Российские учёные завершили трёхлетнюю научно-исследовательскую работу под названием «Влияние изменения уровня воды в озере Байкал на состояние экосистемы озера, определение ущерба объектам экономики и инфраструктуры прибрежной территории Республики Бурятия, Иркутской области в зависимости от уровней озера и сбросов Иркутской ГЭС». Работа выполнялась в рамках государственного задания в три этапа с 2021 года с участием академических институтов, находящихся под научно-методическим руководством СО РАН и университетов Минобрнауки России, Росводресурсов и Росрыболовства.
Среди выводов и предложений — новые показатели для правил использования водных ресурсов при регулировании Иркутской ГЭС с учётом прогнозов водности озера Байкал, оценки возможных ущербов при маловодных и многоводных периодах, а также предложения по минимизации рисков и потенциальных ущербов при колебаниях уровней Иркутского водохранилища и озера Байкал.
Итоговое представление результатов работы состоялось на заседании Научно-технического совета Минобрнауки России 14 декабря. Доклад о научно-исследовательской работе представил директор Иркутского филиала Сибирского отделения РАН и Института динамики систем и теории управления им. В. М. Матросова СО РАН академик Игорь Вячеславович Бычков.
«Впервые научная работа была выполнена именно в таком комплексном подходе. До этого Институт водных проблем РАН вместе с Байкальским институтом природопользования СО РАН и Институтом систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН проводили исследования, связанные с учетом возможности изменения уровня. В частности, рассматривался вопрос, связанный с климатическими условиями водности и потребностями водопользователей в нижнем и верхнем бьефах Иркутской ГЭС. Новое исследование по многим критериям принципиально отличается от предыдущих. Впервые был подсчитан экономический ущерб от изменения уровня — как при увеличении, так и при уменьшении. Важно, что возможные уровни Байкала были рассчитаны по одним и тем же методам как для стороны верхнего бьефа — это в большей степени Республика Бурятия, так и для стороны нижнего бьефа — это Иркутская область и территории, связанные с экстремальным маловодьем и экстремальным многоводьем в Ангаре с учётом Иркута, а также ряда других рек. Учёными представлены количественные характеристики возможных ущербов при изменении уровня — это разрушения объектов, которые находятся в возможной зоне затопления, ущербами, которые возникают при абразии берегов, возможные ущербы экосистем — это касается ущербов для рекреационных объектов, в том числе пляжей», — сказал академик Бычков.
Относительно абразии берегов в ряде мест учёные рекомендуют провести берегоукрепительные работы. В частности, это касается визит-центра «Танхой». Также в рамках работы разработаны экологические и рыбохозяйственные требования к управлению уровенным режимом Байкала с минимизацией негативного воздействия на экосистему озера. На основе существующих данных и проведённых в рамках НИР экспедиционных работ выявлены критически важные компоненты биоты прибрежной части Байкала. Отмечается, что их благополучие в значительной мере зависит от сезонных изменений уровенного режима озера через прямое или опосредованное воздействие.
«Было установлено, что одна из важнейших характеристик весеннего времени — это плавность изменения уровня. Для биоты не столь важна начальная цифра, с которой начинается изменение уровня, также не столь важна конечная (самая высокая) точка, а важно, чтобы это все происходило плавно. В нашем отчете представлены точные расчеты для разных представителей экосистем, в частности желтокрылого бычка, который является очень важным элементом трофической цепи на Байкале», — сказал академик.
Также исследователи определили, что наиболее важным фактором для биоты прибрежной части Байкала является изменение уровня озера во втором квартале. В остальные периоды эта переменная существенного значения не имеет. Например, заход омуля в нерестовые реки начинается в конце августа и продолжается до начала ледостава на реках. Следовательно, уровень Байкала не влияет на заход омуля на нерест и динамику нерестовой миграции.
Один из главных вопросов — минимизация последствий для экосистем в условиях развития энергетики в регионе. Амплитуда внутригодового колебания уровня Байкала как в естественных, так и в зарегулированных условиях значительно отличается в разные по водности годы. За все время наблюдений за уровнем озера Байкал максимальная внутригодовая амплитуда составляла 1,35–1,50 метров, минимальная — 0,34–0,40 метров. Учеными предложен порядок регулирования уровенного режима озера Байкал и Иркутского водохранилища с учетом экологических и социально-экономических факторов. Для этого разработан диспетчерский график управления режимами Иркутской ГЭС и определён порядок регулирования уровенных режимов озера Байкал.
«Консорциум организаций в рамках своих общепризнанных компетенций предоставил необходимые методики и подходы для того, чтобы продвинуться в решении этой сложной задачи. На базе этих исследований, помимо рекомендаций, сделаны конкретные предложения по основам регулирования озера Байкал, которые могут лечь в новые правила использования водных ресурсов (ПИВРов), действующие с 1988 года. Понятно, что их надо совершенствовать в силу парадигмы восприятия озера Байкал и с учетом сложившихся сегодня реалий. Сделанные расчеты позволяют принять условия весенней сработки до уровня 455–485 метров по тихоокеанской системе высот (ТО) и обеспечивать изменения в метровом диапазоне практически 50 лет из 100–140. Это означает, что мы сможем обеспечить с точностью 98% прогноз не нарушения уровня верхней отметки 457,2 ТО, которая критична для верхнего бьефа озера Байкал.
Критичность заключается в существенном возрастании ущербов для верхнего бьефа. Соответствующие оценки сделаны и для нижнего бьефа, это связано с попусками через Иркутскую ГЭС с учетом притока реки Иркут. Максимально возможные сбросы с учетом расхода Иркута составляют 4000-4500 м3/с.
Все эти ограничения и обоснования подробно представлены в отчёте, что позволяет говорить, что эта работа имеет не только фундаментальный характер. Помимо этого, был выявлен целый ряд новых взаимодействий, которые были оценены на качественном и на количественном уровнях, но имеют существенный прикладной характер, который позволяет использовать результаты работы для подготовки новых правил использования водных ресурсов на Байкале. Это позволит более рационально использовать водные ресурсы, сохранная экосистему озера Байкал и минимизируя ущербы для экономики и природы», — подчеркнул Игорь Бычков.
Помимо этого, учёные подготовили предложения по сверхдолгосрочному прогнозированию полезного притока воды в Байкал с учётом вероятных сценариев климатических изменений. Для этого сформированы сценарии изменения климата и пространственные распределения отклонений метеорологических показателей в бассейне озера Байкал на основе данных международного проекта CMIP6 до 2060 года. Общий характер ожидаемых изменений внутригодового распределения притока в озеро является относительно стабильным для всех сценариев изменения климата.
«Несмотря на то, что наше исследование продолжалось три года, становится очевидным, что эта работа должна быть продолжена. Необходимо продолжить изучение влияния изменения уровня на экосистемы, посмотреть с других аспектов, прочие элементы, а также влияние уровня на современное состояние острова Ярки и всей северной экосистемы — проанализировать изменения не только с точки зрения температурных режимов, но и с точки зрения экосистемы — насколько она изменяется и какие есть воздействия. Также интересно дальнейшее исследование, связанное с весенними паводками в дельте Селенги.
Есть много других разных вопросов, на которые мы еще не знаем ответов. Для сравнения, подобные исследования Великих озер проводились не один десяток лет. Несмотря на то, что техническое задание, сформулированное для этой работы, выполнено полностью, мы понимаем, что исследования влияния изменения уровня озера Байкал на экосистему, на экономику Иркутской области и Республики Бурятия необходимо продолжать исследовать. Сегодня сложился научный коллектив, который может стать ядром для продолжения этого исследования.
НИР показала то, что можно и нужно находить компромиссные решения не только между экономикой и экологией, но и между теми позициями, которые существовали и существуют в научных кругах, общественных кругах для гармонизации их интересов и понимания того, что никто не может получить соответствующие преференции за счет другого, это возможно только совместно, найдя Парето-оптимальные решения с минимальными ущербами для всех. Мы никого не делим на верхний бьеф и нижний бьеф — для нас это единая система, единая экосистема, единая водная система, единая экономическая система, значит мы должны продолжать работать в этом направлении», — уверен Игорь Бычков.
В научно-исследовательской работе принимали участие более 170 научных сотрудников Сибирского отделения РАН, Минобрнауки России, Росрыболовства и Росгидромета, это Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН, Лимнологический институт СО РАН, Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, Байкальский институт природопользования СО РАН, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Геологический институт им. Н. Л. Добрецова СО РАН, Иркутский государственный университет, Восточно-Сибирский институт медико-биологических исследований, Всероссийский НИИ рыбного хозяйства и океанографии Байкальский филиал, Государственный гидрологический институт Росгидромета, Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова, Институт земной коры СО РАН. Ответственный исполнитель — Институт динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН.
«Ещё раз подчеркиваю, очень активное участие в реализации проекта принимали научный руководитель БИП СО РАН академик Арнольд Кириллович Тулохонов, директор ЛИН СО РАН доктор геолого-минералогических наук Андрей Петрович Федотов, декан биолого-почвенного факультета ИГУ доктор биологических наук Аркадий Николаевич Матвеев, руководитель отдела водных ресурсов Государственного гидрологического института доктор географических наук Владимир Юрьевич Георгиевский. По вопросам моделирования режимов работы Иркутской ГЭС работали сотрудники ИСЭМ СО РАН под руководством заведующего лабораторией гидроэнергетических и водохозяйственных проблем энергетики ИСЭМ СО РАН доктора технических наук Вячеслава Михайловича Никитина. Большую организационную работу по выполнению проекта проводила учёный секретарь Научного совета СО РАН по проблемам озера Байкал доктор экономических наук Ирина Ильинична Орлова», — сказал Игорь Бычков.
На заседании Научного совета СО РАН по проблемам озера Байкал в рамках рассмотрения результатов НИР было отмечено, что проект достоин выдвижения на Государственную премию Российской Федерации.
Источник: ИрФ СО РАН.