​Весной вода разливается и подтапливает города и посёлки. А к середине лета реки мелеют так, что резиновую лодчонку приходится вручную тянуть – тут не может быть и речи о пассажирском и грузовом судоходстве. Плюс предприятия сливают отходы в водоёмы, что, безусловно, ухудшает экологическую ситуацию. Эти проблемы типичны для крупнейшего в России и третьего в мире по величине речного бассейна – Обь-Иртышского.

Следить и прогнозировать 

В Кузбассе общественники регулярно буквально за руку ловят угольщиков и золотодобытчиков, загрязняющих промышленными стоками притоки Томи. В эти дни внимание всей страны приковано к Норильску, где после разлива и попадания в реку топлива объявлена ЧС федерального уровня.

Сомнений нет: отслеживать и прогнозировать подобные ситуации нужно. Каким образом? Ответ на этот вопрос нашли сибирские учёные – с помощью единой цифровой платформы. МЧС, надзорные ведомства, местные власти будут получать оперативные данные о состоянии водоёмов, формировать прогнозы и варианты развития событий, чтобы принимать решения по сохранению и оздоровлению крупнейших рек Сибири и Урала – Оби, Иртыша, Томи, Миасса, Тобола и Туры.

Создаваемая в рамках инициированного правительством Кузбасса федерального проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» система мониторинга позволит следить за состоянием реки в режиме реального времени.

Зачем реке двойник?

Это будет первый в мире цифровой двойник речного бассейна. За его основу выбрана отечественная технология, разработанная в Санкт-Петербургском политехническом университете.

«Мы имеем многолетний успешный опыт работы по созданию цифровых двойников для различных отраслей промышленности. Но мы знаем, что новая промышленная революция – это объединение трёх миров. Первый мир – это физический, материальный. Второй – цифровой, виртуальный. Эти два мира мы уже научились объединять. Но есть и третий мир, который обязательно нужно присоединить, обеспечив конвергенцию и синергию, – это живой, биологический мир. В данном случае природа – это Обь-Иртышский бассейн», – говорит проректор по перспективным проектам СПбПУ Алексей Боровков.

Но недостаточно просто описать состояние реки – нужно уметь предсказывать и моделировать возможные критические ситуации. 

«Можно будет определить, как будет распространяться загрязнение по водотоку, и своевременно обосновать необходимые меры для предотвращения его поступления в систему водоснабжения. Здесь просматривается дальнейшее сверхперспективное развитие проекта с расширением на региональные сети водоканалов. Можно предсказать весенний паводок и своевременно обеспечить превентивные меры. Можно точнее планировать навигационный период, анализировать риски при строительстве новых гидротехнических сооружений и решать большое количество связанных с управлением водными ресурсами задач», – объясняет Боровков.

Причём, как и сами реки, их двойники не будут стоять на месте. Новые данные о параметрах водоёма будут учитываться, тем самым двойник будет становиться раз от разу всё «умнее», т. е. всё более соответствующим реальному объекту, и, главное, его предсказательная способность будет точнее.

Как сейчас мониторят?

В данный момент большинство постов мониторинга системы Росгидромета не оснащены надёжным, компактным, устойчивым к внешним воздействиям цифровым оборудованием для измерения гидрологических и гидрохимических показателей в режиме онлайн, поэтому планируется установить в Обь-Иртышском бассейне сеть современных цифровых гидрологических станций для измерения и передачи по беспроводным каналам связи данных по 20 параметрам. Среди них – уровень pH, проводимость, температура, мутность и уровень воды, скорость потока, а также химические параметры – соединения серы, азота, нефтепродукты, некоторые металлы. «Дополнительно определяются биологические показатели – количество хлорофилла и цианобактерий. Этого достаточно, чтобы понимать, что происходит с водным объектом, и затем научиться описывать и предсказывать его поведение на основе математических моделей», – подчеркивает заместитель председателя координационного совета по реализации проекта при губернаторе Кузбасса Юрий Манаков. Запланировано создание 50-ти пилотных цифровых постов гидролого-гидрохимического мониторинга в 12 регионах Сибири и Урала.

Начали с самого грязного

В качестве тестовой модели разработчики выбрали реку Ускат, которая протекает по территории Прокопьевского и Новокузнецкого районов Кузбасса. По словам Юрия Манакова, этот выбор не случаен: Ускат – самый грязный приток Томи, и прежних методов мониторинга и контроля на нём уже недостаточно.

Обустройством комплекса занимается Кемеровский филиал Института вычислительных технологий Сибирского отделения РАН. В 2019 г. учёные запустили в работу часть цифрового оборудования – метеостанцию и систему умных датчиков по определению запыления воздуха. Они собрали космоснимки бассейна с ретроспективой до 2015 г., а также разработали цифровые модели распространения основных загрязнений в реке.

В дальнейшем эти наработки учёные применят на других водоёмах Обь-Иртышского бассейна. Свой грандиозный проект разработчики планируют реализовать в рамках национального проекта «Экология» и национальной программы «Цифровая экономика».

Многолетняя работа в бассейне промышленных предприятий привела к загрязнению многих водоёмов. Может, в оцифрованные реки будет сложнее сливать что попало, и вода станет чище.

Анна Иванова

Еженедельник "Аргументы и Факты" № 24. АиФ в Кузбассе №24 10/06/2020 

Источники

Оцифрованные реки. За качеством воды будут следить онлайн
Аргументы и Факты (kuzbass.aif.ru), 16/06/2020

Похожие новости

  • 23/11/2019

    В Аналитическом центре при Правительстве РФ состоялось экспертное обсуждение проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн»

    ​15 ноября 2019 года в Аналитическом центре при Правительстве РФ состоялось экспертное обсуждение федерального проекта комплексного управления водными ресурсами «Цифровой Обь-Иртышский бассейн», инициированного учеными Кемеровской области в рамках программы деятельности научно-образовательного центра «Кузбасс» (НОЦ «Кузбасс»).
    1027
  • 05/06/2020

    В Кузбассе создают уникальную модель управления водными ресурсами

    ​​В Кузбассе работают над созданием первого в России экспериментального цифрового полигона для сбора, передачи, хранения и анализа данных о состоянии водных ресурсов и их оздоровления. Федеральный проект, который предусматривает создание современной системы комплексного мониторинга рек Обь-Иртышского бассейна, был представлен год назад Научному совету РАН по глобальным экологическим проблемам.
    444
  • 11/06/2019

    Сибирские ученые реализуют алгоритмы для сейсмомониторинга

    ​В Институте вычислительных технологий СО РАН совершенствуют систему быстрой классификации сейсмических событий, ориентированную на регионы с высокой техногенной нагрузкой. Инструментами автоматической классификации, встроенными в системы сейсмического мониторинга, сегодня никого не удивишь.
    694
  • 23/10/2019

    Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли

    16 октября в Кузбассе успешно завершились испытания прототипа системы экологического мониторинга, которую разработали студенты из Новосибирска. Проект выполнен совместно с Кемеровским филиалом Института вычислительной техники СО РАН (КФ ИВТ СО РАН).
    899
  • 18/03/2020

    Проектный комитет нацпроекта «Экология» рассмотрит вопрос о создании федерального проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн»

    13 марта 2020 года состоялось заседание Экспертного совета по реализации проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» при Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Сопредседатели Экспертного совета – заместитель министра природных ресурсов и экологии РФ Елена Панова и губернатор Кузбасса Сергей Цивилев – подвели итоги масштабной работы по инициированию и разработке проекта.
    511
  • 07/08/2020

    Цифровые станции для контроля за загрязнениями установят на реке Ускат в Кузбассе

    Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ одобрило предложение правительства Кузбасса по реализации в регионе пилотного проекта "Цифровой Ускат". Самый индустриально нагруженный приток Томи оснастят первыми в России автоматическими станциями контроля за загрязнениями водного объекта, сообщили в пресс-службе Минкомсвязи РФ.
    459
  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    1411
  • 16/12/2016

    Ученые будут следить за состоянием окружающей среды в районах угледобычи

    ​В Кемерове прошла презентация информационной системы, позволяющей следить за состоянием окружающей среды в районах угледобычи. В том числе по спутниковым снимкам. По мнению разработчиков, это позволит получать объективную и актуальную информацию о влиянии промышленности на природу.
    1554
  • 10/10/2019

    Всероссийская научно-практическая конференция «Информационно-телекоммуникационные системы и технологии (ИТСиТ-2019)»

    В КузГТУ 10 октября начнет работу Всероссийская научно-практическая конференция «Информационно-телекоммуникационные системы и технологии (ИТСиТ-2019)». Организаторы мероприятия: Кузбасский политех, Институт вычислительных технологий СО РАН, Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, администрация Кемеровской области, Международный научно-образовательный центр технического университета – Arena Multimedia и Западно-Сибирский научный центр.
    947
  • 30/07/2020

    Более 40 проектов НОЦ «Кузбасс» успешно прошли регистрацию в Роспатенте

    Разработки участников и индустриальных партнеров научно-образовательного центра «Кузбасс» за первое полугодие 2020 года получили 46 патентов, подтверждающих уникальность изобретений, полезных моделей и программ для ЭВМ.
    969