ГидроСОП

Опасные явления и угрозы, связанные с водными ресурсами, вызывают всё большую озабоченность во всём мире. Десятки миллионов людей во всём мире страдают от этих явлений, а ущерб, по оценкам, составляет миллиарды долларов США в год¹. Опасные явления, связанные с водными ресурсами, постоянно фигурируют в числе самых высоких глобальных рисков с точки зрения их воздействия (Всемирный экономический форум (ВЭФ), 2020 г.). И учёные ожидают, что риски, связанные с водными ресурсами, в ближайшие годы усилятся в связи с изменением климата, ростом численности населения и увеличением экономической активности.

К числу основных проблем, связанных с водными ресурсами, относятся: обеспечение водоснабжения; проектирование соответствующих схем управления водными ресурсами; устойчивое обеспечение управления трансграничными бассейнами; управление паводками/борьба с засухой; обеспечение защиты и сохранности экосистем. Одной из основных трудностей на пути эффективного управления водными ресурсами и решения таких проблем является отсутствие гидрологической информационной продукции, предназначенной для удовлетворения потребностей различных секторов. Этот недостаток информации часто обусловлен тремя факторами:

недостаток данных местного масштаба;
отсутствие согласованности в гидрологической информации и системах моделирования при переходе от регионального к глобальному уровню;
ограниченный диалог между многочисленными участниками, что приводит к неясности в понимании потребностей заинтересованных сторон в управлении водными ресурсами.

Из-за этих недостатков водохозяйственные органы и заинтересованные стороны не могут надлежащим образом оценить наличие водных ресурсов в различных пространственно-временных масштабах. Они также не могут предвидеть, как наличие воды может измениться в ближайшем будущем, что затрудняет и даже делает практически невозможным управление водными ресурсами и их планирование. Необходим механизм, который сможет увязать данные регионального и глобального мониторинга с данными, собранными на местном уровне, с результатами анализа и с выходными данными систем моделирования в масштабе бассейна. Глобальная система ВМО для оценки текущей гидрологической ситуации и её ориентировочного прогнозирования (ГидроСОП) является таким механизмом. ГидроСОП нацелена на устранение этих недостатков, чтобы облегчить задачи водохозяйственных органов и заинтересованных сторон в условиях усиления угроз и рисков, связанных с водными ресурсами.

Решение проблем, связанных с водными ресурсами, с помощью ГидроСОП

В рамках глобального механизма для подготовки информационной продукции по водным ресурсам и её совместного использования можно было создать унифицированную систему оценки и прогнозирования. Это в свою очередь могло бы помочь понять текущее состояние поверхностных и подземных гидрологических систем, а также спрогнозировать их эволюцию в ближайшие недели и месяцы. Основной целью ГидроСОП является разработка такой системы путём объединения усилий национальных метеорологических и гидрологических служб (НМГС) с целью улучшения предоставления надёжных, своевременных, точных и актуальных оценок гидрологической ситуации и продукции с ориентировочным прогнозом её развития для информационного обеспечения управления водными ресурсами.

Такую продукцию необходимо готовить на основе систематически собираемых, сопоставимых и достоверных данных местного масштаба. Эти данные должны согласовываться с национальной, региональной и глобальной информацией. Таким образом, ГидроСОП позволит НМГС ответить на насущные вопросы лиц, принимающих решения, такие как: «Сколько воды имеется в моём бассейне/ регионе в настоящее время?»; «Нормальна ли нынешняя ситуация?»; «Как может измениться ситуация с местными и региональными паводками/ засухами в ближайшие недели и месяцы?».

ГидроСОП поддержит национальные возможности по оценке текущей гидрологической ситуации и её ориентировочному прогнозированию, поскольку некоторые Члены ВМО до сих пор не располагают инструментами и навыками для проведения такой оценки. Кроме того, она обеспечит согласованную информацию о гидрологической ситуации и её ориентировочном развитии, которая в настоящее время не всегда доступна в трансграничных бассейнах или регионах совместного использования водных ресурсов. Наконец, это позволит ликвидировать информационный разрыв между гидрологической и информационной продукцией, подготовленной на основе местной информации, и продукцией, разработанной на глобальном уровне.

ГидроСОП в рамках ВМО

В декабре 2016 года Комиссия по гидрологии ВМО инициировала создание ГидроСОП и одобрила создание Целевой экспертной группы для контроля за осуществлением экспериментального этапа этой инициативы. В июне 2019 года Восемнадцатый Всемирный метеорологический конгресс признал инициативу ГидроСОП основополагающим компонентом Стратегического плана ВМО (резолюция 25, Кг-18). ГидроСОП поддержит восемь долгосрочных целей оперативного гидрологического сообщества (резолюция 24). Она будет непосредственно касаться достижения Шестой долгосрочной цели, которая гласит: «Мы обладаем глубокими знаниями о водных ресурсах нашего мира» (более подробную информацию см. в разделе «Долгосрочные амбиции ВМО для оперативного гидрологического сообщества»). Это будет достигнуто посредством создания системы мониторинга, позволяющей получать информацию, которая может быть использована для оптимизации существующего обслуживания, а также будущей политики, обслуживания и принятия решений на уровнях от местного до глобального.

ГидроСОП поддерживает всю цепочку создания ценности обслуживания, уделяя особое внимание разработке и совместному использованию функционально совместимой информационной продукции по оценке гидрологической ситуации и её ориентировочному прогнозированию, а также опираясь на существующие инициативы ВМО. Во-первых, она позволит расширить гидрологический мониторинг и обмен данными, например, в рамках Глобального центра поддержки гидрометрии (ГидроХаб), посредством трёх его компонентов: Всемирной системы наблюдений за гидрологическим циклом (ВСНГЦ), Системы гидрологических наблюдений ВМО (СГНВ) и Всемирной инициативы по данным о воде (ВИДВ). Во-вторых, она будет способствовать развитию возможностей в области гидрологического прогнозирования, оценки водных ресурсов и заблаговременных предупреждений, например, с помощью Инициативы по прогнозированию паводков (ИПП), Системы оценки риска возникновения быстроразвивающихся паводков (СОРВБП) и Инструмента динамической оценки водных ресурсов (ИДОВР).

Национальные гидрологические службы в центре внимания ГидроСОП

ГидроСОП ВМО предназначена для национальных гидрологических служб (НГС) и будет использоваться ими. Это позволит им оказывать более эффективную поддержку целому ряду заинтересованных сторон, включая государственные органы, различные социально-экономические секторы, такие как энергетика и сельское хозяйство, региональные и международные агентства по оказанию помощи, а также население, в принятии решений, связанных с управлением водными ресурсами.

ГидроСОП создаст потенциал для оценки гидрологической ситуации и её ориентировочного прогнозирования в рамках НГС; совместно с различными партнёрами она будет непосредственно опираться на существующие и планируемые инициативы ВМО, касающиеся гидрологического мониторинга, обмена данными и субсезонного/сезонного гидрологического и метеорологического прогнозирования.

Рабочая структура ГидроСОП

Для экспериментального этапа ГидроСОП уже разработано несколько пакетов работ, касающихся координации, стандартизации технических подходов, осуществления и предоставления результатов.

Пакет работ 1 (ПР1) касается координации. Он сконцентрирован на управлении программами, вопросах коммуникации и мобилизации ресурсов. Кроме того, в рамках этого пакета рассматриваются связи с другими инициативами ВМО, такими как СГНВ, ВСНГЦ, ВИДВ и Глобальная система обработки данных и прогнозирования (ГСОДП).

Пакеты работ 2a, 2b и 2c касаются стандартизации технических подходов и направлены на разработку технических протоколов, необходимых для ГидроСОП. Кроме того, в рамках ПР2 сравниваются различные методологии, которые могли бы быть рекомендованы НМГС и другим организациям, которые не имеют в настоящее время надлежащих возможностей для оценки гидрологической ситуации и её ориентировочного прогнозирования, но хотят предоставлять информационные услуги.

В 2019 году в рамках ПР2а был проведён обзор данных по климату, гидрологии и рельефу местности, имеющихся в наличии на глобальном, региональном и страновом уровнях. В то же время в рамках ПР2b был подготовлен ряд методологий оценки гидрологической ситуации, собранных по всему миру, включая рассмотрение определения «нормальных» гидрологических условий, как для речного стока, так и для подземных вод. В свою очередь в рамках ПР2c были достигнуты значительные успехи в оценке технической эффективности методов субсезонного/ сезонного гидрологического прогнозирования. Таким образом, ПР2c позволил получить более глубокое понимание сильных и слабых сторон различных методов выпуска ориентировочных прогнозов на местном и глобальном уровнях, а также причин их различной эффективности.

В настоящее время реализация ПР3 и ПР4 продолжается на региональном и глобальном уровнях. В рамках ПР3a и 3b осуществляются два экспериментальных проекта по развитию регионального потенциала: один в бассейне озера Виктория, другой — в Южной Азии (бассейн рек Ганг, Брахмапутра и Мегхна). Два концептуальных экспериментальных проекта направлены на то, чтобы оценить, каким образом можно развивать общие возможности ГидроСОП в трансграничных бассейнах или регионах совместного использования водных ресурсов. Оценка региональных потребностей и возможностей уже была проведена в двух экспериментальных бассейнах в 2019 году путём обстоятельного обсуждения с НМГС и другими заинтересованными сторонами.

А между тем в рамках ПР4 проводится оценка роли крупномасштабной (глобальной/континентальной) продукции по оценке гидрологической ситуации и её ориентировочному прогнозированию, в плане поддержки и дополнения продукции местного масштаба (бассейновой/национальной/региональной). НМГС часто испытывают трудности с согласованием местной информации с крупномасштабной продукцией глобальных центров моделирования и исследовательских организаций. Целью ПР4 является оценка такой продукции, анализ её возможного использования в ГидроСОП и определение того, каким образом можно разработать новые виды продукции ВМО специально для поддержки НМГС на местном уровне. На данный момент работа сконцентрирована на сравнении глобальных гидрологических моделей, чтобы выяснить, можно ли использовать какую-то модель для конкретных бассейнов, и при каких условиях один вид продукции может быть более эффективным, чем другие.

Заключительный этап экспериментального проекта, в ходе которого происходит предоставление результатов, осуществляется в рамках двух пакетов работ. ПР5 охватывает передачу и распространение продукции, в то время как ПР6 касается вопросов развития потенциала и подготовки кадров. Чтобы показать, как можно объединить продукцию по оценке гидрологической ситуации и её ориентировочному прогнозированию из разных стран мира, на ранней стадии проекта разрабатывается прототип глобального портала ГидроСОП, который будет введён в эксплуатацию на этапе предоставления результатов. В ноябре 2019 года Нанкинский институт гидравлических исследований (НИГИ) провёл в Нанкине, Китай, первый технический практикум по ГидроСОП. Участники практикума подвели итоги проделанной работы и определили шаги, необходимые для представления результатов экспериментального этапа на внеочередной сессии Всемирного метеорологического конгресса в 2021 году.

Экспериментальный проект в Южной Азии (бассейн рек Ганг, Брахмапутра и Мегхна)

В рамках ПР3а была проведена оценка национальных возможностей и потребностей относительно ГидроСОП в четырёх странах бассейна рек Ганг, Брахмапутра и Мегхна: Бангладеш, Бутане, Индии и Непале. Основное внимание было уделено национальному институциональному потенциалу НМГС, наличию гидрометеорологических данных, определению потребностей и проблем заинтересованных сторон относительно осуществления ГидроСОП.

Во всех четырёх странах имеются хорошие сети гидрометеорологических наблюдений, и легкодоступные исторические данные в цифровом формате. В настоящее время сети гидрометеорологических наблюдений, работающие в реальном времени, расширяются, чтобы соответствовать требованиям ГидроСОП. Однако обмен данными о расходе воды в реках между некоторыми странами ограничен, а некоторые НМГС в бассейне ограничены в своей деятельности в связи с низким кадровым, бюджетным и технологическим потенциалами.

В бассейне есть большая потребность в региональной ГидроСОП, особенно для целей сельского хозяйства, энергетики и судоходства. Спрос на водные ресурсы растёт в бассейне, в котором в настоящее время имеется миллион гектаров орошаемых земель, мощность гидроэлектростанций составляет сто тысяч мегаватт (МВт) и осуществляется интенсивное речное судоходство. При этом бассейн страдает от частых наводнений, оползней и засух.

Повышение эффективности управления водными ресурсами, которое улучшит обеспечение средств к существованию для около 750 млн человек и повысит уровень экономического развития региона, будет опираться на ГидроСОП. Многие секторы получат пользу от ГидроСОП, включая гидроэнергетические компании, организации по управлению водоснабжением, компании речного судоходства и агентства по борьбе со стихийными бедствиями. Особенно важно, что производство сельскохозяйственной продукции вырастет при более эффективном управлении подземными водами, водами для орошения и рисками наступления засухи.

Экспериментальный проект в бассейне озера Виктория

В 2019 году в рамках ПР3b была проведена оценка возможностей и потребностей относительно ГидроСОП в пяти странах бассейна озера Виктория: Бурунди, Кении, Руанде, Танзании и Уганде. Цель заключалась в том, чтобы получить полное представление о деятельности и возможностях НМГС и региональных учреждений, а также определить потребности и возможности для реализации ГидроСОП. Были проведены консультации с НГС, национальными метеорологическими службами, отдельными национальными учреждениями, отвечающими за борьбу со стихийными бедствиями и управление гидроэнергетикой, и региональными учреждениями, отвечающими за воду, климат и управление.

Инфраструктура для сбора как метеорологических, так и гидрологических данных имеется во всех странах. Однако потенциальное использование данных для управления водными ресурсами в режиме реального времени реализуется не везде, за исключением в определённой степени — Руанды, из-за отсутствия оперативной телеметрии и надлежащих систем обработки и управления данными. Уровень укомплектованности кадрами и финансовые ограничения не позволяют ни одной из стран эксплуатировать и поддерживать полномасштабную национальную сеть станций. Многие НГС и НМС по всему миру сталкиваются с аналогичными проблемами; усилия ВМО в рамках ГидроХаб будут сосредоточены на их решении.

Несмотря на проблемы, связанные с сетью наблюдений, в ходе оценки в рамках ПР3b был сделан вывод о том, что с помощью ГидроСОП можно добиться значительного прогресса. Если региону будут предоставлены необходимые ресурсы для разработки и предоставления продукции по оценке гидрологической ситуации и её ориентировочному прогнозированию, это может принести значительные выгоды для всех заинтересованных сторон: предоставление такой продукции в конечном итоге обеспечит реальную отдачу от многочисленных проектов, прошлых и настоящих, в рамках которых заинтересованные стороны в регионе получили оборудование и возможности для наращивания потенциала с целью подготовки данных и информации, пригодных для использования.

В выигрыше от использования как продукции по оценке гидрологической ситуации в бассейне, так и продукции по её ориентировочному прогнозированию окажутся гидроэнергетический сектор, сельскохозяйственные производители и те, кто обеспечивает эксплуатацию оросительных систем, то есть те организации, эффективность работы которых повышается благодаря ориентировочным прогнозам осадков, влажности почвы и температуры. Такая продукция также важна для специалистов из сектора здравоохранения и специалистов по контролю за использованием водохранилищ и забором грунтовых вод для бытовых, сельскохозяйственных и промышленных целей. Анализ в рамках ПР3b также показывает, что большинство пользователей продукции по оценке гидрологической ситуации заинтересованы в краткосрочных ориентировочных прогнозах на неделю и месяц, то есть в регионе имеется большое количество готовых к сотрудничеству пользователей продукции ориентировочного гидрологического прогнозирования.

Дальнейшие перспективы

ГидроСОП пока ещё находится на экспериментальном этапе. Продолжается работа по анализу методологий для оценки гидрологической ситуации и подготовки гидрологических ориентировочных прогнозов местного уровня и в масштабе бассейна, которые могут быть использованы в регионах и по всему миру. Это поможет определить первоначальные технические протоколы и стандарты, на которых будет строиться ГидроСОП.

В настоящее время разрабатываются планы мероприятий для распространения экспериментальных работ, выполняемых в рамках ПР3а и ПР3b на другие регионы. Эти планы будут включать технические протоколы и стандарты, а также практические семинары для заинтересованных сторон, чтобы лучше понять потребности пользователей. Они будут направлены на расширение сотрудничества между участвующими НМГС и региональными организациями в целях подготовки более содержательной гидрологической продукции для населения, проживающего в этих двух бассейнах.

Продолжается также работа по определению того, насколько глобальные гидрологические модели эффективны в сравнении с региональными/местными моделями, и как можно построить глобальную систему на основе региональной информации.

В рамках ГидроСОП разрабатывается демонстрационный портал, на котором гидрологические данные из разных стран, в том числе из стран, в которых осуществляются экспериментальные проекты, становятся доступными через веб-интерфейс гидрологических показателей. Этот портал будет протестирован и доработан, чтобы лучше понять, как будет работать механизм предоставления результатов ГидроСОП.

Как только на экспериментальном этапе будут получены более существенные результаты, в рамках ПР6 по развитию потенциала начнётся определение и создание материалов, необходимых для успешной передачи технологии и ноу-хау участвующим странам. ПР6 обеспечит создание гидрологической продукции в соответствии с самыми высокими стандартами.

Кто мы

В состав глобальной междисциплинарной и мультикультурной группы ГидроСОП входят эксперты из НМГС, академических и исследовательских учреждений. Многие международные и региональные организации оказывают ГидроСОП безвозмездную помощь в натуральной форме, предоставляя свой экспертный потенциал и тратя своё время. В настоящее время эксперты ГидроСОП представляют пять НМГС, четыре НМС и восемь НГС из пятнадцати стран, девять научно-исследовательских учреждений в семи странах, три региональные организации в Африке и четыре международные организации. Кроме того, сообщество региональных советников по гидрологии ВМО вносит свой вклад в эту инициативу с момента её инициирования.

Организации, ответственные за выполнение пакетов работ на сегодняшний день:

ПР1 — Координация: Центр по экологии и гидрлогии Соединённого Королевства (ЦЭГ СК);
ПР2a — Источники данных и методы обмена данными: Нанкинский институт гидравлических исследований (НИГИ);
ПР2b — Оценка текущей ситуации и методы моделирования: Геологическая служба США (ГС США);
ПР2c — Методы гидрологического прогнозирования и моделирования: Австралийское бюро метеорологии (АБМ);
ПР3a — Экспериментальный проект в Южной Азии: независимый консультант из Непала;
ПР3b — Экспериментальный проект в бассейне озера Виктория: Министерство водных ресурсов и окружающей среды Уганды (МВРОС);
ПР4 — Экспериментальный глобальный проект: ЦЭГ СК;
ПР5 — Передача и распространение продукции: Национальный центр атмосферных исследований (НКАР) США;
ПР6 — Развитие потенциала и подготовка кадров: в настоящее время позиция вакантна.

Стать участником

По мере осуществления экспериментального этапа ГидроСОП, происходит поиск необходимых квалифицированных кадров для проекта. Например, специалисты по грунтовым водам и влажности почвы нужны для того, чтобы помочь группе лучше понять эти процессы и должным образом включить их в разработку системы. Кроме этого, метеорологическому сообществу предлагается оказать содействие в установлении связи между субсезонными и сезонными метеорологическими прогнозами. Также специалисты по развитию потенциала в области гидрологии привлекаются для оказании помощи ГидроСОП в разработке подробных материалов для НМГС, таких как руководящие принципы и учебные наставления.

ГидроСОП проявляет особый интерес к методологиям, применяемым в НМГС для подготовки и использования оценок гидрологической ситуации и её ориентировочного прогнозирования. Кроме того, ГидроСОП стремится развивать более тесные связи в рамках региональных ассоциаций ВМО путём взаимодействия с региональными рабочими группами по гидрологии.

Цель ГидроСОП состоит в том, чтобы на национальном, региональном и глобальном уровнях объединить усилия гидрологов и метеорологов, занимающихся оперативной деятельностью и научными исследованиями. Взаимодействуя с ГидроСОП, сообщества специалистов, занимающихся научными исследованиями и глобальным моделированием, смогут разрабатывать и дорабатывать продукцию совместно с сетью НГС ВМО, повышая практическую ценность продукции для водохозяйственников и увеличивая вклад НГС в будущую водную безопасность.

ВМО и группа ГидроСОП хотят сотрудничать с большим количеством членов и их экспертов в разработке рамочной основы для Системы. ГидроСОП рассчитывает на помощь как в натуральной, так и в финансовой форме для осуществления экспериментального этапа.

Ссылки

¹ The United Nations World Water Development Report 2019: Leaving No One Behind. Paris, UNESCO World Water Development Report 2019: Leaving No One Behind. Paris, UNESCO

Авторы

Алан Дженкинс, Центр экологии и гидрологии СК

Хэрри Диксон, Центр экологии и гидрологии СК

Виктория Барлоу, Центр экологии и гидрологии СК

Кети Смит, Центр экологии и гидрологии СК

Йоханнес Кульман, Секретариат ВМО

Доминик Беро, Секретариат ВМО

Хвирин Ким, Секретариат ВМО

Микаэль Шваб, Секретариат ВМО

Луис Роберто Силва Вара, Секретариат ВМО