Как помочь экосистеме Волги

Александр Наумович, ваш институт участвует в реализации федерального проекта "Оздоровление Волги". Каков ваш диагноз состоянию реки?

Александр Гельфан: Река на значительном ее протяжении находится в плачевном экологическом состоянии, что связано с огромной антропогенной нагрузкой и на саму реку, и на ее бассейн, в котором сосредоточена половина промышленного и сельскохозяйственного производства страны. Из-за износа и технической отсталости очистных сооружений в Волгу поступает без малого 40% общего объема загрязненных сточных вод, сбрасываемых в водоемы всей страны или, в среднем, 2,5 миллиона тонн загрязняющих веществ ежегодно.

Это промышленные стоки?

Александр Гельфан: Это сточные воды, поступающие в водоемы по трубам с территорий промышленных и муниципальных предприятий, сельскохозяйственных комплексов, то есть от так называемых контролируемых источников загрязнений. Вода на всем протяжении Волги относится к категории грязной или загрязненной, каждый год службы мониторинга фиксируют более тысячи событий экстремально высокого загрязнения волжской воды - более трети всех аналогичных событий, фиксируемых в России. Радикальное - на 80% - сокращение объема сброса загрязненных сточных вод - одна из основных целей федерального проекта.

Сбросы меньше, вред тот же

Вы говорите о циклопических масштабах загрязнений. Не преувеличиваете?

Александр Гельфан: Я привожу только данные государственной статистики. Но вот что удивительно. Если по тем же данным оценить, как менялись сбросы загрязненных сточных вод, то отчетливо видна тенденция: с 1990 по 2017 год их объем уменьшился в два раза в результате падения производства.

Только в бассейне Верхней Волги с 1990 по 2017 год стало сбрасываться в шесть раз меньше нефтепродуктов, в 20 раз меньше фенолов, в 5-7 раз меньше азота и фосфора и т.д. Казалось бы, такое снижение поступления загрязняющих веществ должно привести к улучшению качества воды. Но никакого улучшения, согласно данным мониторинга, не происходит, наоборот!

"Врут" данные предприятий?

Александр Гельфан: Вы правы, эти данные не надежны. Однако тенденция очевидна - объемы сброса сточных вод падают. При этом уровень загрязненности волжских вод по интегральным показателям почти не изменился или повысился за эти годы.

Так в чем же причина?

Александр Гельфан: Причина в том, что контролируются далеко не все источники загрязнений. Большую, иногда определяющую роль в загрязнении реки, играют неконтролируемые, так называемые неточечные, рассредоточенные источники загрязнения. Их множество. Это и населенные пункты, не оборудованные ливневой канализацией (таких у нас подавляющее большинство), промышленные площадки, сельскохозяйственные поля и животноводческие комплексы, необустроенные свалки и полигоны с отходами, объекты накопленного ранее экологического вреда, речной транспорт. В экономически развитых странах вклад точечных (контролируемых) и неточечных (неконтролируемых) источников загрязнения примерно одинаков.

По оценкам ИВП РАН, объем загрязнений, поступающих в водные объекты бассейна Волги от неточечных источников, может превышать, иногда существенно, объем загрязненных сточных вод. Вот и получается, что даже 80-процентное снижение поступления загрязненных сточных вод в Волгу уменьшит объем поступающих в реку загрязнений не более чем на 30-40%. А на некоторых участках сокращение сброса вообще может пройти незамеченным для здоровья реки.

Вы упомянули источники накопленного экологического вреда. Можете привести примеры таких источников на Волге?

Александр Гельфан: Например, Бурнаковская низина, расположенная на берегу Волги, неподалеку от центра Нижнего Новгорода. Здесь еще в XIX веке располагалась бывшая Сормовская нефтебаза. Есть свидетельства, что в прошлом веке в находящиеся здесь пруды сливали авиационный керосин, а с помощью мазута на здешних болотах уничтожали малярийных комаров.

Сейчас нефтебазы нет, керосин и мазут не сливают, однако за десятки лет нефтепродукты накопились в почвах, в подземных водах. Во время весеннего снеготаяния или дождей эти нефтепродукты вымываются из подземных горизонтов и попадают в Волгу. Это одна из проблемных территорий. И таких территорий сотни в бассейне Волги.

Как бороться с неточечными загрязнениями?

Александр Гельфан: Проблеме снижения уровня загрязнений от неточечных источников посвящен один из разделов федерального проекта "Оздоровление Волги".

Основная цель - разработка концепции снижения поступления загрязняющих веществ от рассредоточенных источников в бассейне Волги. Работа ведется в течение двух лет (2018-2019 гг.), а затем федеральным проектом предусмотрено внедрение разработанной концепции на пилотных объектах волжского бассейна в 2020-2025 годах. (Бурнаковская низина - один из будущих пилотных объектов.)

Необходимость разработки такой концепции обусловлена тем, что в основу государственных водоохранных программ на протяжении многих десятилетий положена идея сокращения сбросов поступающих из точечных, контролируемых источников. Поэтому ни существующая система мониторинга качества вод, ни методики расчетов и прогнозов притока загрязнений в водные объекты, ни нормативно-правовая база по контролю и снижению загрязнений практически не учитывают существования неконтролируемых источников.

Необходима смена парадигмы водоохраной деятельности, и разрабатываемая концепция - первый шаг к этому. Наш институт руководит этой работой, в которой участвуют несколько академических организаций, вузы, отраслевые институты, проектные организации.

Когда в середине 1980-х годов произошла Шандозская экологическая катастрофа и в реку Рейн - третью по величине в Европе - попало 30 тонн пестицидов, ртути и других отравляющих веществ, жизнь в реке почти исчезла на всем протяжении до Северного моря. Понадобились координированные усилия правительств и населения нескольких стран по оздоровлению реки, и сейчас река Рейн, протекающая по одной из наиболее экономически развитых территорий в мире, - одна из самых чистых в Европе. Миллионы тонн загрязняющих веществ, поступающих в Волгу ежегодно, продолжающаяся деградация ее экологического состояния, - какие еще нужны аргументы, чтобы оздоровление Волги стало общенациональной, объединяющей идеей, как это произошло 30 лет назад в Европе?

Каскад испытывает дефицит

Здоровье реки - это не только качество, но и количество воды. В этом году, например, воды в Волге было совсем мало. С чем это связано и что нужно сделать, чтобы не было недостатка воды в Волге?

Александр Гельфан: Той Волги прошлых веков, которую в ее среднем течении можно было летом перейти вброд и которая весной разливалась, затапливая огромные пространства и принося огромные бедствия населению, давно не существует. Волга сейчас - это каскад из крупных водохранилищ, созданных для перераспределения водного стока реки внутри года - увеличения водности реки летом и снижения весной, для удовлетворения конкурирующих запросов разных водопотребителей и водопользователей (промышленности, гидроэнергетики, ЖКХ, сельского хозяйства, рыбного хозяйства, судоходства), расположенных в бассейне реки. Регулирование стока Волжско-Камским каскадом водохранилищ - это архисложная и чрезвычайно ответственная работа, которая, учитывая роль волжского бассейна в отечественной экономике, без преувеличения относится к задачам национальной безопасности.

Что случилось этим летом?

Александр Гельфан: Этот год был одним из самых маловодных за несколько десятилетий. Когда весной в водохранилища каскада поступает так мало воды с водосборной площади, то сколь бы эффективно ни перераспределялся сток реки водохранилищами - это не выправит положение, воды будет не хватать. В мае была напряженная ситуация на Средней Волге, когда начало мелеть Куйбышевское водохранилище, затем на Нижней Волге, там не хватает воды для нужд сельского и рыбного хозяйств. Все отрасли сейчас страдают от дефицита воды.

Ответ науки

Чем фундаментальная наука может помочь в решении сугубо прикладных задач, таких как регулирование стока Волги водохранилищами?

Александр Гельфан: Как сказал когда-то Луи Пастер: "Не существует никаких прикладных наук, только приложения науки". Поддержка принятия решений по регулированию речного стока каскадом водохранилищ - наукоемкая задача, которая, как показывает мировой опыт, может быть эффективно решена лишь с привлечением современных геоинформационных моделирующих комплексов. Это вычислительные системы, объединяющие в своей структуре физико-математические модели гидрологических процессов в речном бассейне и движения воды по речным руслам, технологии сбора, передачи и обработки исходной информации, базы данных о рельефе, почвах и растительности, средства визуализации исходных данных и результатов расчетов.

В нашей стране есть специалисты, которые создают математические модели и геоинформационные комплексы, известные во всем мире. В частности, в ИВП РАН созданы технологии, используемые для информационной поддержки принятия решений по управлению Волжско-Камским каскадом водохранилищ.

Эти технологии служат инструментами, позволяющими имитировать сценарии возможных управленческих решений, выявить возникающие риски (например, риски строительства гидротехнических сооружений, реконструкции существующих или строительстве новых водохранилищ, осуществления водоохранных мероприятий по защите от загрязнений и т.п.). А сопоставлять риски и принимать решения должны власти - федеральные или региональные.

Больная тема для Волги - судоходство, причем не только в маловодные годы. С чем это связано?

Гельфан: Советский проект "Большая Волга" предусматривал строительство 11 водохранилищ, и почти весь он реализован, кроме двух существенных частей. В 1967 году началось строительство Чебоксарского водохранилища, это было последнее водохранилище на Волге, его проектная отметка уровня воды должна была быть на уровне 68 метров. В 1981 году на отметке 63 метра наполнение закончилось (не были подготовлены территории зоны затопления, не достроены защитные сооружения). В 1987 году экономическая ситуация в СССР стала еще сложнее, проект был заброшен.

Чебоксарская ГЭС, насколько я знаю, до сих пор не принята в постоянную эксплуатацию. То же самое произошло и с Нижнекамским водохранилищем, там тоже 63 метра вместо 68. Из-за того, что не был поднят уровень Чебоксарского водохранилища, не была решена задача создания Единой глубоководной системы судоходства в европейской части России, возник проблемный для судоходства участок от Городца до Нижнего Новгорода.

Непроектный уровень Чебоксарского водохранилища - это проблема только для судоходства?

Гельфан: Не только. При пониженном уровне воды растет площадь мелководий Чебоксарского водохранилища. Экологическое состояние этих мелководий угнетенное: летом они прогреваются, вода цветет, качество воды ухудшается. Чебоксарское водохранилище превратилось, в том числе благодаря и этому, в самое грязное водохранилище Волжско-Камского каскада. На непроектных нагрузках работают агрегаты Чебоксарского гидроузла, что приводит их к большему износу.

Но главная проблема в том, что поскольку полезная емкость Чебоксарского водохранилища сейчас равна нулю, фактически вода идет прямотоком, это уменьшает регулировочные возможности всех расположенных ниже водохранилищ и всего Волжско-Камского каскада в целом.

Он сейчас как бы разорван из-за двух фактически отсутствующих водохранилищ - Чебоксарского и Нижнекамского. Незавершенность советского проекта "Большая Волга" существенно снижает возможности каскада по смягчению таких маловодий, какое произошло на Волге в этом году.

Строительство Нижегородского низконапорного гидроузла решит проблему судоходства на этом участке?

Гельфан: Проект обеспечит судоходные глубины от Городца до Нижнего Новгорода. Наши расчеты показали, что предлагаемые альтернативные варианты гидротехнических сооружений не приведут к решению проблемы. С другой стороны, существуют риски, связанные с затоплением и подтоплением территорий в зоне влияния гидроузла, в частности, города Балахны. Эти риски должны быть тщательно просчитаны и оценены. При этом экологическая ситуация в этом регионе, и без того очень напряженная, должна быть нормализована вне зависимости от того, будет ли построен Нижегородский низконапорный гидроузел.