Желтокрылка и уровень

Семинар-совещание по предварительным итогам второго этапа НИР «Влияние изменения уровня воды в озере Байкал на состояние экосистемы озера….» проходил в Институте динамики систем и теории управления В.М. Матросова СО РАН 10 и 11 октября. Учёные из Иркутска, Улан-Удэ, Москвы и Санкт-Петербурга рассказывали об итогах второго года крупной научно-исследовательской работы, начатой в 2020-м. Позже эксперты встретились с журналистами.

– На прошлой неделе вышла монография «Фундаментальные основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки Байкальской природной территории», которая объединила итоги трёх лет нашей работы, – сообщил директор Иркутского филиала СО РАН академик Игорь Бычков. – Нашими учёными, участвовавшими в семинаре, было отмечено много интересных процессов, происходящих в озере. Получены новые данные в Лимнологическом институте, Институте систем энергетики, Институте земной коры. Был подробно рассмотрен вопрос более детального подхода к определению уровня воды в разных частях озера. Байкал, как мы все понимаем, – это не ванна, и уровень на севере и юге различается, плюс на него влияют ветер, нагонные явления и многое другое. Институт земной коры подробно рассказал о том, что на каждой из трёх котловин Байкала присутствует отдельная вогнутость. Причём она достигает полутора метров по сравнению с берегами. Предварительно учёные связывают это с тем, что на такие прогибы водного полотна влияет сила тяжести, напрямую связанная с глубиной озера.

По мнению Игоря Бычкова, фундаментальные исследования могут не только углубить наши знания о Байкале, но ещё и послужить практическим целям. Полученные данные станут базой для построения новой системы мониторинга уровня озера. Один из самых интересных вопросов – это влияние изменения уровня на экосистему. «Споры были серьёзные, и мы поняли, что нам надо достаточно хорошо договориться, что такое экосистема озера Байкал, на которую влияет изменение уровня, – сказал Игорь Бычков. – Мы прекрасно понимаем, что это не только водная биота, но и прибрежная суша, которая подвергается изменению водного режима».

В первый год учёные обрабатывали ранее накопленные данные. В 2022 году был проведён целый ряд полевых исследований. В частности, изучалось состояние рыбки желтокрылки, которая является важным элементом трофической цепи, поскольку её личинки являются кормовой базой для омуля. Однако вопрос влияния уровня Байкала на биоту нуждается в многолетних исследованиях. Как отметил один из спикеров, от снижения уровня Байкала «у омуля хребты не обсохнут». Но могут быть затронуты сотни тонких процессов, которые в итоге сократят поголовье рыбы. А поскольку омуль развивается очень долго, около 9 лет, то последствия, например сокращение числа личинок желтокрылки из-за падения уровня Байкала, будут видны на омуле тогда, когда он достигнет половозрелого возраста. Это говорит о том, что исследовать озеро надо многие годы.

Тесно в метре

Сейчас учёные вплотную подошли к серьёзному вопросу – система измерения уровня озера Байкал должна быть изменена. «Проблема уровня Байкала и его регулирования обсуждается с начала строительства Иркутской ГЭС – уже более 60 лет, – напомнил заведующий лабораторией гидроэнергетических и водохозяйственных систем Института систем энергетики имени Л.А. Мелентьева СО РАН, доктор технических наук Вячеслав Никитин. – В активной фазе обсуждения она идёт последние 25 лет. Действующие правила регулирования разработаны в другой стране и в другое время. И сегодня это приносит очевидные противоречия. Законодательство о Байкале начало радикально меняться с признанием ЮНЕСКО озера объектом Всемирного природного наследия и с выходом в 1998 году закона «Об охране озера Байкал». В статье № 7 этого закона сказано, что регулирование уровня Байкала находится в компетенции Правительства РФ. С этого момента и до сих пор Байкал стал единственным водоёмом в мире, в котором регулирование уровня определяется решениями правительства».

Тогда же был определён диапазон регулирования. До этого в проекте Иркутской ГЭС стояла примерно двухметровая призма. И в природных условиях с момента постоянных наблюдений, то есть с 1898 года, и до 1958 года (начало наполнения водохранилища) диапазон регулирования был разным по годам. Но в целом разброс в разные годы составлял около 2 метров. С появлением закона «Об охране озера Байкал» было принято решение о конкретных метках регулирования озера. Так появилось постановление Правительства № 234 от 25 марта 2001 года о регулировании Байкала в метровом диапазоне: нижняя отметка – 456 м, верхняя – 457 м. То есть произошло радикальное сокращение в два раза.

«Причём ещё на стадии принятия эксперты предупреждали, что будут проблемы. Как показали дальнейшие события, так оно и получилось, – говорит Вячеслав Никитин. – История инициирования метрового диапазона в конце 1980-х – начале 1990-х – это период многоводья. Тогда Байкал очень сильно форсировался, энергетики имели явные приоритеты. В это время на территории Бурятии, как более низко расположенной, произошли значительные затопления. Это и стало причиной закрепления метрового диапазона». Однако жизнь показала, что после бурных лет наступил период среднего наполнения и даже мягкого маловодья с 1996-го по 2013 год. Такого в истории наблюдений не было. Никогда учёные не фиксировали такие длинные периоды средней и малой воды. А в 2014 году на смену умеренному периоду пришло экстремальное маловодье, которое продолжалось 4 года. И когда в 2015 году уже было невозможно удержать нижнюю отметку в 456 м, было принято временное постановление Правительства РФ о расширении диапазона. Действие этого постановления все 4 года продляли. Тогда и возникла дилемма: старая методика регулирования Байкала вошла в противоречие с реальностью. И снова перед учёными поставили вопрос: каким должен быть уровень, чтобы соблюсти и экологические, и промышленные требования?

В многоводные годы подъём Байкала выше отметки 457 м вызывает подтопления низменных районов. Когда ГЭС начинает повышенные сбросы, идут проблемы в нижнем бьефе, прежде всего в Иркутске и ниже расположенных поселениях до Братского водохранилища, Свирска. В маловодье, а в 2016-2017 годах оно было рекордным за весь период наблюдений, осушается прибрежная зона, появляются экологические проблемы, вопросы с наполнением водозаборов нижнего бьефа, где проживает около миллиона человек и находятся 50% промышленных объектов Иркутской области.

В начале 2020 года Министерство природных ресурсов поставило задачу перед специалистами, учёными, прежде всего СО РАН, проработать проблему регулирования Байкала с учётом экологических и экономических требований. Сегодня эта работа ведётся и будет продолжена в следующем году.

Колебания чаши Байкала

Второй год исследований показал, что нужно более тонко и скрупулёзно подходить к проблеме уровня Байкала.

– В этом году мы поставили 2 автоматические станции по регистрации уровня Байкала – в Хакусах и в районе мыса Елохина на Северном Байкале, – рассказал директор Лимнологического института СО РАН доктор геолого-минералогических наук Андрей Федотов. – Таким образом, наша группа станций, которые наблюдают за уровнем Байкала, достигла шести. Это Южный, Средний и Северный Байкал. В онлайн-режиме мы видим, как изменяется уровень озера на всей его акватории. Сейчас мы получаем по уровню Байкала одну цифру, а может быть, назрела необходимость для каждой котловины озера показывать свой уровень? Когда ты видишь в реальном времени перепады между северной и южной котловинами, при этом более-менее спокойно стоит средняя котловина, можно задуматься о том, что уровень Байкала не может быть одним и тем же во всём озере. Тем более когда мы говорим о точности уровня в сантиметрах. Этот сантиметр может иметь совсем не техногенную природу. Уровень может меняться вовсе не в зависимости от того, сбрасывает или не сбрасывает воду Иркутская ГЭС. Это могут быть последствия внутренних колебаний самой чаши Байкала. Это могут быть и ветровые воздействия, и многое другое. Цель нашего проекта – показать, что нужно поменять методику оценки уровня озера, а также модернизировать систему измерений, находящуюся сейчас в ведении гидрометслужбы. Оборудование для измерения уровня озера должно быть более точным, информация должна доставляться в центры обработки более оперативно. Сама сеть приборов – работать максимально автономно и требовать минимального вмешательства человека. Если такая система будет организована, это позволит давать более точные, детальные прогнозы уровня Байкала.

Автоматические станции ЛИН СО РАН были установлены и в районе расположения нейтринного телескопа. В онлайн-режиме учёные получают информацию о происходящем в толще воды Байкала на глубине 200 м. В самом институте запущен центр мониторинга, куда приходит вся информация. «Это продукт, который можно предложить как эффективно работающий по всей стране, – сказал Андрей Федотов. – Если это работает на Байкале с его минерализацией и колебаниями уровня, то на объектах с более высокой минерализацией и более высокими колебаниями это точно готовый рабочий вариант». Учёные продолжили исследования по измерению уровня рек – Баргузина, Селенги, Слюдянки, Ангары, Иркута. Была установлена одна глубинная буйковая станция на Южном Байкале, которая снимает гидрофизические параметры Байкала с 1400 до 50 метров. Подъём станции для считывания данных запланирован на весну 2023 года. Тогда учёные узнают, что происходило с Байкалом, в круглосуточном режиме во всей его толще. Такие исследования ранее не проводились.

«У нас будет третий год исследований, в течение которого мы должны будем уточнить возможные ущербы от изменения уровня в нижнем бьефе (озеро Байкал) и в верхнем бьефе (Ангара за плотиной), – сказал Игорь Бычков. – Нам предстоит найти оптимальный баланс между рациональным и оптимальным попуском воды на Байкале. Это одна из важнейших задач. Проект на три года, но уже сейчас понятно, что изучение этих процессов должно продолжиться, и мы прекрасно понимаем, в каком направлении двигаться». По итогу учёные направят в Минприроды РФ, Агентство по управлению водными ресурсами новые предложения по регулированию Байкала, использованию его ресурсов. Существующие правила были утверждены в 1988 году, основной задачей было повышение эффективности выработки электроэнергии и обеспечения водопользователей. «Сейчас и правительство, и общественность настаивают на учёте экологического компонента при регулировании Байкала. Нам предстоит выбрать золотую середину», – сказал Игорь Бычков.