Бассейн получит двойника

Для оздоровления крупнейшего в России и третьего в мире Обь-Иртышского бассейна будет создан его цифровой двойник по проекту кузбасских ученых.
Фото: iStock

Великие сибирские реки протекают через крупные промышленные регионы. Отсюда — повышенная антропогенная и техногенная нагрузка, немалая доля которой приходится на Томь.

— Это самая грязная река в Обь-Иртышском бассейне, а река Ускат в Прокопьевском районе Кузбасса — самая грязная в бассейне Томи, — подчеркивает главный научный сотрудник Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН, завлабораторией экологической оценки и управления биоразнообразием Юрий Манаков. — К этому же бассейну относится Миасс, протекающий через экологически неблагополучный город Карабаш. Следующие реперные участки находятся в Ханты-Мансийском автономном округе, где Иртыш впадает в Обь, а также в устье Обской губы. Получается, вся территория начиная от Телецкого озера, из которого вытекает река Бия, до того места, где Обь впадает в Карское море, в перспективе будет охвачена нашим проектом. Учитывая задачи по развитию арктического шельфа и Северного морского пути, это уже территория международного значения, и Россия не может выступать здесь в качестве страны, допускающей загрязнение экосистемы.

Кто сейчас отслеживает состояние рек в стране? Руководство Росгидромета, у которого повсюду расставлены гидропосты, недавно признало: мониторинг водных объектов и система управления водными бассейнами и ресурсами в России отсутствуют. Оборудование на гидропостах безнадежно устарело, оно позволяет лишь констатировать процессы постфактум, а не прогнозировать и влиять на них.

Организовать такую систему для оздоровления рек Обь-Иртышского бассейна при помощи цифровых технологий как раз и предлагают кузбасские ученые. Реализация проекта включает в себя создание так называемого цифрового двойника, или виртуального прототипа бассейна. Суть — в сборе и повторном использовании цифровых данных в течение всего жизненного цикла реального объекта. Но для начала нужно создать его цифровую тень — систему связей и зависимостей, описывающих поведение объекта. Другими словами, реки бассейна в критических точках (местах создания экополигонов) должны быть снабжены современными сенсорными устройствами, или датчиками для гидрологического мониторинга. Но данные с них не просто собираются и обрабатываются, а участвуют в замкнутом цикле информационного обмена между реальным бассейном и его виртуальной, или цифровой моделью.

— Такие технологии не только позволяют ускорить научно-исследовательские разработки и создавать прототипы объектов высокой точности, у них и большие преимущества с точки зрения охраны окружающей среды, — подчеркивает Юрий Манаков. — Цифровые модели имеют большое значение для прогнозирования ситуации и отслеживания крупных локальных загрязнений рек. И самый первый шаг, который мы должны сделать, — это создать цифровой экополигон в Кузбассе, на Ускате. Здесь предстоит установить «умные» датчики и использовать современные методы дистанционного зондирования Земли с беспроводной передачей данных и обработкой их в облачных сервисах. Все, что сейчас на острие науки, мы начнем там испытывать. И я надеюсь, что уже этой осенью сможем представить первые результаты нашей работы.

Создание цифрового двойника Уската начнется в 2019-м и займет не менее трех лет. А ускорить процесс появления всех остальных двойников поможет сеть экополигонов на пилотных территориях. Всего их запланировано девять: четыре на юге Сибири, два на ее севере и три на Урале. В бассейне Оби гидрологические исследования будут проводиться на Телецком озере и реках Большой Киалим, Миасс, Тура и Ускат, в нижней Оби — на острове Белом в Обской губе, а также на международном стационаре «Мухрино» в Ханты-Мансийском автономном округе.

— Воды в реках Сибири год от года становится меньше, и нам надо следить за водным балансом, рационально расходовать водные ресурсы, чтобы развивать промышленность, машиностроение, сельское хозяйство. Поэтому Кузбасс и выступил инициатором разработки проекта, к которому планируют присоединиться четырнадцать субъектов федерации, — подчеркнул губернатор Кемеровской области Сергей Цивилев.

Между тем

Для реализации проекта «Цифровая Обь», который недавно был представлен на Всероссийском водном конгрессе, подписано трехстороннее соглашение о сотрудничестве в научно-технической, инновационной и учебно-образовательной сферах между администрацией Кемеровской области, Санкт-Петербургским политехническим университетом и Институтом водных проблем РАН. Ответственными исполнителями проекта выступают четыре академических института, а партнерами — три организации, которые предоставят технологии цифрового моделирования, высокотехнологичное оборудование и датчики для сбора данных метеорологических условий местности, гидрологического состояния и химического загрязнения рек. Что касается обустройства экополигонов (ориентировочный объем финансирования для каждого объекта — около пятидесяти миллионов рублей), то ученые, которые приступают к разработке проекта федеральной программы для включения в нацпроект «Экология», надеются на поддержку минприроды РФ. В свою очередь к главам регионов Урала и Сибири представители СО РАН обратились с предложением — создать Ассоциацию приобских регионов.

Источник

Интересное по теме