
Волжский пейзаж. Фото: Юрий Кольцов, участник конкурса РГО «Самая красивая страна»
14 марта отмечается Международный день рек. Его изначальный смысл состоял в том, чтобы обратить внимание общества на проблему нарушения их естественного течения, влиянии дамб и плотин на речные экосистемы. В этом смысле значение Волжского плавучего университета, поддержанного грантом Русского географического общества, трудно переоценить, ведь Волга — одна из самых зарегулированных человеком рек.
Пожалуй, этот проект, а точнее, многолетняя экспедиция — одна из редких попыток оценить реальное состояние речного бассейна сразу с нескольких научных ракурсов: гидрологического, биологического, экологического и т. д. Волжский плавучий университет стал лауреатом национальной географической премии «Хрустальный компас» за 2023 год. О его значении и результатах рассказал научный руководитель проекта, заведующий отделом Института прикладной физики РАН, заведующий кафедрой Волжского госуниверситета водного транспорта, доктор физико-математических наук Станислав ЕРМАКОВ.
— Станислав Александрович, что представляет собой ваш исследовательский проект на Волге?
— Экспедиция РГО «Плавучий университет Волжского бассейна» (таково его официальное название) была начата в 2016 году и ежегодно продлевалась вплоть до 2023 года. Смысл проекта — сбор, накопление и систематизация данных и их анализ для изучения экологического состояния водных масс Волжского бассейна, в том числе Волги и ее притоков, а также водохранилищ Волжского каскада: Горьковского, Чебоксарского, Куйбышевского. Проект носит комплексный мультидисциплинарный характер, объединяя усилия специалистов в области гидрофизики и гидрологии, гидрохимии, гидробиологии. Подход включает совместный анализ самых разных характеристик водных масс. Нам важно было определить качество воды, выявить источники ее биогенного и антропогенного загрязнения, а также связи между различными характеристиками водных масс. Например, между структурой течений, распределением по акватории химических примесей, а также фито- и зоопланктона.

Участники экспедиции. Крайний слева - Станислав Ермаков. Фото: Егор Чебан
— В чем специфика формата «плавучий университет»?
— Что характерно и для университетов в целом, это, во-первых, включение исследований по разным областям науки. В нашей команде были физики, экологи, биологи, географы, химики. Каждая группа выполняла свои исследования, но при этом между группами обеспечивался тесный контакт. Это помогло лучше понять экологические проблемы Волги в различных ее аспектах, «подстроить» различные измерения друг под друга. Например, совместить измерения температуры воды, течений, глубины с отбором биологических и гидрохимических проб воды, а также дополнить эти измерения спутниковыми наблюдениями акватории. Такой подход позволяет усилить результаты разных наблюдений и получить синергетический эффект, понять взаимосвязи физических, гидрохимических и гидробиологических процессов в воде.
Другой особенностью плавучего университета является тесное сотрудничество опытных ученых и специалистов со студентами и аспирантами. Для молодых исследователей открывается прекрасная возможность как накопить опыт в своей области работ, так и получить представление о других научных направлениях. Это расширяет кругозор научной молодежи, что в дальнейшем может сыграть важную роль в привлечении знаний о других науках для развития методов по своему профилю.
Наконец, важной стороной в деятельности плавучего университета является выработка у участников привычки и навыков взаимопомощи, ощущения общего серьезного дела. Атмосфера в экспедиции особая, творческая, работа ведется не «от звонка до звонка», а сколько надо для дела. Бывало, что мы заканчивали работу далеко за полночь.

Теплоход «Петр Андрианов» стал базой для плавучего университета. Фото: Павел Бурнов
— В чем заключалась научная цель проекта? Что хотелось выяснить ученым в первую очередь?
— Нам важно было понять, какие факторы являются ключевыми в процессах переноса в воде загрязнений, в том числе техногенных. Выяснить, какова роль течений и процессов перемешивания водных масс, каково влияние притоков, в том числе поступления токсичных сине-зеленых водорослей. Понять особенности биоразнообразия вод бассейна, причины появления новых видов фито- и зоопланктона. Интересно было опробовать возможности новых средств изучения водоемов, например спутниковых средств — как радиолокаторов, так и систем оптического наблюдения. Ну и, конечно, понять, каково качество вод бассейна по разным показателям.
— Каковы, на ваш взгляд, главные результаты деятельности Волжского плавучего университета?
— Во-первых, получены обширные базы данных результатов о гидробиологических, гидрофизических, гидрохимических и гидрометеорологических характеристиках вод Волжского бассейна — Волги, Оки, Суры и других рек, а также Горьковского, Чебоксарского, Куйбышевского водохранилищ. В том числе характеристики фито- и зоопланктона, течений, мутности, цветности, рН воды, концентрации растворенного кислорода, солесодержания и т. д. Теперь мы имеем представление о характеристиках малых водотоков, играющих важнейшую роль в поступлении вод в реки Волжского бассейна, их зависимости от рельефа водосборных бассейнов и их лесистости.
Во-вторых, были установлены связи между характеристиками биогенного загрязнения (особенно токсичных сине-зеленых водорослей) с характером течений, наличием притоков, гидрометеорологическими условиями. Исследования показали важную деталь: судить о характеристиках вод можно только по данным площадных измерений, измерения же на отдельных постах могут дать искаженную информацию.

Анализ проб воды. Фото: Павел Бурнов
— Как бы вы оценили качество воды в Волжском бассейне?
— В зависимости от района и от параметров оценки (по гидрохимическим показателям или по гидробиологии) качество воды оценивается, увы, как умеренно грязная или грязная.
— Были ли получены факты, которые можно счесть научными открытиями?
— Не утверждая, что были совершены научные открытия, можно тем не менее отметить целый ряд новых важных фактов. Например, в водохранилищах были обнаружены крупные вихри — проще говоря, водовороты — с размерами порядка 5 км, в частности в районе плотины Горьковского водохранилища. Впервые установлено, что в ядрах водоворотов концентрируются вредные примеси и токсичные биогенные загрязнения.
Другим примечательным фактом, выявленным экспедицией, стало обнаружение особенностей структуры течения в Волге после области слияния Волжского и Окского потоков, они довольно долго практически не смешиваются.
— Как долго это продолжается?
— На значительном расстоянии, более 10 км вниз по течению после слияния наблюдаются как бы две реки, которые продолжают течь, почти не перемешиваясь. Граница между этими потоками имеет вид полосы, содержащей органические жирные вещества и пену, которая хорошо видна на спутниковых изображениях и фотографиях.

Зона слияния Волги и Оки - Нижегородская Стрелка. Фото: Станислав Ермаков
Упомяну и еще одно весьма любопытное наблюдение. Мы обнаружили виды-«вселенцы» зоопланктона, характерные для водоемов Америки, но никак не для средней полосы России.
— Как они могли к нам попасть?
— Вопрос сложный. Миграцию «вселенцев» связывают с их переносом балластными водами судов, а также с перелетными птицами. В любом случае это иллюстрация того, что планета наша маленькая, все уголки ее в конечном итоге связаны.
— Какими могут быть практические следствия научной работы Волжского плавучего университета?
— Результаты могут быть использованы на практике — например, для более точной оценки уровня загрязненности вод Волжского бассейна, а также для обоснования мест размещения средств измерений характеристик водных масс, в том числе размещения гидрологических буев. Материалы могут быть полезны для оценки структуры течений и областей интенсивного цветения воды по данным спутниковых наблюдений. Собранная нами база данных находится в открытом доступе и может быть использована всеми специалистами для проведения научных исследований.
— Каковы перспективы дальнейших исследований Волжского бассейна? Какие цели и направления наиболее интересы в научном отношении и актуальны — в социальном?
— Конечной перспективой проводимых в рамках грантов РГО исследований, важных и в научном, и в социальном отношении, может быть создание системы экологического мониторинга Волжского бассейна и распространение ее в дальнейшем на другие речные бассейны.
Кроме того, на мой взгляд, перспективны следующие направления исследований. Изучение особенностей гидродинамических режимов течения речных потоков, процессов перемешивания и переноса загрязнений. Для более целостной картины нужны комплексные исследования малых водоемов и водотоков. Актуальным видится изучение биоразнообразия вод бассейна и оценка влияния чужеродных видов планктона на функционирование «родных» водных сообществ. Учитывая экологические вызовы, нужно исследовать процесс накопления ртути в рыбе Волжских водохранилищ, понять распределение концентрации парниковых газов (CO2 и CH4) в водных массах, получить представление о накоплении и переносе пластикового мусора в акватории Волжского бассейна и на его берегах. А чтобы сделать исследования более технологичными, важно понять, как нам могут помочь новые технологии экологического мониторинга бассейна, включая спутниковые.
Как видим, горизонт исследований широк. От состояния Волжского бассейна напрямую зависит благополучие и здоровье миллионов людей в России. Надеюсь, работа нашего плавучего университета будет продолжена.

Каков горизонт исследований Волжского бассейна? Фото: Павел Бурнов
Национальная премия «Хрустальный компас» существует с 2012 года под эгидой Русского географического общества. В этом году она проводится при поддержке Президентского фонда культурных инициатив. За 12 лет на соискание премии поступило более 4,3 тыс. проектов и достижений из 48 стран мира. В специальной номинации «Признание общественности», где лауреатов определяют путем интернет-голосования, свои предпочтения выразили почти 2,8 млн человек. Среди лауреатов премии и обладателей заветной хрустальной статуэтки прошлых лет — российский путешественник Федор Конюхов, шведский ученый и бизнесмен Фредерик Паулсен, французский писатель Жан-Луи Гуро и другие выдающиеся люди.
Айвар Валеев