Астраханский государственный технический университет

Выполняя задание Российской Академии наук по гидрографическому описанию Нижнего Поволжья, академик С.Г. Гмелин организовал в г. Астрахани в 1770 г. первый временный водомерный пост. Наблюдения на этом посту проводились в течение 4-х месяцев (IY-YII), с целью определить характер подъема и спада полой воды и интенсивность сгонно-нагонных колебаний уровня реки.
В то время в дельте Волги образовался уже значительный торговый и казенный морской флот. Между тем, устьевая область являлась наиболее трудным для судоходства участком Волго-Каспийского водного пути. К тому же частые сгонно-нагонные колебания уровня, достигавшие значительных величин, создавали дополнительные затруднения для судоходства. В связи с этим возникла надобность в повседневных сведениях о стоянии уровня в реке.
В 1792 г. Морское Ведомство организовало постоянный водомерный пост на р. Волге у г. Астрахани. Пост вёл наблюдения за уровнем и ледовыми явлениями. Данные наблюдений водпоста публиковались в Астраханских губернских ведомостях.
Пост этот проработал, с перерывами, до 1876 г. К сожалению, сведений о нивелировках водомерных устройств поста не сохранилось. Поэтому, несмотря на весьма длительный период работы поста, практической ценности материалы наблюдений этого поста не имеют, поскольку не представилось возможности определить высотное положение уровня.
Это обстоятельство — отсутствие нивелировочных привязок наблюдений или привязка к временным реперам с условными отметками, которые в дальнейшем не сохранились, — привело к обесценению громадного количества материалов стационарных и экспедиционных наблюдений над уровнем по дельте р. Волги и Северному Каспию.
С начала Х века дельта р. Волги заняла положение места перевалки товаров с реки на море и обратно в торговых связях России с Кавказом, Ираном, Индией и Средней Азией. Судоходство быстро развивалось, испытывая наибольшие затруднения на устьевом участке р. Волги.
Особенно резко увеличилось судоходство с развитием капитализма в России с середины ХIХ века. С Кавказа в Россию пошли нефтекараваны, а из России в южные порты Каспия — громадные количества леса и сухогрузов. На участке, лимитирующем судоходство — дельте р. Волги создалось исключительно напряженное положение.
Для решения вопросов улучшения условий судоходства в устьевой области р. Волги были привлечены крупные научные и технические силы России. В течение ХIХ века в дельте Волги было произведено много изыскательских и исследовательских работ. На ряде участков Бахтемирского и Камызякского рукавов и по рукаву Старая Волга велись наблюдения за уровнем воды, производились измерения расходов воды и промеры глубин. Были собраны большие материалы по режиму западных рукавов дельты, преимущественно по Бахтемирскому направлению. На основании этих материалов принимались решения на производство гидротехнических работ для улучшения условий судоходства. К сожалению, обобщить эти материалы совместно с данными наблюдений более позднего времени (что было бы очень ценно для выяснения динамики протекающих в дельте процессов) не представилось возможности по причине опять-таки неопределенности высотных отметок.
Основная причина обесценивания большой массы режимных материалов, собранных в течение столетнего периода, состоит в том, что в дельту Волги к тому времени еще не была доведена государственная нивелирная сеть. Привязка дельты р. Волги к государственной нивелирной сети была произведена лишь в 1876 году Волжской описной партией Департамента шоссейных и водных путей сообщения. Переданная в дельту отметка относительно уровня Балтийского моря была закреплена реперной маркой в стене Астраханского кремля. В 1928 г. нивелировкой более высокого класса отметка этого репера была уточнена.
Волжская описная партия под руководством Н.А. Богуславского выполнила в 1875-1894 гг. большой объем работ. Силами этой партии был организован в 1876 году Астраханский водомерный пост на р. Волге в месте отделения от нее протока Кутум. Этот пост функционировал до недавнего времени. По этому посту с I88I г. имеется непрерывный ряд данных о колебаниях уровня воды и сведения о ледовых явлениях, а с 1936 г. — данные о температуре воды. Материалы уровневых наблюдений этого гидрологического поста приведены к одному горизонту, имеющему отметку относительно уровня Балтийского моря.
Положение Астраханского поста — в центральной части дельты — и большой ряд непрерывных наблюдений определили его значение как реперного поста устьевой области р. Волги. Материалы уровневых наблюдений Астраханского поста послужили высотной основой при всех исследовательских работах, а также при разработке гидротехнических, рыбохозяйственных и других мероприятий, связанных с гидрологическим режимом дельты р. Волги.
В 1876 г. Волжская описная партия организовала также водомерный пост в с. Боаста, на выходе Бахтемирского рукава в море. При этом был проложен нивелирный ход вдоль Бахтемирского рукава, и пост Боаста получил отметку относительно уровня Балтийского моря. Пост был открыт для наблюдений за уровнем и ледовыми явлениями на предустьевом взморье. Этим было положено начало стационарным наблюдениям в Северном Каспии.
В I878-1882 гг. была проведена опытная прочистка россыпей на взморье Бахтемирского рукава с применением землечерпательных машин. Так было положено начало Волго-Каспийскому каналу. Вместе с тем продолжались исследования других вариантов судоходного пути из Волги в море. При этом определилась потребность в гидрометеорологических наблюдениях мористее п. Боаста, в связи с чем, в 1892 г. была открыта гидрометеостанция в селе Бирючья Коса.
Волжская описная партия выполнила также большие работы по исследованию стока воды р. Волги в вершине дельты и распределению его между рукавами. В I887-1890 гг. было измерено 140 расходов воды, из них в верхнем замыкании дельты — 87 расходов. Измерения производились (впервые в дельте) посредством гидрометрических вертушек. Методика измерений имела еще существенные недостатки, вследствие чего собранный материал оказался посредственного качества. И всё же, на основе этих материалов с достаточным приближением впервые были получены данные о величине стока р. Волги в вершине дельты и распределении его между основными рукавами. Эти сведения впоследствии использовались в ряде работ исследовательского характера и в технических разработках.
В дальнейшем (до I915 г.) проводились изыскания, связанные с вопросами улучшения судоходных путей и прокладки трассы железной дороги Саратов-Астрахань, в соответствии с которыми выполнялись исследования гидрологического режима Бахтемирского и Камызякского рукавов в верхней части дельты. При этом в период половодья 1896 г. впервые были выполнены приближенные определения расходов воды Волго-Ахтубинской поймы и рукава Ахтубы в верхнем замыкании дельты при помощи поплавочных наблюдений.
Таким образом, гидрологические исследования в дореволюционный период велись только в западной части дельты, и лишь в объеме поставленной задачи: улучшение и эксплуатация судоходного пути в месте сопряжения реки и моря. В восточной же части дельты гидрологические исследования еще не проводились. Только на Белинском банке (низовья рукава Болда) с I9I4 г. были начаты наблюдения за уровнем воды для обеспечения судоходства малотоннажного рыболовецкого флота.
К 1917 году условия судоходства в дельте Волги были настолько неудовлетворительными, а точнее - катастрофическими, что еще не закончилась гражданская война, как Совет Труда и Обороны СССР объявил всесоюзный конкурс на проект улучшения судоходного пути в устье р. Волги. В связи с этим с I9I9 г. по 1928 г. под руководством В.В. Валединского и Б.А. Аполлова проводились комплексные исследования гидрологического режима западных рукавов дельты: Бахтемирского и Камызякского. Большие работы были выполнены в этот период также на предустьевом взморье Волги.
В течение этих исследований, помимо опорной сети водпостов Гидрометслужбы, на Бахтемирском и Камызякском рукавах и на взморье действовало одновременно большое число временных водпостов, некоторые из которых были оснащены самописцами уровня. Все посты были связаны с государственной нивелирной сетью, что дало возможность изучать рельеф водной поверхности западной части дельты и взморья. На ряде гидростворов исследовался режим жидкого и твердого стока. Исследовались также русловые процессы и динамика морского края дельты.
На основе материалов исследований дельты р. Волги за I9I9-1925 гг., а также данных более ранних лет, была составлена и издана в 1930 г. в соавторстве В.В. Валединского и Б.А. Аполлова монография “Дельта р. Волги”. Это был первый фундаментальный труд, в котором были обобщены и проанализированы все накопленные к тому времени сведения по гидрологии дельты р. Волги и устьевого взморья.
Работы по исследованию западных рукавов дельты р. Волги продолжались в последующие годы (I926, 1927 и 1932гг.) силами Гидрометеорологического института Каспийского моря (ГИМЕИН Каспморя) и Гипроводтранса.
В первые же годы после Октябрьской революции особое внимание было обращено на исследования в восточной части дельты Волги. В 1926-1927 гг. и затем в I932-I934 гг. были проведены изыскания и гидрологические работы в нижней части рукава Болда и на прилегающем к нему устьевом взморье. Эти работы завершились в 1936 г. строительством Белинского судоходного канала для рыболовецкого флота.
Начиная с 1929 г. Гидрометслужбой СССР была значительно увеличена сеть наблюдательных пунктов в дельте р. Волги и Северном Каспии. Дополнительно, к уже действовавшим в дельте Волги, в 1935г. были открыты три гидрометеорологические станции и 8 постов. Эти станции и посты были размещены с расчетом равномерного освещения наблюдениями всей акватории дельты и устьевого взморья. На Северном Каспии за этот же период времени было открыто 8 гидрометстанций.
Помимо стационарных гидрометеорологических наблюдений, выполнявшихся береговыми станциями, проводилось изучение режима открытого моря экспедиционным путем. С 1927 года ГИМЕИН Каспморя организовал изучение ледового режима Северного Каспия путем судовых наблюдений за положением кромки ледяного покрова. С 1936г. каждую зиму Гидрометслужба выполняет ежегодно 20-25 авиаразведок, которые фиксируют, кроме положения кромки неподвижного льда, так же границы и сплоченность плавучего льда, торосистость, заснеженность ледяного покрова моря и другие его характеристики.
Выполнялись исследования и при свободном от льда состоянии моря. В 1928-1930 гг. ГИМЕИН Каспморя производил экспедиционные работы по изучению гидрологического режима Северного Каспия. В 1931-I934 гг. аналогичные исследования произведены УБЕКО Каспморя (Управление безопасности кораблевождения Каспийского моря) попутно с гидрографическими работами.
В 1934 г. Всесоюзным научно-исследовательским институтом морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) была выполнена экспедиция под руководством С.В. Бруевича по исследованию Каспийского моря. В Северном Каспии эта экспедиция выполняла гидрохимические и, в меньшем объеме, гидрологические наблюдения по разрезам, охватившим значительную часть его акватории. В дальнейшем Астраханским филиалом ВНИРО (КаспНИРО) ежегодно повторялись наблюдения в Северном Каспии по тем же стандартным разрезам. На основе этих наблюдений и данных опорной сети Гидрометслужбы составлялись годовые обзоры гидрометеорологического и гидрохимического режимов Северного Каспия.
Главное управление гидрометслужбы провело в I930-1935 гг. исключительно важное мероприятие — составление Водного Кадастра СССР. В соответствии с этим, по дельте Волги и Северному Каспию были собраны все сохранившиеся материалы стационарных и экспедиционных гидрологических наблюдений. Эти материалы прошли тщательную проверку и обработку по определенной системе, после чего изданы в Справочнике по водным ресурсам СССР. Это способствовало использованию материалов исследований прошлых лет в современных разработках. С этого времени Справочник пополняется каждый год изданием очередного “Гидрологического ежегодника”.
Начавшееся с 1930 года исключительное по величине снижение уровня Каспийского моря повлекло за собой существенные изменения гидрологического режима Северного Каспия и дельты Волги. Материалы многолетних наблюдений за время до снижения уровня моря не могли уже в полной мере характеризовать изменившийся режим этих водоемов.
К 1940 году уровень Каспия снизился, в общем, на 2 метра, морской край дельты Волги выдвинулся в сторону моря на много километров. Протоки дельты на выходе в море настолько обмелели, что заход рыбы с моря оказался затрудненным, сократились нерестовые площади в дельте. Создались тяжелые условия для судоходства и рыбного хозяйства дельты.
В связи с этим возобновились изыскания с большим объемом гидрологических работ (Центроморпроект, I938-1940гг.) по Бахтемирскому рукаву и Белинскому банку (банком в дельте Волги называют продолжение речного русла по баровой части устьевого взморья).
Главрыбвод и ВНИРО совместно организовали выполнение в I936—I940 гг. аэрофотосъемки дельты р. Волги, производство геологических, геоботанических, почвенных и гидрологических исследований устьевой области для составления Генеральной схемы воспроизводства рыбных запасов Волго-Каспия. Большую ценность для дальнейшего изучения дельты представили собой геодезические работы, в результате которых была составлена крупномасштабная карта всей устьевой области Волги и создана на всей ее площади густая нивелирная сеть. Выполненные при этом гидрологические работы охватили последовательно наблюдениями значительную часть акватории дельты. Это дало возможность составить техническую записку для указанной выше Генсхемы, но делу изучения гидрологического режима дельты мало что дало, так как наблюдения были кратковременны и не синхронны.
Создавшаяся острая потребность в изучении гидрологического режима устьевой области р. Волги, изменившегося в результате снижения уровня моря, обусловила организацию в I94I г. в системе Гидрометеослужбы СССР специального подразделения — Волжской устьевой гидрометеорологической станции (ВУГМС). Это было первое подобное учреждение в стране, да и, по-видимому, во всем мире. Основная цель организации этой станции — систематическое комплексное изучение всей акватории дельты и устьевого взморья Волги силами самой станции и путем координации работ с другими ведомствами, проводящими исследования в устьевой области.
Первые годы своей деятельности Волжская устьевая станция работала по сокращенной программе. Все же, несмотря на большие трудности этого периода, прикрепленная к станции сеть гидрологических постов была расширена и работала бесперебойно. Силами личного состава станции систематически производились работы по учету жидкого и твердого стока в вершине дельты и в истоках главных рукавов, по изучению русловых процессов, ледового режима и по другим темам программы работы Волжской устьевой станции.
С 1950 года методическое руководство Волжской устьевой станцией осуществлял Государственный океанографический институт (ГОИН). Программа работ станции была расширена. В развитие ранее проведенных исследований были организованы работы по изучению распределения жидкого и твердого стока на протяжении главных рукав дельты, уделено больше внимания изучению русловых процессов, гидрологического режима устьевого взморья, изучению районов ильменей и ряду других вопросов гидрологии изучаемого района.
Собранный в большом объеме и тщательно обработанный материал наблюдений ВУГМС, дополненный некоторыми даными исследований более ранних лет, послужил основой для монографии “Гидрология дельты Волги” (авторы: С.С. Байдин, Ф.Н. Линберг и И.В. Самойлов), изданной в 1956 г.
Материалы по исследованию гидрологического режима устьевого взморья Волги были обобщены Н.А. Скриптуновым, работа которого “Гидрология предустьевого взморья Волги” вышла из печати в 1958 г.
Исследования гидрологического режима Северного Каспия, после перерыва в течение ряда лет, были возобновлены в 1953 г. путем выполнения экспедиционных наблюдений Волжской устьевой станцией в западной части моря и Бакинской морской обсерваторией — в восточной части. Работы производились по закрепленным разрезам.
После окончания Великой Отечественной войны возобновилось крупное гидротехническое строительство на р. Волге. В 1952 -1953 гг. были заполнены Камское и Горьковское водохранилища. В I956—I957 гг. происходило заполнение Куйбышевского водохранилища, в 1958 г. началось заполнение Волгоградского водохранилища.
Вместе с этим в бассейне р. Волги быстро развивались города и крупная промышленность, использовавшие для своих целей большие объемы речной воды и сбрасывавшие в реку загрязненные воды.
Резкое увеличение влияния хозяйственной деятельности человека на гидрологический режим бассейна Волги настоятельно требовало изучения последствий этой деятельности на гидрологический режим дельты Волги и Северного Каспия. В связи с этим необходимо было расширить программу исследований, чтобы на основе глубокого изучения гидрологического и гидрохимического режимов этих водоемов определить направление и степень влияния на них деятельности человека. Дальнейшего расширения также требовало гидрометеорологическое обеспечение народного хозяйства, в первую очередь рыбной промышленности и отгонного животноводства на Черных Землях.
Поэтому в 1959г. Волжская устьевая станция и Астраханское гидрометеобюро были реорганизованы в Астраханскую гидрометеорологическую обсерваторию. Основная цель организации обсерватории — комплексное изучение акватории устьевой области Волги и Северного Каспия. Астраханская гидрометеорологическая обсерватория продолжила программу исследований, выполнявшуюся Волжской устьевой станцией. Вместе с тем значительно увеличились работы по Северному Каспию путем выполнения экспедиционных наблюдений в каждый сезон года, используя для этого в зимнее время вертолеты (рис. 1). Наблюдения проводятся по стандартным разрезам с выполнением в 1-2 точках моря многосерийных пятисуточных станций. Для получения в открытом море более качественных материалов наблюдений, впервые применена предложенная директором обсерватории Е.М. Копайгородсккм конструкция автономного свайного основания (АПС-I) (рис. 2).
Большое внимание в работе Астраханской обсерватории уделяется гидрохимии Северного Каспия и Нижней Волги. Помимо выполнения постоянного комплекса исследований гидрохимического режима, регулярно проводятся гидрохимические съёмки р. Волги от Волгограда до морского края дельты и по некоторым разрезам Северного Каспия, с целью определения загрязнения этих водоёмов.
Кроме постоянных, стандартных наблюдений Астраханская гидрометобсерватория выполняет исследования по темам: влияние зарегулирования стока Волги на режим уровня дельты; распределение стока Волги на протяжении рукавов дельты; исследование химических загрязнений вод Северного Каспия и процессов их самоочищения и по ряду других тем. Произведены обобщения, удобные для практического использования, и ведутся исследования по режиму течений, температуры воды и льдам Северного Каспия. Заканчивается составление агроклиматической характеристики Волго-Ахтубинской поймы. Ведутся работы по определению заливаемости дельты Волги во время половодья.
В первые годы деятельности силами сотрудников Астраханской обсерватории выполнен капитальный труд — составлен Сборник материалов гидрологических наблюдений по дельте р. Волги, изданный в 1965 г. В этот сборник вошли данные наблюдений по 45 гидрологическим постам за все время их существования по I96I год включительно, а также сведения об измеренных расходах воды и взвешенных наносов по 221 гидроствору. Затем было выпущено продолжение этого сборника за 1962-I966 гг. В последующие годы публикация гидрологических сборников продолжалась.
Силами гидрометобсерватории на сети морских гидрометеорологических станций и экспедиционным путем выполнен большой объем работ по наблюдениям за элементами волнения Северного Каспия в зависимости от направления и силы ветра. При этом использовались оригинальные приборы, сконструированные первым директором обсерватории Е.Л. Копайгородским. На основе полученных материалов Е.М. Копайгородским выполнено исследование особенностей развития ветровых волн на мелководье Северного Каспия.
В последующие годы гидрологические исследования, проводимые силами гидрометеорологической обсерватории совершенствовались и расширялись.
В целях улучшения гидрометеорологического обслуживания народного хозяйства больших районов Северного Кавказа и Каспийского моря в январе 1975г., на базе Астраханской гидрометобсерватории в составе Северо-Кавказского УГМС была создана Астраханская зональная гидрометобсерватория (АЗГМО).
К началу 80-х годов АЗГМО становится одной из крупнейших в стране. Это комплексное научное учреждение, в котором представлены все виды работ, выполняемых Госкомгидрометом. Обсерватория ведет большую научную и исследовательскую работу по изучению распределения стока воды и наносов по основным рукавам дельты, потерь воды в Волго-Ахтубинской пойме и дельте, сгонов и нагонов, течений и ледового режима низовьев Волги и Северного Каспия, процессов загрязнения и очистки речных и морских вод, контролю за чистотой воздуха. Обсерватория оснащается современными приборами и оборудованием, лабораториями и установками, имеет экспедиционный флот для выполнения исследовательских рейсов в реку и море. В научных и производственных целях активно используются самолеты и вертолеты. В 1975г. в АЗГМО развернут автономный пункт приема спутниковой информации (АППИ) и с этого момента в оперативной работе синоптиков и океанологов стала широко внедряться спутниковая информация.
В последующие годы АЗГМО, совместно с Государственным океанографическим институтом (ГОИН) и Азербайджанским УГКС участвует в подготовке к изданию фундаментальных научных трудов:
• Справочное пособие «Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Том 2. Каспийское море», 1986г.;
• Проект «Моря» - «Гидрометеорология и гидрохимия морей». Том 4. Каспийское море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия», 1992г.;
• Проект «Моря» - «Гидрометеорология и гидрохимия морей». Том 4. Каспийское море. Вып. 2. Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продуктивности», 1996г. и др.
В эти годы еще не существовало Государственного Комитета по охране окружающей среды. Все функции наблюдения и контроля были сосредоточены в одном ведомстве – Госкомгидромете. Именно Астраханской гидрометеорологической службе, одной из первых, пришлось столкнуться со страшными последствиями современных природных и техногенных аварий и катастроф: подземными ядерными взрывами на территории Астраханской области; последствиями катастрофического падения, а затем такого же катастрофического, по своим последствиям, подъема уровня Каспийского моря; драматическими событиями, связанными с «проектом века» – переброской стока северных рек в бассейны Каспийского и Аральского морей; строительством канала Волга-Чограй; трагедией залива Кара-Богаз-Гол; Чернобыльской аварией; аварией на нефтепромысле Тенгиз (рис. 3); трагическим по своим экологическим последствиям пуском первой очереди АГПЗ.
Последствия этих и других событий могли бы быть непредсказуемыми и более страшными, если бы самоотверженно не несли свою не столь заметную, но очень важную и ответственную службу коллективы региональных подразделений Государственной гидрометеорологической службы России, в числе которых и Астраханская ЗГМО.
В 1988г. АЗГМО был присвоен новый статус - Астраханский центр гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды (АЦГМС), который сохраняется за ним до настоящего времени. В 2009 году Астраханский Гидрометцентр отметил свое 50-ти летие.
Справка:
Первым директором Астраханской гидрометеорологической службы был Ф.Н. Линберг. На этой должности его сменили: Е.М. Копайгородский, Ф.И. Валлер, П.И. Бухарицин. С 1991г. ее возглавляет Л.Г. Синенко.