Реставрация данных об исторических наводнениях Невы: принципы построения репрезентативного каталога

Во введении приводится описание места данного исследования в современной системе научного знания. Сформулирована цель и задачи работы. Приведены защищаемые положения.
Первая глава посвящена тектоническим и геодинамическим особенностям Балтийско-Ладожского региона и района реки Невы в контексте изучения исторических наводнений. При исследовании природы наводнений тектонические факторы сбрасывать со счетов нельзя, так как речь идет о вековых интервалах, влияние на которые эндогенных процессов несомненно.
Рассматриваются основные гипотезы о природе феномена послеледникового (современного) поднятия Фенноскандии. Начальный этап изучения этого феномена связан с именем У. Хьярне. Ему принадлежит и одно из первых объяснений феномена. Гипотеза «опорожнения» Балтийского моря или «убыли» его вод получила дальнейшее освещение в работах А. Цельсия и К. Линнея [Румовский, 1787].
Смена научной парадигмы в объяснении феномена Фенноскандии с позиций «элевации суши», формировавшаяся в период 1765–1833 гг., связана с именами Э.О. Рунеберга, Дж. Плейфера, Л. фон Буха и Ч. Лайэля [Богданов, 1998]. В 1865 г. Т.Ф.Джеймисон связал послеледниковое поднятие территории Шотландии с уменьшением и исчезновением ледниковой нагрузки по закону гидростатического равновесия. Спорная по сути гипотеза гляциоизостазии зарождалась в эпоху широкого распространения контракционной геотектонической концепции Э. де Бомона, когда считалось, что земная кора постепенно наращивала свою толщину, сминаясь в складки в процессе охлаждения Земли. В XX в. были предприняты попытки распространения закона гидростатического равновесия на планетарные масштабы без учета вращения Земли [Николаев, 1972].
Альтернативная эндогенная тектоническая гипотеза первоначально развивалась в рамках объяснения геологических процессов формирования платформенных и геосинклинальных областей, а также генезиса древнейших кристаллических щитов – «жестких» кратонов – ядер будущих континентов. Однако с накоплением геофизических и геодезических материалов все большее внимание уделялось сопоставлению изостатических и геотектонических процессов [Богданов, 1998].
На рисунке 1а представлена схема скоростей послеледникового поднятия Фенноскандии, а на рисунке 1б – флексурные линии в рельефе поверхности, к которым отнесены не только незначительные смещения по высоте кристаллических пород, но и несомненные тектонические сбросы вдоль берегов Фенноскандии с Атлантическим и Северным Ледовитым океанами, а также вдоль намеченной А.П. Карпинским в 1894 г. зоны разломов и понижений рельефа от Финского залива, впадин Ладожского и Онежского озер, Белого моря и тектонического уступа вдоль горла Белого моря.
Рисунок 1 – Феномен послеледникового поднятия Фенноскандии: а) скорость современных движений земной поверхности (см/100 лет); б) изолинии послеледникового поднятия (см/100 лет); 1 – флексурные линии рельефа [Sauramo, 1955]
На этой основе в первой главе дан краткий очерк представлений о послеледниковой истории Балтийско-Ладожского региона и о происхождении Невы.
В 1882 г. А.А. Иностранцев детально описал обнаруженный во время сооружения Сясьского канала археологический памятник (неолит), погребенный под отложениями среднего голоцена в процессе существенного повышения уровня Ладожского озера. Опираясь на эти, а также собственные исследования, Г. де Геер писал: «Сток из Ладоги мог раньше происходить в районе Выборга. Позднее водная масса Ладоги из-за неравномерного поднятия была перемещена к югу, что привело к возникновению р. Невы… Углубление современного стока из Ладоги привело к падению ее уровня» [De Geer, 1890]. В 1915 г. Ю. Айлио оценил отметки высот гребней береговых валов этой трансгрессии, достигшей максимального уровня около 4000 лет назад: около 18 м в южной части озера и примерно 20–21 м в северной (∆H = 2–3 м), когда и образовалась Нева. Представления Ю. Айлио и К.К. Маркова просуществовали до 1970 г., когда Д.Д. Квасов и В.А. Назаренко опубликовали итоги исследований, свидетельствующих о более высоком положении уровня этой максимальной стадии трансгрессии, во время которой образовалась р. Нева [Квасов, 1970].
На данный момент взаимосвязи современных тектонических, геодинамических и сейсмических процессов в Северной Атлантике, Северном Ледовитом океане и в Фенноскандии, к территории которой относится и район Невы, несомненны. Активизация Ботническо-Вислинской рифтогенной структуры может привести
к активизации всей сети тектонических структур Фенноскандии, в том числе цепочки низин Белого моря, Онежского и Ладожского озер, грабена Финского залива и его продолжения вдоль русла Невы.
В первой главе также дано описание природных и антропогенных особенностей Балтийско-Ладожского региона и Санкт-Петербурга в свете изучения наводнений.
Приливные колебания в восточной части Финского залива имеют порядок первых сантиметров. Экстремальных подъемов уровня в течение года – два (август и декабрь-январь), понижений – тоже два (апрель и октябрь-ноябрь). Значительные штормовые нагоны, сейши и специфические гидрологические условия узкого мелководного бассейна могут способствовать возникновению наводненческих ситуаций в Санкт-Петербурге.
Кроме того, очевидны негативные последствия длительной и интенсивной эксплуатации артезианских вод гдовского (вендского) горизонта, в результате которой в послевоенное время произошло слияние крупнейших на южном берегу Финского залива пьезометрических аномалий. Рост крупнейшего на Балтийском море мегаполиса и сопутствующий ему рост неблагоприятных техногенных процессов породили необходимость возобновления программ комплексного изучения современных геодинамических процессов в Балтийско-Ладожском регионе, включая организацию комплексного геодинамического мониторинга современных тектонических процессов.
Вторая глава посвящена состоянию изученности наводнений Невы на основе метода историко-географического анализа.
Метод историко-географического анализа является рациональным и адекватным инструментом исследований при создании репрезентативного каталога исторических наводнений Невы. Его теоретическая направленность заключается в сборе совокупности необходимых данных для оценки состояния высотной основы, используемой для привязки конкретных исторических наводнений к тому или иному ординару post factum. Основа историко-географического анализа – комплексный подход к оценке взаимосвязанных факторов, характеризующих проблему наводнений Невы. В общем виде его можно представить так:
1. Анализ исторических факторов – работа с опубликованными, архивными, библиографическими, иконографическими источниками. В случае исследований, относящихся к XVIII в. и более ранним периодам, приходится анализировать также и мифологические данные и легенды, с учетом их специфики, так как зачастую в них
кроятся факты, не запечатленные ни в каких письменных источниках.
2. Анализ географических факторов (физико-географических, метрологических) обусловлен спецификой географических процессов определенного исторического периода. В данном случае речь идет об исторических наводнениях Невы, рассматривать
которые вне контекста векового изменения природных процессов невозможно.
3. Сравнительный анализ картографических источников. Эффективность географического исследования значительно повышается при его сочетании с картографическим, так как картографическое изображение обладает свойством наиболее адекватного отображение предметов и явлений, с их специфическими характеристиками (не только пространственными, но также статическими
и динамическими, количественными и качественными). В качестве примера можно привести работу с картами XVIII в. (и экспликациями к ним), отразившими ситуацию с наводнениями. В случае с картой Ф.В. Бауера, высочайше преподнесенной Екатерине II вскоре после наводнения 10 (21) сентября 1777 г., можно говорить о получении исчерпывающей информации, включающей в себя значения высот затопления Санкт- Петербурга относительно Адмиралтейского футштока, места нанесения отметок высот на городских строениях, а также локализацию районов, требующих подсыпки грунта по результатам затопления городской территории во время наводнения [Бауер, 1795].
Отдельное внимание уделено эволюции представлений о причинах наводнений Невы. Приведены первые из дошедших до настоящего времени публикаций об этом в изложении И.Г. Лейтмана и Л. Эйлера. Поражает обилие фактов, использованных авторами по акваториям от Северного моря до Ладожского озера, которыми российская наука в 1726–1729 гг. не располагала. Это обстоятельство свидетельствует о выполнявшихся инструментальных наблюдениях в этом регионе в допетровское время, что позволяет надеяться на новые находки сведений о них. Там же, примерно за 160 лет до обоснования гипотезы «длинной волны», сформированы представления о природе и масштабах процессов, формирующих наводнения в дельте Невы. Итоги исследований подвел в 1780 г. В.Л. Крафт, отметив, что по причине «возвышения» берегов высокие уровни бывают реже, и что не замечено никакой периодичности в повторяемости событий. Наводнения чаще случаются около осеннего равноденствия [Лейтман, Эйлер, 1729; Krafft, 1744; Крафт, 1780].
Рассмотрены основные гипотезы, в различные периоды претендовавшие или претендующие на объяснение природы наводнений: ветровая, стоковая, «длинной волны», циклоническая, сейшевая, комбинационная, солитонная, тектоническая. Дано описание прогностических признаков сильнейших наводнений Невы.
Во второй главе также рассмотрена история уровнемерных наблюдений. Такие наблюдения на Кронштадтском футштоке были организованы Петром I. Согласно официальной версии гидрометслужбы Военно-Морского ведомства наблюдения за уровнем моря велись в период 1707–1730 гг. в Кроншлоте (футшток был сооружен там в 1704 г.), с 1731 г. – в Средней гавани Кронштадта, в 1777 г. – в Купеческой и Военной гаванях, в Итальянском пруду, в Канале им. Петра Великого, в Обводном канале у быка Синего моста, где футшток располагается и в настоящее время [Беспятых, 1991].
Что касается уровнемерных наблюдений XVIII в. на Кронштадтском футштоке, то они сохранились лишь за сентябрь 1777 г. (рисунок 2). В 1932 г. А.И. Мордухай- Болтовской писал, что, к сожалению, большая часть подлинных материалов, собранных Адмиралтейств-Коллегией, не сохранилась, так как в 1915 г. весь технический архив был эвакуирован в Ярославль, где и сгорел в 1920 г. Тем не менее, наблюдения во время наводнения 1777 г. ставят Кронштадтский уровнемерный ряд на третье место из сохранившихся в мире рядов наблюдений.
Рисунок 2 – Кронштадтский футшток. Графики изменения основных метеорологических параметров «до», «во время» и «после» катастрофического наводнения Невы 10 (21) сентября 1777 г.: H – высота уровня моря в футовой мере; P – атмосферное давление, в парижских дюймах; изменение направления ветра, в румбах [Krafft, 1780; Крафт, 1795]
Дано описание Санкт-Петербургских футштоков 1703–1924 гг. Проанализированы наблюдения И.Г. Лейтмана при Адмиралтействе, Э.И. Шретера на р. Мойке, а также наблюдения при Академии наук, Главной физической обсерватории и в Кронштадте. Разрозненные во времени наблюдения требовали регулярных переопределений уровней. Однако в период 1924–1930 гг., в связи с ошибочно заниженным прогнозом катастрофического наводнения 1924 г., к решению проблемы были привлечены ведомства, внесшие мощный деструктивный вклад в систему изучения наводнений Невы. Помимо описанных, уровнемерные наблюдения различной продолжительности известны также около Морской Академии на правом берегу Большой Невы, около 8-й линии (Академический футшток) [Геллерт, 1741]. В 1915 г. на набережной левого берега Невы, напротив памятника Петру I (Сенатская площадь), были организованы новые уровнемерные наблюдения. Однако мареометр с электропередачей записей уровня в кабинет министра, располагавшийся в здании Главного Адмиралтейства, функционировал лишь до 1917 г. В дальнейшем планы возобновления этих наблюдений при Главном гидрологическом институте реализовать
не удалось [Святский, 1924].
С 2002 г. Комиссией Горисполкома по Кронштадтскому футштоку были начаты
работы по регулярному обследованию меток наводнений 1777–1975 гг., в том числе в Невских воротах Петропавловской крепости. На рисунках 3–4 приведены схемы расположения в Невских воротах табличек с метками наводнений по состоянию на 1924, 1986 и 2003 гг., а в таблице 1 сопоставлены превышения между метками за период 1924–2006 гг. Рисунок 4 и таблица 1 составлены по результатам экспериментальных работ автора диссертации. Было установлено, что таблички (и сами метки на них) неоднократно перемещались, разница между отметками высот
наводнений в некоторых случаях достигала значений нескольких дециметров, что не всегда находило отражение в инженерной документации.
Рисунок 3 – Расположение меток измеренных высот наводнений 1752, 1777, 1788, 1824, 1924 гг. и их превышений в Невских воротах Петропавловской крепости и результаты их редуцирования к исходному уровню нивелирования Е.А. Гейнца, 1890–1891 гг. (итоги редуцирования представлены в правой части рисунка) [Святский, 1924]
Рисунок 4 – Схема памятных дощечек наводнений Невы 1752–1975 гг. в Невских воротах Петропавловской крепости по состоянию на 1986, 2003 гг. [Малова, 2006]
Таблица 1 – Сопоставление превышений (ΔH) меток наводнений, рассчитанных по указанным на дощечках высотам, с измерениями 1924, 1986, 2003 гг. и 2006 г. (таблица составлена по результатам экспериментальных работ, проведенных в 2003–2006 гг.).
Высоты, ф. д.
Н1 Н2
12 10 13 11
9 11 11 0 8 5 9 6 7 6 8 5 12 10 13 11 – – 12 5
1975
Примечания: Н1 – по надписям на дощечках (рисунок 3); Н2 – то же в системе нивелирования Е.А. Гейнца (рисунок 3); ΔН1 – превышения между высотами Н1; ΔН2 – то же, – Н2; ΔН3 – измеренные превышения, 1924 г. (рисунок 3); ΔН4 – превышения по надписям на памятных дощечках (рисунок 4); ΔН5 – измеренные превышения (рисунок 4); ΔН6 – измеренные превышения (2006 г.).
Годы 1824
1777
1752
1788
1824
1924
Превышения, см
ΔН1 ΔН2 ΔН3 ΔН4 ΔН5 ΔН6
89 89 90 89 89 – 46 46 47 45 46 47 28 33 34 23 25 28
– 46 47 35 36 –
– – – 75 68 –
– – – –
Как следует из таблицы 1, для различных превышений разных эпох характерен фоновый разброс значений порядка 1–2 см. Существенными являются расхождения между метками наводнений 1752 и 1788 гг., 1824 и 1924 гг., 1924 и 1975 гг. Различия для 1824–1924 и 1924–1975 гг. связаны с последующими изменениями высот катастрофических наводнений 1824 и 1924 гг. Расхождения же между превышениями меток наводнений XVIII в. в течение 1752–2006 гг. могут быть объяснены разными причинами: смещениями или заменами в прошлом дощечек с метками наводнения 1752 и 1788 гг., изменением положения самой метки; использованием разных источников при сопоставлении превышений, определенных с разной точностью округления, в том числе определенных с использованием несопоставимых линейных мер. Одна из версий – ошибочная идентификация года наводнения (1788) – была в ходе исследования подтверждена, в результате чего был сделан (и подтвержден решением обратной геодезической задачи) вывод о том, что на дощечке нанесена высота подъема воды в наводнение 5 (16) ноября 1721 г.
Во второй главе также охарактеризованы три, иногда перекрывающихся периода изучения наводнений Невы: описательный (т.е. без измерения высот уровней, охватывающий недостаточно изученное допетровское и петровское время, перемежающееся со шведскими футшточными наблюдениями конца XVII – начала XVIII вв. в устье р. Охты, и российскими – в Кроншлоте, Кронштадте и Адмиралтействе вплоть до 1744 г.), футшточный (высоты регистрировались по рейкам с нанесенными на них делениями в аршинной или футовых русской (английской), немецкой, шведской или французской линейных мерах, во многих случаях не сохранившихся (со второй половины XVII в. до конца XIX в.)), и мареографный или
лимниграфный (записи уровней моря, Невы и Ладожского озера велись самописцами уровня разных типов, – с конца XIX в.).
Дана характеристика наводнений Невы как комплексной научной проблемы. Глубинные скважинные реперные системы, построенные в процессе решения комплексной проблемы Кронштадтского футштока в Кронштадте, Ломоносове и Шепелеве, выведены из строя в начале XXI в. Вопросы о связи нулей Кронштадтского футштока и его Шепелевского дублера и о сохранении уникального 240-летнего ряда уровнемерных наблюдений должны решаться на государственном уровне.
В третьей главе представлены основные принципы формирования репрезентативного каталога наводнений Невы до начала XIX в., а также приводится детальная характеристика трех основных катастрофических наводнений: 10 (21) сентября 1777 г., 7 (19) ноября 1824 г. и 23 сентября 1924 г.
Несмотря на длительную историю изучения наводнений Невы, унифицированный и подробный каталог, который опирался бы на репрезентативные вековые ряды уровнемерных наблюдений и удовлетворял бы методологическим и метрологическим принципам фундаментальной науки, так и не был создан. Существующие же перечни: В.Л. Крафта (1780 г.), П.П. Каратыгина (1889 г.), М.А. Рыкачева (1898 г.), А.И. Мордухая-Болтовского (1932 г.), М.С. Грушевского и Н.Н. Лазаренко (1957 г.), Р.А. Нежиховского (1988 г.) и К.С. Померанца (1998, 2004, 2005 гг. и др.) не удовлетворяют этим требованиям.
Принципы построения репрезентативного каталога наводнений Невы, опробованные на материалах наблюдений за уровнем моря на Кронштадтском футштоке, могут быть сведены к следующим:
I. комплексный методологический подход к решению проблемы,
II. безусловный приоритет первоисточников,
III. отказ от «исправлений» рядов и сведений post factum,
IV. каталогизация описок и расхождений версий за все время наблюдений,
V. публикация всех без исключения сохранившихся версий и материалов,
VI. разработка и внедрение в практику унифицированной программы оценки
однородности, долговременной точности и репрезентативности вековых рядов, VII. поиск новых сведений об уровнемерных наблюдениях.
Однако необходимо учитывать, что имеющиеся материалы и сведения:
1) фрагментарны, неполны и противоречивы,
2) содержат обилие эмоциональных характеристик,
3) получены из наблюдений на различных пунктах, удаленных друг от друга
иногда на несколько километров,
4) представлены измерениями в различных неоднородных системах отсчета (от
локальных ординаров), изменяющихся во времени и пространстве,
5) отнесены на разных этапах к разным системам счета высот (от единого
ординарного уровня, в различных геодезических системах координат и др.),
6) искажены различного рода «поправками» и «коррекциями», в частности, за
счет «исправления» первичных материалов, 17

7) деформированы при экстраполяции более поздних или даже современной Балтийской системы высот на десятки и сотни лет назад.
На примере сведений о наводнениях Невы XVIII в., включая допетровский период, проиллюстрированы указанные положения. Материалы этой главы можно рассматривать как принципиально новый этап на пути формирования фундаментального репрезентативного каталога наводнений Невы.
Неоднозначной представляется ситуация с высотой подъема воды во время самого большого катастрофического наводнения за всю историю Санкт-Петербурга – 7 (19) ноября 1824 г. Более 100 лет его высота принималась равной 400–415 см. Однако в 1932 г. А.И. Мордухай-Болтовской усомнился в правильности этой оценки. При этом он отметил, что однообразие полученных в 1929 г. В.А. Бергом нивелирных высот меток уровней наводнения 1824 г. на памятных дощечках, расположенных на сооружениях в разных частях города, наводит на мысль об одновременной их установке по нивелирным связями с одной из двух основных дощечек – в Петропавловской крепости или в Главном Адмиралтействе [Берг, 1929].
Оценка высоты наводнения 1824 г., приведенная А.И. Мордухаем-Болтовским, – 375 см над ординаром Горного института. Она признавалась официальной в течение 40 лет. Эта оценка была получена путем анализа нивелирных связей и осреднения высот наводнения 1824 г., указанных на памятных дощечках в Петропавловской крепости и в Главном Адмиралтействе [Мордухай-Болтовской, 1932]. Имеются свидетельства, что во время наводнения 1824 г. вода имела большую высоту напротив Летнего сада, то есть в вершине дельты Невы. Кроме того, после наводнения 1924 г. к числу ненадежных признаков нанесения меток высот были отнесены наружные стены зданий, подверженные воздействию ветра и волны в штормовую погоду, и мокрая штукатурка, сырость по которой в первые 3–5 дней может подниматься до 20 см.
Полагая, что оценка А.И. Мордухая-Болтовского «явно» занижена, Р.А. Нежиховский в 1980-х гг. поднял ее до 410 см над ординаром у Горного института (или 421 см в Балтийской системе высот) [Нежиховский, 1988]. Имеются серьезные сомнения в корректности аргументации Р.А. Нежиховского. Его доводы, в частности, не могут опровергнуть основного постулата метрологии натурных измерений: повторные наблюдения должны подтверждать превышения исходного нивелирования (с учетом особенностей методики и ошибок измерений), за исключением случаев изменений высот реперов, обусловленных природными и антропогенными процессами.
Но, пожалуй, самым «загадочным» на сегодняшний день остается наводнение Невы 23 сентября 1924 г. Данное обстоятельство представляется тем более важным, что необходимость совместного анализа оценок максимальных высот всех трех катастрофических наводнений Невы, связанных между собой измерениями взаимных превышений, – не вызывает сомнений [Святский, 1924].
Наводнению 1924 г. предшествовала аномальная гидрометеорологическая обстановка в Атлантике, вызванная мощным циклоном. С утра 23 сентября вода в устье Невы начала прибывать, и примерно к 1900 достигла своего максимума – около 365 см. В прогнозе Главной геофизической обсерватории на 23 сентября, опубликованном накануне в «Вечерней Красной газете», утверждалось, что опасения наводнения нет. Позднее этот прогноз был охарактеризован как «совершенно ошибочный». Ситуация
усугублялась еще тем, что лимниграф у Горного института оказался залитым водой и остановился вблизи пика. Поэтому сотрудникам пришлось прибегнуть кнесовершенному способу определения уровня снегомерными рейками, давшему первоначально высоту в 11 футов 7 дюймов (330 см). Позже это значение было исправлено на 12 футов 2 дюйма (371 см).
Сопоставление опубликованных оценок Hmax наводнения 23 сентября 1924 г. свидетельствует о том, что практически все они лежат в диапазоне 353–371 см над ординаром Горного института. Другая оценка – 12 футов 8 дюймов (386 см) – получена из обработки превышений меток наводнения 1924 г. относительно уровня наводнения 7 (19) ноября 1824 г.
Нельзя не отметить, что сохранение в целях дальнейшего научного и практического использования меток исторических наводнений Невы требует обеспечения фундаментального векового закрепления высотного положения представительной их части, включая ансамбль меток в Невских воротах Петропавловской крепости, на основе комплексного прецизионного геодинамического мониторинга вековых колебаний уровня Невы.
Четвертая глава посвящена каталогизации сохранившихся меток исторических наводнений Невы.
Вслед за поисками, обследованием и включением в Государственную нивелирную сеть и в GPS-сеть Санкт-Петербургского геодинамического полигона некоторых из обнаруженных уникальных наскальных футштоков и меток ординаров XIX в., неоднократно обследовались также метки высот наводнений Невы. Однако планомерные архивные и натурные исследования были начаты лишь в 2002 г. Целями этих работ являлись: 1) создание базового репрезентативного каталога меток высот сильных и катастрофических наводнений в Санкт-Петербурге, пригородах и в Ленинградской области; 2) разработка стратегии векового фундаментального обеспечения сохранности высот ограниченного числа меток наводнений и ряда уровнемерных постов, нивелирных знаков, реперов и гравиметрических пунктов в условиях динамически развивающегося мегаполиса; 3) разработка предложений по оптимизации городской нивелирной сети I класса. Результаты поисков и обследования сохранившихся меток катастрофических наводнений Невы отражены в таблице 2.
Таблица 2 – Изменение числа меток наводнений 1777, 1824 и 1924 гг. в Санкт- Петербурге [Богданов, Малова и др., 2007].
Число меток катастрофических наводнений
Способ изначального закрепления высот наводнений
черными чертами красной краской краской по трафарету
Навод- нение
включенных в временных первое
? 227
1929 г.
постоянных 1988 г.
1 26 24
2007 г.
нивелирование 700 700
2 23 11
1 17 9
1777 г. 1824г. – 1924 г. 326
19

При ознакомлении с нивелирными работами, выполненными после наводнения 1924 г., выявлен ряд моментов, которые с современных позиций можно рассматривать как упрощения в методике работ и интерпретации результатов:
• работы выполнялись без привлечения специализированных организаций;
• была осуществлена привязка временных меток наводнений «усами» к отдельным
реперам городской нивелировки Д.Д. Сергиевского;
• для переноса исходных меток высот наводнения на наружные стены зданий
использовался водный нивелир Штрауса;
• к работам привлекались студенческие организации.
В нивелирование было включено 227 из 326 меток, поскольку к этому времени часть их «была уничтожена или утеряна, некоторые метки были неудобны» для наблюдений, а метки, расставленные самим населением, как давшие маловероятные результаты, были исключены из общего числа. Общее число исключенных меток составило 99 из 326 (30.4%). Нивелирование в пределах города затянулось и закончилось лишь к осени 1925 г. Таким образом, производство нивелирования полностью пришлось на релаксационный период стабилизации высот реперов после затопления городской территории. Результаты рекогносцировочных работ по выявлению утраченных меток высот наводнений по условно выделенным районам Санкт-Петербурга проиллюстрированы в таблице 3.
Таблица 3 – Распределение обследованных и утраченных меток высот наводнений по районам Санкт-Петербурга (таблица составлена по результатам экспериментальных работ, проведенных в 2003–2006 гг.) [Богданов, Малова и др., 2007].
Обнаруженные и обследованные метки
Номера перечня Всего
Временно снятые
Не обнаруженные или утраченные
Всего Диапазон Всего
1–19 19 20–35 16
36–71 36
72–74 3
Всего 5–7 3
– –
– –
– –
Номера 1, 9–12, 16, 19
[20], 21, 23, 27, 30–32, 35
39–44, 52, 57, 61
Всего 7
9
Номера
Петроградская сторона и сопредельные районы
2–4, 8, 13–15, 17–18 9
Васильевский остров
20, 22, 24–26, 28–29, 33– 9 34
Адмиралтейский район 36–38, 45–51, 53–56, 58– 27 60, 62–71
Другие районы (Кронштадт) 72–73 2 ИТОГО 47
– 3
Примечание: номера и адреса памятных меток высот наводнений приведены согласно
–
[Малова, 2006; Богданов, Малова, 2016; Богданов, Малова и др., 2011].
– 74
В четвертой главе дается описание электронной базы данных наводнений Невы XVIII в., обобщающей историко-научный материал с целью воссоздания целостной картины становления и развития системы измерения высот наводнений. С точки зрения анализа предметной области, база данных обеспечивает систематизацию данных об исторических наводнениях Невы XVIII в., дает комплексное представление о каждом
конкретном рассматриваемом эпизоде с качественной и количественной точек зрения, позволяет осуществлять поиск информации по: дате (в разных системах летосчисления), высоте подъема воды относительно разных ординаров (в разных системах счета высот), автору описания наводнения (при его наличии), ссылке на библиографический источник (опубликованный или архивный).
С точки зрения функциональных возможностей, использование электронной базы данных позволяет визуально оценивать искаженные ряды наводнений и верифицировать сведения о них путем сравнения различных данных.
В базе данных отражены следующие атрибуты наводнений Невы XVIII в.: 1) год наводнения;
2) автор описания;
3) дата наводнения (Юлианская система);
4) дата наводнения (Григорианская система);
5) ветер (в случае наличия информации);
6) высота, указываемая в источниках:
• качественная оценка,
• высота, указываемая в источниках (футы и дюймы, см),
• высота от ординара реки Мойки (футы и дюймы, см),
• высота от ординара Адмиралтейского футштока (футы и дюймы в
английской и французской мерах, см),
• высота от ординара Невы у Горного института (см),
• высота в Балтийской системе высот (футы и дюймы, см);
7) ссылка на библиографический источник.
Фрагменты электронной базы данных исторических наводнений Невы
представлены на рисунках 5, 6.
Рисунок 5 – Фрагмент базы данных с событиями 1703 и 1705–1707 гг.
Рисунок 6 – Фрагмент базы данных с событиями 1777 г.
Большое количество полей содержит примечания, необходимость размещения которых определяется спецификой формирования базы данных (на основе исторических изысканий, анализа архивных документов, сопоставления различных, зачастую противоречивых, источников).
База данных содержит 856 строк и охватывает исторические наводнения Невы за 1703, 1705–1707, 1710, 1715–1718, 1721, 1723–1738, 1740–1741, 1743–1744, 1747, 1749, 1751–1752, 1754, 1756–1760, 1762–1768, 1771–1778, 1781, 1788, 1794, 1797, 1799 гг. Таким образом, информационно охваченными оказываются все события, отраженные в ныне существующих каталогах наводнений, а также в рассмотренных в ходе исследования библиотечных и архивных источниках. База построена по хронологическому принципу (от 1703 до 1799 гг.).
В работе представлены два приложения: распечатанная база данных (в формате Word) и диск с электронной базой данных. Текстовый вариант дает наглядное представление о функционале электронной базы данных, однако не отражает массив примечаний, без которого практическое использование ресурса затруднительно. Для решения практических задач необходимо использование электронного варианта (в формате Excel), так как именно он позволяет найти и обработать необходимую выборку систематизированных данных из общего информационного массива.
Поиск сведений о наводнениях Невы XIX–XXI вв., их анализ и верификация непременно должны быть продолжены с современных научных позиций и с учетом принципов, изложенных в данной диссертационной работе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации выполнены работы, соответствующие цели и поставленным задачам по реставрации данных об исторических наводнениях Невы. На основании проведенных исследований получены следующие результаты:
I. Решена задача разработки принципов построения репрезентативного каталога исторических (в том числе катастрофических) наводнений Невы и создания электронной базы данных наводнений Невы за XVIII в. на основе историко- географического анализа.
II. В рамках историко-географического анализа наводнений Невы:
1) описаны взаимосвязи геодинамических процессов в Северной Атлантике,
Северном Ледовитом океане и в Фенноскандии, к которой относится район реки Невы; 2) введены в научный оборот сведения о начале уровнемерных наблюдений в Кроншлоте с 1707 г. и в Адмиралтействе с 1721 г. Проанализированы наблюдения при
Академии наук, Главной физической обсерватории и в Кронштадте;
3) выполнено комплексное обследование сохранившихся меток наскальных
ординаров в современной Российской части Финского залива;
4) выполнено экспертное обследование сохранившихся меток высот
исторических наводнений Невы на территориях Санкт-Петербурга и Кронштадта;
5) решены обратные геодезические задачи с целью восстановления изначальных высот наводнений Невы XVIII в., без учета поправок, введенных в более позднее время
и исказивших эти значения;
6) проведена нивелировка II класса в пределах центральных районов Санкт-
Петербурга с целью связать единой съемкой сохранившиеся метки высот наводнений; 7) выполнено решение научной задачи создания у Дворца Меншикова ансамбля
меток высот исторических наводнений Невы.
III. Разработаны научно обоснованные принципы построения репрезентативного
каталога исторических (в том числе катастрофических) наводнений Невы. Получены результаты их апробации при реставрации рядов И.Г. Лейтмана – Л. Эйлера (1729) и В.Л. Крафта (1780, 1795), а также катастрофических наводнений Невы 1824 и 1924 гг.
IV. Создана электронная база данных наводнений Невы XVIII в., построенная на основе комплексного анализа архивных, фондовых и опубликованных источников и позволяющая воссоздать целостную картину истории становления системы измерений высот наводнений Невы.