Какие задачи решает наука гидрология и можно ли научиться прогнозировать катастрофические события, как здесь может помочь моделирование русловых процессов, зачем нужны болота и почему их называют легкими планеты — об этом рассказывает Владимир Георгиевский, главный научный сотрудник Государственного гидрологического института, заведующий отделом водных ресурсов, доктор географических наук.
Главный научный сотрудник Государственного гидрологического института, заведующий отделом водных ресурсов, доктор географических наук Владимир Георгиевский
Фото: Андрей Афанасьев
Главный научный сотрудник Государственного гидрологического института, заведующий отделом водных ресурсов, доктор географических наук Владимир Георгиевский
Фото: Андрей Афанасьев
— Владимир Юрьевич, вашему институту более 100 лет, он один из старейших в стране. С какой целью он создавался?
— На самом деле наша история еще более давняя. В 1915–1917 годы по инициативе академика В. И. Вернадского была образована Комиссия по изучению естественных производительных сил России, которая затем продолжала работу при Академии наук СССР и имела в своем составе Гидрологический отдел. Решение об учреждении Российского гидрологического института было принято Народным комиссариатом просвещения 19 июня 1919 года, и главной его задачей было «всестороннее изучение вод, разработка программ и методов гидрологических исследований и теоретических вопросов гидрологии, сбор и систематизация данных о водах страны с целью обеспечения народного хозяйства». Так говорилось в документе, регулирующем деятельность института.
— Здание, в котором находится институт,— памятник архитектуры середины XIX века. Люди заходят сюда с улицы, чтобы сфотографировать интерьеры...
— И это они еще не видели наш конференц-зал, где когда-то был зал приемов. Когда-то это был частный дом, хозяева жили на первом и втором этажах, а верхние этажи сдавали в аренду. Это называлось доходным домом. А институт был размещен в этих стенах уже после революции.
С тех пор институт никогда не покидал этих стен. В этом здании люди оставались и во время войны, продолжая работать на оборону страны.
Тогда институт занимался в основном военной тематикой — например, очень серьезные работы были выполнены по прохождению танков через болота.
С этой целью была создана карта болот Советского Cоюза, что очень пригодилось, особенно когда наши войска пошли на запад, в Белоруссию, где болот очень много. Оперативная группа, которая оставалась в этом здании, работала непосредственно на фронт: делали карты водных ресурсов страны с глубинами переходов, занимались оперативным обслуживанием Ленинградского фронта.
— Что представляет собой ваш институт сегодня?
— Сегодня институт относится к Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) в составе Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Наша главная задача — методическое руководство гидрологической сетью страны.
— Что это за сеть и откуда вы получаете информацию о ее работе?
— У Росгидромета есть сеть наблюдений по всей стране: гидрологические станции и посты, где проводятся измерения. На территории страны действуют структурные подразделения Росгидромета — управления. Каждое управление располагает своей сетью таких постов, на которых осуществляется наблюдение за поверхностными водными объектами: реками, озерами и водохранилищами. Как проводить эти наблюдения, как устанавливать приборы, как обрабатывать результаты — все это наши приоритетные задачи.
Второе — это научная часть работы. Главная задача — изучение поверхностных вод как основного ресурса, необходимого нашей стране, чтобы понять их многолетнюю динамику, изменения в зависимости от времени года, а также разработка методов и моделей для расчета основных гидрологических характеристик водных объектов.
— Где вы берете всю эту информацию?
— Наши исследования основываются на данных многолетних наблюдений на гидрологических постах и результатах экспедиционных исследований. У нас в стране около 3 млн рек, а действующих постов сейчас — 3 тыс. До развала Советского Союза их было около 4,5 тыс.
Приоритетной задачей на современном этапе стала модернизация гидрологической сети, внедрение автоматических средств измерения.
Открытие новых постов должно происходить в районах, где это позволит повысить точность прогнозов опасных гидрологических явлений и снизить их негативные последствия.
— А что это значит — модернизация гидрологических постов?
— Как, например, измерялся уровень воды в реке раньше? Берется рейка, и наблюдатель два раза в сутки с ее помощью измеряет уровень воды. Сейчас началась повсеместная установка автоматических уровнемеров, передающих данные в режиме реального времени на компьютер. Расходы воды было принято измерять вертушкой. Сейчас внедряются профилографы — приборы, которые буксируются на тросе, и при движении по водоему наши сотрудники получают значения глубин, скоростей течения и расходов воды.
— Это импортная аппаратура?
— Первоначально профилографы закупались за рубежом, однако сейчас налажено их отечественное производство. Например, такие приборы делают в Омске, и совсем неплохого качества. Кроме того, внедряются мобильные гидрологические лаборатории. Это машины с высокой проходимостью, полностью оснащенные всем необходимым гидрологическим оборудованием, когда разъездная бригада обслуживает очень много постов. Такие лаборатории сейчас есть во всей стране, но где-то их достаточно, а где-то — нет. Очень многое зависит от начальника конкретного управления, от его неравнодушия и профессионализма.
— Основная задача Росгидромета — предупреждение стихийных бедствий и минимизация их негативных последствий. Что в этой ситуации можете сделать вы?
— Самое страшное бедствие у нас — это наводнения, вызванные резким подъемом уровня рек, что влечет экономический ущерб и человеческие жертвы. За последние 20 лет я побывал в большинстве мест, где наблюдались катастрофические наводнения. Понятно, что нам надо научиться их максимально точно прогнозировать и предупреждать, что пока не всегда получается так хорошо, как хотелось бы.
Вспоминается страшное наводнение на реке Адагум, левом притоке Кубани, в 2012 году. Там погибло больше 100 человек. Это небольшая речка, сток которой формируется в горной части, а на выходе из гор расположен г. Крымск. Раньше максимальное количество осадков в этом районе составляло около 100 мм за сутки, а в 2012-м выпало 200 мм. Такие экстремальные осадки не прогнозируются. То есть было известно, что выпадут осадки, но никто не ожидал, что в таком количестве.
По словам начальника Краснодарского управления Гидрометслужбы, «дождь лил как из ведра». На постах Росгидромета установлены критические отметки уровня воды — «опасное гидрологическое явление», при котором начинается затопление, представляющее угрозу безопасности населения. Основная задача в этом случае — дать штормовое предупреждение. Он это сделал: в восемь часов вечера передал сигнал руководству района, МЧС, полиции. Но эти структуры, получив сигнал тревоги, не приняли необходимых мер. Через четыре часа началось затопление. Часть города Крымска практически смыло.
На экстремальные осадки наложились и другие факторы: с гор принесло деревья, и мост в городе полностью забило, образовался затор. Поток воды хлынул в обход моста, и часть города оказалась в водном кольце. Люди не могли укрыться в безопасном месте, оказались запертыми в смертельной ловушке.
— Можно ли такие события предотвратить?
— Нет. Но необходимо было прежде всего обеспечить безопасность людей. Для этого нужна система оповещения и эвакуации. В данном случае она не работала. Надо было включить сирены, вытаскивать людей из домов, подготовить транспорт заранее. Ничего это сделано не было.
Другой пример — наводнение на реке Ия в Иркутской области, левом притоке Ангары. Это случилось в 2019 году. Событие примерно такого же масштаба. Дождевой паводок сформировался в горной части бассейна реки, где также выпало под 200 мм осадков. Часть города Тулун, расположенного на равнине, была затоплена, что привело к человеческим жертвам и огромным материальным потерям. При этом не спасла дамба, предназначенная для защиты от наводнений, поскольку она не была рассчитана на такое количество воды.
— Сделаны ли выводы?
— Не уверен. Надо сказать, таких событий за всю историю метеонаблюдений раньше не было. В ряде регионов ливневых осадков становится существенно больше, чем раньше. Многие специалисты склоняются к тому, что таких событий будет все больше, и виной тому глобальное потепление.
— Иначе говоря, катастрофические наводнения будут учащаться, а мы к этому не готовы?
— К сожалению, пока зачастую именно так. Хотя есть и позитивные примеры. Наша Нева — река, вытекающая из Ладоги,— тоже нередко приводила к разрушительным наводнениям. Самое страшное из них увековечено Пушкиным в поэме «Медный всадник».
Однако эту проблему удалось раз и навсегда решить, построив комплекс защитных сооружений, в обиходе — дамбу, соединяющих материк с Кронштадтом. Задолго до знаменитого Крымского моста была возведена эта грандиозная инженерная конструкция.
А первыми такую дамбу еще в 1970-х годах построили англичане, у которых Темза тоже регулярно выходила из берегов. Специалисты-гидротехники ездили в Лондон, чтобы ознакомиться с опытом англичан, хотя по масштабам сравнивать Темзу и Финский залив нельзя.
— А ведь было очень много противников строительства дамбы…
— Да, говорили, что залив начнет цвести. Не надо путать божий дар с яичницей! Он будет цвести, если сливать грязь и промышленные отходы, если не будут работать очистные сооружения. Но, к счастью, дамбу построили, очистные сооружения у нас тоже неплохо работают, и ничего плохого не произошло.
— Знаю, что у вас есть главная экспериментальная база. Что там происходит?
— Это уникальное научно-исследовательское учреждение, находящееся в поселке Ильичево в Ленинградской области. Во-первых, там находится русловая лаборатория размером с футбольное поле, где моделируются русла различных рек, изучаются паводки и многие другие явления. Конечно, природа всегда сложнее любых моделей, сделать модель реки с ее течениями и перепадами глубин непросто. Но именно это и есть наука. При построении гидравлических моделей используются научно обоснованные критерии — подобия. Вода для лаборатории берется из речки, которая протекает в Ильичево. Недавно удалось модернизировать систему насосов, обновить приборную базу.
За эти годы в русловой лаборатории было смоделировано более 200 участков различных рек, что позволило решить ряд важных народнохозяйственных задач, в частности разработать меры, позволяющие прогнозировать паводки и опасные наводнения.
Во-вторых, в Ильичево находится метрологический бассейн, на котором производится поверка гидрометрических приборов, в том числе профилографов. И, наконец, наша гордость — болотная станция, на которой ведутся гидрологические наблюдения.
— Правда, что в вашем институте целый отдел занимается болотами?
— Да, это правда. Болотные экосистемы чрезвычайно важны. Около 10% территории нашей страны занимают болота — водные объекты со своим режимом, микроклиматом, особой биотой. Создание такой болотной станции было вызвано необходимостью становления и дальнейшего развития гидрологии болот как науки и проведения нового этапа в организации сети гидрометеорологических наблюдений на болотах в системе Росгидромета.
— Чем занимаются на таких болотных станциях?
— Основная задача специализированной сети болотных станций Росгидромета — осуществление гидрометеорологического мониторинга болот для оценки изменений их водно-теплового режима, а также прогнозирования климатических изменений, в том числе происходящих под влиянием антропогенного воздействия на окружающую среду.
Опираясь на материалы комплексных исследований и режимных наблюдений станций, решаются практические задачи, связанные со строительством объектов хозяйственной деятельности на болотах, освоением заболоченных территорий и их охраной, уточняются задачи дальнейших исследований в области гидрологии болот. Это очень важные, не побоюсь этого слова — творческие задачи, а наши специалисты-гидрологи ценятся во всем мире.
— Болотная станция в Ильичево считается по-своему уникальной, это особо охраняемая природная территория. Что считаете там особенно ценным?
— Болото Ламмин-Суо уникально своей флорой: там множество редких и исчезающих видов растений, произрастающих в естественной природной среде. Но уникальность его в том, что это единственное место в мире, где в течение 70 лет ведутся непрерывные гидрологические исследования. За это время получен уникальный материал по гидрометеорологическому режиму болота, освещающий практически все аспекты водно-теплового режима этого болотного массива.
Эти работы позволяют ставить новые задачи исследований как на этом болоте, так и в области гидрологии болот в целом. Когда-то было принято считать, что болота надо осушать и на их месте ставить новые объекты хозяйствования. Сейчас понятно, что далеко не во всех случаях так можно и нужно делать.
Болота — важная часть экосистемы планеты, и они нужны так же, как и другие водные объекты: озера, реки, водохранилища.
Регулируя уровень крупных рек, поглощая и консервируя в торфе углерод, болота смягчают климатические изменения. Не зря их называют легкими планеты: они в несколько раз эффективнее лесов выделяют кислород, очищая воду и воздух от загрязнений.
А еще болота благодаря высокому содержанию природного консерванта — торфа — обладают мумифицирующим действием — здесь делают множество ценных находок археологи, палеонтологи, геофизики. Поэтому любые водные объекты имеют свою неоспоримую ценность, среди них нет нужных и не очень. Все нужно изучать, охранять и стараться понять, по каким законам они живут. Тогда и нам жить станет легче.