Укрощение строптивой… Ульбы

Оцифровать Ульбу – именно такую миссию поставила перед собой группа учёных Восточно-Казахстанского университета имени С. Аманжолова. Для этого по всей протяжённости горной реки с непредсказуемым характером необходимо установить не менее 20 автоматических станций, дополняющих имеющиеся здесь гидропосты.

ПОЧЕМУ УЛЬБА ТАК СВОЕНРАВНА?

Для жителей Усть-Каменогорска частые и непредсказуемые разливы Ульбы – проблема постоянная. Дело в том, что по берегу реки в областном центре проходит специальная объездная дорога, которую периодически подтапливает внезапно разлившаяся Ульба.

– Предсказать этот процесс на сегодняшний день практически невозможно. На разлив горной реки влияет немало факторов: обильное таяние снега, как это происходит сейчас, в разгар весеннего паводка, обильные дожди летом и осенью, – отметил преподаватель ВКУ имени С. Аманжолова Бакытжан Копжасаров.

Но горожане не всегда знают, что в данный момент в горах прошёл сильный дождь, и Ульба может подтопить прибрежную зону в Усть-Каменогорске. И бывали случаи, когда, выехав под Ульбинский мост, машины попадали в зону подтопления, уходя под воду на один, а то и два метра.

Напомним, что такие районы Усть-Каменогорска, как Старая Согра и Бабкина мельница, находятся в низовьях реки Ульбы.

– Казалось бы, Ульба – только приток могучего Иртыша, но при этом Иртыш ведёт себя гораздо спокойнее. Всё потому, что течение Иртыша регулируется ГЭС – мощным гидротехническим сооружением. На характер Ульбы большое влияние оказывают её притоки. Среди них можно особо выделить Малую Ульбу, которая впадает в Ульбу в районе села Горная Ульбинка, – пояснил Бакытжан Копжасаров.

РЕЧНОЙ УЧЁТ И КОНТРОЛЬ

Как отмечает наш собеседник, учёными Казахстана в разные годы и в разных направлениях велись активные научные изыскания для предотвращения опасных ситуаций, связанных с потоками воды в реках Казахстана.

Занимались этой проблемой и учёные университета имени С. Аманжолова. Так, например, 20 лет назад кандидаты географических наук Анатолий Чурсин и Анатолий Павленко опубликовали статью «Оценка опасности наводнений на притоках реки Иртыш территории Восточного Казахстана бассейновым методом».

В качестве иллюстрации авторами статьи была разработана карта опасности возникновения наводнений на территории Иртышского речного бассейна в Восточном Казахстане.

ЦИФРОВИЗАЦИЯ В ПОМОЩЬ

С тех пор прошло два десятка лет, а ситуация с опасностью возникновения наводнений в Восточно-Казахстанской области за это время почти не изменилась.

По мнению членов исследовательской группы ВКУ имени С. Аманжолова, настала пора применить цифровые технологии для укрощения строптивой горной Ульбы.

И первые шаги к этому уже сделаны. В прошлом году, в рамках реализации государственной программы «Цифровой Казахстан», Казахским научно-исследовательским институтом водного хозяйства проведены работы по автоматизации процесса учёта, контроля уровня и управления водными ресурсами на юге Казахстана.

– В республике создана интерактивная карта воздушного и водного бассейна, где отмечены посты автоматических станций и гидропостов. Однако пока процесс контроля параметров на этих объектах осуществляется в большинстве случаев вручную. Мы же предлагаем полностью автоматизировать процесс в весенне-осенний период контроля и учёта данных по всей протяжённости Ульбы и её притока Малой Ульбы, причём в режиме реального времени и с открытым доступом для всех желающих, – говорит Бакытжан Копжасаров.

В качестве пилотного проекта по наблюдению за состоянием Ульбы после согласования с государственными органами предполагается определить в черте города точку для установки автоматической станции.

ЧТО ЗА СТАНЦИЯ ТАКАЯ?

– Конечно, можно вести наблюдение за рекой при помощи спутника, но с Ульбой этот вариант неприемлем. Дело в том, что спутник может дать свежие данные о состоянии реки только во время его облёта над этой территорией, а это один-два раза в сутки.

А вот ситуация на реке иногда может в корне измениться в течение двух-трёх часов. И подтопление может начаться в этот короткий промежуток времени, – разъяснил Бакытжан Копжасаров.

Именно поэтому исследователи и предлагают установить автоматическую станцию, которая бы вела наблюдение за состоянием реки в режиме реального времени 24/7 с возможностью трансляции всех параметров датчиков не только на экранах операторов, но и в специальном приложении для всех пользователей.

Пока же в качестве собственного эксперимента студенты ВКУ имени С. Аманжолова в течение всей весны наблюдали за состоянием Ульбы в районе моста, отмечая подъёмы уровня воды и его спады.
Авторы проекта предлагают установить датчики по измерению шести физико-химических параметров состояния горной реки. Среди них скорость, уровень, прозрачность и температура воды, а также её кислотность, то есть уровень pH. Планируется, что пилотная станция начнёт работу уже в мае. Вначале она будет передавать информацию только об уровне воды, а чуть позже будут установлены датчики скорости речного потока.

– Мы консультировались с экологами, они назвали эти основные параметры, которые помогут им в расчётах по оценке текущей ситуации на Ульбе, а также прогнозе на ближайшее время возможной ситуации с подтоплением. Учитывая скорость речного потока, можно будет точно рассчитать, когда большая вода придёт в Усть-Каменогорск и может произойти подтопление на прибрежной территории, – рассказывает один из авторов проекта.

По его словам, для контроля уровня воды в низовьях реки Ульбы достаточно иметь в арсенале уровнемер, позволяющий контролировать подъём воды до восьми метров. К слову, в 2001 году уровень воды в Ульбе возрос до 8,18 метра.

Чтобы предотвратить дорожно-транспортные происшествия на подтопляемом участке под Ульбинским мостом, автостанцию можно синхронизировать со шлагбаумом, который будет в автоматическом режиме перекрывать дорогу в случае возникновения угрозы подъёма воды.

Ну, а если река и её приток Малая Ульба будут находиться под контролем на всём их протяжении до впадения в Иртыш в Усть-Каменогорске, а это около 232 километров, то появится шанс предупредить и организовать свое-временную эвакуацию жителей с подтопляемой территории.
– Данные прозрачности и кислотности помогут установить причины час-тых для Ульбы изменений цвета воды. По мнению экологов, нередки случаи, когда изменение цвета воды в реке является результатом естественных природных процессов. Но бывают и другие причины – например, попадание в реку химических удобрений, используемых в сельском хозяйстве, когда поля вдоль берегов Ульбы уходят под воду, – уточняет Бакытжан Копжасаров.

В этой связи авторы проекта намерены разработать три уровня безопасности реки для всех пользователей, которые установят на свои телефоны мобильное приложение. Красный уровень – опасно для здоровья, жёлтый – средняя степень загрязнённости, зелёный – можно купаться без опасений.

ЦЕНА ВОПРОСА

По оценкам специалистов, стоимость одной автоматической станции не будет превышать 500 тысяч тенге. Соответственно, оцифровка всей горной Ульбы обойдётся примерно в десять миллионов тенге.

– Для сравнения: стоимость сертифицированных радаров уровня воды варьируется в пределах 400–600 тысяч тенге. Поплавковый аналог с электронной начинкой, который предлагает наш авторский коллектив, будет стоить в 20 раз дешевле. Кроме того, в лабораториях университета уже занимаются сборкой датчиков, предназначенных для установки в автоматической станции, – подытожил Бакытжан Копжасаров.

Екатерина Гуляева
Фото ВКУ им. С. Аманжолова, «Рудный Алтай»