Серик Буркитбаев: «Мы уверенно идем в экологический тупик»

Экс-чиновник, а ныне успешный ученый и бизнесмен, Серик Буркитбаев разработал уникальный инженерный проект, который может решить острейшую проблему очистки загрязненного воздуха мегаполисов, таких как Алматы. Мы встретились с Сериком Минаваровичем сразу по его возвращении с Международного конгресса по проблемам больших городов и попросили рассказать его об этом поподробнее.

- Серик Минаварович, вы - доктор  физико-математических наук, закончили МИФИ, занимались телекоммуникациями, нефтью, транспортом, фактически создали в стране такие отрасли как интернет, сотовую связь и спутниковое телевидение… Но, кажется, никогда не занимались вопросами экологии. Как пришла идея «Алмазного водопада»?

- Спасибо за столь высокую оценку моего труда. Что касается экологии - тут, во-первых, я житель Алматы и сейчас являюсь научным руководителем в институте «Гипроводхоз». За последние годы мы сформулировали несколько больших проектов. В молодости работал в институте математики и механики АН КазССР и в Институте химии нефти. И поэтому проблемы экологии наши научные коллективы, под руководством академика Султангазина, изучали, как говорится, напрямую. Несколько лабораторий исследовали загрязнение воздуха Алматы, это была большая программа. Так что задел научный и базовые идеи были сформулированы еще тогда.

Можно много говорить об экологии, но решать проблему нужно с учетом всех природных факторов. Я много езжу по городам мира, вот недавно вернулся со Всемирной конференции по проблемам больших городов в Тегеране. И должен сказать, что там наш проект был воспринят очень серьезно, все четыре дня его обсуждали специалисты, мне даже пришлось делать дополнительный доклад. Потому что мэры крупных городов чрезвычайно озабочены этой проблемой. Но в мире несколько другая ситуация, чем у нас, там каждый крупный город имеет свой бюджет на подобные цели, и мэры сфокусированы на решение этих проблем городов. И там меня поразило, что руководители даже сравнительно небольших городов готовы решать эти проблемы, у них есть для этого финансовые ресурсы.

Исторически все успешные города, которые существуют тысячелетия, располагались в географически точно выбранном месте, на благоприятном рельефе. Это сложный комплекс условий. Городу, к примеру, нужен наклон, чтобы его не топили осадки. Городу нужны долина для расположения, и холмы или горы, как защита от сильных ветров. Нужна река – или реки, источники воды. Но сегодня эти географические преимущества сыграли жестокую шутку – они способствуют накоплению загрязнений! Но у природы, как известно, нет плохой погоды. Просто нужно видеть и чувствовать природу. И именно эти географические особенности, такой вот парадокс – и легли в основу нашей концепции.

Кстати, Тегеран именно так и расположен – в долине, у подножья высоких гор Эльбрус. Только если Алматы находится в окружении гор примерно на 90 градусов, то Тегеран еще более «закрыт» подковой гор – примерно на 160 градусов. Ситуация там еще хуже. И мы, поднявшись на тегеранскую телебашню, одну из самых высоких в мире, могли воочию наблюдать всю динамику восходящих и нисходящих потоков воздуха. К таким примерам можно отнести и Пекин, Сантьяго де Чили, Лос-Анджелес.

Сегодня, когда 85-90 процентов загрязнений воздуха в городах дают автомобили, мы уверенно идем в экологический тупик. Если Токио или Лос-Анджелес могут бороться с загрязнениями, заставляя граждан использовать в автомобилях качественный бензин и покупать новые автомобили, то для таких городов, как Тегеран или Алматы подобный способ невозможен чисто экономически. Кардинально проблему качественного бензина и нового автопарка мы еще очень долго не решим. Так, тепловая мощность, выделяемая машинами в Алматы в рабочее время – порядка десяти гигаватт, что сопоставимо с наличной мощностью всех электростанций страны!

Поэтому возникло понимание, что проблему нужно решать с помощью принудительной очистки воздуха. Но здесь, конечно, мы сразу отказались от таких фантастических идей, как поставить вокруг Алматы сто или тысячу вентиляторов, или ракетных двигателей, которые будут перемещать воздушные массы в городе. Потому что прежде чем принять правильное инженерное решение, нужно понимать объем предстоящей работы, масштаб перемещаемых масс воздуха. Алматы имеет перепад высот примерно в километр. И размеры, примерно пятьдесят на двадцать километров. То есть, речь идет о сотнях кубических километров воздуха. «Продуть» такой объем какими-то механизмами – невозможно. Поэтому мы сконцентрировались на поиске природного механизма, который помог бы нам создать такой глобальный «пылесос» для города. А что такое обычный бытовой пылесос? В нем две главные компоненты: насос и фильтр. И такой природный механизм у нас частично уже есть. Называется он горно-долинной циркуляцией воздуха. У нас воздушные массы два раза в сутки перемещаются с гор в долину, и обратно, горно-долинная циркуляция (ГДЦ) обеспечивает перемещение воздуха в предгорьях. Естественная ГДЦ – величайшее благо для жителей города, недаром наши предки основали поселение в этом месте.

- А что служит фильтром?

- Осадки. Природные – дождь, туман, снег полностью очищают и освежают воздух в Алматы. Но есть и рукотворные фильтры, водно-капельное орошение – фонтаны, водопады также служат отличным фильтром против загрязнений воздуха. Наш же проект предполагает только увеличить масштаб такой естественной очистки с помощью специально созданных инженерных сооружений.

- Расскажите об этом поподробнее.

- Алматы, как я уже говорил, обеспечен природным механизмом перекачки воздуха в силу своего природного расположения в предгорьях Алатау. Это знакомая всем горно-долинная циркуляция, при которой с восходом солнца загрязненный воздух, подогреваемый энергией солнечного излучения, расширяется и естественным образом распространяется в южном направлении, вверх по городским ущельям, достигая около 12 часов дня высоты урочищ Медео и Шымбулак. Сразу после захода солнца (после 16 часов) этот загрязненный воздух резко охлаждается на ледниках и горных склонах и устремляется обратно через город – в северном направлении. При этом основная масса воздушного загрязнения в результате такого резкого охлаждения сжимается в узком приземном слое (5-30 м) и, дополнительно охлаждаясь в руслах горных речек и ущелий Алматы, стекает через весь город в северном направлении, достигая временами Капшагайского водохранилища. На следующий день этот цикл повторяется. Таким образом, природный механизм ГДЦ обеспечивает ежедневную двукратную «прокачку» основной массы загрязненного воздуха в приземном слое в направлении север-юг.

- Понятно, но как можно заставить эту массу воздуха проходить через фильтр и главное – из чего его можно создать?

- Здесь нам очень повезло. Алматы располагает естественными и техногенными гидротехническими сооружениями, в том числе:

-           три основные реки (Большая и Малая Алматинка и Есентай), протекающие в природных долинах;

-           рукотворные каналы, такие как Головной арык вдоль улицы Абая и Большой Алматинский канал (БАК) - в районе улицы Рыскулова.

БАК можно рассматривать как базовую инфраструктуру для строительства «фильтра», поскольку: БАК протекает самотеком в широтном направлении, т.е. перпендикулярно направлению ГДЦ, имеет необходимый линейный размер (протяженность в черте города более 10 км), необходимые объемы расхода воды и находится в наиболее загрязненной нижней части города.

Над руслом БАКа предполагается монтаж специализированного лотка (арыка) или трубы из легких конструкций. Лоток должен быть расположен на высоте 20-30 м над основным каналом. Необходимая водно-капельная пелена будет создана за счет естественного переполнения горизонтальных участков арыка и перелива дозированно-избыточных объемов воды в режиме «обратного фонтана», ниспадающих в основное русло БАКа. То есть, вода практически не расходуется - выполнив функцию «промывки» загрязненного воздушного потока, она возвращается в канал.

Такое экономичное и технологически простое решение задачи формирования естественного «дождика» может быть достаточно быстро реализовано на первом этапе в одном из поперечных сечений атмосферы города – либо в створе БАКа, или реки Есентай.

- И что должно произойти?

- За счет природного механизма горно-долинной циркуляции необходимый объем загрязненного воздуха приземного городского слоя регулярно прокачивается самой природой через сечение «фильтра». По расчетам, это эквивалентно выпадению дважды в сутки дождя по всему городу.

Важно отметить, что изначально ( скажем, после дождя) формирование загрязненного слоя воздуха происходит у самой земли в полуметровом слое- где почти миллион машин чадит выхлопными газами. И этот тонкий слой загрязнений тут же вымывается предлагаемым «фильтром». Именно поэтому речь не идет о каких то гигантских по высоте сооружениях, перекрывающих поток воздуха. Достаточно 20-30 метров. В сегодняшней же ситуации, в последующие несколько дней этот смог накапливается и заполняет атмосферу города на высоты десятки и сотни метров.

Поэтому, при регулярной работе предлагаемой системы, загрязнения будут в буквальном слое «вымыты» уже насамом начальном этапе. Так называемый инверсионный слой, запирающий загрязнения, не сможет сформироваться, и естественная вертикальная циркуляция воздуха, ответственная за само-очистку приземного слоя в природе, будет эффективно работать, как в старой доброй Алмате

Аналогичные фильтры в дальнейшем могут быть возведены над реками Малая Алматинка (ущелье Медео), Есентай (Ремизовское ущелье), Большая Алматинка (ущелье Алмарасан), над Большим арыком по проспекту Абая. Строительство всего комплекса акведуков, и, возможно, предлагаемого нами канала и акведука, вдоль верхней стороны проспекта Аль Фараби, завершит формирование единой системы «Алмасагын».

Акведуки системы «Алмасыган» должны стать архитектурным дополнением в городе Алматы. Помимо экологических функций они могут быть оформлены как зоны отдыха и коммерческие объекты – прогулочные аллеи, фонтаны, торговые галереи.

- Вы уже представляли свой проект городским властям?

- Да, мы презентовали его специалистам городского акимата, и он вызвал большой интерес. Их также очень волнует смог, регулярно возникающий над городом. Но пока каких-то реальных шагов по осуществлению проекта не видно. Видимо у города сейчас и так много различных первостепенных проблем. Мы просчитали экономическую стоимость проекта, и если власти заинтересуются, могли бы уже в короткие сроки приступить к работе. Но, возможно, этот вопрос акиму нужно будет решать на уровне правительства. Проект масштабный и знаковый для Алматы и мы сами не спешим – проекты такого масштаба звучания должны в буквальном смысле созреть.

Применение предлагаемого Институтом Казгипроводхоз природно-техногенного механизма очистки воздуха имеет ряд важных преимуществ – отсутствие энергетических затрат, потому что вода идет самотеком; минимум эксплуатационных затрат; высокая эффективность очистки и орошения воздуха. Он прост в исполнении. Надо ли говорить, что если такая система заработает и докажет свою эффективность, то руководитель города, реализовавший проект, заслужит вечную благодарность жителей южной столицы. Но пока, к сожалению, процесс реализации идеи идет крайне неторопливо. Известно, что нет пророка в своем отечестве, и возможно, что мы скорее увидим «алмазный водопад» где-нибудь в Тегеране, или Тбилиси, чем у нас. Не хотелось бы, чтобы так было.