Комплекс защитных сооружений предназначен для защиты акватории Невской губы и дельты Невы от сгонно-нагонных явлений, при которых фиксировался подъем воды до 4,2 метра выше ординара. Полная протяженность защитных сооружений 25,4 км. Комплекс рассчитан на защиту от наводнений высотой до 4,55 метра, верхняя отметка волноотбойной стенки над средним многолетним уровнем воды — 7,5 м.[5]
Комплекс защитных сооружений включает в себя 11 защитных дамб (Д-1 — Д-11), 6 водопропускных сооружений (В-1 — В-6), два судопропускных сооружения (С-1 и С-2) и шестиполосную автомагистраль, проходящую по гребню защитных дамб, с мостами, туннелем и транспортными развязками. Нумерация сооружений идет от Бронки к Горской (с юго-запада на северо-восток). Общая длина дамб — 23,4 км.
Водопропускные сооружения предназначены для минимизации влияния КЗС на гидрологический режим акватории Невской губы и Финского залива. Сооружения В-1 и В-6 имеют по 12 водопропускных пролётов шириной в свету 24 м (наружная ширина 27 м) и глубиной воды на пороге 2,5 м. На сооружении В-3 — 10 водопропускных пролетов шириной 24 м и глубиной дна на пороге 2,5 м. Сооружения В-2, В-4 и В-5 имеют по 10 водопропускных пролетов шириной 24 м и глубиной дна на пороге 5 м. Все водопропускные пролёты оборудованы сегментными затворами массой 280 т каждый.[6]
Судопропускное сооружение С-1Судопропускное сооружение С-2 предназначено для пропуска судов с осадкой до 5,5 м. Представляет собой судоходный пролёт с подъемно-опускным затвором. Ширина судоходного пролёта − 110 м, глубина на пороге −7 м. Судоходный канал в случае наводнения перекрывается затвором массой 2500 т, находящимся в обычных условиях в бетонном пазу, расположенном ниже дна судоходного канала. В случае наводнения затвор поднимается до отметки 4,55 м выше среднего уровня воды.[7][8] Над С-2 проходит автомобильный мост, имеющий длину вместе с эстакадами — 1080 м. Центральный пролёт выполнен вертикальноподъёмным, размерами 120×30,2 м и массой 2300 т плюс два противовеса по 1140 т. Подмостовой габарит в наведенном положении — 16 м, в поднятом — 25 м.[9]
Судопропускное сооружение С-1 предназначено для пропуска морских судов в течение всего года. С-1 представляет собой судоходный пролёт с сегментными плавучими затворами-батопортами. Ширина судоходного пролёта 200 м, глубина воды на пороге 16 м. При угрозе наводнения доковые камеры, в которых находятся затворы, заполняются водой, батопорты всплывают и выдвигаются в середину канала. Достигнув центра, затворы начинают наполняться водой и под своей тяжестью медленно опускаться на дно порога[7][10]. Таким образом, они препятствуют дальнейшему продвижению балтийской нагонной волны к Санкт-Петербургу. В обычном состоянии батопорты находятся в сухих доковых камерах.
Под судоходным каналом проходит подземный шестиполосный автомобильный тоннель общей длиной 1961 м.[9] Самая нижняя точка тоннеля расположена на отметке — минус 28 м.[11]
Получив информацию от Гидрометцентра о подъеме уровня воды, Дирекция КЗС заблаговременно (за 3 часа) предупреждает Администрацию Большого порта об угрозе затопления и прекращении навигации. Начинается подготовка к маневрированию затворов всех защитных сооружений. При угрозе наводнения сначала закрываются затворы судопропускных сооружений С-1 и С-2, а потом створы водопропускных сооружений (В-1 — В-6).
