Научная и научно-организационная деятельность

Института водных проблем РАН в 2008 году

Основные результаты научных исследований

В 2008 году выполнялись исследования по 81 теме, в том числе: одному проекту по государственному контракту с Министерством природных ресурсов Российской Федерации, 2-м проектам по государственным контрактам с Федеральным агентством водных ресурсов, 5 проектам Программы фундаментальных исследований Президиума РАН, 14 проектам программ фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН, 7 темам программы фундаментальных исследований РАН, 21 гранту РФФИ, 4-м темам Программы целевых расходов Президиума РАН "Поддержка молодых ученых", 12 хоздоговорам, 3-м зарубежным грантам; 10 международным программам и проектам, 2-м двухсторонним соглашениям.

В числе наиболее значимых результатов по основным направлениям исследований можно отметить следующие.

Взаимодействие вод суши с атмосферой

Проанализированы изменения среднемесячной температуры воздуха на территории средних и высоких широт северного полушария за многолетний период; показано, что современное изменение климата имеет сложную региональную структуру. Проведено районирование указанной территории на основе оценки внутрирегиональной однородности современных изменений климата по нескольким критериям для XX века и начала XXI.

Проведен анализ изотопной и гидрологической информации о влагопереносе над Западной Европой во второй половине XX века, полученной по Международному проекту МАГАТЭ/ВМО; сделан вывод о появлении в середине 70-х годов прошлого века активного источника влаги над северной Атлантикой, с которым связаны изменения направления влагопереноса и водного баланса в бассейне Каспийского моря и подъема его уровня в 1977-1995 гг.

Разработана новая балк-параметризация модели взаимодействия мелководного водоема с атмосферой, учитывающая эффект мелководий при оценке поверхностных потоков.

Предложен подход, позволяющий уточнить существующие методы описания турбулентного обмена между естественной поверхностью суши и атмосферой и характеристики тепломассопереноса за счёт учёта неоднородности поверхности.

Продолжены экспериментальные работы по развитию модели массообмена водоема с атмосферой на Можайском водохранилище; сделано описание нового механизма формирования продуктивности водоема с учетом влияния термического режима приповерхностного слоя на состояние водоема.

Подтверждена возможность применения разработанной модели взаимодействия подстилающей поверхности суши с атмосферой (SWAP) с использованием глобальных баз и калибровкой модельных параметров для гидрологических расчетов и прогнозов речного стока рек с преимущественно снеговым и дождевым питанием. Установлено, что модель SWAP способна воспроизводить дождевой сток с речных водосборов с точностью, сопоставимой с концептуальной гидрологической моделью Sacramento, показавшей наилучшие результаты моделирования стока в международном эксперименте MOPEX (Model Parameter Estimation Experiment).

Разработана новая версия физико-математической модели для расчета вертикальных потоков влаги и тепла в почвенном слое (SVAT), адаптированная к спутниковым оценкам характеристик растительности и температур подстилающей поверхности, что позволяет использовать модель для расчета составляющих водного и теплового балансов речного водосбора, слабо освещенного или совсем не освещенного данными наземных наблюдений.

Экстремальные гидрологические явления

Развита теория катастрофических наводнений, исследованы механизмы их формирования; разработаны физико-математические и динамико-стохастические модели и методы определения предельных возможных внешних воздействий на гидрологическую систему при различных физически осуществимых ситуациях. Предложены новые подходы к оценке риска и масштаба катастрофических наводнений, позволяющие существенно повысить точность расчётов.

Разработана двухмерная модель для расчета русловых деформаций в условиях зимних наводнений (при наличии ледяного покрова и возможности формирования ледовых заторов). Обоснованы рекомендации по снижению негативных последствий зимних наводнений.

Проведено сравнение наиболее крупных наводнений на территории России по сопоставимым природным и социально-экономическим параметрам; впервые оценены сезонные изменения частот наводнений, вызванных половодьями и паводками. По основным генетическим типам наводнений (половодья, паводки, заторы и зажоры льда) оценены средние сезонные изменения параметров (площади затопления, численность населения, количество затопленных зданий, финансовые ущербы, общее число пострадавших, число эвакуированных); впервые построены картодиаграммы и графики взаимозависимостей указанных параметров.

Закономерности формирования водных ресурсов, оценка современного состояния, прогнозирование изменений

На основе обобщения и анализа годовой, многолетней и сезонной естественной изменчивости глобального стока рек во времени практически для всей территории суши выявлен ряд неизвестных ранее общих и фундаментальных гидрологических закономерностей; уточнены уже имеющиеся представления по данной проблеме.

Разработаны методы долгосрочных ансамблевых прогнозов объема и максимального расхода весеннего половодья; показано, что по объему информации и качеству они значительно превосходят методы прогнозов, использующиеся в настоящее время в оперативной практике организациями Росгидромета.

Обобщена научная литература о влиянии леса на гидрологический цикл и речной сток, проанализированы экспериментальные данные многолетних наблюдений и опыт моделирования составляющих гидрологического цикла и формирования стока на лесных водосборах.

Разработаны физико-математические модели, учитывающие ландшафтные особенности процессов гидрологического цикла и формирования речного стока на тундровых и таежных водосборах зоны распространения многолетней мерзлоты.

Разработана концептуальная негауссова модель многолетних колебаний речного стока; предложен метод определения параметра инерционности водосбора и статистических параметров процесса межгодовых колебаний испарения.

Выведено аналитическое выражение для спектра мощности речного стока, обосновано использование инструмента спектрального анализа в гидрологических исследованиях.

Построены новые карты слоя годового, максимально и минимального стока для всех материков; которые могут использоваться в климатических моделях для расчетов возможных изменений слоя стока вследствие антропогенных изменений глобального климата.

Выполнен статистический анализ временных рядов среднемесячных расходов воды в различных физико-географических условиях (бассейны рек Волги, Дона, Амударьи); получены обобщенные (интегральные) характеристики речного стока для каждого однородного района.

Проведены расчеты речного стока с использованием физико-математической модели тепло-влагообмена подстилающей поверхности суши с атмосферой (SWAP) для рек высоких широт, впадающих в Северный Ледовитый океан.

Разработана модель для расчета гидрологического режима поверхностных водных объектов на урбанизированной территории (на примере г. Ростова Великого); осуществлена параметризация и верификация модели; оценено влияние городских ландшафтов на характер влагопереноса в зоне аэрации.

Сформулирована гипотеза о пространственной инвариантности ряда параметров расчлененности годового гидрографа стока, в том числе соотношения годового стока и стока наиболее многоводного месяца.

Выполнен анализ годового и сезонного стока рек России за 1970-2002 гг.; установлено, что за этот период увеличение меженного (подземного) стока достигает 15-20% от нормы, при этом по отдельным водосборам меженный сток может существенно отклоняться от этих значений. Выявлены основные тенденции изменений меженного стока в зависимости от условий его формирования и вариаций климата и направления трендов изменения генетических составляющих стока по водосборам крупных рек России.

Выполнена оценка ресурсов подземных вод по странам и континентам, проведено их сопоставление с ресурсами поверхностных вод; уточнена обеспеченность подземными водами на 1 км2 и одного жителя в современных условиях. Оценены естественные ресурсы пресных подземных вод в целом по территории России и федеральным округам.

Проведено районирование пограничной зоны России по условиям формирования естественных ресурсов пресных подземных вод; предложены основные критерии для оценки перспектив их оптимального использования сопредельными государствами.

Разработана и апробирована методика количественной оценки изменения величин подземного стока и ресурсов подземных вод по речным бассейнам в пограничных районах России и Украины; предложен детерминистический подход для описания влияния климатических изменений на ресурсы подземных вод.

Проведен анализ действующих водозаборов подземных вод на территории страны; разработана методика оценки опасности истощения подземных вод при водо отборе из водоносных горизонтов, основанная на системе индикаторов и индексов устойчивости подземных вод к интенсивной антропогенной нагрузке.

Гидрофизические и гидродинамические процессы

Изучены процессы турбулентной диффузии в природных открытых и подледных потоках; получено универсальное аналитическое выражение для распределения безразмерного вертикального коэффициента диффузии по глубине потока; выполнены оценки вертикального турбулентного коэффициента переноса для речных течений.

Разработана новая двухмерная модель для расчета транспортирующей способности потока с учетом когерентных структур, основанная на уравнениях движения, переноса примеси, энергии турбулентности и отношения скорости диссипации турбулентной энергии к турбулентной кинетической энергии.

Выполнена оценка современного состояния отдельных участков береговой зоны в нижнем бьефе Жигулевской ГЭС; обоснованы практические рекомендации по берегоукреплению с учетом воздействия попусков ГЭС и вибрационной нагрузки при ее работе на прибрежные и береговые территории в районе г. Тольятти.

Изучена пространственно-временная изменчивость ледовых явлений в устьевых областях западной Арктики в условиях меняющегося климата; сделаны расчеты возможных изменений дат наступления ледовых явлений при двух сценариях изменения климатических характеристик.

Исследованы основные факторы и механизмы русловых и береговых деформаций на реках в условиях вечной мерзлоты, а также особенности взаимодействия ледового покрова при разных состояниях и фазах с руслом и берегами рек.

Выполнена классификация устьев российских рек, впадающих в арктические моря, при этом особое внимание уделялось устьям эстуарного типа.

На примере типичных эстуариев мира разработаны схемы сезонных и приливных динамических процессов и гидравлического расчета "стокового" продольного профиля водной поверхности в приливном эстуарии при разных сочетаниях уровня воды в море и расходов воды в реке.

Построены основные уравнения движения и переноса примеси в устьевых областях рек и их возможные упрощения в зависимости от величины и соотношения действующих факторов.

Выполнены исследования нелинейного процесса интенсификации придонных течений в стратифицированных водохранилищах равнинного типа (на примере Иваньковского водохранилища), который проявляется зонах инверсии уровня. Выявлен специфический вид внутренних волн в водохранилище - внутренние сейши.

Получено решение задачи о хаотической адвекции в поле трех (четырех) вихрей в двухслойной жидкости.

Исследована структура потока несжимаемой жидкости в перфорированной трубе при низких числах Рейнольдса.

Выполнено численное моделирование эволюции бароклинных триполярных вихрей в водных объектах и исследование их устойчивости; получено новое стационарное решение.

Продолжены теоретические исследования формирования вторичных вихрей над подводной возвышенностью; разработана конструкция и сделаны расчеты параметров лабораторной установки для проведения экспериментов.

Исследована проблема нелинейности в задачах безнапорной фильтрации грунтовых вод; получены неизвестные ранее решения; показано что в случае периодических колебаний уровня воды в водоеме возникает эффект повышения уровня грунтовых вод на достаточном удалении от береговой зоны (пампинг-эффект).

Решена задача взаимодействия напорного пласта и совершенной вертикальной скважины; построены и применены к реальным практическим проблемам аналитические и численные методы расчета.

Разработана физико-математическая модель движения сорбируемой примеси в насыщенно-ненасыщенной среде с учетом гистерезиса процессов сорбции/ десорбции; получены численные решения указанной задачи.

Закономерности формирования гидрохимического режима вод суши, оценка и прогнозирование изменений качества поверхностных и подземных вод, состояния экосистем, здоровья населения

Проанализировано влияние климатических вариаций на процессы формирования химического состава вод с использованием известных сценариев возможного потепления климата; дана оценка его влияния на показатели минерализации и трофического статуса озер в зонах тундры, тайги, смешанного леса и степей.

Разработан методологический подход к оценке качества вод в рамках концепции "здоровья" экосистемы; обоснованы критерии диагностики состояния водных экосистем, исходя из анализа закономерностей изменений уровней их организации под воздействием антропогенного стресса.

На основе унификации биоиндикационных методов проведен анализ диатомовых комплексов из колонок донных отложений, показано воздействие долговременных тенденций изменения температурного режима (температурных циклов) на степень сапробности озерных вод.

Разработаны методы исследования асимптотического поведения распределения показателей качества воды и расходов речной воды, позволяющие рассчитать вероятности возникновения высоких загрязнений водной среды по различным показателям качества.

Разработана критериальная система оценки последствий загрязнения поверхностных вод суши; для оценки эффектов загрязнения рекомендовано использовать показатели патофизиологических процессов организмов.

Разработаны общие теоретические подходы к определению норм воздействия на экологическую систему, позволяющие оценивать предельно допустимые нагрузки, области стабильного существования экологических систем, экологические емкости и другие параметры экологического нормирования.

Оценено влияние урбанизации на качество воды поверхностных водных объектов, расположенных на территориях городов Российской Федерации в различных физико-географических условиях (на примере Юга России и Западной Сибири).

Разработана модель флуктуаций численности фитопланктона и методика прогнозирования, которая применена к расчету вероятностей превышения уровней численности фитопланктона для Москворецкого водоисточника.

Предложена простая кинетическая модель сорбции-десорбции, дополняющая общую модель непосредственно микробиологического процесса разложения растворенной формы фталатов.

Изучены особенности внутригодового перераспределения соединений железа в системе "вода - дно".

Исследовано влияние сбалансированности скоростей основных стадий процесса превращения органического вещества в метан - гидролиза и метаногенеза.

Выполнены экспериментальные исследования воздействия интенсивности раз-вития ихтиофауны на цветение водоемов; показано, что зоопланктон самого водоема способен реализовать потенциальные возможности в качестве природного фильтра в подавлении цветения.

Установлены причины возникновения заморов в водных объектах в зимний и летний периоды; усовершенствована модель термогидродинамического и кислородного режимов водохранилища, её применение позволит проводить расчеты на длительный период времени.

Исследованы общие закономерностей изменения основных внутриводоемных процессов под влиянием аварийного загрязнения; разработана научная концепция моделирования и прогнозирования последствий такого загрязнения.

Обнаружены спектральные особенности в спектрах коэффициентов яркости Цимлянского водохранилища; их подробный анализ свидетельствует о катастрофическом состоянии этого водного объекта.

Исследовано состояние и причины трансформации гидрохимического режима подземных вод на городских территориях при различном сочетании природных и техногенных факторов (на примере Московского региона); оценены масштабы гидрогеохимических изменений в различных водоносных системах.

Выполнен теоретический анализ динамики накопления донных отложений для открытых водоемов на урбанизированных территориях; проведены численные эксперименты по оценке процессов массопереноса в загрязненных илах Валдайского озера.

Установлены особенности изменения гидрохимических свойств подземных вод в условиях их различной защищенности к антропогенному воздействию. Оценена интенсивность отдельных геохимических процессов в водоносных системах с учётом свойств водовмещающей среды.

Создана математическая модель, позволяющая оценивать опасность истощения и загрязнения подземных вод, водообмен подземных и поверхностных вод в нарушенных эксплуатацией условиях и прогнозировать развитие гидрогеоэкологи-ческих процессов.

Разработана методика оценки опасности загрязнения подземных вод на основе критерия разделения загрязняющих веществ на группы по степени их опасности.

Изучены особенности структурно-функциональной организации экотонных систем разного типа на основании показателей биологического разнообразия; показано, что устойчивость экотонных экосистем обусловлена присущей каждому конкретному экотону "вода - суша" нестабильностью водного режима.

Предложены концепция и структура картографического обеспечения геоэкологического мониторинга системы "водосбор - водоем".

Изучены процессы переувлажнения и засоления земель на юге России при различных сценариях водохозяйственной деятельности и изменения климата; оценена опасность развития современного гидроморфизма на исследуемой территории; построена и опубликована в Атласе МЧС итоговая карта.

Разработана концепция прогнозирования возможных изменений медико-экологической обстановки в связи с трансформацией среды обитания человека в условиях повышения обводненности территории.

Комплексные исследования состояния водных ресурсов и качества вод в бассейне р. Волги

Выполнена оценка изменчивости элементов годового водного баланса бассейна р. Волги в условиях маловодья; проведены расчёты годового стока для различных сценариев возможного изменения климата. Оценено влияние статистических характеристик испарения и осадков по водосбору на статистические характеристики волжского стока.

Изучено современное состояние и тенденции развития водохозяйственного комплекса (ВХК) в нижнем течении р. Волги; обоснованы предложения, направленные на обеспечение безопасности функционирования ВХК. Оценены изменения характеристик водного режима, качества вод и экологического состояния в нижнем течении р. Волги под влиянием хозяйственной деятельности и природных факторов; выполнена оценка чрезвычайных ситуаций в бассейне, обоснованы предложения по снижению негативных последствий.

Исследовано качество вод волжских водохранилищ и участка нижней Волги от г. Волгограда до г. Астрахани, включая водотоки дельты; установлено, что уровень содержания приоритетных загрязняющих веществ в воде не снижается, однако наблюдается явное очищение донных отложений. На основе анализа результатов многолетних исследований на устьевом участке р. Волги по определению содержания тяжелых металлов, нефтяных углеводородов, фенолов, биогенных веществ и др. показано, что геохимический барьер "дельта р. Волги - мелководная зона Северного Каспия" служит фильтром, препятствующим проникновению в море антропогенных углеводородов. В целом экологическая ситуация на рассмотренном участке остается достаточно сложной; по биологическим показателям качество воды также нельзя считать благоприятным.

Разработана компьютерная гидравлическая модель для моделирования речного потока в пределах Нижней Волги и дельты; выполненные расчёты показали возможность использования таких моделей для прогностических вычислений уровней воды в рукавах дельты по заданным расходам воды в вершине дельты для условий межени и в период половодья.

Построена модель векторного случайного процесса притока в море и испарения с зеркала моря; создана программа моделирования; выполнены численные расчёты на примере Каспийского моря, подтвердившие адекватность модели.

Продолжены исследования гидрохимических и гидробиологических процессов в Иваньковском водохранилище.

Завершена инвентаризация всех источников загрязнения (точечных и распределенных), расположенных в пределах водоохраной зоны. Установлен сложный характер взаимодействия поступающих атмосферных осадков с твердым субстратом, который является источником повышения концентрации элементов в почвенных и грунтовых водах, но вместе с тем служит барьером, перехватывающим загрязняющие вещества.

Разработана физико-математическая модель процессов массообмена в почвенном профиле; определены параметры для 3-х основных экосистем водосбора Иваньковского водохранилища.

Экспериментально определены формы существования ряда элементов и оценены сезонные изменения уровней их токсичности на Иваньковском водохранилище; выявлено существенное влияние биогенных факторов на формирование состава почвенных вод и процессы вторичного загрязнения водоема.

Установлены закономерности зарастания разнотипных водных объектов (реки, каналы, озера, водохранилища, устьевые области); предложен метод реконструкции зарастающих и заболачивающихся водоемов на основе их расчистки и обустройства.

Усовершенствована методика комплексной оценки влияния природных и антропогенных факторов на формирование водоресурсного и биотического потенциала водохранилищ федерального значения с использованием аэрокосмической информации; методика реализована на примере Иваньковского водохранилища.

Выполнена классификации донных природных комплексов Иваньковского водохранилища на уровне урочищ, разработана методика оценки его природно-ресурсного потенциала по ихтиологическим показателям и состоянию зоо- и фито-бентоса.

Выявлены тренды изменения состава подземных вод в районе г. Твери за 20-летний период; установлено возрастание содержания аммонийного азота, сульфатов и перманганатной окисляемости.

Управление водными ресурсами и водоохранной деятельностью

Выполнен комплекс научных исследований по прогнозированию и стратегическому планированию развития водохозяйственного комплекса России, который рассматривается как производственная инфраструктура экономики страны, обеспечивающая эффективное и сбалансированное удовлетворение потребностей в водных ресурсах и безопасность жизнедеятельности населения. Показана реальность глобального водного кризиса уже в ближайшие 20-25 лет.

Подготовлены базовые документы: Концепция "Водные ресурсы как стратегический фактор развития экономики России на долгосрочную перспективу" и Проект программы перспективного развития водного хозяйства страны как ресурсообеспечивающей отрасли экономики. Показана необходимость усиления роли водохозяйственного комплекса в народном хозяйстве и разработки стратегий водопользования на фундаментальной научной основе.

Обоснованы методы построения сценариев регионального водопользования и математических моделей для их оценки и сопоставления; разработаны математические модели оптимизации межотраслевых пропорций водоемких отраслей промышленного производства и мероприятий по охране вод.

Рассмотрены проблемы формирования регулируемого рынка водных ресурсов и водохозяйственных услуг; предложена система товарно-денежных отношений водноресурсной системы и пользователей; определены ориентировочные значения ставок платежей за водопользование.

Разработана система математических моделей оценки комплексного риска и обоснования параметров водохозяйственных систем на основе потоковых моделей.

Разработаны математические модели обоснования комплекса водоохранных мероприятий с учётом различных видов источников загрязнений; предложено уравнение, устанавливающее связь между концентрацией растворённого кислорода и скоростью окисления органического вещества; дополненную этим уравнением классическую систему предлагается назвать "замкнутой системой Стритера-Фелпса".

Исследована гидрологическая информационная база и параметры основных статистических характеристик, необходимых для решения задач управления водными ресурсами и планирования развития водного хозяйства в бассейнах рек Волги, Кубани и Терека.

Усовершенствована методика оптимизации водопользования на основе модели массового обслуживания; разработана методика снижения рисков при инвестировании в водопользование для водоемких отраслей промышленности.

Подготовлен "Аналитический доклад по практике применения "Методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей".

Проанализирована обоснованность использования системы ПДК при нормировании сбросов загрязняющих веществ предприятиями; показана ошибочность оценки качества водного объекта по этому критерию.

Разработана модель самоочищения реки с учетом состава сточных вод после биологической очистки на примере р. Москвы.

Исследования гидрофизических, экологических, геологических процессов в морских береговых зонах

На основе экспериментальных исследований выявлены особенности взаимо-действия речных и морских вод на 4-х участках побережья Онежского залива (в Кемской и Сорокской губах, на Чесменском мысу, губе Летняя Золотица) при раз-личных величинах жидкого и твердого расходов рек и плановых очертаниях берега. Исследованы физические, химические, геологические и биологические процессы на прибрежных участках Белого моря разной конфигурации в зависимости от амплитуды приливов. Разработана методика оценки воздействия опасных геологических процессов на морские побережья; выполнена её реализация на побережьях Находкинского городского округа, южной части Владивостока, острова Русский и южного побережья полуострова Муравьева-Амурского.

Экспедиционные исследования

Экспедиционные работы являются неотъемлемой частью фундаментальных исследований Института; полученные на их основе результаты использованы для выявления и уточнения закономерностей изучаемых процессов, формирования баз данных, верификации моделей и др.

Продолжены многолетние экспедиционные исследования на устьевом участке р. Волги для оценки состава воды и донных отложений и определения концентраций загрязняющих веществ (работы выполнялись совместно со специалистами КаспНИРХ).

Выполнены полевые ледовые исследования физических свойств морского льда, характеристик и распространения ледяного покрова, особенностей его дрейфа и торошения на Российской и Казахской частях акватории Северного Каспия; составлены 34 ледовые карты с использованием (наряду с авиационными и наземными средствами) спутниковых данных.

Совместно с Тольяттинской ГМО проведены натурные исследования характеристик водного потока, уровенного режима и русловых процессов в нижнем бьефе Жигулевской ГЭС при разных объемах попуска из водохранилища и режимах работы Куйбышевской и Саратовской ГЭС.

Выполнены экспериментальные исследования на водосборной территории Иваньковского водохранилища (модельный объект - бассейн р. Сучок) для изучения показателей качества почвенных лизиметрических вод различных ландшафтов.

Проведены натурные исследования на Красновидовском плесе Можайского водохранилища для оценки влияния уровней воды на содержание растворенного кислорода и состояние донных отложений.

Выполнены полевые работы на водных объектах Тверской, Волгоградской и Астраханской областей; получены новые натурные данные, позволяющие оценить основные тенденции изменения экологической ситуации, изучить процессы переноса тяжелых металлов в элементах водной системы, оценить экотоксикологическую ситуацию в Волгоградском водохранилище и дельте р. Волги.

Проведены экспериментальные исследования водного режима почвогрунтов зоны аэрации г. Ростова Великого для оценки подтопления городских территорий и расчетов влагопереноса в характерных точках города.

Выполнены экспедиционные исследования на территории ряда городских агломераций Московской, Тверской, Новгородской и Костромской областей для оценки степени изменения гидрогеологических условий под влиянием хозяйственной деятельности (длительного водоотбора).

Выполнены экспедиционные исследования на водных объектах Ростовской области и Цимлянском водохранилище по совершенствованию методологии натурного физического моделирования основных внутриводоемных процессов.

Проведены комплексные экспедиционные работы для обоснования критериев качества вод с учетом структурно-функциональной организации экосистем и условий формирования биоразнообразия в экотонных системах "вода - суша".

Совместно с Институтом водных проблем Севера Карельского НЦ РАН проведены экспедиционные исследования на 4-х участках побережья Онежского залива для изучения взаимодействия речных и морских вод.

Практическая реализация результатов исследований

Практическая реализация результатов исследований осуществлялась при выполнении заданий государственных органов, хоздоговорной тематики, путем публикации статей и монографий и др. Закончены и переданы для внедрения 10 разработок, завершен ряд работ, готовых к практическому использованию; в их числе можно отметить следующие.

Обоснована структура и состав системы наблюдения для повышения эффективности водоохранной деятельности в бассейне Иваньковского водохранилища (материалы переданы заказчику - ОАО "Тверской порт").

Разработан комплекс мероприятий по снижению негативного влияния строительства Нижне-Бурейского гидроузла на экосистемы (предложения приняты к исполнению энергетиками и администрациями Амурской области и Бурейского района).

Усовершенствован программный комплекс по расчету гидродинамических характеристик водного объекта и массопереноса загрязняющих веществ, который является законченным программным продуктом и может быть предоставлен в пользование.

Разработана "Система информации о водных ресурсах" - подготовлен и размещён в Интернете сайт "Гидрология" как раздел портала "География" (http://caspi.ru/EE/EEindex.html). Сайт поделён на разделы "Объекты", "Методики", "Программы", "Базы данных", "Цифровые модели", "Проекты", "Публикации". Пользователю доступны описания методик решения гидрологических и водноресурсных задач с использованием предлагаемых на сайте данных и программ.

Редакционно-издательская деятельность

    По результатам исследований изданы монографии:
  1. Ахметьева Н.П., Лапина Е.Е., Лола М.В. "Экологическое состояние природных вод водосбора Иваньковского водохранилища и пути по сокращению их загрязнения". М: Книжный дом "Либроком" URSS, 2008, 240 с.
  2. Бреховских В.Ф., Казмирук В.Д., Вишневская Г.Н. "Биота в процессах массопереноса в водных объектах". М.: Наука, 2008, 316 с.
  3. Долгоносов Б.М. "Нелинейная динамика экологических и гидрологических процессов". М: Книжный дом "Либроком" URSS, 2008, 440 с.
  4. Кучмент Л.С. "Речной сток (генезис, моделирование, предвычисление)". М.:РАСХН, 2008, 2008. 394 с.
  5. Никаноров А. М., Страдомская А.Г. "Проблемы нефтяного загрязнения пресноводных экосистем". Изд-во НОК, Ростов-на-Дону, 2008, 228 с.
    Опубликованы сборники трудов конференций:
  1. "Стратегические проблемы водопользования России". Сборник научных трудов Всероссийской конференции, М., Издательство "НОК", 2008, 418 с.
  2. Материалы Всероссийской научной конференции "Критерии оценки качества вод и методы нормирования антропогенных нагрузок", Борок, 2008, 277 с.
  3. Материалы международной конференции "Природные и природно-техногенные риски береговых зон морей", г. Одесса, 2008.
  4. "Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность". Сборник трудов Второй научной конференции молодых ученых и талантливых студентов. М.: РАСХН, 2008, 172 с.

Вышла в свет "Экологическая энциклопедия" (том 1), главный редактор чл.-корр. РАН В.И. Данилов-Данильян. М.: ООО Издательство "Энциклопедия", 2008, 407 с.

Сотрудниками Института опубликовано 348 статей, из них: 142 ( в рецензируемых научных журналах, 49 ( в зарубежных научных изданиях; 83 тезисов докладов, (из них 22 ( на международных совещаниях и конференциях); сданы в печать 4 монографии, подготовлены к печати 3 монографии.

За цикл статей, посвященных исследованиям процессов взаимодействия водоемов с атмосферой и опубликованных в 2007-2008 гг. в журнале "Водные ресурсы" сотрудники Института - чл.-корр. РАН А.М. Никаноров, д.г.н. Г.Н. Панин, С.Г. Саркисян удостоены премии МАИК "Наука/Интерпериодика" за 2008 г. по секции "Науки о Земле".

Институт участвует в издании журнала "Водные ресурсы", который выходит на русском и английском языках. Ведущие ученые института возглавляют работу редколлегии и являются ее членами.

Сотрудники Института участвуют в издании и входят в состав редколлегии академического журнала "Аридные экосистемы"; подготавливают к изданию ежегодные выпуски Комиссии Биогеографии и индикационного коллоквиума в Материалах Московского Центра Русского географического общества.

Научно-организационная и координационная деятельности, участие в работе научных советов.

Научно-организационная деятельность включала в себя организацию междунродных и всероссийских конференций и участие в них; координацию фундаментальных исследований под эгидой Научного совета РАН "Водные ресурсы суши", работу Ученого совета и его секций; подготовку материалов для руководящих государственных органов, Президиума РАН; экспертизу крупных водохозяйственных проектов и регламентов; работу в научных советах и комиссиях; пропаганду научных знаний; взаимодействие с отраслевой и вузовской наукой и др.

Сотрудники института выступили с докладами на международных и всероссийских совещаниях, конференциях, семинарах и др.; всего было представлено 212 докладов, в том числе 84 ( на международных научных конференциях.

    Институт организовал и провел 5 крупных научных мероприятий:
  1. Всероссийская научная конференция "Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях" (г. Москва, июнь 2008 г.).
  2. Всероссийская научная конференция "Стратегические проблемы водопользования России" (г. Азов, июль 2008 г).
  3. Всероссийская научная конференция "Критерии оценки качества вод и методы нормирования антропогенных нагрузок" (пос. Борок, ноябрь 2008 г.).
  4. Международная конференция "Природные и природно-техногенные риски береговых зон морей" (г. Одесса, Украина май 2008 г.).
  5. Вторая Всероссийская конференции молодых ученых и талантливых студентов "Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность" (г. Москва, декабрь 2008 г.).

Материалы конференций опубликованы в виде сборника трудов.
Проведена всероссийская школа - семинар "Математическое моделирование гидрологических процессов".

Институт принял активное участие в организации и проведении 8-ого Международного конгресса ЭКВАТЭК-2008 "Вода: экология и технология" (г. Москва, июнь 2008 г.). Ведущие ученые Института являлись членами Оргкомитета, возглавляли работу ряда основных секций; выступили с докладами на пленарных и секционных заседаниях.

Институт участвовал в подготовке материалов для Президента РФ, Правительства РФ, государственных органов, Президиума РАН и других ведомств по актуальным водным, водохозяйственным, экологическим проблемам, вопросам состояния и развития законодательной базы в области водопользования Российской Федерации. В числе основных документов можно отметить следующие.
- Предложения РАН к участию представителей академии в работе министерств по подготовке материалов для рассмотрения на заседаниях Правительства РФ в январе-июне 2008 г.
- Проект предложений в связи рассмотрением вопросов внутритранспортного соединения Каспийского и Азово-Черноморского бассейнов.
- Предложения по завершению строительства Чебоксарского гидроузла.
- Заключение на проект строительства Эвенкийской ГЭС.
- Предложения в Совет Безопасности РФ о подготовке информационно-аналитических материалов по вопросу: "О мерах по обеспечению хозяйственно-питьевого водоснабжения".
- Проект письма "О создании международной водно-транспортной системы, включающей бассейны Каспийского, Азовского, Черного, Средиземного морей".
- Предложения по совершенствованию нормативно-правовой базы в области питьевого водоснабжения населения и охраны водных объектов.
- Рассмотрение изменений в Водный кодекс РФ и отдельные законодательные акты РФ.
- Заключение по документу "Комплекс мер в сфере охраны окружающей среды".

За большой личный вклад в дело охраны природы России, реализацию экологической политики и идей устойчивого развития директору Института чл.-корр. РАН В.И. Данилову-Данильяну объявлена благодарность Общественной палаты РФ.

Ведущие специалисты института участвуют в работе международных организаций - ЮНЕП, ЮНЕСКО, МАГИ, МАГН, МАГАТЭ и др.; Комиссии по экологической безопасности Совета безопасности РФ, научных и экспертных советов РАН, Министерства образования и науки РФ, Минприроды РФ, Федерального агентства водных ресурсов; являются председателями и членами международных и всероссийских комитетов, комиссий, проблемных научных и диссертационных советов; работают в редколлегиях журналов "Водные ресурсы", "География", "Экономика и математические методы", "Аридные экосистемы", "Экологическое планирование и управление", международных журналов "Hydrology", "Hydrological sciences", "The Global Atmosphere and Ocean System", "Journal of hydrology and hydromechanics" и др.; участвуют в разработке и экспертизах крупных народнохозяйственных программ, проектов.

Пропаганда научных знаний осуществлялась путем чтения лекций, участия в работе конференций и совещаний, публикации статей в массовых изданиях, выступлений на телевидении, радио и страницах центральных газет по актуальным научным проблемам.

В соответствии с распоряжениями Президиума РАН, Институт выполнял функции головной организации по Программе №13 фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН "Формирование водных ресурсов, прогноз режима и качества вод с учетом изменения климата и развития экономики", в которой принимали участие 11 организаций РАН.

Институт является базовой организацией для Научного совета РАН "Водные ресурсы суши". Под эгидой Научного совета осуществлялась координация фундаментальных исследований РАН по направлению "Динамика и охрана подземных и поверхностных вод. Ледники. Проблемы водообеспечения страны", проводилось согласование планов и программ научных исследований, обсуждение полученных результатов, обмен информацией и совместные публикации.

Научный совет провел выездное заседание и Всероссийскую конференцию "Стратегические проблемы водопользования России" (г. Азов, июль 2008 г.); рассмотрены вопросы повышения надежности водообеспечения, перехода от экстенсивного водопользования к интенсивному; методологии совершенствования системы управления водохозяйственным комплексом России; проблемы улучшения качества водных ресурсов и др. Конференция организована совместно с Федеральным агентством водных ресурсов, ИВП РАН, СевКавНИИВХ в рамках основных мероприятий РАН по проведению в 2008 г. Международного года планеты Земля.

Сотрудничество с отраслевой и вузовской наукой

Сотрудничество с отраслевой (ГГИ, ГХИ, ВСЕГИНГЕО, Гидропроект, ААНИИ, РосНИИВХ, СевКавНИИВХ, КаспНИРХ и др.) и вузовской наукой осуществлялось в рамках Программы фундаментальных исследований РАН, при выполнении государственных контрактов, хоздоговорной тематики, проведении совместных теоретических и натурных исследований и др.

Институт поддерживает творческие связи с высшими учебными заведениями страны. Сотрудники института читают циклы лекций в МГУ им. М.В.(Ломоносова, Московской школе экономики МГУ им. М.В.Ломоносова, Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева, Московском государственном университете геодезии и картографии, Московском государственном университете природообустройства, Академии государственной службы при Президенте РФ, Международном университете природы, общества и человека ("Дубна"), Московской государственной геологоразведочной академии, Российском университете дружбы народов, Южном Федеральном университете, Астраханском государственном техническом университете и др. Ведущие ученые Института являются членами ученых и диссертационных советов вузов, руководят курсовыми и дипломными работами студентов.

Осуществляется совместная подготовка аспирантов и студентов; ведется работа по отбору наиболее подготовленных претендентов в аспирантуру и докторантуру, а также для обучения в качестве соискателей, для чего практикуется:
- выполнение дипломных работ студентами последних курсов МГУ (географический, химический, геологический, физический факультеты), МГГА, РУДН, МГУП, РГУ и других ВУЗов в лабораториях ИВП РАН;
- организация производственной практики студентов ВУЗов, привлечение студентов к экспедиционным исследованиям по основной тематике;
- чтение курсов лекций ведущими учеными Института, руководство курсовыми и дипломными проектами студентов.

Проводятся совместные теоретические и экспериментальные исследования с Российским университетом дружбы народов, Астраханским государственным техническим университетом, Южно-российским государственным техническим университетом, Российским государственным гидромелиоративным университетом в соответствии с договорами о научно-техническом и творческом сотрудничестве с этими вузами. Результаты, полученные на основе совместных исследований, направлены на улучшение экологического состояния водных объектов, разработку новых методов и моделей оценки и прогнозирования природных процессов, что способствует повышению эффективности научных исследований, обеспечению точности и надежности расчетов.

Продолжена деятельность базовой кафедры Института водных проблем на экологическом факультете Российского Университета дружбы народов (РУДН) "Экология и управление водными ресурсами", созданной в 2005 г. с целью подготовки специалистов высшей квалификации (магистров) в области экологии и охраны водных ресурсов, управления водопользованием. В соответствии с учебным планом, обучение проводится по 14 дисциплинам; преподавательскую деятельность на кафедре ведут ведущие научные сотрудники Института; в отчетном году подготовлено 4 магистра.

(Подготовлены и используются в учебном процессе программы по курсам базовой кафедры ИВП РАН в РУДН, а также по общему курсу "Экология" и спецкурсам для студентов Южного Федерального университета.

Международное научное сотрудничество

Международная деятельность Института включала в себя выполнение международных программ, экспериментов, проектов, контрактов и грантов; совместные исследования по двухсторонним соглашениям; публикацию международных монографий; организацию и проведение международных научных мероприятий и др.

Институт участвует в выполнении международных программ и проектов ЮНЕСКО, МАГАТЭ, МГП и др., в том числе:
- Проект МАГАТЭ "Природа изменений уровня Каспийского моря" (участвуют специалисты Франции, Италии, Бельгии, Азербайджана, Туркмении и России);
- Проект НАТО SFP981063 "Multi-disciplinary Analysis of the Caspian Sea Ecosystem" (MACE) в рамках Программы "Наука ради мира";
- Проект " Second Global Soil Wetness Project" - "Проект глобального увлажнения почвы" (GSWP-2);
- Проект "Model Parameters estimation Experiment" - "Проект оценки параметров моделей" (MOPEX);
- Проект МАГИ "Second Snow Models Intercopamrison Project" (SNOWmip2);
- Проект ALMIP (African Monsoon Multi-disciplinary Analysis Land surface Model Intercomparison Project);
- Проект "Carbon exchange formation in boreal forests of Eurasia" (при поддержке Международного научно-технологического центра);
- Программа "Integrated Project Eurolimpacs under the 6th Framework Programme of the Commission of the European Community" (Контракт с Европейской комиссией GOCE -CT-2003505540);
- Программа "International cooperative program on Assessment and Monitoring of Acidification of Rivers and Lakes" (ICP-Water);
- Программа NEESPI "Моделирование талого стока по спутниковым измерениям характеристик снежного покрова" (совместно со специалистами НАСА).

Продолжены работы по международному контракту № 516761 "Межгосударственное управление водными ресурсами: к устойчивому развитию бассейна Аральского моря" ("Джейхун"), выполняемому в составе специальной целевой научно-исследовательской программы под эгидой ЕС (ИНКО) "Интеграция и укрепление области европейских исследований".

Продолжены работы по международному контракту с Европейской комиссией GOCE-CT-2003505540 по программе "Integrated Project Euro-limpacs under the 6th Framework Programme of the Commission of the European Community" (Антропогенные воздействия на водные экосистемы Европы).

В рамках программы NEESPI проведены исследования по гранту Университета Мэриленд (США) № 5(26248 по теме "Моделирование полей характеристик снежного покрова и формирования речного стока с использованием спутниковой информации (применение для речных бассейнов северной Евразии)".

По договору о двустороннем сотрудничестве между Институтом гидрологии Словацкой академии наук (ИГ САН) и Институтом водных проблем РАН состоялись рабочие встречи по обсуждению результатов исследований в рамках совместной работы по теме "Взаимодействие подстилающей поверхности суши с атмосферой" (2008-2010 гг.).

Результаты совместной работы опубликованы в трудах 17-ой международной научной конференции "Influence of anthropogenic activities on water regime of lowland territory" (May, 2008, Slovak Republic) и других научных изданиях.

Эффективность и научная значимость такого сотрудничества подтверждена награждением руководителя совместных работ д.б.н. Е.М. Гусева медалью Международного биографического центра (International Biographical Centre, Cambridge) и присуждением ему премии за достижения в области научных исследований ("IBC lifetime achievement award for outstanding contribution to scientific research, 2008"). Его биография включена в книгу, издаваемую этим Центром "Blue Book 2008".

На основе договора о двустороннем сотрудничестве с Геологическим Институтом Болгарской академии наук (г. София) проведены совместные исследования по теме "Оценка и картирование ресурсов подземных вод и их уязвимости к загрязнению (на примере речных бассейнов России и Болгарии)" и разработана методика оценки подземного стока в карстовых районах Болгарии и России.

В рамках договора о совместных работах между Институтом водных проблем и Институтом гидрометеорологии Дрезденского университета на период 2007-2009 гг. продолжены исследования по теме "Тепло-массообмен между естественной поверхностью суши и атмосферой.

Проводятся совместные исследования с Лабораторией геофизической метеорологии Университета Сесиль (Франция) по изучению закономерностей гидрофизических процессов в водной среде.

В рамках Соглашения о создании Европейского научного объединения (ЕНО) "Регулярная и хаотическая гидродинамика", в состав участников которого входит 12 российских и 14 французских научных организаций, проводятся совместные исследования по вихревой динамике в стратифицированной жидкости.

Совместно с французскими коллегами из Исследовательской лаборатории Семагреф (Cemagref, г. Париж) продолжены работы по моделированию функционирования метаногенных сообществ микроорганизмов на основе данных изотопных и молекулярно-микробиологических исследований.

Сотрудники Института поддерживают творческие связи с учеными Австрии, Бельгии, Великобритании, Вьетнама, Германии, Дании, Египта, Израиля, Китая, Кореи, Монголии, Польши, Словакии, США, Тайваня, Финляндии, Франции, Чехии, Шотландии, Японии и других стран; являются председателями, вице-президентами, членами комитетов и комиссий международных организаций ЮНЕП, ЮНЕСКО, МАГИ, МАГН, МАГАТЭ и др.

Кадровый состав Института

Институт располагает высококвалифицированными научными кадрами. В настоящее время численность Института - 225 человек, в том числе научных сотрудников - 131, из них докторов наук - 38, кандидатов наук - 79. В составе научных кадров - действительный член РАН, 4 члена-корреспондента РАН, 4 академика Водохозяйственной академии, 7 академиков Российской экологической академии, один академик и 2 члена-корреспондента Российской академии естественных наук. Шесть ученых Института удостоены почетного звания "Заслуженный деятель науки Российской Федерации".

Подготовка научных кадров высшей квалификации осуществляется через аспирантуру и докторантуру института. Общее количество аспирантов составляет 17 человек, в том числе 13 - очного обучения; докторантов- 1; соискателей - 1. Сотрудниками Института защищены 8 кандидатских диссертаций.

В Институте работал диссертационный совет по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук по специальностям:
25.00.27 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия (географические, технические и физико-математические науки);
25.00.36 - геоэкология (географические науки).