На протяжении двух столетий господствовало мнение, что главная причина наводнений — Нева, которая при сильном западном ветре задерживает свое быстрое течение и выходит из берегов. Но такое рассуждение было ошибочным. Расчеты показали, что собственный сток Невы может поднять уровень воды от 2,5 до 3,5 метров над ординаром не менее чем за 6–8 часов, в то время как при наводнении это происходит за 2 часа. Лишь в первой половине нашего века ученым удалось подойти к правильному решению этого вопроса.
Установлено, что в силу существующих законов циркуляции атмосферы на земном шаре циклоны чаще всего перемещаются с запада на восток. Они обычно сопровождаются сильными ветрами. Если циклон пересекает Балтийское море с юго-запада на северо-восток, то его направление совпадает с осью, вдоль которой вытянулось море. Ветры циклона сгоняют воду к горлу Финского залива, образуя на поверхности «припухлость», растекающуюся в стороны в виде свободной волны, обычно вначале высотой 40–60 сантиметров. Когда волна, движущаяся со скоростью 50 километров в час и более, начинает проходить узкую и мелководную часть залива, высота и скорость ее возрастают. Весь Финский залив она пробегает за 7–9 часов. С громадным напором волна, порой достигающая 5-метровой высоты, вкатывается в Невскую губу и устье реки Невы, вызывая быстрый подъем воды. После того как удалось выявить основную причину наводнений и обнаружить район, где возникает угроза, стало возможно заранее узнавать о надвигающемся бедствии. В Таллине создана специальная наблюдательная станция, отмечающая прохождение «длинной волны». Следовательно, Санкт-Петербург может узнать об ее приближении за 6–7 часов. А этого уже достаточно, чтобы принять срочные меры.
Регулярное измерение уровня воды в Неве стали производить еще в 1715 году по распоряжению Петра I. Вначале измерения велись у Петропавловской крепости. Для этой цели была установлена специальная металлическая рейка с делениями — так называемый футшток. Затем такие же наблюдения проводились близ западного павильона Адмиралтейства.
В 1877 году Главной физической обсерваторией создается против Горного института другой водомерный пост, более совершенный. Он был снабжен, например, специальным прибором, непрерывно записывающим на ленте изменение уровня воды в Неве. Этот пост, известный под названием «Горный институт», стал основным и отправным. Отметим, что средний уровень воды (ординар) в районе Горного института на 11 сантиметров выше среднего уровня в Финском заливе у Кронштадта.
В начале ноября 1971 года на берегу Мойки близ Синего моста появился еще один водомерный пост (архитектор В. А. Петров, инженер П. Ф. Панфилов). На гранитном обелиске, увенчанном трезубцем Нептуна, вырублена масштабная линейка, показывающая, насколько уровень воды в Санкт-Петербургском бассейне в настоящее время превышает ординар. Укрепленные на граните бронзовые пояски отмечают уровень подъема воды во время самых сильных наводнений 1824, 1903, 1924, 1955 и 1967 годов.
Водомерный пост на набережной реки Мойки
Для исчисления уровня воды в Неве применяется два способа. В первом случае отправной отметкой служит ординар у Горного института. В другом — поверхность моря. Уровень воды в Неве, как и в Ладожском озере, сравнивают со средним положением поверхности Балтийского моря. Для этого берется уровень воды в Финском заливе у Кронштадта.
Кронштадтский футшток можно увидеть возле моста через Обводный канал. Здесь в каменной башенке строгой и изящной архитектуры имеется колодец, сообщающийся с Финским заливом. На поверхности воды колодца покоится специальный поплавок. Он соединен с мареографом — самопишущим прибором для определения высоты уровня воды. От нуля Кронштадтского футштока, определяющего средний уровень Балтийского моря, в нашей стране исчисляются абсолютные высоты; к нему приведены глубины моря на всех наших картах.
Фраза «Уровень воды в Неве 2,5 м БС» означает, что уровень воды в Неве составляет 2,5 метра в Балтийской системе. Такой уровень принято называть абсолютным.
За те 294 года, что город стоит на берегах Невы, он более 300 раз отражал яростные атаки морской стихии, причем более 280 раз когда уровень воды над ординаром превышал 150 сантиметров.
Уже в год основания Петербурга, в ночь с 19 на 20 августа, произошло наводнение. Вода поднялась более чем на 2 метра. А спустя три года, в 1706 году, жители молодого города стали свидетелями не менее грозного стихийного бедствия. Об этом наводнении Петр I сообщал в письме к Меншикову: