РАХИМОВ ТИМУР АЙТКАЛИЕВИЧ

Заведующий лабораторией Региональной Гидрогеологии и геоэкологии, PhD

Цель проекта:

Научное обоснование создания оборотных систем, искусственных водоносных горизонтов с использованием  методов инфильтрации и аккумуляции с каптажом паводковых, временных, нисходящих и дренажных вод, формирующихся в долинах речек, пересекающих предгорную равнину.

Задачи проекта:

1) Разработка и оценка перспектив использования технологии пополнения запасов подземных вод путем инфильтрации водотоков в связи с проникновением паводковых, подземных и сточных вод, временных стоков в безнапорные горизонты, расположенные вблизи поверхности Земли.
2) Обоснование метода накопления речного стока паводковых вод в талые водоемы и их последующее использование для нужд сельскохозяйственной отрасли. Изучение перспектив и технических возможностей искусственного пополнения запасов путем инфильтрации предполагает затопление прибрежной территории, строительство специальных бассейнов с плотной сетью малых каналов, использование каналов постоянных и временных водотоков.
3) Разработка технологии создания и внедрения субирригационных систем, основанных на интегрированном использовании альтернативных источников орошения в условиях дефицита водных ресурсов, вызванного климатическими изменениями.
4) Научное обоснование, разработка и оценка перспективы использования современных оросительных систем, водосберегающих технологий на экспериментальных участках сельскохозяйственного освоения с внедрением альтернативных источников орошения.
5) Гидроэкологическое мониторинговое сопровождение реализации поставленных задач программы для обеспечения безопасных методов интегрированного использования орошаемых, орошаемых и подземных вод на орошаемых землях.
6) Разработка электронной базы ГИС технологий данных исследований, полученных на основе разработки физических и компьютерных моделей экспериментальной системы накопления речного стока паводковых вод в накопительные пруды.

Привлечение дополнительных ресурсов воды для орошения за счет местных источников позволит повысить надежность орошаемого земледелия небольших сельскохозяйственных поселений без затрат на строительство централизованных систем ирригации за счет наиболее эффективного использования местного стока и подземных вод, когда в зависимости от почвенных, гидрологических условий и рельефа местности.
Значительное сокращение потерь оросительной воды и снижение объёмов минерализованного дренажного стока будет способствовать улучшению эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель и источника сброса коллекторно-дренажных вод.

Выполнен анализ фактических данных, публикаций и аналитических материалов на основе отечественного опыта искусственного восполнения запасов подземных вод и оборотных систем водопользования;

Проведено маршрутное обследование района работ. Выбран опытный участок для проведения научных изысканий. Пробурены 5 мониторинговых скважин. Получены гидрогеологические параметры водоносного горизонта. Скважины оборудованы логгерами Solins с возможностью удаленно замерять уровень и температуру подземных вод. Опробованы 7 проб поверхностных и подземных вод.

Выполнены лабораторные исследования 7 пробы воды поверхностных и подземных вод. Проанализированы химические показатели отобранных проб воды на пригодность их использования в целях орошения.

Создана режимная сеть, состоящая из 5 скважин, для изучения уровня и температуры подземных вод, а также для контроля уровня и солевого режима подземных вод и оценки влияния различных антропогенных и природных факторов на подземные воды.

Выполнена топографическая съёмка с использованием аппарат (БПЛА) DJI Mavic 3M и мобильной базой DJI D-RTK 2.

Будут разработаны водо-энергосберегающие экологически безопасные технологии интегрированного и эффективного использования паводковых, коллекторно-дренажных и  грунтовых вод,  местного стока на орошаемых  землях  Енбекшиказахского района Алматинской области и рекомендованы сельскохозяйственными товаропроизводителям для внедрения.

ОЖИДАЕМЫЕ И ДОСТИГНУТЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЗА 2025 ГОД

 В соответствии с календарным планом грантового проекта на 2024–2026 годы 2025 год являлся ключевым этапом, направленным на получение репрезентативных экспериментальных данных и формирование научно обоснованной основы для оценки эффективности оборотных систем водопользования при орошении в условиях дефицита водных ресурсов. Основные ожидания данного этапа были связаны с углублением полевых и лабораторных исследований, развитием инструментального мониторинга поверхностных и подземных вод, а также с формированием комплексной геоинформационной базы данных, обеспечивающей интегрированный анализ гидрологических, гидрогеологических и агроэкологических процессов.

В качестве ожидаемого результата предусматривалось получение достоверных сведений о режиме эксплуатации прудов-накопителей сезонного регулирования, динамике уровней грунтовых вод в зоне их влияния, качестве поверхностных и подземных вод, а также оценка роли подпора и инфильтрации в формировании субирригационного эффекта на орошаемых землях. Предполагалось, что совокупность полученных данных позволит обосновать возможности управляемого использования как поверхностных, так и подземных вод в рамках оборотных систем водопользования и создать основу для последующих рекомендательных разработок.

Фактически в 2025 году поставленные цели были достигнуты в полном объёме. Выполнен комплекс полевых работ, включающий считывание и обработку данных автоматических логгеров уровней и температур подземных вод в наблюдательных скважинах, что позволило получить непрерывные ряды наблюдений за период с ноября 2024 года по октябрь 2025 года. Пространственное расположение наблюдательных скважин, прудов-накопителей и элементов оросительной сети, а также маршруты полевых обследований представлены на карте-схеме экспериментального участка (рисунок 1). Полученные временные ряды данных позволили оценить средние уровни грунтовых вод, амплитуды сезонных колебаний и характер влияния подпора от прудов-накопителей, что наглядно отражено на графиках динамики уровенного режима подземных вод (рисунок 2).

Рисунок 1 – Карта-схема экспериментального участка с расположением прудов-накопителей, оросительной сети и наблюдательных скважин

Рисунок 2 – Динамика уровней грунтовых вод по данным автоматических логгеров в 2024–2025 гг.

В 2025 году выполнены лабораторные исследования химического состава поверхностных и подземных вод, отобранных в прудах-накопителях и мониторинговых скважинах. Полученные гидрохимические данные позволили охарактеризовать минерализацию, ионный состав, кислотно-щелочные условия и отдельные показатели, определяющие пригодность вод для орошения.

Значимым практическим результатом 2025 года стало изготовление и установка дополнительных регулирующих и водоучётных сооружений на правой ветке оросительного канала «Шилекты». Конструктивные схемы щитовых затворов и переносных водосливов, а также их размещение в системе канала приведены на схемах и фотоматериалах (рисунок 4). Ввод данных сооружений в эксплуатацию обеспечил повышение управляемости распределения оросительной воды и точности учёта расходов на уровне участковых и внутрихозяйственных каналов.

Рисунок 4 – Схема и фактическое размещение щитовых затворов и переносных водосливов на канале «Шилекты»

В течение отчётного года осуществлён стационарный мониторинг гидрологического режима прудов-накопителей сезонного регулирования «Шалкар», «Саймасай-1» и «Саймасай-3». Получены детальные сведения о динамике уровней воды, изменении полного и полезного объёма и площади зеркала. Закономерности формирования гидрологического режима прудов в течение гидрологического года наглядно представлены в виде блок-диаграмм (рисунок 5), отражающих взаимосвязь уровней воды, объёмов и площадей зеркала.

Рисунок 5 – Блок-диаграммы динамики формирования гидрологического режима прудов-накопителей в 2024–2025 гг.

Дополнительно в 2025 году выполнена оценка состояния орошаемых земель на основе данных дистанционного зондирования Земли. Использование спутниковых снимков Sentinel-2 в пик вегетационного периода позволило выявить участки с признаками водного стресса и вторичного засоления почв. Пространственное распределение рассчитанных спектральных индексов и выделенные проблемные зоны представлены на тематических картах (рисунок 6), что подтверждает высокую информативность дистанционных методов для мониторинга агроэкологического состояния земель.

Рисунок 6 – Карты распределения индексов засоления и водного стресса по данным Sentinel-2

Параллельно осуществлялось развитие и наполнение базы данных геоинформационной системы, включающей материалы полевых наблюдений, лабораторных анализов, режимных измерений и данных дистанционного зондирования. Структура и основные функциональные блоки геоинформационно-аналитической системы представлены на обобщающей схеме (рисунок 7), отражающей взаимосвязь источников данных, аналитических модулей и картографических представлений.

В целом достигнутые в 2025 году результаты обеспечили получение целостной и наглядно интерпретируемой картины функционирования оборотных систем водопользования на экспериментальном участке, подтвердили их значительный потенциал в условиях дефицита водных ресурсов и создали прочную научно-информационную основу для последующего этапа проекта, связанного с разработкой практических рекомендаций и сценариев устойчивого управления поверхностными и подземными водами.

Перечень ТРУ по ИРН