Ученые изобрели датчик для прогнозирования катаклизмов природы
Радар против наводнений
Андрей Петрович, датчик радарного типа - давно известный прибор. Что вы такого с ним сделали, что он превратился в изобретение?
Андрей Федотов: Действительно, эти датчики используют для измерений в различных сферах давно. Они посылают радиосигнал, а, получая возвратный импульс, фиксируют расстояние до объекта. Мы смогли использовать возможности прибора гораздо шире.
В нашем случае он замеряет расстояние до поверхности воды. В комплексе с метеостанциями и разработанным нами программным обеспечением эти простые приборы стали частью автоматических станций наблюдения за уровнем воды на реках.
И как все это работает?
Андрей Федотов: Датчик устанавливают над водоемом вблизи точки мониторинга сети Росгидромета. Подвешивают, например, с моста. Питание - небольшая солнечная батарея. Затем настраивают. И на сервер института по каналу беспроводной связи в режиме онлайн с интервалами, которые заявлены, вплоть до минут, поступают необходимые показатели: уровень воды в реках, скорость и направление ветра, температура воздуха, влажность, наличие и интенсивность осадков, атмосферное давление. Все данные автоматически обрабатывают специальной программой. И в любое время в режиме онлайн можно увидеть из кабинета, что происходит на водоеме с его уровнем.
Что все это дает тем, кто живет в зонах подтоплении?
Андрей Федотов: Планируется, что математическая модель, обрабатывая полученные данные, будет прогнозировать дальнейшее развитие событий в онлайн-режиме. Уровень воды, в частности.
Например, математические расчеты, выполненные новосибирскими коллегами из Института вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН для реки Слюдянка, показали, что достоверность прогнозов на три последующих дня достаточно высока.
То есть в случае угрозы стихийного бедствия есть запас времени для принятия административных решений, оповещения населения и планирования спасательных операций.
Помогла бы эта система мониторинга, будь она установлена на реках Тулунского и Нижнеудинского районов, пострадавших в 2019 году от наводнений?
Андрей Федотов: Конечно, предотвратить затопление и разрушение зданий не удалось бы. Здесь проблема в гидротехнических сооружениях, не выдержавших большой воды. Но избежать жертв, предупредив население, вовремя провести эвакуацию можно было бы успеть.
По воздуху и под водой
А где еще такая система особо пригодилась бы?
Андрей Федотов: Мы также предложили правительству Иркутской области установить датчики над картами-накопителями шлам-лигнина бывшего Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. Существует риск перелива карт из-за затяжных дождей. Тогда отходы попадут в Байкал. С использованием нашей системы все карты - как на ладони. И в случае неблагоприятного прогноза будет понятно, в каком конкретно месте нужно применять превентивные меры.
Получается, что на всех потенциально опасных реках близ населенных пунктов просто необходимы ваши станции?
Андрей Федотов: Решение о необходимости подобного вида мониторинга принимают местные власти. Мы же можем говорить только об эффективности автоматических станций и достоверности показаний.
По завершению открытой водности, то есть, когда водоемы покроются льдом, завершатся тестовые испытания трех станций на реках в Иркутской области и Бурятии - Иркуте, Селенге и Баргузине. Мы алгоритм доработаем, отчитаемся. А выбирать будут те, кто принимает решения.
Вашу станцию можно установить на любом водоеме? Или есть какие-то технические ограничения?
Андрей Федотов: На любом. Мы пока используем мосты - это технически проще. Да и, знаете, в людном месте есть хоть какая-то гарантия, что не позарятся вандалы. К сожалению, они очень мешают научному поиску.
А если прятать от них датчики под воду?
Андрей Федотов: Есть у нас и такая разновидность прибора. Проблема в том, что на реках, особенно при паводке, аппарат могут повредить течение и мусор. Или его вовсе снесет - не найдешь.
Оборудование дорогостоящее, не можем мы себе позволить его одноразовое использование. А вот на озерах - да. Мы установили такие датчики на Телецком озере и, конечно, в разных частях Байкала. И эти датчики уже дают нам интересную информацию и пищу для размышлений. Здесь научная работа и мониторинг состояния озер выходят на первое место.
Вместо бура и рулетки
Зимой вы провели испытания еще одного датчика - подледного. А он для чего предназначен?
Андрей Федотов: Ученым, конечно, интересно наблюдать за процессом нарастания льда, связывать это с другими явлениями природы.
Но подледный датчик имеет самое что ни на есть практическое назначение. Он контролирует толщину льда, обеспечивая безопасность ледовых переправ. Ведь этот процесс ведется до сих пор дедовским методом. Взяли бур, просверлили лунку, рулеткой измерили, пошли дальше. С использованием нашей системы даже на мороз выходить не надо - сиди и смотри в монитор.
Сколько нужно установить датчиков на одной переправе, чтобы надежно контролировать ее безопасность?
Андрей Федотов: Это должна быть сеть датчиков, установленных на расстоянии до 300 метров между ними. Могу сказать, что эта система полностью отработана, осталось только пройти сертификацию ледовой станции в Таможенном союзе.