Совместная долгосрочная научно-исследовательская программа между ИГУ и Савойским университетом (Шамбери, Франция)в рамках деятельности кафедры водных ресурсов ЮНЕСКО)

Оглавление:

• Исследуемые регионы
• Ближайшие и долгосрочные цели
• Ожидаемые результаты
• Участвующие учреждения
• Программа научных исследований

В соответствии с рамочным соглашением о сотрудничестве между ИГУ и Савойским университетом, с учётом имеющегося научного потенциала и научных интересов (исследование известных озёр Байкал - Бурже - Анси - Леман), в связи с открытием при Иркутском государственном университете международной кафедры водных ресурсов под игидой ЮНЕСКО и утверждением ЮНЕСКО кандидатур заведующего кафедрой в лице ректора ИГУ, профессора Смирнова А.И. и созаведующего кафедрой в лице профессора Баттести, директора Высшей инженерной школы Савойского университета, разработана совместная программа сотрудничества.

Целью деятельности кафедры является содействие созданию интегрированной системы в области научных исследований, образования, разработки документации и информации во всех областях, касающихся водных ресурсов.

Кафедра позволит сформировать широкую сеть партнёров, привлечённых двумя университетами, представителей университетской и академической науки, экономических кругов, региональных, государственных и международных организаций с целью поддержки изучения, развития, охраны и рационального использования водных ресурсов (прибрежных зон, рек, озёр и подземных вод) и передачи полученных результатов заинтересованным странам и организациям.

 

Исследуемые регионы

Иркутский государственный университет

• Европа:
  • Франция.
• Азиатский континент:
  • великие олиготрофные водоёмы Байкальского бассейна - Байкал (Россия);
  • республика Бурятия (Российская Федерация);
  • сток озера Байкал - река Ангара;
  • водохранилища Ангарского каскада ГЭС;
  • река Енисей.

Савойский университет

• Европа:
  • Франция.
• Восточная Сибирь: 
  • оз. Байкал;
  • Байкальский регион;
  • Республика Бурятия (Российская Федерация).

Области и дисциплины исследования: науки о Земле, гидрогеохимия, география, геология, гидрология, экология, гидробиология, долгосрочное развитие.

Вернуться в оглавление

  

Ближайшие и долгосрочные цели

 

В области образования:

1. Реализация принципа непрерывного образования: школа - высшее учебное заведение - поствузовская подготовка.
2. Разработка новых обучающих программ подготовки специалистов в области познания функционирования водных экосистем Европы, Центральной и Восточной Азии.

Достижение этих целей осуществляется путем:

• создания в Иркутском государственном университете научного направления "Водные ресурсы", включающего различные специализации, при участии биолого-почвенного, геологического, географического и химического факультетов;
• проведения ознакомительных, учебных, производственных и преддипломных практик российских и зарубежных студентов на озере Байкал и других водных объектах Восточной Сибири; подобные практики, касающиеся исследования подземных и поверхностных вод, могли бы осуществляться во французских Альпах, организацией которых будет заниматься Савойский университет;
• обмена студенческими группами и ведущими учеными для проведения совместных исследований, чтения лекций;
• руководства и со-руководства магистерскими и дипломными работами, аспирантами и докторантами; представленные работы, в зависимости от их результата, могли бы иметь гриф "Кафедра водных ресурсов ЮНЕСКО".
• проведения российских и международных студенческих экспедиций, семинаров и научных школ по проблематике кафедры "Водных ресурсов"

в области научных исследований:

• Изучение закономерностей формирования качественного и количественного состава природных вод исследуемых регионов.
• Разработка теоретических и методологических основ комплексного освоения и рационального использования водных ресурсов, изучение взаимосвязи и взаимодействия наземной и подземной гидросферы.
• Расширение геополитического анализа водных ресурсов, являющегося частью экспертной деятельности Савойского университета.
• Создание доступного на сервере банка данных о водных ресурсах исследуемых регионов

в области научных контактов и распространения информации:
организация запрограммированных мероприятий

• Проведение международного симпозиума "Современное состояние гидросферы в условиях антропогенного воздействия", август 2002 г.
• Проведение конференции молодых ученых совместно с СО РАН, октябрь 2001 г.
• Проведение конференции "Проблемы экологии Прибайкалья", октябрь 2001.
• Проведение конференции "Гидроминеральные ресурсы Восточной Сибири", декабрь 2001.
• Проведение "Дней французской ассоциации карстологов в Арбай (Атлантические Пиренеи) по управлению карстовыми водами гор средней высоты, сентябрь 2001.
• Организация коллоквиума по проблемам гидрологии известковой местности, Безансон (Франция), сентябрь 2001.
• Организация симпозиума по проблемам воды в Экс-ле-бэн в 2003 г. при поддержке центра Жака Картье.

Вернуться в оглавление

 

Ожидаемые результаты:

• Создание экспериментальных баз по исследованию различных типов гидросистем, позволяющих оценить их функционирование, динамику и эволюцию относительно антропогенного воздействия.
• Высококвалифицированные специалисты, владеющие современными методами исследования, анализа, прогноза и управления водными ресурсами.
• Учебные пособия, учебники, методические указания, монографии по гидробиологии, гидрохимии, гидрофизике, экоаналитике, прикладной экологии и в области долгосрочного управления подземных и поверхностных гидросистем.
• Комплексная оценка состояния исследованных водных ресурсов (управление ресурсами).
• Рекомендации по освоению и рациональному использованию водных ресурсов.
• Банк данных места учебных практик (физические, химические и биологические параметры).
• Модели процессов, определяющих функционирование континентальных водных систем.
• Совместный аналитический центр.
• Сеть станций долговременного наблюдения за состоянием водных систем региона.

Вернуться в оглавление

 

Участвующие учреждения:

• Иркутский государственный университет:
  • биолого-почвенный факультет
  • геологический факультет
  • географический факультет
  • химический факультет
  • НИИ биологии Иркутского государственного университета
  • Межвузовская региональная лаборатория экологических исследований (при ИГУ)
• Бурятский государственный университет
• Институт земной коры СО РАН
• Институт геохимии СО РАН
• Байкальский музей СО РАН

 

• Высшая инженерная школа Шамбери (ESIGEC):
  • лаборатория молекулярной химии и окружающей среды (LCME)
  • лаборатория трансферта и влияния загрязняющих веществ на окружающую среду (TEPE)
• Междисциплинарный научный центр горы:
  • лаборатория географии (LGUS)
  • лаборатория геологии и гидрологии водосодержащих горных образований (водных гор) (LGHAM)
  • центр изучения трофических систем озерных экосистем (L'UMR CARRTEL INRA)
  • лаборатория геологии Альп (LGCA, команда M. Десме по изучению озер)
• Факультет права и экономики со специализациями:
  • местные коллективы и ассоциации и экономическое развитие
  • экономика спорта и досуга
• Областное управление региона Рона-Альпы по окружающей среде (города и ландшафт).
• Комиссия по изучению карстовых явлений при Государственном Комитете географии.6. Общество по изучению гротов района Шоранс-Веркор 

Вернуться в оглавление

   

Программа научных исследований

 

I. Мониторинг экосистемы озера Байкал и других крупных водных объектов

Иркутский государственный университет

• Физико-химическая характеристика и ионно-солевой состав, биогенные элементы, растворенное органическое вещество
• Изучение пространственно-временной динамики структурно-функциональных параметров сообществ пелагиали озера: автотрофного звена (уровень первичной продукции, содержание хлорофилла "а", видовой состав планктонных водорослей) и гетеротрофного звена, включая зоопланктон (видовой состав, численность и биомасса)
• Изучение пространственно-временной динамики микроорганизмов (численности и продуктивности различных групп микроорганизмов, их роли в деструкции автохтонного и аллохтонного органического вещества)
• Санитарно-бактериологический контроль качества вод (патогенные микроорганизмы и вирусы, населяющие толщу вод).
• Изучение влияния локально действующих биотических и антропогенных факторов на фоне глобальных изменений на сбалансированность продукционно-деструкционных процессов, оценка риска эвтрофирования
• Изучение структурно-функциональных параметров сообществ литорали в том числе определение структуры сообществ зообентоса, его численности и биомассы; определение структуры сообществ фитобентоса, в том числе макрофитов.
• Изучение взаимосвязи экосистемных процессов в водоеме с потребительскими качествами воды
• Математическое моделирование влияния биогенных элементов и приоритетных загрязнителей на экосистемные процессы на основе модельных экспериментов с мезокосмами.
• Исследование, оценка и управление ресурсами лосевых (Salmonidae) и прочих рыб
• Создание негидростатической нестационарной трёхмерной нелинейной модели гидротермодинамических процессов стратифицированных водоёмов.
• Разработка математической модели взаимодействия атмосферы и гидросферы.
• Создание модели переноса и трансформации примесей в реках и озёрах.
• Получение долговременных рядов наблюдений за состоянием компонентов водных экосистем на опорных станциях и полигонах.
• Исследование основных параметров геохимических циклов водных экосистем: объемов, потоков, концентраций и форм нахождения химических элементов.

Савойский университет

• Прикладная экология: - роль и использование водной растительности - роль биофильмов (съемок) в водных средах
• Прикладная биология: экотоксикология, очистка вод через экстенсивные системы растений - русла макрофитовые, изучение и разработка систем фиксирующих бактерий
• Биохимия и биотехнологии, применяемые к окружающей среде - изучение энзимной микробной деятельности
• Развитие методов анализа озерных систем (методы, вписывающиеся в рамках общего направления, связанного с сохранением и оздоровлением озерных бассейнов; управление риском, вызванным качеством озерной среды (озеро как реципиент водных артерий). Направление предполагает изучение следующих вопросов:
      - состояние сред BU;
      - состояние озерной среды;
      - составление программы по защите и управлению чувствительными средами;
      - разработка показателей трофического состояния озер.
• Изучение возможностей размещения биологических экстенсивных систем зависимости от источников загрязнения.
• Применение системной модели поступления воды и веществ в горных озерах, питаемых подземными и поверхностными водами.
• Частичное моделирование воздействия изменения окружающей среды на некоторые составляющие озерного биоценоза.
• Изучение эволюции популяции рыб в зависимости от трофичесого состояния и способов управления озерами и их бассейнами.
• Изучения взаимодействия между бассейнами озер и самими озерами с точки зрения поступления питательных веществ и микроорганизмов.
• Изучение эволюции трофических цепей (бактерий, фитопланктона, зоопланктона, рыб) в зависимости от факторов окружающей среды и антропогенного воздействия.
• Изучение эволюции микробного и водорослевого биоразнообразия в зависимости от факторов окружающей среды и антропогенного воздействия.

II. Поиск, характеристика и анализ управления водными, термальнымии карстовыми ресурсами

Иркутский государственный университет

• Изучение закономерностей формирования и распространения, состава и ресурсов минеральных (лечебных, карстовых и термоэнергетических) вод. Взаимосвязь поверхностной и подземной гидросферы.
• Типизация известных и выявление новых видов минеральных вод и гидроминерального сырья в регионах с различной неотектонической активностью.
• Теоретическое и методологическое обоснование оценки запасов и качества различных (в том числе, и новых, нетрадиционных) видов минеральных ресурсов (холодных и термальных углекислых, азотных и метановых подземных карстовых и трещенно-жильных вод и озёрных комплексов).
• Изучение условий и особенностей формирования состава и взаимодействия подземной и поверхностной гидросферы.
• Изучение карстовых процессов.
• Изучение высокоминерализованных озер Прибайкалья
• Создание моделей гидрогеодинамического режима, физико-химических процессов и равновесий в системе вода-порода-газ для подземной гидросферы.
• Исследование геохимического баланса озера Байкал и водохранилищ Ангарского каскада.
• Сравнительный анализ опыта управления водными ресурсами в регионах организаций-участников кафедры.

Савойский университет

• Изучение происхождения, путей проникновения и способов минерализации горячих источников, а также внутренней конфигурации карстовых источников и их функции экологической ниши для биоценоза полезных микроорганизмов (Beggiotoa) и вредных для человека (Zegionellae).
• Определение физико-химических параметров, содержащихся при развитии загрязняющих веществ с целью моделирования феноменов (кинетика, транспорт и др.).
• Исследование горных карстовых источников в их взаимодействии с другими гидросистемами (ледники и криосфера). Использование обсерваторий и экспериментальных баз, постоянно фиксирующих количественные и качественные характеристики подземных и высокогорных гидросистем (ледников, высокогорных озер, горных рек).
• Анализ сравнительной характеристики бассейнов озера Байкал и Буржэ в области гидротермальных исследований и взаимодействий с карстом.
• Изучение горных карстовых источников, описание и изучение характеристик карстовых источников, обнаружение концентрированных источников в ненасыщенной зоне.
• Изучение динамики горных карстов.
• Моделирование концентрированных и рассеянных потоков в ненасыщенной карстовой зоне с учетом окружающей среды.

III. Контроль и улучшение качества воды

Иркутский государственный университет

• Определение закономерностей распределения, биоиндикации приоритетных загрязнителей группы полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и тяжелых металлов в поверхностных и грунтовых водах.
• Определение закономерностей распределения и биоиндикации нефтепродуктов и продуктов их трансформации в поверхностных и грунтовых водах.
• Организация совместного аналитического центра на основе интегрирования лабораторных возможностей участников.
• Организация системы контроля качества определения химических параметров водных экосистем. Проведение комплексного межлабораторного аналитического эксперимента участников кафедры.

Савойский университет

• Изучение современного состояния загрязнения посредством обследования, переписи сильно загрязнённых участков, взятия проб и их анализа.
• Изучение развития микроорганизмов, порождающих токсические соединения (цианобактерии).
• Количественное определение и эволюция микрозагрязнителей в различных состояниях окружающей среды (атмосфере, гидросфере и почве).
• Изучение процессов абиотической деградации (гидролиз, фотоокисление, окисление химическими радикалами).
• Идентификация продуктов распада
• Воздействие на природные экосистемы (климатического, оздоровительного характера).
• Обнаружение средств, приспособленных уменьшить загрязнение окружающей среды (исходящее от экономической деятельности, развития урбанизации и т.д.).
• Поиск технических решений для сокращения сбросов (очистные сооружения, полуавтономная дезинфекция, решения, связанные с обработкой промышленных стоков, работа по "обработке" дорожных загрязнителей).
• Ускорение окисления промышленных стоков посредством подключения звуковой химии (сонохимии) к имеющимся классическим процедурам (способам) окисления (ультразвук с UV, ультразвук с озоном, ультразвук с UV и озоном).
• Специфическая адсорбция загрязняющих веществ в водном растворе или в газовом состоянии посредством синтеза окисей на больших поверхностях (катализ реакций), посредством синтеза волокнистых углеродосодержащих материалов или окисей, функционирующих на поверхности (новое поколение активного угля).
• Защита, обустройство и восстановление водных сред: управление влажными зонами, восстановление побережья, управление фауной и флорой.

ожидаемые результаты работ:

Иркутский государственный университет

• Данные о пространственно-временной динамике структурно-функциональных параметров сообществ пелагиали Байкала
• Санитарно-бактериологические характеристики качества вод (патогенные микроорганизмы и вирусы, населяющие толщу вод)
• Прогноз влияния антропогенных факторов на фоне глобальных изменений на сбалансированность продукционно-деструкционных процессов, оценка риска эвтрофирования
• Данные о структурно-функциональных параметрах сообществ литорали. Карты-схемы распределения донных сообществ в биотопах, подверженных и неподверженных влиянию антропогенных факторов
• Математическая модель влияния биогенных элементов и приоритетных загрязнителей на экосистемные процессы на основе модельных экспериментов с мезокосмами
• Прогноз запасов лососевых (Salmonidae) и прочих рыб
• Система знаний о формировании гидроминеральных ресурсов и карстовых вод
• Основные факторы, определяющие условия формирования, распределения и динамику изменения ресурсов и состава подземных вод.
• Установление генетических источников и условий формирования месторождений минеральных и карстовых вод и гидроминерального сырья.
• Многофакторное влияние (температуры, состав раствора, физико-химические условия и пр. факторы) на растворение, комплексо - и осадкообразование. Полученные результаты позволят определить приоритетные физико-химические процессы, ответственные за состав минеральных и карстовых вод.
• Негидростатическая нестационарная трехмерная нелинейная модель гидротермодинамических процессов стратифицированных водоемов.
• Модель переноса и трансформации газовых и аэрозольных примесей с учетом химических реакций.
• Математическая модель взаимодействия атмосферы и гидросферы.
• Отражение результатов исследований различных рабочих групп в серии обобщающих монографий для крупных природных регионов и отдельных стран.
• Долговременные ряды наблюдений на ключевых участках водных экосистем.
• Балансовые модели геохимических циклов изученных водных систем.
• Обоснованная система стандартов качества воды и приоритетных элементов природного и техногенного происхождения, определяющих полезность вод региона.
• Совместный аналитический центр на основе интегрирования лабораторных возможностей участников.

Савойский университет

• Разработка ведущего направления по предупредительным мерам и очистке от загрязняющих веществ (типа SAGE- схема управления водными ресурсами), принимая во внимание специфику стекающих в озеро вод и чувствительность биоценоза озера.
• Моделирование влияния изменения окружающей среды на основные структурные и функциональные характеристики альпийских озер.
• Оценка влияния способов управления бассейнами озер на их функционирование.Эта деятельность должна позволить:
      - учесть социально
      - экономические потребности использования воды (питьевая вода, электроэнергия…)
      - сохранить качество воды, необходимое для поддержания биоценоза эндемиков озер и впадающих в них водных артерий.
• Системное моделирование способов просачивания в карсте: определение внутреннего (геология, карстогенезис) и внешнего (геоморфология, био-почвенное покрытие…) контроля.
• Динамика и функционирование горных водных карстовых систем, питаемых поверхностными гидросистемами (концентрированные просачивания) илипитающих эти гидросистемы.
• Многопараметрическое исследование условий седиментации карбонатов и нерастворимых веществ в недрах и вне карста. Фиксация содержания компонентов в осадках внутреннего и внешнего карста. Влияние этих осадков на качество карстовых вод.
• Термодинамический подход функционирования и динамики карстовых вод в горных массивах.
• Обобщение результатов, полученных различными группами исследователей, работающих в области карста, может быть опубликовано в журнале "Карстология", выпускаемом лабораторией географии Савойского университета (журнал класса А).

Иркутский государственный университет: Заведующий кафедрой водных ресурсов ЮНЕСКО при ИГУ, ректор ИГУ профессор Aлександр СМИРНОВ

Савойский университет: Со-заведующий кафедрой водных ресурсов ЮНЕСКО, директор высшей инженерной школы Савойского университета E.S.I.G.E.C. профессор Пьер БАТТЕСТИ

 Вернуться в оглавление