Экспедиция "Плавучего университета" обнаружила в Волге водные вихри

Благодаря новым методикам экспедиция "Плавучего университета Волжского бассейна" обнаружила в реке неизвестные ранее явления, такие как водные вихри. Об этом на 20-м международном научно-промышленном форуме "Великие реки" в интервью "РГ" рассказал завкафедрой Волжского госуниверситета водного транспорта (ВГУВТ), завотделом ИПФ РАН, доктор физико-математических наук и научный руководитель проекта Станислав Ермаков.

Станислав Александрович, о каких вихрях идет речь?

Станислав Ермаков: Нами впервые были обнаружены вихри, которые меняются в зависимости от рельефа, сброса воды через плотину, от направления скорости ветра и других факторов, и они определяют динамику вод в водохранилище. Кроме того, выяснилось, что в центре вихрей концентрируются сине-зеленые водоросли, нитраты фосфаты: все то, что отравляет рыбу, микроорганизмы. Это открытие дает очень многое. Если мы знаем структуру течений или этих вихрей, то можем примерно предсказать те области акватории, где может быть больше уровень загрязнения и именно туда надо направить какие-то усилия по их ликвидации.

Как удалось сделать это открытие?

Станислав Ермаков: Работы на "Плавучем университете" ведутся с использованием комплексного подхода, множества измерительных систем - оптических, акустических, химических, биологических и других. В проекте участвует несколько разнопрофильных  учреждений, а результаты исследований сопоставляются друг с другом. Это позволяет взглянуть на проблему экологии Волжского бассейна с непривычной стороны, обнаружить связи между различными процессами. Обычно мониторинг загрязнения проводится по утвержденным методикам Росгидрометом или другими организациями в определенных местах. И на основании этого делаются заключения об экологическом состоянии той или иной акватории в целом. Но наши исследования показывают, что загрязняющие примеси или те же сине-зеленые водоросли распределены очень неравномерно.

Что должно стать продолжением этих исследований?

Станислав Ермаков: Сейчас заложены основы системы мониторинга. Это подразумевает создание целой структуры, куда должны входить посты, оборудованные радиолокационными средствами. А чтобы получать полную панораму происходящего, нужно разработать маршруты для взятия проб воды. Надо точно знать, куда идти, с какой частотой брать пробы. Раньше, например, брались пробы у одного берега, на середине реки и у другого берега. Но, как показали наши исследования, этого категорически недостаточно, чтобы составить полную картину экологической ситуации. Нужны площадные съемки.

О каких радиолокационных средствах идет речь?

Станислав Ермаков: В институте прикладной физики РАН создан радиолокатор, работающий в трех диапазонах, который нацелен на то, чтобы отличать один вид загрязнений от других. Радиолокатор достаточной мощности работает на дальности в несколько километров и этого вполне хватит, чтобы мониторить всею береговую линию. Кроме того, его можно снабдить еще и системой видеонаблюдения в определенных диапазонах, например, ультрафиолетовом или инфракрасном. Нефть флюоресцирует, и это будет видно. Таким образом, если обнаружится какое-то пятно, можно будет установить его природу, а затем определить источник загрязнения. Такой пост должен быть полностью автоматизированным, и он не будет требовать постоянного присутствия обученного человека. Но для этого необходимо участие в проекте IT-специалистов, поскольку надо обрабатывать массу информации.

Как в дальнейшем она будет использоваться?

Станислав Ермаков: Продуктом такой системы будут постоянно поступающие данные состояния акватории на конкретном участке, которые смогут в своей работе использовать и Росгидромет, и Росприроднадзор, и МЧС. В идеале эту систему надо сконструировать так, чтобы она выдавала сигнал тревоги и прогноз, куда дальше идет, например, нефтяное пятно. Затем в дело вступают службы по ликвидации ЧС.

Что в дальнейших планах "Плавучего университета"?

Станислав Ермаков: Дальше нужно набирать статистику по загрязнениям на различных участках акватории, чтобы определить, случайно то или иное явление или систематическое. Те же вихри - как они формируются, где, когда, куда сносятся. Или судно сбросило вредные вещества, и куда они пошли и там сконцентрировались или рассеялись. Кроме того, необходимо совершенствование математических моделей прогноза. Нефтяные загрязнения частично оседают на дно, частично испаряются. Это сложная динамика. Такие модели существуют, но, как показывают наши исследования, они далеко не идеальны. Многие процессы не учитываются или учитываются неправильно. Над всем этим надо работать.