О службе гидрологических прогнозов на Урале

       Необходимость в появлении службы гидропрогнозов на Урале возникла в 30-е годы, когда в регионе начала бурно развиваться промышленность, основные крупные горнозаводские районы оказались расположенными на бассейнах небольших рек и наблюдался маловодный период. Остро нуждались в гидрологической информации в это время и судоходство, лесосплав, железные дороги, сельское хозяйство, Каменская ГЭС. Тогда по решению Уральского облисполкома в марте 1934 года при Свердловском бюро погоды был организован сектор гидрологических прогнозов и информаций.
       В первый год работы средняя оправдываемость прогнозов (тогда она называлась удачность) была 66%, в 1935 году – уже 77%. Кстати, это был достаточно высокий процент оправдываемости, т.к. даже согласно современным показателям и критериям оправдываемость долгосрочных гидрологических прогнозов в интервале 70-89,9% соответствует оценке «хорошо».

Строительство Магнитки в Челябинской области

       К 1936 году сектор уже выпускал прогнозы среднемесячных и минимальных летних гори-зонтов воды, ряда элементов весеннего половодья (в т. ч. уровней воды на его спаде для основных судоходных рек бассейнов Уральской области) и сроков начала ледообразования. Затем возникла необходимость прогнозирования притока воды в водохранилища, максимальных уровней и расходов воды для безаварийного пропуска паводковых вод. Руководил в то время гидропрогнозистами Жикин А. К., имевший водное образование, а ведущим специалистом во второй половине 30-х годов была Змиева Е.С., впоследствии доктор географических наук в Гидрометцентре СССР.
       Еще в довоенные годы с созданной и постоянно увеличивающейся единой сети гидрометеоро-логических станций и постов был организован быстрый сбор и передача данных (по радио, телеграфу, телефону), который обеспечивали связисты. Составлялись гидрологические прогнозы путём нахождения корреляционных зависимостей между гидрологическими и метеорологически-ми элементами. В период становления службы в одной упряжке с гидропрогнозистами работали и синоптики. Так, Сухарев К.И., в довоенные годы начальник отдела службы погоды, написал в своих воспоминаниях, что в конце 30-х ему «выпала честь внедрять в работу составление прогнозов перехода температуры воздуха через 0° весной и осенью для прогнозов вскрытия и замерзания рек».

Старое здание Гидрометслужбы

       В 40-е годы согласно архивным данным возглавляла сектор гидрологических прогнозов А. И. Улыбина. В этот период на Урале отмечались высокие половодья и паводки, местами сопро-вождавшиеся катастрофическими последствиями для населения и хозяйств. По заданию гидропрогнозистов через местные исполкомы и заводские паводочные комиссии устанавливались последствия наводнений, проводились опросы старожилов, обследование участков рек и инструментальная высотная привязка затопляемых мест. Исторически выдающиеся половодья и паводки изучались по старым газетам, журналам и вестникам в библиотеках. Именно с 1942 года начала внедряться в практику такая характеристика, как «Критическая или опасная отметка уровня воды». Тогда же был установлен более прогрессивный порядок обеспечения потребителей долгосрочными прогнозами высших уровней половодья с текущими оперативными предупреждениями. По воспоминаниям инженера-гидролога Нежиховского М. Ф., пришедшего в сектор гидропрогнозов и информаций в 1939 году и проработавшего в различных направлениях гидрологии Урала более 50 лет, «это был еще один прорыв в новое состояние обслуживания народнохозяйственных потребителей». Шла Великая Отечественная война, и специалисты сектора с большой самоотдачей (без отпусков и часто без выходных) трудились на основной работе, выпускали гидрологические характеристики и прогнозы, а также заготавливали дрова, расчищали железнодорожные пути, дежурили ночами в подшефном госпитале, стирали раненым белье и бинты.

       После войны вновь увеличилось количество и изменился характер потребителей гидроло-гических прогнозов и оперативной информации, т.к. началось ускоренное проектирование и строительство водохранилищ, дорог и мостов. Страна восстанавливала народное хозяйство, и потребность в гидрометеорологическом обеспечении продолжала возрастать. В 1952 году начальником сектора гидропрогнозов была назначена Летина М.Г., успешно руководившая этим подразделением до выхода на пенсию (1975 г) и неоднократно награжденная благодарностями, почетными грамотами и медалями. Летина М.Г. обладала большими организаторскими способностями, была требовательным начальником «с человеческим лицом», компетентным специалистом. С ней считались, её уважали, на её хрупких с виду плечах сектор (в 1964 году преобразованный в отдел) держался долгие годы. Под руководством Летиной М.Г. гидропрогнозисты продолжали усовершенствовать методы и методики гидрологических прогнозов. Так, в результате увязки данных гидрологических постов железной дороги с данными постов гидрометслужбы, оправдываемость прогнозов максимальных уровней воды по этим постам повысилась на 20-30%.

Начальник отдела гидропрогнозов Летина М.Г.

       Во второй половине 50-х годов наибольший удельный объем работ сектора выполнялся для Управления энергетических хозяйств с их эксплуатирующимися и строящимися ГЭС (Камская, Воткинская и др.), а также для Бельского и крупнейшего тогда в СССР Камского речного пароходства.
Ведущим гидропрогнозистом Свердловского Бюро погоды была Меремьянина П. И., про-работавшая в Уральском УГМС 31 год (с 1948 по 1979). П. И. Меремьянина была разносторонним специалистом высокого класса, занималась научными исследованиями не только водного, но и ледового режима и являлась автором многих методов и методик. Её методику вскрытия для дополнительного анализа гидропрогнозисты используют до сих пор.

Меремьянина П.И.- ведущий гидропрогнозист Свердловского бюро погоды в период 1950-1979 гг.

       В 70-е и до середины 80-х годов наблюдался расцвет гидропрогностической науки и обслуживания. Государство в целях уменьшения ущерба от затоплений выделяло средства на мероприятия, способствующие улучшению предсказания возникновения и развития гидрологических явлений. На бассейнах рек территории Уральского УГМС периодически проводились авиадесантные снегомерные съёмки, а в период с 69 по 86 годы – авиационные гамма-съёмки снежного по-крова. К разработке методов прогнозов с использованием новых технологий подключились науч-но-исследовательские институты. Специалисты отдела также стали применять в работе электрон-но-вычислительную технику. В отделе были проведены оперативно-методические работы по анализу и опытному использованию результатов гамма-съёмок снежного покрова в прогнозах стока весеннего половодья по рекам пяти бассейнов. Штат отдела гидрологических прогнозов и исследований был не только достаточным для обслуживания потребителей фактической и аналитической информацией и для научной работы, но и позволял совершать авиавизуальные наблюдения за снежным покровом и самолётные обследования зон затопления в поймах рек. Количество потребителей информации продолжало расти. Так, в 1985 году отделом (тогда он уже назывался отдел гидропрогнозов и исследований) только прогнозы элементов весеннего половодья рассылались в 362 организации.

Отдел гидрологических прогнозов в конце 70-ых

       В конце 80-х и в 90-е годы гидрометслужба вместе со всей страной переживала тяжелейший период, последствия которого сказываются до сих пор. С 1986 года начала интенсивно сокращаться сеть пунктов гидрометеорологических наблюдений. В 1984-1989 гг. начальником Свердловского Гидрометцентра был Иван Семенович Шахов, который много сделал для того, чтобы смягчить удар от первого вынужденного сокращения постов и станций. Многие помнят, как тяжело и начальнику Гидрометцентра и гидропрогнозистам давался процесс проводимой по указанию «сверху» реорганизации сети, как много было проведено расчетов и дополнительного анализа, пролито «крови и пота», чтобы сократить менее нужные пункты наблюдений, обойтись минимальным снижением качества обслуживания из-за их закрытия. Иван Семенович Шахов всегда, не зависимо от места работы и должности, оказывал прогрессивное влияние на развитие гидрологии и гидропрогнозов на Урале. Это был Гидролог, Руководитель и Человек с большой буквы.

Шахов И.С. — начальник Свердловского Гидрометцентра

       Однако в 90-е сеть гидрометеорологических станций и постов продолжала разрушаться, начались проблемы со штатом и перебои в оперативной передаче данных наблюдений по причинам связи. Информации для выпуска прогнозов катастрофически не хватало. По отдельным бассейнам прогнозы составлялись при отсутствии 30-50% необходимых (использованных в методиках) данных. Тогда-то гидропрогнозисты и стали употреблять термин «работать по обрезанной карте», который синоптики использовали на тренировочных занятиях по составлению прогнозов погоды в условиях ограниченного поступления информации, вызванного возможными военными действиями. В последнем десятилетии прошлого века из-за нехватки специалистов и финансирования объём научных исследований головными институтами уменьшился. Но даже в те кризисные времена, когда основной целью гидропрогнозистов было не снизить резко качество обслуживания, оправдываемость и предупрежденность, на Урале проводились свои методические разработки. В 1994 году УГМС был приобретен программный продукт для моделирования гидрологических процессов с использованием метода группового учёта аргументов, который в тот период значительно ускорил технологический процесс местных научных исследований.

       С проникновением в конце прошлого – начале этого века даже в отдаленные уголки Урала информационных технологий (сотовой связи, электронной почты, интернета) произошли кардинальные изменения в способах передачи, обработки, хранения, распределения и преобразования гидрометеорологического потока данных. Наблюдателей гидрологических постов обеспечили сотовыми телефонами, и теперь гидропрогнозисты могут связаться с ними в любой момент для выяснения ситуации на реках. Передача гидрологической информации с большинства постов начала осуществляться через метеорологические станции по электронной почте, затем часть постов перешла на передачу информации в виде SMS сообщений. Был и такой опыт: когда фотоматериалы, оперативно получаемые от некоторых сетевых работников, успешно использовались гидрологами для объективной оценки ледовой обстановки, сложной паводковой ситуации на реках, что помогало своевременно корректировать прогнозы, точнее информировать потребителей и население. Отдел гидропрогнозов постоянно технически перевооружался. В 2002 году Уральским УГМС был приобретен базовый программный комплекс автоматизированного рабочего места гидролога-оперативника, разработанный ДВНИГМИ. В 2007 году отдел был оснащён АРМ гидролога-прогнозиста, а в 2008 году – новой, обновленной версией программного средства «ГИС Метео».
       В Свердловской области уже установлены первые АГК и ряд постов передаёт данные в ре-жиме онлайн. После модернизации процесса сбора, обработки, хранения информации, оснащения каждого рабочего места необходимыми специализированными программными продуктами, учи-тывающими специфику работы и ускоряющими производственный процесс, появилась возмож-ность создания новых видов продукции и форм её предоставления, прогностические задачи стали решаться более оперативно.

АГК в Черемшанке

       Говоря о поступлении гидрометеорологической информации в отдел (а её подают в день до 400 пунктов наблюдений), невозможно не упомянуть о человеке, который проводил её обработку. Службе гидропрогнозов 82 лет, из них 41 год стояла на страже поступления и качества информации (а раньше и ручного распределения) Сивкова Зинаида Михайловна. Она не прогнозист, но ее вклад в качество прогнозов и предупреждений неоценим. Она управлялась с двумя АРМами одновременно, анализировала, правила ошибки, формировала электронные журналы, запрашивала сетевые подразделения, организовывала передачу данных. Чтобы подготовить прогнозистам исходные материалы, зная, что им важна каждая цифра и счет рабочего времени идет по минутам, Сивкова З. М. могла прийти на работу в 7 утра, работать без обеда, часто в свои выходные дни, и была незаменима несмотря на автоматизацию многих процессов!

Сивкова З.М. 41 лет на страже информации

       Но некоторые проблемы, обрушившиеся на гидропрогнозы в 90-е годы, и сейчас остаются трудноразрешимыми: это нехватка специалистов и дальнейшее уменьшение количества пунктов наблюдений (теперь это происходит в связи с прекращением существования небольших населенных пунктов). Добавляют трудностей в работе и сложный для долгосрочного прогнозирования режим водных объектов и различные гидрометеорологические аномалии, в последние годы регулярно посещающие «опорный край державы».
       Так, только в прошлом 2013 году на территории ФГБУ «Уральское УГМС» наблюдались 3 серьёзные гидрометеорологические аномалии. В августе на юге Челябинской области отмечались экстремально высокие дождевые паводки, уровни воды на пике которых (в реках Урал и Караталаят) превысили максимальные за период наблюдений. Во время сильных дождей и разлива рек произошло подтопление в 16 населенных пунктах 4-х муниципальных образований, было повреждено и подтоплено 11 автомобильных мостов, более 2300 жилых домов и более 1600 приусадебных участков. В этот период уральским гидрологам (как в Челябинске, так и в Екатеринбурге) приходилось работать очень интенсивно (в очередной раз не нормировано), чтобы обеспечить необходимой фактической и аналитической информацией органы власти и МЧС. Осень 2013-го также принесла явления редкой повторяемости. В ноябре гидропрогнозистам пришлось корректировать долгосрочные прогнозы аномально позднего замерзания рек и наибольшего за период наблюдений среднемесячного притока воды в Камское водохранилище. Это, кстати, было сделано с большой заблаговременностью (13-18 дней) и высоким качеством (в основном на оценку «отлично»).

 

Половодье в Челябинской области в 2013 году. Фото Леоновой Д.

       Уральские реки не так давно (в 2008 году) уже замерзали позже поздних сроков, причем старые рекорды были побиты как на несколько дней, так и на 8-18, и даже местами на 25 дней. Жарким летом 2010 года ставили реки рекорды и по маловодью. Многие водные объекты юго-запада Свердловской области маловодны четвертый год подряд, ряд водохранилищ испытывает дефицит водных ресурсов, и здесь помощь гидрометслужбы неоценима. Специализированная ин-формация об ожидаемом низком притоке воды, активное участие в работе Межведомственной рабочей группы по регулированию режимов работы водохозяйственной системы Екатеринбургского промузла позволяют принимать своевременные меры для сохранения необходимых объёмов водопользования и по планированию переброски стока в водохранилища бассейна Чусовой.

 

Маловодье в Красноуфимске в 2010 году. Фото Коршуков Д.А.

       Были на Уральской земле и другие гидрометеорологические аномалии. В 2012 году, например, снегозапасы на большей части территории были наименьшие или близкие к наимень-шим за последние 50-70 лет. В том же году наблюдались такие относительно редкие для Урала явления, как перемерзание участков рек и образование мощных наледей. После серьезного анализа ситуации и изучения фондовых материалов 30-х и 70-х годов, с большой заблаговременностью (начиная с февраля, а по плану выпуск прогнозов в конце марта) гидропрогнозисты стали предупреждать органы власти, МЧС и население (через СМИ) о том, что весной вода пойдет поверх льда и ожидается затопление пойменых участков, а также о возможном массовом образовании заторов льда. В апреле 2012-го на ряде бассейнов так и случилось. Однако, на основании этих консультаций, другой информации и предупреждений отдела гидропрогнозов, был разработан и проведён комплекс мероприятий по обеспечению сохранности и надежности гидротехнических сооружений, проведению взрывных работ для защиты мостов от ледохода, распилов льда, по организации лодочных и паромных переправ и т.д., что в свою очередь позволило уменьшить ущерб от произошедших подтоплений.
       Многие экстремальные гидрометеорологические величины являются предикторами для выпуска прогнозов. Но они не заложены в разработанные корреляционные зависимости, в связи с чем модели зачастую дают большие ошибки в расчетах, а иногда и просто сбой. Поэтому, несмотря на технологический прогресс, в гидропрогнозах по-прежнему востребованы инженерные знания и опыт, мозги и руки, и постоянно проводится усовершенствование действующих методов прогнозов (как по внутреннему плану так и по плану НИР Росгидромета). Специалистами отдела только в последнем пятилетии совместно с ФГБУ «Гидрометцентр России» были проведены раз-работки методов долгосрочных прогнозов весеннего половодья максимальных уровней воды и сроков наступления ледовых явлений на реках бассейна Туры (2009г), а также метода долгосрочного прогноза сроков вскрытия рек бассейна Тобола (2012г). В 2015 году вместе с ФГБУ «СибНИГМИ», профессором Бураковым А.Д. отдел гидропрогнозов приступил к разработке новых автоматизированных методов долгосрочных прогнозов максимальных уровней воды и кратко-срочных прогнозов ежедневных уровней воды.

       28 лет руководит службой гидропрогнозов на Урале Мирошникова Н. Ф. (общий стаж работы в Уральском УГМС 35 года). Сейчас она один из самых опытных начальников гидропрогностических подразделений в России, а отдел, который она возглавляет, один из лучших в России. Средняя успешность всех видов долгосрочных прогнозов, выпущенных в этом веке в ФГБУ «Уральское УГМС» составляет 91%, что соответствует критерию «отлично».

       Специалисты отдела имеют большой стаж работы, внедряют в работу технологические новшества, занимаются научно-техническими разработками, осуществляют высококачественное гидрологическое обслуживание органов власти, и заинтересованных организаций, вносят большой вклад в дело уменьшения негативного влияния гидрометусловий на жизнедеятельность населения.

       Особых достижений, способствующих значительному предотвращённому ущербу, в последние годы добилась ведущий гидролог ОГП Аненко Л. А. (стаж работы в Уральском УГМС 29 лет). В предыдущие 2 года значительная часть ее прогнозов оправдалась с отличным качеством, оправдываемость прогнозов за весну 2015 года составила 95%. В 2016 г. Аненко Л.А. с большой заблаговременностью предсказала высокое половодье на реках Свердловской области, достижение уровнями воды отметок НЯ (неблагоприятных гидрологических явлений), ОЯ (опасных гидрологических явлений), затопления населенных пунктов Свердловской области.