Волга под присмотром. Чем занимается "Плавучий университет Волжского бассейна"?

Волга под присмотром. Чем занимается "Плавучий университет Волжского бассейна"?
Дата публикации
4 Сентября 2020
Источник
Корабел

В августе завершился первый этап ежегодной научно-исследовательской экспедиции "Плавучий университет Волжского бассейна". Она регулярно проводится Волжским государственным университетом водного транспорта под эгидой Русского географического общества. Ученые, и аспиранты и студенты работают на борту теплохода "Петр Андрианов", изучают состояние великой русской реки.

О том, как эта экспедиция проводится в нынешнем году, нам рассказал заместитель научного руководителя экспедиции, доцент кафедры гидродинамики, теории корабля и экологической безопасности судов ВГУВТ Егор Чебан.

– Расскажите, что такое "Плавучий университет", когда он появился, сколько лет проводится и какие у него цели?

– Первая экспедиция "Плавучего университета" Волжского бассейна была проведена в 2014 году. Это было небольшое мероприятие, скорее просветительского характера. Но уже на следующий год мы подали заявку в Русское географическое общество на получение гранта для организации экспедиции. Поддержка РГО позволила увеличить масштаб экспедиции и основным направлением стала научно-исследовательская деятельность. Основная цель экспедиции – это комплексные исследования внутренних водоемов, внутренних водных путей. В первую очередь экологические, поскольку наши реки, как правило, испытывают сильное антропогенное воздействие – и от тех предприятий, которые находятся на берегах, и от судоходства. Мы как раз и пытаемся оценить, каким образом происходит это загрязнение, как оно сказывается на состоянии рек, водохранилищ, пытаемся спрогнозировать возможные последствия.

– Как именно проходит сама экспедиция? В каких направлениях вы двигаетесь? Каждый раз в одном и том же или оно меняется год от года?

– У нас работает несколько исследовательских групп, иногда вместе, иногда по отдельности, в зависимости от того, какие у кого задачи на данный момент. Например, наш полигон – это южная часть Горьковского водохранилища, где проводятся исследования совместно с физиками. Но каждый год мы стремимся расширять маршрут экспедиции. Если изначально это был достаточно короткий маршрут по акватории Горьковского водохранилища до г. Юрьевца, то в прошлом году мы прошли вверх по Волге до Кинешмы, где выполняли исследования, а в этом году достигли Куйбышевского водохранилища и устья Камы. Протяженность маршрута составила около 1300 км, причем только за один этап.

Экспедиция состоит из нескольких этапов в силу того, что по-другому организовать ее достаточно тяжело. Мы ограничены запасами топлива, которое может использовать наше научно-исследовательское и учебное судно "Петр Андрианов". Оно, к сожалению, не такое большое, как хотелось бы, но тем не менее, позволяет решать многие вопросы, которые связаны с такого рода проводимыми нами исследованиями, в том числе уникальными. Скажу так, если бы этого судна не было, то и самой экспедиции, наверное, тоже не было бы. Только на судне мы можем разместить лабораторное оборудование различного назначения и коллектив ученых, а также обеспечить безопасность при выполнении исследований.

В этом году, несмотря на солнечную погоду, на акватории Куйбышевского водохранилища были очень сильные ветра и высокие волны, что делало работу в лодке крайне тяжелой. Судно все-таки позволяет обеспечить большую безопасность. Плюс физики используют наш теплоход как носитель оборудования, которое позволяет выполнять гидрофизические исследования, в частности, вести дистанционное зондирование водной поверхности, для обнаружения различных загрязнений. Они используют очень современное, уникальное оборудование для определения, например, наличия пленок на поверхности воды.

– Какая команда исследователей у вас на борту? Это ведь не только специалисты из ВГУВТа?

– Да, помимо команды Волжского госуниверситета, на судне работает команда биологов из Нижегородского государственного университета имени Лобачевского, команда географического факультета Московского государственного университета. В этом году к экспедиции присоединился Казанский федеральный университет – одно из основополагающих учебных заведений, которое имеет большой вес не только в Республике Татарстан. Команда КФУ под руководством Нафисы Мансуровны Мингазовой, известного в Татарстане специалиста в области экологии, выполняла совместные с нами исследования на акватории Куйбышевского водохранилища и г. Казань. В принципе каждый год мы стараемся привлекать новых участников.

– А в тех командах, которые регулярно отправляются в рейс, лица одни и те же? Или меняется состав?

– Естественно, что руководители научных групп, то есть преподаватели – это одни и те же, в основном. А вот набирать студентов и аспирантов мы каждый год стараемся разных, поскольку одна из целей этой экспедиции – учебная практика для различных специалистов. Мы стараемся привлекать аспирантов, студентов, которые бы могли наглядно, на конкретном примере, в конкретных реальных условиях, например, ознакомиться с работой какого-то оборудования или процессом выполнения научных исследований.

У нас в академии есть своего рода традиция: студенты должны "на своей шкуре" прочувствовать ту область работы, в которой они будут дальше заниматься. С судоводителями, механиками, судовыми электромеханиками тут все понятно – у них есть своя практика. А вот, например, с экологами, со специалистами в области техносферной безопасности, которых мы готовим, несколько сложнее. Здесь, в экспедиции, они имеют возможность как раз пройти практику в области, связанной со своей будущей профессией.

В этом году, к сожалению, у нас из-за пандемии достаточно сложно было набрать студентов. Тем не менее, нам удалось привлечь тех людей, которые еще в этих экспедициях не участвовали. Для многих из них, надо отметить, это вообще первое в жизни такое путешествие. А тут у них есть возможность проехать на теплоходе, причем не в качестве пассажира, а в качестве члена команды, которая объединена одной целью. Мне кажется, что это важный положительный опыт, который удалось реализовать в рамках этого гранта.

– Какое количество студентов-экологов проходит вот такую практику? И как идет отбор?

– Мы стараемся набирать все-таки тех людей, которые имеют хорошую успеваемость. Почему? Нам приходится работать со сложным оборудованием и нужны знания, а также определенный склад ума. Мы обычно приглашаем студентов после второго-третьего курса. Перед этим у нас есть примерно год-два на то, чтобы посмотреть, каким образом они работают в условиях института, как учатся.

В прошлом году из 18-20 студентов, которые учились у нас после второго курса, принимало участие в экспедиции 4-5 человек. В этом году на первом этапе их было только двое. Но, я надеюсь, что на следующем этапе, если он состоится, будет больше.

В принципе, со всех вузов, которые участвовали в гранте, общее количество студентов по прошлым годам, доходило до 20 человек. При этом нужно еще отметить, что на судне в составе команды работают студенты судоводители и механики, которые тоже имеют возможность провести такую практику для себя. И она куда интереснее и интенсивнее, чем если судно стоит "у стенки" и приходится выполнять какую-то обычную работу. Здесь достаточно длительный рейс в сложных условиях, есть возможность постоять у штурвала на водохранилище с реальными волнами.

– Там действительно сильные волны на водохранилище? И как это отражается на работе судна? Не бывает проблем с судоходством?

– В южной части Горьковское водохранилище достаточно спокойное, там редко бывают сильные ветра в это время. А вот протяженность Куйбышевского водохранилища гораздо больше, и, соответственно, там ветер приводит к появлению высоких волн. С лодки работать становится невозможно.

Что касается проблем с судоходством, то происшествий за пятилетний период выполнения этого гранта не было. Какие-то мелкие поломки случались, но критических ситуаций не возникало. Мы стараемся в первую очередь обеспечивать безопасность. Если волна кажется достаточно высокой, если есть сильный ветер, то, естественно, маломерное судно не выпускаем. А когда поднимаются серьезные волны, вообще стараемся отстояться в убежище для того, чтобы дождаться благоприятной погоды и выйти выполнять необходимые исследования. Обеспечение безопасности всего исследовательского процесса – основная задача. Это первое, на что мы обращаем внимание. Мы следим за тем, чтобы все, кто выполняет какие-то исследования на палубе, находились в спасательных жилетах. Подбираем судоводителей на маломерные средства таких, которые будут ответственны за пассажиров.

– А вы работаете, получается, и с лодок? Сколько их у вас?

– Да, многие исследования нам приходится выполнять с маломерных судов, потому что теплоход, естественно, не может подойти близко к берегу или к каким-то другим объектам. Это с одной стороны запрещено, а с другой – просто невозможно.

В этом году у нас было две лодки, которые участвовали на Куйбышевском водохранилище. Это тяжелые спасательные лодки из ПВХ. На Горьковском водохранилище мы используем маломерные суда – это алюминиевая лодка "Волжанка" Института прикладной физики и плавучая лаборатория "Геофизик", оснащенная современным оборудованием. Лодку мы в прошлом году, например, перегоняли до Козьмодемьянска своим ходом. От Космодемьянска мы поднимались вверх по течению и вместе с физиками выполняли совместные исследования. Плавучую лабораторию "Геофизик", к сожалению, провести через шлюзы крайне сложно из-за ее конструкции.

На следующем этапе думаю, нам придется использовать как минимум три-четыре плавсредства, потому что исследования разноплановые и выполняются они, как правило, параллельно для экономии времени. Кто-то будет около берега вылавливать планктон, кто-то занимается имитацией нефтяных пятен, а кто-то гидрохимическими исследованиями. Так что это существенно расширяет возможности экспедиции, когда на двух лодках можно с теплохода куда-то спокойно выйти. Лодки новые, современные, к ним нет никаких вопросов у работников ГИМС.  Там усиленная конструкция, с усиленным мотором, они гораздо надежнее, чем те лодки из ПВХ, которые есть на рынке для общего использования.

– А само судно "Петр Андрианов" в каком состоянии? Когда проходило ремонт?

– Судно проходит ремонт регулярно, в соответствии с требованиями Российского Речного Регистра. В этом году оно прошло ремонт, его перегнали с завода "Память Парижской Коммуны" в Нижний Новгород. Полностью переделали цистерну питьевой воды, выполнили работы, связанные с движительно-рулевым комплексом – отрегулировали, проверили, настроили.

Это теплоход типа "ОМ", относительно небольшой. В свое время, в 80-е годы, он был переделан. Если в обычном "ОМе" были предусмотрены только сидячие места, то теперь это теплоход с каютами, что как раз и позволяет набирать исследовательскую команду. Вместимость его 20 человек – 6 членов экипажа и 14 пассажиров. Это как раз то количество, которое мы можем с некоторой степенью комфорта разместить. Конечно, с точки зрения круизного лайнера это бы, наверное, выглядело достаточно несерьезно. А у нас есть возможность подойти к достаточно мелководным объектам, где крупное судно не пройдет. Осадка у нас порядка 1,5 метров.

Команда старается поддерживать его в хорошем состоянии, за что мы очень благодарны.

– А какое оборудование там установлено? Именно научное. Расскажите о том, какие лаборатории у вас имеются.

– По факту у нас только две из трех групп работают с лабораторным оборудованием. Биологи из университета Лобачевского отбирают в разных местах огромное количество проб воды, которые везут в университетскую лабораторию, где потом в течение всего последующего года проводят анализы. Для этого они используют микроскопы, в том числе с достаточно высоким разрешением, сам процесс достаточно долгий, и на судне это делать не очень удобно.

С другой стороны, ВГУВТ и Московский государственный университет размещают практически полную химическую лабораторию, которая позволяет выполнять большое количество анализов проб воды. В прошлом году университет закупил специальный зонд "Aqua TROLL", который позволяет выполнять анализ сразу большого количества различных показателей качества воды – показатель среды PH, солености, содержания кислорода. В этом году к этому зонду был закуплен датчик, который определяет содержание водорослей в воде – в результате мы получили достаточно уникальный прибор. Кроме того, есть приборы лабораторные, которые мы обязательно берем с собой: кислородомер, прибор для измерения содержания в воде растворенных примесей, прибор для измерения содержания соли и спектрофотометр, который позволяет выполнять очень большое количество исследований.

Московский государственный университет также располагает различными зондами, которые использует для анализа воды в различных точках. Есть у их команды и различное лабораторное оборудование – практически полная химическая лаборатория для анализа качества воды, причем высокого уровня. Используемые нами приборы, в частности эти зонды, есть не у всех организаций, даже тех, что занимаются контролем состояния окружающей среды со стороны государства.

Физики из Института прикладной физики используют судно для размещения радиолокационного оборудования. У них есть трехкомпонентный радиолокационный комплекс, который работает на трех разных длинах волны. Это уникальный прибор, в мире другого такого пока еще нет. Он, во-первых, приспособлен для того, чтобы работать в условиях судна, а во-вторых, нужен для того, чтобы искать пленки загрязняющих веществ. Его предполагается использовать для поиска нефтяных пленок, нефтяных разливов, которые не очень видны на поверхности воды, поскольку растекаются до фактически мономолекулярного слоя. Как раз этот радар позволяет измерять, находить эти пленки. Сейчас на нем идут достаточно серьезные исследования, и по этому поводу есть публикации в очень значимых журналах мирового уровня.

Ну и плюс еще различные эхолоты, зонды для измерения разных показателей. В прошлом году во время совместных исследований с физиками, у нас было несколько приборов, которые мы объединили в один исследовательский измерительный комплекс. Он одновременно измерял несколько показателей качества воды, содержание водорослей и, например, скорость течения – это все можно было делать одновременно. Получился уникальный комплекс, который в других условиях было бы, наверное, тяжело собрать вместе.

– Если брать именно прошедший этап экспедиции, какие задачи ставились и что именно исследовалось?

– Задача первого этапа – исследовать состояние Чебоксарского и Куйбышевского водохранилища. Разные исследовательские группы занимались различными аспектами общей задачи. Биологов из университета Лобачевского интересовало состояние зоопланктона, фитопланктона, они отбирали пробы для дальнейшего исследования. В течение ряда лет эти исследования на некоторых участках Чебоксарского водохранилища не выполнялись или выполнялись, но, к сожалению, только в нескольких точках. А у нас есть возможность зондировать водную толщу, значительно увеличить количество точек отбора проб, в отличие от того, что делает Росгидромет, и провести широкомасштабное зондирование – в Куйбышевском водохранилище, на акватории города Казань, а также реках Сура, Ветлуга, в Чебоксарском водохранилище, в месте слияния реки Волги с рекой Ока в границах Нижнего Новгорода.

Мы смотрели, каким образом и откуда поступает наибольшее количество загрязняющих веществ, каким образом перемешиваются потоки двух рек, которые несут совершенно в себе разные вещества. Если вы посмотрите на Волгу и на Оку, то очень четко видно раздел, где начинается слияние Волги и Оки. В месте этого слияния двух разных потоков с разными характеристиками происходят достаточно интересные с точки зрения фундаментальной науки физические процессы. Когда одна река впадает в другую, кажется, что весь поток вошел и перемешался. Но все совсем не так просто. Бывает так, что одна река течет под другой рекой в течение длительного времени. Такие процессы были мало исследованы, и мы вносим свою лепту в их изучение.

– Что делается на берегу с результатами этих исследований? Как, куда и в каком формате вы их передаете?

– Одним из основных условий выполнения гранта было наличие базы данных исследований. То есть все результаты этих широкомасштабных исследований выложены в открытый доступ по требованию Русского географического общества. Они находятся на сайте ВГУВТ и могут использоваться всеми учеными, которые занимаются исследованием гидрологических, гидрохимических, гидроэкологических процессов. База данных за предыдущие годы накоплена достаточно большая.

Кроме того, у нас по результатам гранта каждый год проводится конференция "Проблемы экологии Волжского бассейна". В последние годы она приобрела статус общероссийской, и можно сказать, что по опыту прошлого года желающих принять в ней участие стало очень много. Причем уровень этой конференции очень высокий, она поддерживается, в том числе учеными Российской академии наук.

В прошлом году, был первый опыт проведения конференции онлайн. В этом году, я думаю, что конференция состоится в дистанционном формате, но с не меньшим количеством участников. Есть интерес со стороны Казанского федерального университета, Института экологии Волжского бассейна, который находится в Тольятти, и многих других организаций и ученых. Может быть, мы попробуем повысить ее уровень до международного, то есть пригласить каких-то иностранных участников. Опыт общения с людьми, которые занимаются подобными проблемами в других странах, показывает интерес к обсуждению этих вопросов. В той же Европе есть большое количество водохранилищ, и проблемы там примерно те же самые. Поэтому я думаю, что обмен опытом был бы интересен.

– А у вас самого есть опыт участия в научных экспедициях в других странах?

– Принимать участие именно в экспедициях не было возможности. Тем не менее, у меня был опыт поездок в Бельгию, в Голландию, в Словакию, где я посмотрел, как у них вообще работает водный транспорт, меня интересовала именно эта часть. Если провести сравнение с Россией, то у нас, к сожалению, я не наблюдаю такой же интенсивности перевозок. На их реках суда движутся гораздо активнее, гораздо больше, там эти переводки являются социально значимыми. Это важная отрасль, которая поддерживается государством и муниципалитетами. В том числе, они пытаются решать с помощью судоходства какие-то экологические проблемы.

Например, я был в Бельгии около двух лет назад, и там в одном городе выполняли снос зданий. Какой-то микрорайон сносили, чтобы построить новый. И они весь мусор, который там образовался, вывозили с помощью водного транспорта. При этом необходимо отметить, что количество автомобилей, которые бы для этого понадобилось, было бы огромным, и они бы там двигались по дорогам, создавали пробки, выбрасывали вредные вещества. А так – весь мусор загрузили на несколько барж и аккуратно отвезли для последующей утилизации.

В последнее время в Европе очень большое внимание стараются уделять именно вопросам экологии. Поскольку земля около рек становится очень дорогой, то жить на реках, в плавучих домах очень престижно. Соответственно, если люди живут в таких условиях, им необходимо, чтобы вода, которую они используют, была чистой. Я думаю, что к нам это скоро каким-то образом придет, потому что количество коттеджных поселков на Волге начинает увеличиваться. Надеюсь, наступит понимание, что нельзя просто так сбрасывать сточные воды без очистки, как это у нас, к сожалению, есть до сих пор.

– А как вы в целом на сегодня оцениваете состояние воды в Волге?

– Можно сказать одно: Волга подвергается очень сильному антропогенному воздействию со стороны многих объектов, которые ее используют. К сожалению, в Волгу попадают до сих пор в том числе и неочищенные стоки, стоки с полей, так называемые диффузные загрязнения. В то же время необходимо отметить, что все-таки река жива, продолжает функционировать. Да, есть достаточно большое количество проблем – и загрязнение, и появление сине-зеленых водорослей, и нарушение экологического баланса. Но тем не менее, река живет, и в некоторых регионах проводятся мероприятия, которые позволят все-таки сократить количество сбросов в водные объекты.

В свое время, когда мы проводили конференцию, приглашали в качестве гостей представителей органов государственной власти. Обсуждались проекты по инвентаризации источников загрязнения, то есть по выявлению каких-то объектов, которые ухудшают экологическое состояние. Так что нельзя сказать, что в этой области ничего не делается.

Есть проблемы с точки зрения судоходства. К сожалению, у нас пока так и не решен вопрос с тем, каким образом пропускать суда через лимитирующий участок в Городце. По моему личному мнению, то, что происходит с низконапорным гидроузлом, а именно затягивание строительства, не идет на пользу реке – в силу разных соображений. Опять же, повышается вероятность возникновения авариных ситуаций с судами.

– Вернемся к нынешней экспедиции. Расскажите о том, как она проходила в условиях пандемии, какие меры принимались на борту.

– Судно у нас маленькое, и тут, как на подводной лодке, если кто-то один заболел, то все остальные окажутся в такой же ситуации. Но у нас были приняты беспрецедентные меры безопасности. Вся команда перед началом экспедиции прошла тестирование на COVID-19, положительных результатов, ни у кого не было. Проводилось измерение температуры при входе на судно, измерение температуры дважды в день на самом судне, меры по дезинфекции помещений. На судно под наблюдением главного врача университета мы закупили дезинфицирующие средства, маски, перчатки. Каждый день мы отчитывались проректору о состоянии экипажа и пассажиров.

Никто после экспедиции не заболел. Можно сказать, что те меры, которые были приняты, оказались успешными.

– Последний вопрос. Когда планируется второй этап экспедиции и какие поставлены задачи на нее?

– Второй этап мы планируем в первой половине сентября. Это будет рейс в Горьковское водохранилище. с участием физиков из Института прикладной физики. Проведем исследования водной поверхности и дистанционное зондирование, плюс исследования некоторых эффектов, которые мы обнаружили в прошлом году. Планируем мы дойти в этом году, с учетом ограничений по погоде и прочего, наверное, до Юрьевца, то есть полностью пройти Горьковское водохранилище. Поработаем в южной части Горьковского водохранилища и на участке от Городца до Нижнего Новгорода. Это достаточно установившийся маршрут, и, конечно, в большей степени он будет ориентирован на совместную работу с Институтом прикладной физики. Кстати, они в этом году нам обещают нечто совершенно новое, что позволит провести исследования на более высоком уровне. Мы еще не знаем, что именно, заинтригованы.

Будет дистанционное зондирование – поиск загрязнителей, исследование потоков, которые стекают в Горьковское водохранилище из притоков. Будет исследование приплотинной части, будут гидробиологические исследования на участке от Юрьевца до Нижнего Новгорода. Надеюсь, у нас все получится!

– Удачи вам на будущем этапе!

– Спасибо! И хотелось бы, пользуясь случаем, поблагодарить руководство Казанского филиала ВГУВТ ФБУ "Администрация Волжского бассейна", Казанского района водных путей и судоходства за помощь. Без их поддержки в этом году было бы тяжело организовать экспедицию. Они нам предоставили базу для стоянки судна, питьевую воду и другую помощь, за что им большое спасибо.