Насколько чиста вода, текущая из кранов москвичей? Как предсказать наводнения? На эти и другие вопросы нашли ответы в Научно-образовательном центре, объединившем специалистов Института водных проблем РАН и кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

В чём богатство России? Многие сходу назовут нефть и газ, очкарики-идеалисты вспомнят о святой русской литературе, но вряд ли кому-то придёт в голову оксид водорода, жидкость, как нас учили в школе, без цвета и запаха, но на деле приобретающая всё более мутные свойства. Увы, обилие водных ресурсов не спасает от наплевательского к ним отношения. «После нас – хоть потоп!» Вот именно, только в его водах будет куда больше ядов, чем во времена Ноя. И новый ковчег рискует просто раствориться в этой невнятной жиже…

По запасам пресных вод наша страна занимает второе место в мире после Бразилии, а по обеспеченности водой на душу населения – третье, после Канады и Бразилии.

Однако распределены эти запасы весьма неравномерно: на европейской территории России, где сосредоточено почти три четверти населения и производственного потенциала, – лишь 8 процентов возобновляемых водных ресурсов страны. Дефицит водных ресурсов особенно остро ощутим в периоды засухи в центре и на юге Европейской России, на юге Урала и Сибири, Северного Кавказа.

Нехватка воды не учит россиян бережливости и аккуратности. В реки, озёра и водохранилища сбрасывают попросту грязную воду. Из более чем 60 км³ сточных вод в год около трети не считаются нормативно очищенными. И это только по официальной статистике.

Вдумайтесь: 20 миллиардов тонн мутной воды. За год с четвертью эти сточные воды могли бы доверху заполнить всё Рыбинское водохранилище.

Каждый второй россиянин вынужден пить плохую по ряду показателей воду, а почти треть населения страны пользуется некачественными источниками водоснабжения. В этом плане мы находимся на уровне беднейших стран мира. В то же время объём водопотребления на единицу ВВП в России вдвое выше, чем в США, и втрое выше, чем в наиболее развитых странах Европейского союза.

Как же исправить ситуацию?

– Необходимо ликвидировать вредные производства, восстановить нарушенную водную экосистему, существенно снизить антропогенную нагрузку на водосборную территорию, воссоздать нарушенные ландшафты, предотвратить застройку водоохранных зон, – убеждён Александр Гельфан из Института водных проблем РАН.

Справка. Гельфан Александр Наумович, заместитель директора по научной работе ИВП РАН, заместитель руководителя научно-образовательного центра «Ресурсы и качество вод суши: оценка, прогноз и управление», доктор физико-математических наук.

Пока все эти меры не будут приняты, даже из кранов москвичей будет вытекать вода дурного качества. Например, весьма высок уровень бактериального загрязнения бассейна реки Москвы выше посёлка Рублёво (так называемого Москворецкого источника). В Учинском водохранилище на севере столицы концентрация иона аммония со второй половины 1960-х годов и по настоящее время в 2,5 раза превышает уровень до начала интенсивной химизации сельского хозяйства. Из-за использования азотных удобрений растёт содержание в воде нитратов. Массовое производство синтетических моющих средств, начавшееся в 1970-е годы, в 3 раза увеличило концентрацию фосфатов. Ухудшается качество воды также из-за «цветения» фитопланктона, выделения продуктов метаболизма и токсинов.

– Реализация водной стратегии-2020 и переход на интегрированное управление водными ресурсами потребуют не только экономической модернизации водохозяйственного комплекса, но и создания принципиально новых научных подходов к охране вод, планированию водопользования, прогнозам наводнений и засух, – полагает Александр Гельфан.

Например, в гидротехническом строительстве в России применяют схемы почти полувековой давности. Поэтому в Институте водных проблем создали оригинальный метод оценки риска наводнений. Он основан на современных математических моделях формирования речного стока и движения воды в речных системах. Риск наводнений моделируется с учётом представлений о физически обусловленных пределах метеорологических воздействий на речные водосборы. Возможности подобного подхода были проверены на примере российских рек в различных природных условиях.

И это исследование, и мониторинг экологического состояния источников водопользования Москвы были поддержаны федеральной целевой программой «Кадры».

Также проект включал создание 35-ти баз данных. Они будут полезны и для дальнейших научных исследований, и в качестве учебных материалов. С их помощью можно узнать метеорологические и климатические характеристики, параметры почвы и растительного покрова, температуры мерзлотных пород на различных глубинах. Отдельные базы данных посвящены гидрохимическим характеристикам волжских водохранилищ и ледовым явлениям в устьях рек севера европейской территории России.

Кроме того, в институте созданы электронные карты с использованием ГИС-технологий, в частности интерактивная карта ресурсов подземных вод России.

В гидравлической лаборатории РУДН исполнители проекта провели эксперименты, которые помогли изучить взаимодействие речного стока с мёрзлыми грунтами при потеплении и дожде. Специальная дождевальная установка позволяла имитировать дождь различной интенсивности и наблюдать его влияние на фильтрацию воды. Результаты опытов послужили для математической модели процессов, влияющих на устойчивость береговых склонов зоны вечной мерзлоты.

В разные годы в проекте принимали участие от 25 до 33 молодых учёных и аспирантов Института водных проблем РАН, а также кафедры гидрологии суши МГУ. Число молодых исследователей составляло около 40 процентов от общего количества участников проекта. Они разрабатывали и апробировали новые методики исследований, создавали базы данных и электронные карты, а также расчётные компьютерные программы, проводили численные эксперименты. В результате многие из молодых исследователей поступили на работу или в аспирантуру ИВП РАН и на кафедру гидрологии суши МГУ, причём их становилось всё больше – от 13 человек на первом этапе до 27 человек на заключительном, пятом этапе.

– Мы достигли главных целей, которые ставило перед собой руководство Института водных проблем РАН, принимая решение об участии в конкурсе: привлекли к научным исследованиям большое число молодых специалистов и укрепили сотрудничество между вузовской и академической наукой, – говорит Александр Гельфан. – Этот положительный результат намного более значим, чем несущественные недостатки в организации программы, затруднявшие её выполнение. В частности, не всегда оправданными, на наш взгляд, были требования к отчётной документации, которые во многих случаях имели сугубо формальный характер.