Skip to main content

Блог инженера

Блог о минимализме, инжинерии и программировании.



Закончил чтение книги «Трагедия или гармония»

  | #Environment

Было интересно прочитать книгу по экологической тематике, изданную в 1973 году, а написанную ещё раньше. Начало 1970х, тема охраны природы только развивается. Юджин Одум и Барри Коммонер, классики экологии ещё относительно молодые исследователи. “Законы экологии”, “Молчаливая весна” уже написаны, но едва ли переведены на русский язык. Вообщем только начинается становление наук про охрану природы.

Около трети книги посвящены прокоммунистической пропаганде. Отчасти, интересно, но скорее печалит расхождение тех блестящих перспектив, что обещались как раз в наше время - 2000 - 2010 годы и действительности. Автоматизация производства стала массовой, но рабочие никуда не делись, а в Юго-Восточной азии на фабриках и вовсе трудятся преимущественно биороботы, которые как-то не вытесняются эффективными и точными роботами. Магнитогидродинамические электростанции не появились вовсе и их час уже, видимо, не настанет. Атомная энергетика в загоне, что снижает одни риски, но увеличивает другие. Внедрение термоядерной энергетики обещается через сорок лет, и сорок лет назад её обещали через сорок лет. Хотя, конечно, прогресс с тех пор немалый.

Электромобили уже реальность, но ещё не массовая. Впрочем, через десятилетие - другое этот прогноз должен оправдаться.

“Зелёная революция” продолжается, хоть и не в России. Урожайность зерна в Краснодарском крае в 1970е - 35,5 центнеров с гектара. Сегодня, по данным Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) урожайность зенровых в Китае - 51 центнеров с гектара (в 1980х Китай отставал от Краснодарского края в 1970е), а в Бельгии - 84.14 ц/га, а вот в России средняя урожайность на 2005 год - 18,52 центнера с гектара. Развитые страны по-прежнему снимают огромные урожаи с малых площадей, а отстающие не победили голод. Причем по-прежнему дело не в недостатке продовольствия, а в экономике.

Кое-какие пессимистичные прогнозы не оправдались. Например, ожидалось что большая часть нефти в СССР уже будет добываться с шельфа и морского дна.

Интересно было читать про советские планы преобразования природы. Целая глава посвящена откачке воды из Оби в бассеин рек Амурдарья и Сырдарья. Уже в те годы весь сток Сырдарьи и значительная часть стока Амурдарьи разбирались для орошения земель. Я был очень удивлён узнав, что усыхание Аральского моря было вполне ожидаемым. Мой выбор профессии в большой степени определялся как раз тем, что я читал про снижение биоразнообразия, высыхание Арала и про это писали как про “неожиданные катастрофы” и вот, на странице 240 я читаю:

Итак, Сырдарья фактически “вышла из игры”. Вся надежда на Амурдарью. Но нельзя, как говорят на востоке, снять две шкуры с одного барана. Не сможет Амурдарья одновременно питать грандиозный Каракумский канал (с перспективой его полного использования) и поддерживать водный баланс Арала!

Аральское море начинает умирать. За последнее время уровень его упал на полтора метра по сравнению со средней отметкой. Это много для Арала, ведь средние глубины его не превышают 20-25 метров.

Перед началом штурма пустынных земель было высказано опасение, что уровень Аральского моря упадёт на 17,6 метра. Но вот площадь орошения советской Средней Азии и Афганистане достигла расчётной, а уровень Арала упал только на 1,5 метра”.

То есть вполне себе научно-популярная литература сообщала об ожидаемом падении уровня воды. Но больших опасений это не вызывало потому, что предполагалось использовать избыточное увлажнение Западной Сибири. Проект, как минимум, интересный. Я не сторонник невмешательства в природу, при нынешней численности населения это физически невозможно, другое дело, что в любых изменениях есть и положительные и отрицательные изменения.

Вот карта плана переброса северных рек в Среднюю Азию.

Поворот северных рек

Фактически, предлагалось решить две проблемы, орошать поля в Средней Азии и решить проблему с избыточным увлажнением на месторождениях Западной Сибири. Привожу цитату:

Значительная часть осадков, выпадающих в Сибири в виде дождя и снега, приносится воздушными массами с запада, востока и северо-запада. Известно, что склоны гор, обращенные в сторону влажных ветров, получают значительно больше осадков, чем противополояшые склоны тех же хребтов. Поэтому горное полукольцо Западно-Сибирской низменности, встречая своей каменной грудью влажные ветры, задерживает львиную долю осадков. ….

Спокойная равнинность, необычайно малые продольные уклоны тихо текущих многоводпых рек мало, способствуют оттоку влаги из прилегающих земель в реку. Например, продольные уклоны в среднем и,нижнем течении реки Оби в 10—12 раз меньше уклонов Амударьи и даже в 4 раза меньше уклонов Северной Двины, хотя эта река и сама протекает в равнинной, влажной и прохладной местности.

Незначительность уклонов, или, как говорят гидрогеологи, «уплощенность продольного профиля рек», обусловлена не только рельефом местности, но и режимом речного стока. А режим этот активно содействует уменьшению дренажных возможностей рек и заболачиванию окружающих территорий. Почти все короткое сибирское лето на реках продолжается весенне-летнее половодье. Это значит, что высокий уровень воды держится долго, а падает очень медленно, затапливая большие площади, а еще больше подтапливая за счет подъема грунтовых вод.

Ученых, конечно, интересовала причина столь необычно долгих половодий западно-сибирских рек. Основным виновником является разновременность таяния снегов и ледников, выпадания обильных дождей и оттаивания сезонной мерзлоты на огромных пространствах равнины и окантовывающих ее гор.

Определенную роль играют тут и упоминавшиеся нами местные поднятия и гряды, внешне хотя и малозаметно, но дробящие равнины. Талая и дождевая вода с таких вышерасположенных участков начинает поступать в Обь и другие крупные реки значительно раньше, чем начинаются паводки в притоках.

В конечном итоге разновременность периодов образования паводков и особенности рельефа не только ведут к очень большой продолжительности половодья, но и создают характерную систему «подпоров» паводковых вод. Как правило, большая паводковая вода притоков приходит к основным рекам, когда те уже успели поднять уровень своих вод. А по притокам продолжает прибывать все большее количество воды. Но поскольку в основной реке (например, Оби) уровень воды уже повышен, то и образуется подпор многочисленных боковых притоков. Им ничего не остается, как повышать уровень своих вод, заливая прибрежные пространства.

Мы знаем, реки — собиратели влаги. Но в Западной Сибири почти все теплое время года большинство рек, вместо того чтобы осуществлять дренаж территории своего бассейна (то есть функции сбора, точнее, оттока поверхностных вод), фактически способствуют избыточному переувлажнению окружающих земель, помогают застою и даже накоплению воды. В общем реки «работают наоборот».

Ежегодно на территории Западной Сибири (в среднем) задерживается и накапливается слой воды от 1 до 9 сантиметров. Эта влага в основной своей части консервируется в торфяниках непрерывно растущих болотных массивов. Западно-Сибирская низменность как бы величайшая в мире «фабрика торфа»: в среднем каждый гектар здесь «производит» за год 70 кубических метров нового торфа.

Таким образом понижение уровня Оби должно было убрать подпор с северных рек и заставить их снова “выполнять свою функцию”, дренировать сток. Это должно было повернуть вспять процессы заболачивания, освободить большие территории, снизить затраты на освоение месторождений. В тех объектах, что я проектирую, приходится размещать промышленные площадке на отсыпке высотой до трёх метров.

К сожалению, в книге ничего не пишут про негативные прогнозы. Навскидку, я вижу следующие проблемы:

1) Понижение уровня грунтовых вод привело бы к освобождению гигантских объёмов воздушно-сухого и просто сухого торфа. Из лета 2010 мы знаем, что торф - отлично горит на пожарах, в Подмосковье всерьез планируют заводнять осушенные ранее торфяники. При осушении всей Западно-Сибирской равнины заводнить осушенные ранее территории было бы совершенно невозможно, значит высокий риск торфяных пожаров на территории, насыщенной нефтебазами, магистральными и нефтесборными трубопроводами, резервуарными парками и прочими объектами нефтегазовой инфраструктуры и гиганские затраты на выторфовку строящихся объектов, которые могут быть выше затрат на отсыпку.

2) Массовая сукцессия ландшафтов. Климатические условия такие, что должны бы вырасти хорошие леса, но гарантировать это проблематично. Смена биоценозов не проходит беспроблемно, а на них обитают редкие и исчезающие виды животных, трудно или невозможно предсказать, что бы случилось с ними в ходе сукцессии.

3) Учитывая последовавший через 18 лет после написания книги развал СССР, а также тот факт, что к 1991 году уже должна была действовать первая очередь гидросистемы последствия были бы даже более разрушительными. Скорее всего, с развалом государства перестала бы действовать и гидросистема Западная Сибирь - Средняя Азия. Т.е. сперва бы на какое-то количество лет подпор северных рек бы уменьшился, на осушенных участках были бы построены кустовые площадки, другие объекты, после чего уровень воды поднялся бы вновь, что очень плохо для биоценозов и для производственных объектов.

Вообщем, даже навскидку, переброс северных рек в Азию имеет и существенные плюсы и большие минусы, так что обсуждение должно вестись не только на уровне специалистов и партийных функционеров, такие преобразования требуют как минимум референдума. В условиях и СССР и современной Росиии это выглядит немыслимым, а население России сразу после развала СССР было против строительства, даже если бы оно оставалось экономически возможным. Целые развороты газеты “Аргументы и факты” до того, как она стала бульварным таблоидом посвящались анализу проекта переброски рек.

Интересно, что автор книги не отрицает возможных негативных последствий, но утверждает, что они возможны лишь в буржуазных странах, будто там другая природа или инженеры. Вот что он пишет про изменение гидрологического режима Рейна в 1817-1877 годах:

В этом отношении характерна судьба «капитальной реконструкции» верхнего Рейна, проведенная в 1817—1877 годах.

Известный немецкий инженер Тулла поставил перед собой задачу ликвидации наводнений и больших весенних половодий, затапливающих значительные территории сельскохозяйственных угодий. Одновременно решались задачи убыстрения течения реки, осушения некоторых пойменных земель и «преобразования» Рейна на всем протяжении в удобную судоходную артерию.

Как же решались эти задачи? Инженер Тулла отлично знал свое дело. Точные расчеты, которым предшествовали тщательные геологические и гидрогеологические исследования, легли в основу добротно выполненного проекта. В ходе его осуществления у Рейна были отрезаны многие излучины и почти все рукава и старицы. В низинных районах на многие километры потянулись ровные и четкие, выполненные с немецкой аккуратностью дамбы и набережные. Река, ускорив свой бег, потекла в спрямленном, довольно узком русле.

Не правда ли, ситуация, во многом сходная с планами реконструкции Оби и Иртыша? И ожидаемые результаты во многом схожи. Действительно, у Рейна возросла скорость течения: к удивлению местных бауэров, половодья стали протекать молниеносно, а болотистые низины превратились в сухие земли.

Но произошли и другие явления, которых не ожидал автор проекта. Быстрый, стесненный поток воды начал энергично размывать свое ложе. Резко снизился уровень вод, иссякли колодцы, гибли деревья. По воле людей в Верхнерейнскую долину пришла засуха и даже широко распространилась… верблюжья колючка!

Теперь не начало XIX, а последнее тридцатилетие XX века, коллективы современных проектировщиков в отличие от инженера Туллы довольно точно знают и предопределяют не только гидроинженерные вопросы, но и сложный комплекс экологических проблем.

Из всех проблем, связанных с осушением территории Западной Сибири автор указывает только одну:

Пока что и в тайге, и на верховом болоте, и в лесотундре в своем естественном состоянии испарение влаги (прямое и транспирация) является в летние месяцы основным «потребителем» солнечного тепла. А солнца в Западной Сибири хватает, и этот сугубо континентальный участок земной поверхности, если уменьшится количество влаги, может раскаляться, как сковорода. Бесспорное подтверждение тому мы найдем, не только заглянув в засушливый год в Кулундинскую степь, но даже в северной тайге, на любом участке «суходола». Здесь затрата тепла на испарение резко снижается, и на первое место выходит затрата тепла на турбулентный теплообмен. Это значит, что при отсутствии грунтовой переувлажненности в летние месяцы в зонах Западно-Сибирской тайги и даже лесотундры периодически может не хватать влаги и образовываться засуха.

В насквозь мокром, холодном лесе, в гнилых местах активного роста болот увидеть потенциальные возможности засух на будущих осушенных: площадях можно только сквозь лупу точных научных знаний. Эмпирика и чисто инженерные расчеты гидротехнических сооружений тут не помогут.

К сожалению, “точный расчёт” последствий изменений природы невозможен и сегодня. Нет аналогов подобных преобразований природы, поэтому какие-нибудь неожиданности будут неприменно. Моделирование экологических систем по-прежнему модное направление экологии, но “проверить алгеброй гармонию природы” с достаточной точностью по-прежнему невозможно. Природные зависимости нелинейны. Одни виды могут легко найти замену своей привычной пище при смене биоценозов, другие исчезают, третьи неожиданно начинают процеветать вытесняя менее приспособленных в узкие экологические ниши.

Некоторые вещи удивили. Например, автор размышляет о Единой автоматизированной системе связи (ЕАСС). Уж не знаю, выдумка ли это автора или реальный проект, но описывается это так:

Будет создана стройная система информаториев, или, как некоторые их называют, «информационных банков». Абсолютно вся информация, будь то сложнейшие расчеты, чертежи, фотографии, кинохроника, плановая или отчетная документация,— в общем все — будет кодироваться определенными сигналами и поступать в элементы электронной памяти. ….

ЕАСС, выдавая информацию через видеотелефон, сможет воспроизводить текст, рисунки, кинематографическое изображение с дикторским, а, если надо, то и музыкальным сопровождением. При беспрецедентном росте количественной и качественной сложности человеческой деятельности это является объективно неизбежным шагом цивилизации.

Наверное, это был самый полно исполнившийся прогноз во всей книге :) Информационные банки - в виде сайтов и видеотелефоны в виде современных компьютеров с подключением к интернет.

Крайне удивил меня такой пассаж:

Теперь не вызывает сомнения, что действие электромагнитных полей проявляется всегда и постоянно на всех «этажах»: на уровне клетки, органа и всего организма. Живое в условиях нашей планеты возникло и эволюционировалось именно в слабых полях. При этом взаимодействие полей и живого бывает двух сортов — энергетическое и информационное.

При информационном воздействии энергия сама по себе играет третьестепенную роль. Вспомните телефонный аппарат. По проводам бежит ничтожно слабый ток. От телефонной трубки не зажечь и лампочки карманного фонарика. Тут важен не ток, а та информация, которую он с собой несет.

Дальнейшее чтение всё прояснило. Автор, придерживаясь научного материализма все же не относил “информационные поля” к полям физическим. Но всё же написал:

Таким образом, различные, как правило слабые, электромагнитные волны, неся в себе определенную информацию, передают ее из окружающей среды в организм, передают ее также между частями организма и, похвсей вероятности, между отдельными организмами. При этом наблюдается характерная особенность — с увеличением сложности организма возрастает его чувствительность к более слабым полям, а также его «отзывчивость» на большее число волн разных частот. Поэтому самым чутким из живых камертонов является организм человека.

С тех пор тему “информационного обмена” оседлало множество шарлатанов и теперь у большинства настоящих учёных идиосинкразия к подобным явлениям, тем более, что за прошедшие 40 лет больше ясности в этом вопросе не стало, зато псевдонаучные “исследования” добавили множество путаницы. Жаль, тема по-прежнему интересная, но с её подмоченной репутацией мало кто из учёных будет ей заниматься.

Вообщем, я могу порекомендовать эту книгу к “быстрому” прочтению. Можно выпустить целые главы, где описывается так и не наступившее будущее, но главы: “Начало конца”, “Проблемы урбанизации”, “Хватит ли нам океана?”, “Конструктивная география” к прочтению рекомендую. Ещё из книги можно подчерпнуть некоторые популярные сведения по общей биологи. Приведены схемы больших круговоротов вещества в природе.

About Mikhail Kiselev

Photo of Mikhail Kiselev

Приветствую в моём блоге! 😄 Меня зовут Михаил. Я инженер и программист. Живу в Сибири, работаю на Сахалине, путешествую где придётся. Я предпочитаю пост в блог посту в твиттер. Описание полезной технологии или гаджета предпочитаю описанию заката или посиделок в кафе.