Тяжелая вода Рогуна

Таджикские специалисты создают сеть сейсмического мониторинга в районе Нурекской и строящейся Рогунской ГЭС. Это необходимо для отслеживания так называемых спровоцированных землетрясений, которые могут быть вызваны другими природными явлениями или деятельностью человека. «Фергана» узнала, как сегодня исследуются районы крупных гидроэлектростанций и обеспечивается сейсмическая безопасность в Таджикистане и Центральной Азии.

Уникальная сейсмозона

Таджикистан находится в регионе повышенной сейсмической активности. При этом в самой республике есть зоны, требующие особого внимания сейсмологов. Одна из них — Нурекско-Рогунская, где на расстоянии всего около 30 км друг от друга расположены два крупнейших в Центральной Азии водохранилища. С возобновлением строительства Рогунской ГЭС с самой высокой в мире плотиной (335 м) возникла необходимость усилить сейсмический мониторинг в этой зоне.

Объем заполненного почти полвека назад Нурекского водохранилища составляет 10,5 км³, а наполняемого в настоящее время Рогунского будет еще больше — он достигнет 13,3 км³. Сейсмологам известно, что большие водохранилища, особенно в период их заполнения, создают тектоническую напряженность, иначе говоря, порождают слабые колебания почвы, которые называют наведенными (спровоцированными) землетрясениями.

Собит Негматуллаев. Фото "Ферганы"

По словам руководителя Геофизической службы Академии наук (ГС АН) Таджикистана академика Собита Негматуллаева, в республике в настоящее время складываются уникальные гидро- и сейсмологические условия, когда на сравнительно небольшом расстоянии в условиях сложного горного рельефа, подвергаемого постоянным сейсмическим воздействиям, существуют два больших водохранилища со взаимосвязанными гидрорежимами.

«Мы имеем опыт наблюдений при заполнении Нурекского водохранилища и можем уверенно утверждать, что существует прямая зависимость между уровнем воды и числом землетрясений. Идентичный процесс мы наблюдаем в Рогуне: увеличивающийся объем воды оказывает все большее давление на поверхность земли, учащая слабые сотрясения.

Со временем земная кора приспосабливается к новым условиям. Но особенность состоит в том, что необходимо своевременно замедлить или приостановить заполнение водохранилища, чтобы дать ей такую возможность. Определить, высчитать этот момент можно, осуществляя тщательный и непрерывный сейсмоконтроль, накапливая и анализируя его данные. И уже на его основе разработать для Рогунского водохранилища научно-обоснованный режим заполнения, который не спровоцирует сильное землетрясение, превышающее пять баллов. Только тогда эксплуатация плотины и водохранилища будет безопасна», — объясняет Негматуллаев.

Карта эпицентров землетрясений Нурекско-Рогунской зоны. Иллюстрация предоставлена Собитом Негматуллаевым

По данным Геофизической службы, только за 2019 год в Нурекско-Рогунской зоне было зарегистрировано 3277 землетрясений, более 2600 из которых пришлись на район строительства Рогунской ГЭС.

Возрождение сети наблюдений

Постоянный мониторинг в зонах строительства крупных гидроэлектростанций ученые начали вести еще в 1960-е годы, когда в Таджикистане приступили к возведению Нурекской ГЭС. В районе водохранилища станции и на самой плотине была установлена система сейсмического наблюдения. Позднее, в 1980-90-е годы, когда начали строить Рогунскую ГЭС, район мониторинга был расширен до Нурекско-Рогунского полигона. Там стали устанавливать оборудование для непрерывных сейсмических и геофизических наблюдений, но все это было разрушено в годы гражданской войны (1992-1997 гг.). В результате с 1993 года мониторинг был прерван.

В настоящее время совместными усилиями ОАО «Рогунская ГЭС», общественной организации PMP International и ГС АН создается новая локальная сеть сейсмомониторинга для отслеживания спровоцированных землетрясений. Создание такой сети является одним из требований Всемирного банка, который в 2011-2014 годах проводил комплексную экспертизу строительства Рогуна.

На сегодняшний день установлено 14 широкополосных цифровых сейсмостанций. Для завершения создания локальной сети необходимо еще установить сервер, купить компьютерное оборудование со специальным программным обеспечением и обучить специалистов работе на нем. Пока же Нурекско-Рогунская зона мониторится лишь общереспубликанской (опорной) сетью сейсмостанций.

«В наших планах — расширение существующих и создание новых локальный сетей для контроля районов строительства крупных ГЭС. Создаваемая система цифровых широкополосных сейсмических станций со спутниковой связью обеспечит потребности в сейсмологической информации всех научно-исследовательских институтов Таджикистана и других стран и заинтересованных организаций, в первую очередь Министерства энергетики и Главгеологии. В дальнейшем сейсмостанции будут установлены и в соседнем Афганистане», — делится Негматуллаев.

Фотографии «Ферганы»

Важен обмен данными

Геофизическая служба АН Таджикистана участвует и в международном сейсмическом мониторинге в рамках межрегионального проекта «Расширение сейсмической сети Центральной Азии и Кавказа». Ученые регистрируют землетрясения на своей территории, используя новейшую аппаратуру, и обмениваются оперативными данными. Проект финансируется Международным научно-техническим центром (МНТЦ) — межправительственной организацией, объединяющей ученых из 11 стран, в том числе Казахстана, Кыргызстана и Таджикистана.

В Таджикистане ГС АН в последние 15 лет проводит непрерывные сейсмологические наблюдения восемью цифровыми широкополосными сейсмическими станциями, расположенными по всей республике. Они составляют опорную сеть, которая дает возможность получать точные и детальные данные о происходящих в стране землетрясениях.

«Этот проект позволяет Таджикистану расширить и обновить опорную сеть сейсмостанций: республике будут выделены три новые станции и оборудование для модернизации пяти действующих. Также мы получим новое программное обеспечение, а наши молодые специалисты отправятся на обучение в США», — отмечает Негматуллаев.

Пандемия коронавируса не остановила работу по проекту, но внесла свои коррективы. Организация, которая готовила площадки под установку сейсмостанций во всех 11 странах-участницах, из-за пандемии и остановки транспортного сообщения не смогла приехать в Таджикистан. Поэтому сотрудникам Геофизической службы пришлось самим закончить работы по бурению и устройству площадок под установку сейсмостанций. К июлю эти работы были завершены, и специалисты ждут поставку в страну самих станций и оборудования. Монтаж произведут местные квалифицированные инженеры.

Как работают сейсмологи

Геофизическая служба АН находится в центре Душанбе — там, где еще в 1935 году был установлен первый в Таджикистане прибор, регистрирующий землетрясения. Именно сюда от имеющейся сети сейсмостанций в реальном режиме поступают первичные данные опорной сети обо всех землетрясениях, происходящих в радиусе 600 километров.

Азизшо Девонашоев. Фото "Ферганы"

«Цифровые станции состоят из сейсмометра, который записывает колебания земли, и преобразователя, превращающего информацию из аналоговой в цифровую и передающего ее на приемопередатчик. Посредством спутниковой антенны информация передается на сервер центральной сейсмостанции в Душанбе, где она собирается и хранится», — рассказывает старший научный сотрудник ГС АН Азизшо Девонашоев.

Полученная информация обрабатывается, расшифровывается и анализируется группой мониторинга ГС АН, состоящей из пяти сотрудников. На ее основе ежемесячно составляются каталоги и карты эпицентров землетрясений, выпускаются бюллетени. Эти сведения оперативно поступают в КЧС, Минздрав, другие госучреждения и международные организации — Геологическую службу США (USGS) и Европейско-средиземноморский сейсмологический центр. И одновременно, также в режиме реального времени, сведения передаются в сеть объединенных научно-исследовательских институтов сейсмологии (IRIS), становясь доступными ученым-сейсмологам всего мира.

В январе — мае 2020 года цифровыми станциями ГС АН на территории Таджикистана зарегистрировано 8487 землетрясений, 12 из которых были ощутимыми, с магнитудой от 2,9 до 5,3 и от двух до пяти баллов.

Фотографии «Ферганы» и из архива Собита Негматуллаева

«Имеющихся сейчас в Таджикистане восьми сейсмостанций недостаточно, поэтому установка новых — насущная потребность для ученых. Это даст возможность расширить сеть и улучшить качество сейсмического мониторинга. Две полученные станции будут установлены на Памире — в Мургабе и в районе плотины озера Сарез, устойчивость которой давно интересует гидростроителей и ученых. Третья — в горах Гиссара, у реки Зеравшан, что отвечает потребностям сегодняшнего дня. Ведь соседний Узбекистан намерен построить там за свой счет две ГЭС с плотинами высотой около 70 метров», — говорит Собит Негматуллаев.

По словам академика, таджикские сейсмологи уже подготовили для узбекских гидростроителей каталог землетрясений, произошедших в зоне будущего строительства, почти за 120 лет — с 1897 по 2016 год. За этот период там произошло 61 ощутимое землетрясение магнитудой от 2,8 до 6,7, с интенсивностью колебаний на поверхности от 2-3 до 8 баллов.

«Проектировщикам и строителям необходимо вести работы с учетом данных по сейсмичности. Мы стремимся поддерживать постоянные контакты с сейсмологами Узбекистана, поскольку многие проблемы и задачи сейсмологии являются общими для наших стран», — заключил ученый.