся в оценках, что происходящие климатические изменения, существенно влияющие на природные и антропогенные системы, вызваны прежде всего деятельностью человека [22].

Основным индикатором наблюдающегося глобального потепления, в том числе объясняющим закрепление и широкое распространение данного термина, является температура приземного слоя воздуха, осредненная по всему земному шару. В период с 1880 по 2012 годы она увеличилась на 0,85°C [22]. Начало XXI века является самым теплым периодом за весь период инструментальных наблюдений за температурой атмосферного воздуха [1].

Помимо того, что климатическая система теплеет, она также становится более влажной. За период 1901-2008 годы величина тренда в ряду глобально осредненных годовых сумм атмосферных осадков составляет, в зависимости от выбранной базы данных, от 1,01 до 2,77 мм/год за 10 лет [21]. В среднем по России показатель тренда годовых сумм осадков за период 1976-2012 годы составляет 0,8 мм/месяц за 10 лет [1].

За XX век и первую декаду XXI века средний глобальный уровень моря повысился на 0,19 м. Существуют свидетельства, что скорости повышения уровня моря, наблюдающиеся с середины XIX века по настоящее время, являются наиболее высокими в течение последних двух тысяч лет [22].

В соответствии с данными спутниковых наблюдений, с 1979 по 2012 годы скорость сокращения среднегодового распространения морских арктических льдов составила от 3,5 до 4,1% за десятилетия. В период же их минимального распространения, летом, темпы снижения составили от 9,4 до 13,6% за десятилетие (диапазон от 0,73 до 1,07 млн. км2) [22].

Значимые изменения отмечаются практически во всех компонентах климатической системы Земли, свидетельствующие о масштабности глобального потепления. Существенно сократились размеры и масса горных и покровных ледников в различных регионах планеты. Увеличилась температура верхнего слоя вечной мерзлоты, в отдельных регионах ее распространения отмечается увеличение глубины сезонного протаивания. Наблюдаются изменения в речном стоке. Отмечаются перемены в континентальных и морских экосистемах. В целом проблема глобального потепления затрагивает практически все природные среды и социально-экономические сферы цивилизации [22, 1].

В настоящее время деятельность Организации Объединенных Наций в вопросе климатических изменений сосредоточена на удержании прироста глобальной средней температуры атмосферного воздуха намного ниже 2°С сверх доиндустриальных уровней и приложении усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5°С, а также повышении способности адаптироваться к неблагоприятным воздействиям изменения климата [7].
Глобальное потепление приходятся на период развития урбанизации, когда количество городского населения Земли превышает 55%. Темпы урбанизации беспрецедентны. Согласно прогнозу, к 2050 году доля горожан может составить около 70%. [25].

Безопасность большей части человечества в текущем и в последующие столетия во многом будет зависеть от степени учета фактора изменения климата в стратегических планах развития городов. При этом во многих мегаполисах мирах уже в настоящее время отмечается существенная уязвимость их территорий, экономики и населения к опасным гидрометеорологическим явлениям, повторяемость которых увеличивается при глобальном потеплении [20].

Адаптация современной цивилизации к происходящим и прогнозируемым изменениям климата, в том числе в части сокращения выбросов парниковых газов, во многом зависит от того, какие мероприятия будут предприняты в городах.

Современный мегаполис представляет собой сложную систему, состоящую из природных и антропогенных компонентов. В связи с этим получение обоснованных оценок последствий глобального потепления для его населения, экономики, инфраструктуры и окружающей среды целесообразно осуществлять в рамках междисциплинарного геоэкологического исследования с применением системного подхода.

Среди всех урбанизированных территорий мира отдельного внимания заслуживают приморские агломерации, являющиеся транспортно-логистическими, промышленными и инновационно-технологическими центрами современной цивилизации. Их можно назвать экономическими и экологическими «горячими точками планеты», уязвимыми к последствиям глобального потепления [14]. 
Именно такой густонаселенной, экономически развитой приморской территорией, подверженной наводнениям, является Санкт-Петербург, для которого последствия современных изменений климата могут быть весьма существенными.

В связи с этим решение научной проблемы адаптации Санкт-Петербурга к последствиям современных изменений климата имеет важное социально-экономическое и хозяйственное значения для развития города в XXI веке.

Комплексный учет фактора климатических изменений при обосновании развития города является особенно важным в настоящее время, когда для Санкт-Петербурга происходит подготовка нового Генерального плана, направленного на обеспечение устойчивого развития его территории на период до середины XXI веке за счет сбалансированного учета экологических, экономических и социальных факторов.

Материал и методика

Исходные данные

В качестве основных источников информации о документах территориального планирования и зонирования Санкт-Петербурга: Генеральном плане, Правилах землепользования и застройки города, а также о документации по планировке территории были использованы следующие сайты сети Интернет: Градостроительный портал Автоматизированной информационной системы управления градостроительной деятельностью (АИС УГД); Региональная информационная система «Геоинформационная система Санкт-Петербурга» (https://portal.kgainfo.spb.ru/kgamap; http://rgis.spb.ru/map/main.aspx). Тестовая часть вышеуказанных документов была получена на сайтах Комитета по градостроительству и архитектуре Правительства Санкт-Петербурга (http://kgainfo.spb.ru/) и информационно-правовой системы «Кодекс» (https://kodeks.ru/).

Для получения сведений о зарегистрированных земельных участках и объектах недвижимости использовалась Публичная кадастровая карта Росреестра (https://pkk5.rosreestr.ru/).

Сведения о состоянии окружающей среды города (атмосферном воздухе, поверхностных водах, почвах, особо охраняемых природных территориях) получены на Экологическом портале Санкт-Петербурга (http://www.infoeco.ru/).

Данные об измеренных гидрометеорологических параметрах (температуре атмосферного воздуха, осадках, давлении, влажности, солнечном сиянии) получены в специализированных архивах: Всероссийском научно-исследовательском институте гидрометеорологической информации – Мировом центре данных (ВНИИГМИ-МЦД) (Россия, г.Обнинск) (http://meteo.ru/); Национальном центре информации об окружающей среде Национального управления США океанических и атмосферных исследований (США, Северная Каролина, г.Ашвилл) (https://www.ncdc.noaa.gov/).

Динамика уровня моря исследовалась по данным измерений на сети мареографов PSMSL и электронного атласа «Климат морей России и ключевых районов Мирового океана» (https://www.psmsl.org/; http://esimo.aari.ru/portal/).

В качестве источника информации о прогнозируемых гидрометеорологических параметрах, рассчитанных с использованием климатических моделей, использован сайт центра распространения данных Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) (https://www.ipcc.ch/; https://www.ipcc-data.org/).

При оценке изменения зоны затопления Санкт-Петербурга при развитии глобального потепления применялась актуализированная топографическая съемка масштаба 1:10000 в формате MapInfo «без грифа», а также цифровая модель рельефа классифицированная по классу «земля»/«не земля» с точностью, обеспечивающей создание ортофотопланов масштаба 1:2000.

Информация о вертикальных и горизонтальных движениях земной коры на территории Балтийского региона принята по данным проекта BIFROST, основанного на анализе данных с сети из десятков базовых станций системы глобального позиционирования GPS [19; 23].

Методы исследования

В целом, оценка влияния современных изменений климата и их последствий на устойчивое градостроительное развитие Санкт-Петербурга в XXI веке осуществлялась с использованием системного подхода.

Наблюдающиеся и прогнозируемые изменения климата на территории Санкт-Петербурга были проанализированы и оценены на основе методов обработки гидрометеорологической информации.

Для оценки степени антропогенного возмущения мегаполисом естественного климата территории Санкт-Петербурга была использована оригинальная методика, базирующаяся на статистической обработке климатической информации и на приемах интерполяции метеопараметров по набору окружающих город станций, подробное описание которой представлено в статье [8].

Ландшафтный подход применялся при обосновании границ зоны затопления на существующее положение и оценках ее изменения в результате развития глобального потепления.

Информационно-картографический подход и ГИС-технологии использовались при оценке площади городской территории, функциональных зон; количества зарегистрированных земельных участков, объектов капитального строительства и различных сооружений, попадающих в границы зоны затопления.

Результаты и их обсуждение

В данной статье проведена комплексная оценка ранее выполненных автором исследований в области различных последствий современных изменений климата для Санкт-Петербурга.

Важно понимать, что устойчивое развитие градостроительного комплекса современного города основано на соблюдении научно-обоснованных норм и правил, которые лежат в основе архитектурно-строительного проектирования.

На фоне развивающегося глобального потепления, усиленного локальными климатическими особенностями крупнейших городов, наиболее «неустойчивыми» оказываются гидрометеорологические нормы, закрепленные во многих нормативно-правовых и нормативно-технических актах. 

Эпидемиологическая обстановка и здоровье многомиллионного населения, современные строительные конструкции, инженерно-транспортная инфраструктура, высокоточное промышленное производство, зеленые насаждения, особо охраняемые природные территории, памятники историко-культурного наследия зависят от точности оценки изменений влияющих на них гидрометеорологических факторов.

Анализ данных наблюдений за средней температурой приземного воздуха в Санкт-Петербурге с середины XVIII века показывает, что последний климатический период является наиболее теплым за всю историю инструментальных измерений.

В годовом ходе температуры воздуха наибольшие изменения произошли в зимний и весенний периоды. Значения температуры приземного воздуха в эти месяцы, осредненные за последние десятилетия, на 3-4°C теплее по сравнению с климатом середины XVIII века [13].

В Санкт-Петербурге помимо глобальных и региональных климатических тенденций значимо проявляется эффект локального возмущения гидрометеорологических параметров, обусловленный урбанизированными условиями территории мегаполиса. Так называемый «остров тепла» – это эффект повышения температуры окружающей среды в местах концентрации городской застройки и населения. Главным образом, он является отражением суммы изменений компонентов теплового баланса, связанных с антропогенными преобразованиями естественной подстилающей поверхности, которые прежде всего снижают ее отражающую способность за счет широкого использования различных строительных материалов с низким альбедо, а также уменьшением потери тепла на испарение в связи с устройством ливневой канализации. Дополнительный нагревательный эффект вносится тепловыми выбросами энергетики и промышленности (http://www.urban-climate.org).

Данные продолжительных наблюдений в ряде продолжительных репрезентативных пунктов (Стокгольм, Хельсинки) позволяют сделать выводы о динамике температуры приземного воздуха и количества атмосферных осадков в регионе Балтийского моря и непосредственно в Санкт-Петербурге.

Начиная с конца XVIII века, разность между среднегодовой температурой в Санкт-Петербурге и Стокгольме уменьшилась от двух с половиной до полутора градусов Цельсия. Хельсинки же до конца 1950-х годов был «теплее» Санкт-Петербурга в среднем на полградуса. В настоящее временя Стокгольм пока еще продолжает оставаться приблизительно на полградуса теплее Санкт-Петербурга, что же касается Хельсинки, он уже с середины 1960-х годов в «среднегодовом исчислении» стал прохладнее города на Неве. Причиной указанных изменений является то, что эффект антропогенного «острова тепла» мегаполиса Санкт-Петербург почти сравнял естественное географо-климатическое различие их термического режима [8].

В прошедшем столетии годовая сумма осадков в Хельсинки превышала подобную величину для Санкт-Петербурга, хотя в некоторые временные промежутки эта разность бывала и положительной. Обращаясь к анализу линейной тенденции в этом «соревновании» Хельсинки и Санкт-Петербурга, можно сделать вывод, что эти два прибалтийских города уже сравнялись по суммарному количеству осадков. Говоря другими словами, за сто прошедших лет Санкт-Петербург ликвидировал «климатическое отставание» на приблизительно 12% своей годовой суммы осадков. Что касается динамики разности годовых сумм осадков в Санкт-Петербурге и Стокгольме, то к своему преимуществу в 50 миллиметров в начале прошедшего столетия город на Неве к настоящему времени добавил еще такую же величину [8].

Происходящие климатические изменения нашли отражение в действующих строительных нормах и правилах «Строительная климатология». В редакции документа, введенной в действие с 1 января 2013 года, нормативное значение средней годовой температуры приземного воздуха в Санкт-Петербурге выросло на 1°С – с 4,4 до 5,4°С. Особенно выделяется повышение средней температуры воздуха в марте – на 2,4°С. Абсолютная максимальная температура воздуха также существенно возросла – с 34 до 37°С. Продолжительность периодов со средней суточной температурой воздуха, равной и меньше 0°С, 8°С и 10°С сократилась на 7-8 дней [16].

Согласно полученным оценкам, к концу XXI столетия по сравнению с аналогичным периодом в XX веке средняя температура приземного воздуха, повысится на 3-4°С, а количество осадков увеличится более чем на 200 мм [2].
Изменения термического режима уже в настоящее время значимо влияют на проектирование и эксплуатацию топливно-энергического комплекса Санкт-Петербурга.

Увеличение значений максимальной температуры воздуха, повторяемости и продолжительности так называемых «волн жары» влияет на здоровье человека. События лета 2010 года в России продемонстрировали крайнюю уязвимость городского населения и инфраструктуры к подобным экстремальным гидрометеорологическим явлениям. Аномалия смертности в июле-августе 2010 года в Москве составила более 9 тыс. человек, в Санкт-Петербурге – более тысячи человек [11].

В связи с этим при планировании развития Санкт-Петербурга особое внимание следует уделять вопросам озеленения городских территорий. В настоящее время повышение плотности городской застройки, формирование крупных массивов искусственных конструкций и покрытий с низким альбедо способствуют дальнейшему развитию эффекта локального антропогенного возмущения естественного климата, что, на фоне глобальных тенденций гидрометеорологических параметров, приводит к увеличению риска перегрева урбанизированных территорий, влияя на здоровье человека и долговечность строительных материалов.

Среди центральных районов Санкт-Петербурга наименее обеспечены зелеными насаждениями муниципальные образования Адмиралтейского района: «Измайловское», «Коломна», «Сенной округ», а также муниципальные образования Центрального района: «№78», «Владимирский округ» и «Литейный округ», где обеспеченность зелеными насаждениями составляет от 2 до 3 м2/чел., что более чем в два раза ниже городских нормативных значений [3].

Часть данной территории расположена в зоне активных градостроительных преобразований, заключающихся в освоении площадей бывших промышленных предприятий под жилую застройку. В качестве примера можно привести уже введенные в эксплуатацию и строящиеся массивы многоэтажной многоквартирной жилой застройки в Адмиралтейском районе на территории так называемой «Измайловской перспективы». С сожалением стоит констатировать, что развитие жилой застройки происходит практически без организации новых парков, скверов, что только ухудшает ситуацию с обеспеченностью жителей муниципального образования «Измайловское» зелеными насаждениями (http://new.rgis.spb.ru/).

При увеличении количества атмосферных осадков вопросы защиты городских территорий от затопления и подтопления, водоотведения поверхностного и грунтового стока занимают одно из центральных мест в современном градостроительстве.

Происходящие изменения интенсивности и количества дождей способны привести к самым серьезным последствиям для функционирования ливневой канализации. Существующие сложности могут значительно возрасти при развитии глобального потепления.

Сравнительные гидравлические расчеты канализационных сетей, выполненные применительно к территории Санкт-Петербурга для нормативного и расчетного значения интенсивности дождя q20 (л/с на один гектар), продолжительностью 20 минут при периоде однократного превышения равного 1 году: 60 л/с/га и 63,3 л/с/га, показали, что даже незначительное увеличение этого параметра на 3,3 л/с/га, приводит к возрастанию расходов на некоторых участках сети с большими сечениями труб до 60 л/с, что является причиной возникновения локальных затоплений городских территорий ливневыми водами [9, 17].

Дополнительную обеспокоенность вызывают градостроительные преобразования водосборных бассейнов малых рек, являющихся водоприемниками сточных вод. Значительные увеличения коэффициентов стока, в 5-6 раз, связанные со сменой функционального зонирования территорий, например, переводом земель сельскохозяйственного использования в современные жилые кварталы, вызывают значительные изменения в гидрографах водных объектов, особенно в скоростях прохождения паводковых вод [9].

Климатические изменения приводят к изменению глубины сезонного промерзания – важной строительной нормы, влияющих на надежность фундаментов зданий и сооружений. В настоящее время в Санкт-Петербурге глубина сезонного промерзания практически для всех типов грунтов (суглинков и глин; супесей, песков мелких и пылеватых; песков гравелистых, крупных и средней крупности) сократилась на тридцать и более сантиметров [11].

При развитии глобального потепления природно-климатические условия месторасположения Санкт-Петербурга могут смениться с бореальных на морские. Прогнозируемый тип климата характеризуется менее выраженным годовым и суточным ходом температуры приземного воздуха, повышенной влажностью и облачностью. Это климат прохладного лета и мягкой зимы. Наиболее принципиальным изменением, которое может ожидать Санкт-Петербург в условиях морского климата, это отсутствие условий для формирования устойчивого снежного покрова.
Происходящие и прогнозируемые изменения природно-климатических условий Санкт-Петербурга создают для многих биологических видов благоприятные условия для инвазии, что может привести к значительным экономическим потерям и представлять опасность для здоровья населения.

Массовое размножение тополевой нижнесторонней моли-пестрянки в 2000-2005 годы явилось причиной гибели и снижения эстетических качеств многих тополей в Санкт-Петербурге. К еще большим негативным последствием привело распространение графиоза вязов (голландской болезни).

Глобальное потепление способствует инвазии патогенных организмов в Санкт-Петербург, что может существенно угрожать зеленым насаждениям города в ближайшем будущем. В настоящее время быстрыми темпами происходит распространение ясеневой изумрудной узкотелой златки Agrilus planipennis (Fairmaire) (сем. Buprestidae – Златки). Недавно на территории Санкт-Петербурга появился инвазионный стволовой вредитель пихт – короед Polygraphus proximus (Blandford). Также существенную опасность представляют 4 вида минирующих молей сем. Gracillariidae: тополевая нижнесторонняя моль-пестрянка Phyllonorycter populifoliella (Tr.), минирующая моль листьев конского каштана, или охридский минер, Cameraria ohridella (Deschka et Dimic), липовая минирующая моль-пестрянка Phyllonorycter issikii (Kumata) и кленовая моль-пестрянка Phyllonorycter acerifoliella (Z.) [15].

Гидрометеорологические условия Санкт-Петербурга и прилегающих территорий Ленинградской области благоприятны для распространения и высокой численности насекомых комплекса гнуса. Глобальное потепление приводит к изменению в численности и границах ареалов видов насекомых комплекса гнуса и переносимых ими инфекций, включая малярию. В результате исследований последних лет в интересующем нас регионе впервые обнаружены 3 вида кровососущих комаров − Aedes behningi, A. sticticus и Culex modestus, а также 3 вида мошек − Cnetha beltucovae, C. silvestris и Stegopterna dentatа [5].

В настоящее время установлено, что на территории Санкт-Петербурга обитает 4 вида иксодовых клещей (Ixodes persulcatus, I. ricinus, I. trianguliceps, I. apronophorus), а не 2 (Ixodes persulcatus и I. ricinus), как считали ранее [6].
Изменение климатических условий также приводит к перестройке орнитофауны города [18]. Также имеются оценки, что одной из причин снижения нерестовой миграции холодолюбивой корюшки в Невскую губу, является повышение температуры воды, особенно на мелководьях, вызванное климатическими изменениями [4].

Санкт-Петербург в силу своего низинного рельефа и подверженности наводнениям чувствителен к неблагоприятным последствиям климатических изменений.

При этом развитие глобального потепления сопровождается увеличением повторяемости опасных гидрометеорологических явлений (http://meteo.ru/). Для Санкт-Петербурга, в текущий климатический период, общее количество нагонных наводнений было максимальным за весь период наблюдений. Например, с 1981 по 2011 годы произошло 60 наводнений, что более чем на 30% больше по сравнению с промежутком 1950-1980 годы. С даты ввода в эксплуатацию Комплекса защитных сооружений в 2011 году было остановлено 17 наводнений. В последний климатический период произошло смещение годового максимума повторяемости наводнений с осени на зиму. Особенно сильно возросло их число в январе: за 1981-2011 годы в этот месяц произошло 19 наводнений, а за предшествующие им 278 лет – только 16 [12; 13].

Статистика остановленных наводнений, ведущаяся Дирекцией Комплекса защитных сооружений, свидетельствует, что с конца 2011 года по настоящее время больше всего наводнений также произошло именно в зимний период – одиннадцать: в 2011 (2), 2013 (1), 2015 (7) и 2018 (1) (https://dambaspb.ru/).

Проблема возможного изменения повторяемости опасных гидрологических явлений и увеличения зоны затопления при глобальном потеплении является особенно важной для Санкт-Петербурга.

Основными факторами, способными повлиять на увеличение зоны затопления Санкт-Петербурга, являются: средний уровень моря, повторяемость и продолжительность нагонных наводнений, уровень Ладожского озера и расход Невы, игнорирование фактора климатических изменений при градостроительном планирования развития побережья и акватории.

Анализ данных о средних многолетних значениях уровня моря показывает, что в ряду наблюдений можно выделить периоды по 30 лет, как с отрицательными, так и положительными значениями уровня относительно нуля кронштадского футштока. При этом в последнее тридцатилетие средний многолетний уровень моря достиг максимального значения за весь период наблюдений и составил 8,7 см, что на 7,5 см выше предыдущего периода. Наличие положительных тенденций в динамике среднего годового уровня моря отмечается на всех пунктах наблюдений в Невской губе (Ломоносов, Лисий Нос, Невская устьевая) [10].

Региональные изменения уровня моря в XXI веке могут отличаться от средних глобальных прогностических оценок. По данным второго оценочного доклада о климатических изменениях для бассейна Балтийского моря, в конце XXI века уровень Финского залива может повыситься от 30-40 до 80-90 см по сравнению с концом XX века [24]. В этом случае только прямые земельные потери города составят более одной тысячи гектаров ценных приморских территорий [12].

Современный климат в Балтийском регионе характеризуется более частой повторяемостью штормов и синоптических ситуаций, способствующих нагонным наводнениям, что приводит к увеличению, по сравнению с проектными условиями, продолжительности закрытия затворов Комплекса защитных сооружений. К примеру, в период подобной ситуации 27-28 декабря 2011 года Комплекс защитных сооружений был закрыт в течение 31 часа, а во время тройного наводнения с 5 по 7 декабря 2015 года продолжительность закрытия затворов составила 48 часов. Учащение повторяемости синоптических ситуаций, вызывающих нагонные наводнения, способно существенно повлиять на максимальный уровень, так называемых остаточных наводнений в Невской губе (https://dambaspb.ru/).
В сложившихся климатических условиях уровень Ладожского озера, дающего начало стоку реки Невы, близок к максимальным отметкам в своем квазитридцатилетнем цикле. В связи с этим, возрастают риски достижения расходов Невы в осенний период более 4000 м3/с, что способно значительно сократить время наполнения Невской губы за счет речного стока при закрытых затворах Комплекса защитных сооружений. Такое изменение гидрографа стока Невы на фоне повышения повторяемости и продолжительности нагонных наводнений может еще больше повысить максимальные уровни остаточных наводнений [14].

Площадь зоны затопления от Финского залива может существенно увеличиться в XXI веке от существующих 40 до 110 км2 [10]. Соответственно возрастет численность населения, количество зданий и сооружений, подверженных негативному воздействию вод, особенно на участках, сформированных намывами. В связи с этим весьма целесообразно рассмотреть возможные варианты по сохранению аккумулирующей способности Невской губы и уменьшению уровней остаточных наводнений.

В первую очередь следует существенно повысить точность и заблаговременность прогнозирования динамики поднятия уровня в огороженной акватории, что позволит производить закрытие затворов Комплекса защитных сооружений заблаговременно при как можно более низких отметках воды. В настоящее время его закрытие, как правило, происходит при уровнях воды, соответствующих 80-100 см. Однако, проблема излишне заблаговременного закрытия затворов Комплекса защитных сооружения осложняется в первую очередь тем, что данное решение входит в конфликт с интересами морского и речного судоходства. Следует принять во внимание, что в XXI веке в соответствии со стратегическими целями развития Санкт-Петербурга, как морской столицы России, данное противоречие будет только обостряться.

Одной из бесспорных позиций перспективного территориального планирования Санкт-Петербурга является значительное повышение его роли как крупного международного торгово-транспортного центра, способного успешно конкурировать с другими логистическими центрами Балтийского региона. Например, Генеральным планом Санкт-Петербурга запланировано увеличение объема пассажироперевозок морским транспортом: до трех миллионов человек в год. В связи с этим и с утвердившимися тенденциями представляется очевидным, что в акватории Невской губы и реки Невы будет продолжать развиваться система пассажирских портовых транспортных терминалов морского и речного назначения. 

Увеличение случаев и продолжительности закрытия затворов Комплекса защитных сооружений вследствие повышения уровня Финского залива и повторяемости наводнений могут войти в противоречие с планами по ускоренному развитию морской транспортной роли Санкт-Петербурга в Балтийском регионе. 

В связи с этим целесообразно рассмотреть еще один способ сохранения аккумулирующей способности Невской губы, который способен решить проблему регулирования стока Невы в период наводнений и закрытия затворов Комплекса защитных сооружений. Этот способ связан с сооружением гидротехнического узла на каком-либо из участков Невы, расположенном от Усть-Ижоры до Шлиссельбурга.

Такой гидроузел позволил бы полностью решить проблему зажоров путем регулирования расхода реки Невы в период установления ледостава на ней и сохранить аккумулирующую способность Невской губы при закрытии Комплекса защитных сооружений.

Однако, в настоящее время в связи со сложившейся планировочной структурой, градостроительными преобразованиями и планами, касающимися Санкт-Петербурга и ряда населенных пунктов Ленинградской области, (Новосаратовка, поселок им. Свердлова, Маслово, Отрадное, Павлово, Пески, Кировск, Шлиссельбург), предложение по строительству гидроузла в указанном месте вряд ли будет поддержано. Это связано с тем, что в случае его реализации пришлось бы перенести все жилые и иные нормируемые объекты, расположенные выше отметки затоплния, равной приблизительно семи метрам в Балтийской системе высот.

Таким образом, независимо от реализации того или иного прогноза подъема среднего уровня Финского залива, наиболее целесообразным и геоэкологически обоснованным мероприятием по защите от затопления является ограничение намывов искусственных земельных участков в Невской губе и освоения побережья под жилую и нормируемую общественно-деловую застройку.

Выводы

В настоящее время в рядах гидрометеорологических параметров в Санкт-Петербурге наблюдаются значимые положительные тренды, вызванные, как глобальными тенденциями, так и локальными эффектами урбанизированной территории.

В XXI столетии фактор климатических изменений будет влиять на принятие решений по стратегическому планированию Санкт-Петербурга вне зависимости от реализации того или иного сценария социально-экономического развития города.

При развитии глобального потепления природно-климатические условия месторасположения Санкт-Петербурга могут смениться с бореальных на морские. Прогнозируемый тип климата характеризуется менее выраженным годовым и суточным ходом температуры приземного воздуха, повышенной влажностью и облачностью. Это климат прохладного лета и мягкой зимы. Наиболее принципиальным изменением, которое может ожидать Санкт-Петербург в условиях морского климата, это отсутствие условий для формирования устойчивого снежного покрова.
Полученные оценки изменения природно-климатических условий позволяют при разработке концепции адаптации градостроительного комплекса Санкт-Петербурга к глобальному потеплению осуществлять поиск наилучших практических решений в городах, расположенных в аналогичных зонах.

При развитии глобального потепления площадь зоны затопления территории Санкт-Петербурга от Финского залива может увеличиться до 110 км2, что в несколько раз повысит численность населения и количество объектов капитального строения, подверженных опасному гидрологическому явлению.

Наиболее действенным способом по защите исторической части города от затопления является отказ от дальнейших планов по намыву искусственных земельных участков в Невской губе и освоение побережья под жилую и нормируемую общественно-деловую застройку.

Увеличение количества нагонных наводнений и смещение максимума их повторяемости на зимние месяцы приводит к разрушению берега Санкт-Петербурга. Игнорирование данного процесса приведет к деградации и потере большей части пляжей в течение XXI века, что требует оперативной реализации мероприятий по берегозащите.

Полученные оценки последствий современных изменений климата для градостроительного развития Санкт-Петербурга в XXI веке позволяют принять обоснованные проектные решения при подготовке стратегического документа города, его нового Генерального плана, реализация которого будет происходить в условиях глобального потепления.

Фактор глобального потепления должен комплексно учитываться при подготовке проектов различных строительных правил, отраслевых схемы, документов стратегического планирования, прогнозов социально-экономического развития, схем инженерной инфраструктуры.

 

References

  1. Vtoroj Ocenochnyj doklad Rosgidrometa ob izmeneniyah klimata i ih posledstviyah na territorii Rossijskoj Federacii. Osnovnoj tom, Tekhnicheskoe rezyume, Obshchee rezyume. Rosgidromet, 2014 [Second Roshydromet Assessment Report on Climate Change and its Impacts in the Russian Federation Main Volume, Technical Summary, General Summary]. Roshydromet, 2014 (in Russian).
  2. Geologicheskie i ekologicheskie riski Sankt-Peterburga. 2014. Prakticheskie rekomendacii po adaptacii k klimaticheskim izmeneniyam / O. Tomilina, YU. Men'shova, G. Savenkova, I. Bogatyrev, D. Ryabchuk, D. Frank-Kameneckij, A. Pavlovskij. YUzhnaya Finlyandiya – Rossiya EISP PGS 2007-2013. Adaptaciya gorodskoj okruzhayushchej sredy k negativnym posledstviyam klimaticheskih izmenenij (CliPLivE). [Climate-Proof Living Environment. Methodologies, tools and practical recommendations for climate change adaptation in the Kymenlaakso and Uusimaa regions and the Helsinki Metropolitan Area]. St.Petersburg, 2014. 82 p. (in Russian).
  3. Zakon Sankt-Peterburga ot 28.06.2010 №396-88 «O zelenyh nasazhdeniyah v Sankt-Peterburge» [Law of St.Petersburg of 28.06.2010 № 396-88 «On green plantations in St.Petersburg»] (in Russian).
  4. Maksimov A.A. 2008. Vliyanie klimaticheskih faktorov na dinamiku makrozoobentosa. Sb. Ekosistema estuariya reki Nevy: biologicheskoe raznoobrazie i ekologicheskie problemy [Effect of climatic factors on macrosoobenthosis dynamics] Ecosystem of the estuary of the Neva River: biological diversity and environmental problems. Ed. A.F. Alimov, S.M. Golubkov. Moscow: Partnership of Scientific Publications of KMK, 2008. Pp.346-355 (in Russian).
  5. Medvedev S.G., Ajbulatov S.V. 2012. Nasekomye kompleksa gnusa Sankt-Peterburga i Leningradskoj oblasti. «Nastoyashchee i budushchee urbanizacii: ekologicheskie vyzovy» [Insects of the complex of the gnus of St.Petersburg and Leningrad region] «The Present and Future of Urbanization: Environmental Challenges». Conference Materials (March 21, 2012, St.Petersburg). Ed. V.A.Rumyantsev, G.V. Menzhulin SPb, 2012. Pp.49-54 (in Russian).
  6. Medvedev S.G., SHapar' A.O., Tret'yakov K.A., Bychkova E.M. 2013. Iksodovye kleshchevye infekcii na territorii Sankt-Peterburga [Ixode tick infections on the territory of St.Petersburg] «Unresolved problems of climatology and ecology of megacities» Conference Materials (March 20, 2013, St.Petersburg) / Ed. K.V. Chistyakov, G.V. Menzhulin. SPb, 2013. Pp.47-52 (in Russian).
  7. Mezhdunarodnoe Parizhskoe soglashenie ot 12.12.2015 [Paris Agreement] (in Russian).
  8. Menzhulin G.V., Pavlovskij A.A. 2016. Kompleksnaya metodika rascheta i ocenki narushenij estestvennogo klimaticheskogo rezhima v megapolise Sankt-Peterburg. [A comprehensive methodology for calculating and estimating violations of the natural climate regime in the metropolis St.Petersburg] Proceedings of the Russian State Hydrometeorological University. 2016. №43. Pp.154-173. (in Russian).
  9. Pavlovskij A.A. 2013. O livnevyh zatopleniyah nekotoryh territorij Sankt-Peterburga pri sovremennyh izmeneniyah klimata [About storm flooding of some territories of St.Petersburg under modern climate changes] TerraHumana, 2013, Issue 2. Pp.251-256. (in Russian).
  10. Pavlovskij A.A. 2016. Ob opredeleniya zon zatopleniya na territorii Sankt-Peterburga [On the definition of flooding zones on the territory of St.Petersburg] Proceedings of the Russian State Hydrometeorological University. Issue 43. A theoretical research journal. St.Petersburg: RSHU Publishers, 2016. Pp.39-50. (in Russian).
  11. Pavlovskij A.A. Menzhulin G.V. 2013. Sovremennye izmeneniya klimaticheskih norm i obespechenie ustojchivogo razvitiya Sankt-Peterburga kak krupnejshego megapolisa Severnoj Evropy [Modern changes in climate norms and sustainable development of St. Petersburg as the largest metropolis of Northern Europe]. Vestnik of St. Petersburg State University. Series 7, Geology, Geography. 2013. Issue 2. Pp.71-78 (in Russian).
  12. Pavlovskij A.A., Malinina YU.V. 2010. Povyshenie urovnya Finskogo zaliva v XXI veke: scenarii i posledstviya. K voprosu o zatoplenii beregovoj zony v predelah Kurortnogo rajona Sankt-Peterburga [Rising Gulf of Finland levels in the 21st century: scenarios and consequences. To the issue of flooding of the coastal zone within the Resort District of St. Petersburg] TerraHumana, 2010, Issue 4. Pp. 219-226 (in Russian).
  13. Pavlovskij A.A., Menzhulin G.V. 2010. O dinamike Sankt-Peterburgskih navodnenij v razlichnye klimaticheskie periody i ocenki izmenenij urovnya Finskogo zaliva pri ozhidaemom global'nom poteplenii [On the dynamics of St. Petersburg floods during different climatic periods and estimates of changes in the level of the Gulf of Finland under the expected global warming]. Vestnik of St. Petersburg State University. Series 7, Geology, Geography, N2. Pp.71-83 (in Russian).
  14. Pavlovskij A.A., Menzhulin G.V. 2019. Izmeneniya klimata i ocenka perspektivy ispol'zovaniya v peterburgskom gradostroitel'stve iskusstvennyh namyvnyh territorij [Climate Changes and Estimates of Perspective Using the Artificial Wash Territories in St.Petersburg City-Planing] Proceedings of Voeikov Main Geophysical Observatory. Issue 593. 2019. Pp.70-84 (in Russian).
  15. Selihovkin A.V., Musolin D.L. 2013. Biologicheskie invajdery v gorodskoj srede. «Nereshennye problemy klimatologii i ekologii megapolisov» [Biological invaders in urban environments] «Unresolved problems of climatology and ecology of megacities». Conference Materials (March 20, 2013, St. Petersburg) / Ed. K.V. Chistyakov, G.V. Menzhulin. SPb, 2013. Pp.75-80 (in Russian).
  16. SP 131.13330.2012 «Stroitel'naya klimatologiya. Aktualizirovannaya redakciya SNiP 23-01-99*» [Building climatology] (in Russian).
  17. SP 32.13330.2012 «Kanalizaciya. Naruzhnye seti i sooruzheniya. Aktualizirovannaya redakciya SNiP 2.04.03-85» [Sewerage. Pipelines and wastewater treatment plants] (in Russian).
  18. Hrabryj V.M. 2012. Mnogoletnyaya dinamika chislennosti ptic zelenyh nasazhdenij Sankt-Peterburga. «Nastoyashchee i budushchee urbanizacii: ekologicheskie vyzovy». [Long-term dynamics of the number of birds of green plantations of St. Petersburg] «The Present and Future of Urbanization: Environmental Challenges». Conference Materials (March 21, 2012, St. Petersburg) / Ed. V.A.Rumyantsev, G.V. Menzhulin SPb, 2012. Pp.126-129 (in Russian).