Прогнозирование водопользования

На основе вероятностного прогноза можно построить динамические ряды, которые усреднено, покажут  уровень Каспийского моря в поисковой  модели прогноза с экстраполяцией показателей  прошлого на влияние будущих изменений (Диаграмма 2).

Диаграмма 2. Поисковый прогноз уровня воды Каспийского моря.

Приведенные здесь прогностические  величины характеризуют наиболее вероятное  среднее положение уровня моря и  характеризуют фоновые изменения  уровня моря. В отдельные годы уровни могут существенно отклоняться  от указанных выше отметок.

Результаты расчетов уровня моря на долговременную перспективу  будут время от времени пересматриваться с учетом фактического положения  и тенденции изменения уровня, а также климатических параметров, определяющих формирование водного  баланса моря, и последствий антропогенной  деятельности на водосборном бассейне Каспия. Однако, признавая всю неоднозначность  долгопериодных прогнозов, можно сделать  вывод следующего содержания. Несмотря на то, что в ближайшие годы по прогнозу не ожидается аномальных изменений  уровня моря, риски затопления и подтопления побережья моря, особенно при ветровых нагонах, сохраняются. В наибольшей мере эти процессы могут проявиться непосредственно в приморском регионе субъектов РФ (Астраханская область, Республики Калмыкия и Дагестан). В этих районах прибрежная зона при штормовых нагонах может затапливаться в глубь на расстояние до 30 км от береговой линии [13].

В зоне потенциального затопления и подтопления находятся г. Каспийский (Калмыкия), астраханский заповедник в  приморской части дельты Волги, города Махачкала, Каспийск, Дербент и поселок  Сулак (Республика Дагестан), а также  объекты инфраструктуры: канализационные  и водопроводные сети, железная дорога Кизляр-Астрахань, оросительные системы, объекты рыбного хозяйства, десятки  объектов связи и энергетики, нефтепромыслы, гидрометеорологические посты и т.д.[11].

2.3. Нормативная модель прогноза  уровня Каспийского моря.

Нормативный прогноз изменений  уровня Каспийского моря строится по тем же динамическим рядам, что и  поисковый, учитывая цель прогноза.

Необходимо построить  идеальную модель объекта – без  учета показателей прогнозного  фона, и оптимальную модель объекта  – с учетом оптимальных показателей  прогнозного фона. Выявить альтернативные пути решения проблемы, которая наметилась в поисковом прогнозе как отсутствие управленческого решения по созданию мониторинга за состоянием Каспийского  моря и факторов, влияющих на изменения  его уровня.

Идеальная модель прогноза уровня Каспийского моря представлена на диаграмме 3.

Диаграмма 3. Идеальный прогноз нормативной модели прогнозирования уровня Каспийского моря.

При идеальном прогнозировании  с экстраполяцией на будущее исходного  состояния, наблюдается к 2020 году тенденция  повышения уровня Каспийского моря, и на 2030 год по прогнозу должно достигнуть отметки -27,6. Это значительно ниже, по сравнению с сегодняшней оценкой, но и значительно выше, по сравнению  с оценкой 2015 года [5].

При известных данных идеального прогноза анализируются экспертные оценки относительно этого прогноза, которые выражаются в следующем:

• Из-за бессточности водоема возникают значительные межгодовые колебания его уровня, вследствие чего водная экосистема и экономика прибрежных стран вынуждены приспосабливаться к резко изменяющемуся режиму уровня моря, поэтому идеальная модель не будет достигнута, возможно, никогда.
• Анализ многолетнего ряда наблюдений за уровнем моря указывает на наличие аномальных колебаний с максимальной амплитудой 25 м (за последние десять тысяч лет) и 15 м (за последние 2,5 тысячи лет). Только в течение современной эры (2000 лет), наблюдались 6 крупных трансгрессий Каспия с амплитудой колебаний в пределах 5-10 м, каждый раз опустошавших уже освоенные прибрежные территории. Происходящие изменения цикличны, что взаимоисключает показатели идеальной модели [5].
• С начала проведения инструментальных наблюдений и до 20 века уровень Каспийского моря колебался в среднем около отметки -28 м., если прогнозировать на будущее, то идеальная модель абсолютно включает в себя показатели равные -28 м. По предыдущему опыту ученые утверждают, что изменения уровня Каспийского моря будут нарастать и достигнут к 2030 году отметки приблизительно – 29,25 м [2].

На основе экспертных оценок идеального состояния уровня Каспийского  моря строится оптимальные прогноз с учетом наиболее оптимальных показателей прогнозного фона.

Перечень оптимальных  показателей:

• объем воды в море – 7750 м³;
• разница между максимальным и минимальным (размах) годовым поверхностным притоком речных вод в море – не более 180 км³;
• объем атмосферных осадков – не менее 80 км³;
• максимальная амплитуда испарения – 95 км³, уровень моря при данной цифре будет находиться в некоем равновесии;
• наибольшую часть площади водного зеркала занимают глубины до 100 метров;
• уровня слоя воды – от 0,1 до 0,3 мм.;
• при стабильной годовой температуре уровень моря останется неизменным [9].

С учетом вышеперечисленных  факторов можно построить оптимальную  модель нормативного прогноза уровня Каспийского моря (диаграмма 4).

Диаграмма 4. Нормативная модель прогноз уровня Каспийского моря.

Пока по нормативному прогнозу сильнейших спадов уровня Каспийского  моря не ожидается, в ближайшее десятилетие  отметка будет колебаться в районе -27,68 м. Но через 20 лет уже наблюдается  спад уровня Каспийского моря до отметки -28,6 м., это может быть охарактеризовано лишь тем, что принятие решений на управленческом уровне будет не слишком эффективно [5].

Из-за недостаточности информацилонных  данных и отсутствия разработанных  документов, регулирующих мониторинг изменений Каспийского моря, глава 3 отсутствует, все рекомендации прописываются  во 2 главе, подпункте «Нормативный прогноз».

Исторические циклы отступления  и наступления на берега вод Каспия - явления природные, бороться с которыми на современном этапе можно только превентивными средствами [14]. В этих условиях наиболее приемлемой формой управления этими процессами является гибкая адаптивная стратегия решений, направленных на периодическую корректировку осуществляемых мер с учетом реальной динамики водоема и его берегов и поиск разнообразных путей и способов адаптации общества к этим природным процессам.

Пока в уровне Каспийского  моря существует некоторая стабилизация, возникает целесообразность реализовать  комплекс упреждающих мер по защите объектов народного хозяйства, по переселению  части живого сектора городов  и населенных пунктов и другие мероприятия, обеспечивающие частичную  ликвидацию или предотвращение негативных последствий аномальных колебаний  Каспийскоо моря.

Основное направление  действий должно состоять в создании управленческой системы, способной  адекватно реагировать на изменения  уровня моря и сочетающей в себе элементы защиты отдельных населенных пунктов и наиболее важных участков береговой зоны с возможностями  перемещения из угрожающих районов  производственных мощностей в достаточно сжатые сроки и без больших  экономических потерь.

Стабилизация уровня Каспийского  моря не приведет к немедленному прекращению  потерь. В создавшейся ситуации негативные последствия подъема уровня моря, в том числе связанные с  повышенной вероятностью развития ущербов  от штормовых нагонов, землетрясений, абразивных размывов берегов, будут сказываться (в силу инерции) десятки лет. Последний вывод лишний раз подтверждает необходимость срочного осуществления мероприятий по инженерной защите наиболее уязвимых участков побережья (прежде всего, городов и других населенных пунктов), опираясь на прогноз уровня Каспийского моря [13].

Учитывая, что любое существенное изменение режима колебаний уровня Каспийского моря затронет интересы всех прикаспийских стран, вполне оправданным  представляется вывод о необходимости  международного регламентирования  любых проектов, реализация которых  влияет на водный баланс и морфометрию  Каспия.

Степень неопределенности знаний о характере и тенденциях происходящих в климатической системе изменений  еще очень велика, и приводимые материалы наглядно это демонстрируют. Тем не менее, уделяя должное внимание дальнейшему развитию и улучшению  наших знаний об указанных  процессах,   решительные действия  по  смягчению  последствий этих изменений и по адаптации к ним экономики нужно предпринимать уже в настоящий момент.

Использование выводов и  рекомендаций настоящих материалов при осуществлении национальных действий будет также являться весомым, достойным и конкретным вкладом  Российской Федерации в выполнение международных обязательств в области  климата и его изменений, обязательств по уменьшению опасности и смягчению  последствий стихийных бедствий, обязательств, вытекающих из других международных  конвенций, договоров, протоколов и  соглашений [4].