АБСАМЕТОВ МАЛИС КУДЫСОВИЧ

Доктор геолого-минералогических наук Профессор, Академик НАН РК

Цель программы:
Региональная оценка и картирование подземного стока c учетом климатических и антропогенных изменений на территории Казахстана для уточнения прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод.

Задачи программы:

1. Обобщение и анализ фактических данных, фондовых и аналитических материалов об особенностях формирования и результатах предыдущих оценок подземного стока на территории Казахстана.

2. Обоснование и выбор методики районирования территории Казахстана по бассейнам подземного стока.

3. Региональные экспедиционные обследования территорий бассейнов подземного стока для оценки антропогенных факторов влияния на формирование подземных вод.

4. Анализ и оценка тенденций климатических изменений по бассейнам подземного стока на территории Казахстана.

5. Обоснование и выбор методики региональной оценки подземного стока и картирования подземного стока на территории Казахстана.

6. Разработка и создание геоинформационно-аналитической подсистемы результатов оценки подземного стока на территории для уточнения прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод.

7. Разработка и создание региональных карт подземного стока на территории Казахстана, естественных и прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод.

8. Обоснование площадей для постановки гидрогеологических поисково-оценочных и разведочных работ на пресные и слабоминерализованные подземные воды.

Заключается в обосновании и выборе методики районирования территории Казахстана по бассейнам подземного стока; анализе и оценки тенденций климатических и антропогенных изменений по бассейнам подземного стока на территории страны; обосновании и выборе методики региональной оценки и картирования подземного стока; разработке и создании геоинформационно-аналитической подсистемы результатов оценки подземного стока для уточнения возобновляемых и региональных прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод.

Цель и задачи программы направлены на решение стратегических задач: Послание Президента Казахстана Касым-Жомарта Токаева народу Казахстана. «Справедливое государство. Единая нация. Благополучное общество» от 01 сентября 2022 г.; Послание Президента Казахстана Касым-Жомарта Токаева народу Казахстана «Экономический курс Справедливого Казахстана» от 01 сентября 2023 г.; Генеральная схема организации территории Республики Казахстан; Стратегия «Казахстан 2050»: новый политический курс состоявшегося государства; Национальные проекты «Зеленый Казахстан» и «Технологический рывок за счет цифровизации, науки и инноваций».

Подземный сток как составная часть круговорота воды на Земле, рассматривается как процесс перемещения подземных вод от области питания к области разгрузки под действием гидравлического напора или силы тяжести. Подземный сток играет важную роль при оценке ресурсного потенциала подземных вод и являются основным показателем питания подземных вод, отражающим их основную особенность как возобновляемого полезного ископаемого, и характеризуют верхний предел возможного отбора подземных вод за многолетний период без их истощения. Первые оценки подземного стока Казахстана выполнены в 1961-1963 гг. по гидрогеологическим районам, а в последующем - по административным областям. В текущем столетии региональные оценки подземного стока страны не проводились, а оценка подземного стока по водохозяйственным бассейнам предполагается впервые.
В зарубежной практике подземные воды рассматриваются как природный ресурс. Их практическую ценность обеспечивают главным образом возобновляемые ресурсы (подземный сток) и, в более исключительных случаях, невозобновляемые ресурсы (емкостные запасы подземных вод), которые могут эксплуатироваться и истощаться. Последние также служат важным буфером, делая режим отбора возобновляемых ресурсов менее зависимым от естественного ритма пополнения. По экспертным оценкам, величина глобального подземного стока варьирует в пределах 12-14 тыс. км3/год, при этом, доля мирового водоотбора составляет только до 8,3%. Оцененный подземный сток для территории Казахстана составляет до 0,4% от глобального.
Небольшая часть глобальных ресурсов подземных вод Земли доступна для использования человеком, эта часть по-прежнему представляет собой огромный запас пресной воды. В мире постоянно растущей потребности в воде, где ресурсы поверхностных вод часто скудны и подвергаются все большему стрессу, ценность подземных вод будет постепенно признаваться всеми, как это было во многих древних цивилизациях тысячелетия назад.

ОЖИДАЕМЫЕ И ДОСТИГНУТЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ – за 2024г.    

Выполнены обобщение и анализ фактических данных, фондовых и аналитических материалов об особенностях формирования и результатах предыдущих оценок подземного стока на территории Казахстана.
Выполнено обоснование и выбор методики районирования по бассейнам подземного стока водохозяйственных бассейнов Южного Казахстана (Арало-Сырдарьинский, Шу-Таласский и Балкаш-Алакольский).
Проведены региональные экспедиционные исследования территорий бассейнов подземного стока для оценки антропогенных факторов влияния на формирование подземных вод водохозяйственных бассейнов Южного Казахстана (Арало-Сырдарьинский, Шу-Таласский и Балкаш-Алакольский), а также химико-аналитические исследования проб подземных вод, отобранных при региональных экспедиционных исследованиях. В процессе маршрутов обследованы и опробованы родники и гидрогеологические скважины, оценены санитарно-экологическое состояние участков родников и техническое состояние гидрогеологических скважин, проведен отбор проб подземных вод на лабораторные исследования. Общая протяженность маршрутных обследований составила более 12,0 тыс. км. Детально обследовано 5 самоизливающихся гидрогеологических скважин и 24 родника; отобраны 58 проб воды на химико-лабораторные исследования.

 Карта фактического материала и точки отбора проб на территории Кызылординской области (Арало-Сырдарьинский ВХБ)

Карта фактического материала и точки отбора проб на территории Туркестанской области (Арало-Сырдарьинский ВХБ и Шу-Таласский ВХБ

Карта фактического материала и точки отбора проб на территории Жамбылской области (Шу-Таласский ВХБ)

Карта фактического материала и точки отбора проб на территории Алматинской области (Балкаш-Алакольский ВХБ)

Карта фактического материала и точки отбора проб на территории области Жетісу (Балкаш-Алакольский ВХБ)
Разработана и создана геоинформационно-аналитическая подсистема результатов оценки подземного стока для уточнения прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод водохозяйственных бассейнов Южного Казахстана (Арало-Сырдарьинский, Шу-Таласский и Балкаш-Алакольский). Определены исходные данные для формирования карты подземного стока и разработана методика формирования карты естественных ресурсов подземных вод на основе геоинформационных методов. Выполнено наполнение системы сведениями о среднемноголетнем коэффициенте подземного стока в процентах от осадков и подземном стоке в процентах от общего речного стока. Внесены дополнительные картографические данные, необходимые для решения задач, связанных с использованием сведений о естественных ресурсах подземных вод. Произведена типизация месторождений подземных вод по условиям формирования их эксплуатационных запасов.

По итогам выполнения программы 2025 г.  получены следующие результаты:

Выполнено обоснование и выбор методики районирования по бассейнам подземного стока водохозяйственных бассейнов Западного и Северного Казахстана (Жайык-Каспийский и Тобыл-Торгайский ВХБ). Единство подземных и поверхностных вод отражается бассейнами подземного стока или «водообменными бассейнами», представляющими собой материковую гидрогеологическую структуру дренируемой части земной коры и ее дневной поверхности, в границах которой формируется водный баланс и осуществляется круговорот воды в природе. Гидрогеологическое районирование по бассейнам подземного стока заключается в выделении типов бассейнов подземного стока и установлении таксономического ранга бассейнов. Карта районирования по водообменным бассейнам совмещается с картами структурно-гидрогеологического и геоморфологического районирования, что обеспечивает отражение взаимоотношения бассейнов подземного стока, гидрогеологических и геоморфологических структур.
В границах Жайык-Каспийского ВХБ выделен бессточный Каспийский континентальный бассейн подземного стока, в составе которого расположены 1 региональный (Жайыкский), 4 субрегиональных (Кигашский, Ойылский, Жемский и Сагизский), а также бессточная зона. В структурно-гидрогеологическом отношении территория охватывает три региона: Восточно-Русский, Скифо-Туранский и Таймыро-Уральский, в границах которых расположены 8 бассейнов подземных вод I-го порядка и 13 бассейнов подземных вод II-го порядка. В соответствии с геоморфологическим районированием континентальный Каспийский ВОБ охватывает 3 геоморфологические области: Прикаспийская синеклиза, Туранская плита и складчатая область Южного Урала и Мугалжар, в пределах которых выделено 11 геоморфологических районов.
На территории Тобол-Торгайского ВХБ расположены два региональных ВОБ: Тобылский в составе открытого континентального бассейна Карского моря и Торгайский в пределах бессточного континентального Аральского бассейна.
В границах Тобылского ВОБ выделены 1 региональный бассейна подземного стока – Тобылский и 2 субрегиональных (Убаганский и Тогузакский). Гидрогеологические структуры представлены Западно-Сибирским и Таймыро-Уральским регионами, в составе которых по одному бассейну 1-го и 2-го порядка. Тобылский ВОБ охватывает 3 геоморфологические области: юг Западно-Сибирской плиты и складчатая область Южного Урала и Мугалжар, в пределах которых выделено 3 геоморфологических района
В пределах Торгайского ВОБ выделены 1 региональный (Торгайский) и 4 субрегиональных (Ыргызский, Уль-Каякский, Улы-Жиланшикский, Наурзум-Сарыкопинский) бассейны подземного стока. Гидрогеологические структуры представлены Скифо-Туранским, Таймыро-Уральским и Центрально-Казахстанским регионами, в составе которых расположены 4 бассейна подземных вод I-го порядка и 6 бассейнов подземных вод II порядка. Выделены 3 геоморфологические области: Туранская плита, складчатая область Южного Урала и Мугалжар, Казахский щит с 5 геоморфологическими районами.
Выполнены региональные экспедиционные исследования с отбором проб воды территорий бассейнов подземного стока для оценки антропогенных факторов влияния на формирование подземных вод в пределах административных областей ВХБ Западного и Северного Казахстана (Жайык-Каспийский и Тобыл-Торгайский ВХБ). Общая протяжённость маршрутных обследований по территории Жайык-Каспийского ВХБ составила 3404 км, обследованы четыре скважины и двадцать восемь родников, отобрано 32 пробы воды для проведения химико-лабораторных исследований. На территории Тобыл-Торгайского ВХБ протяжённость маршрутов составила 1617 км, обследовано десять родников и два озера, образованных в результате самоизлива скважин, отобрано 12 проб воды для лабораторных анализов.
Лабораторный анализ проб воды, отобранных из скважин и родников, выполнен Лабораторией химико-аналитических исследований Института. По результатам химико-аналитических исследований составлены Протоколы испытаний воды и сводная таблица качественных показателей подземных вод. Обработка результатов лабораторных исследований проб подземных вод  выполнена с помощью программного комплекса AquaСhem 11.
В пределах Жайык-Каспийского ВХБ выделены две группы по качеству подземных вод. Первая (Западно-Казахстанская и Актюбинская области) характеризуется благоприятными условиями, наличием пресных подземных вод с низкой и средней минерализацией, в целом соответствующих санитарным нормам, за исключением отдельных источников с превышениями по нитратам, хлоридам, сульфатам и жёсткости. Вторая группа (Атырауская и Мангистауская области) отличается крайне неблагоприятной гидрохимической обстановкой, где широко распространены высокоминерализованные хлоридно-натриевые воды с жёсткостью, многократно превышающей нормативы, а также фиксируются случаи превышений по нитратам, фтору, нефтепродуктам и ртути.
Гидрогеохимическое состояние подземных вод Тобол-Тургайского ВХБ, характеризуется как преимущественно благоприятное. Воды на юге региона отличаются стабильным качеством: они с низкой минерализацией, нейтральной реакцией и низким содержанием по нитратам, нитритам, нефтепродуктам и тяжёлым металлам. Для Костанайской области характерна более высокая контрастность качества: основная часть подземных вод также пресная, мягкая и соответствует санитарным нормативам, однако выявлены отдельные источники с высокой минерализацией с повышенным содержанием хлоридов и сульфатов, а также высокой жёсткостью. Кроме того, в ряде родников зафиксировано значительное превышение концентраций нитратов, при этом нефтепродукты и тяжёлые металлы в пробах не обнаружены либо присутствуют лишь в следовых количествах.

Выполнены анализ и оценка тенденций климатических изменений по бассейнам подземного стока водохозяйственных бассейнов Южного и Западного Казахстана (Арало-Сырдарьинский, Шу-Таласский, Балкаш-Алакольский и Жайык-Каспийский ВХБ). В среднем по территории Казахстана за период 1976–2023 гг. повышение среднегодовой температуры воздуха составляет 0,36ºС каждые 10 лет. Для водохозяйственных бассейнов Южного и Западного Казахстана отмечаются более быстрые темпы потепления (от 0,47 ºС/10 лет до 0,56 ºС/10 лет).
Тенденция к потеплению зимнегосезона в пределах Казахстана составляет 0,24°С/10 лет. Наиболее заметный темп роста зимней температуры на 0,34-0,50°С/10 лет, отмечен в Жайык-Каспийском и Арало-Сырдарьинском ВХБ. В горных регионах Шу-Таласского и Балкаш-Алакольского ВХБ наметилась тенденция к понижению температуры до -0,4 °С/10 лет. Летом в среднем по Казахстану температура воздуха повышается на 0,24оС/10 лет.  Наибольшие темпы повышения температуры воздуха отмечаются в пределах Жайык-Каспийского ВХБ - на 0,32–0,89оС/10 лет. Менее интенсивное потепление наблюдается на территории Арало-Сырдарьинского, Шу-Таласского и Балкаш-Алакольского ВХБ. В западном регионе (Жайык-Каспийский ВХБ) потепление климата отмечается по всем сезонам года.
Характер современных изменений режима атмосферных осадков Казахстана определен за счет оценки временных рядов аномалий годовых и сезонных сумм осадков за период 1941-2023 гг., рассчитанных относительно базового периода 1961-1990 гг. и пространственно осреднённых по территории. Годовое количество осадков в среднем по территории Казахстана убывало в 1960-х и 1970-х годах, в последний 40-летний период долгопериодные тенденции отсутствовали. Отмечалось чередование коротких периодов с положительными и отрицательными аномалиями количества атмосферных осадков. В большинстве ВХБ тенденции как к увеличению, так и к уменьшению годового количества осадков незначительны. В западной части Арало-Сырдарьинского ВХБ и южной части Жайык-Каспийского ВХБ количество осадков убывало со скоростью 4,7 и 5,0 % нормы/10 лет. Отмечается пятнистость в направлении изменения сезонного и месячного количества осадков.
Зимой увеличение осадков зафиксировано в прибрежной зоне и южной части Жайык-Каспийского ВХБ, Приаралье и восточной части Балкаш-Алакольского ВХБ. Тенденция к уменьшению зимнего количества осадков в пределах 7-12% нормы/10 лет наблюдается в северной части Жайык-Каспийского ВХБ, в зонах пустынь Арало-Сырдарьинского, Шу-Таласского и Балкаш-Алакольского ВХБ. Летом обширная зона уменьшения количества осадков охватывает большую часть Жайык-Каспийского ВХБ - до -16% нормы/10 лет. Тенденция к увеличению осадков летнего периода отмечается в прибрежной части Северного Каспия, к северу от оз. Балкаш, в южной и юго-восточной части Арало-Сырдарьинского, Шу-Таласского, Балкаш-Алакольского ВХБ.
На основе анализа и обобщения международного и отечественного опыта выполнено обоснование и выбор методики региональной оценки подземного стока и картирования подземного стока на территории ВХБ Южного и Западного Казахстана (Арало-Сырдарьинский, Шу-Таласский, Балкаш-Алакольский и Жайык-Каспийский ВХБ). При региональной оценке определены средние характеристики подземного стока для достаточно крупных территорий в пределах ВОБ (отдельные речные долины, первые от поверхности водоносные горизонты, песчаные массивы). Использованы широко применяемые в настоящее время методы, в том числе: оценка инфильтрационного питания по атмосферным осадкам и режиму уровня подземных вод, гидродинамический расчет расхода подземного потока, расчленение гидрографов рек и по меженному стоку рек, анализ среднемноголетнего водного баланса областей питания или разгрузки подземных вод. Использованные методы региональной оценки подземного стока дополняют друг друга, наиболее достоверный результат достигнут при их совместном использовании. Для контроля региональных величин питания подземных вод проанализированы данные поисково-разведочных работ на участках месторождений.

Для картирования регионального подземного стока использованы программные средства, ArcGIS – Intersect, входящие в группу Analysis Tools. Оценка и картирование поземного стока как естественных (возобновляемых) ресурсов подземных вод проведены путем совместной оценки подземного стока за счет инфильтрации атмосферных осадков и фильтрации поверхностного стока.
Разработана и создана ГИАС результатов оценки подземного стока для уточнения прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод ВХБ Западного и Северного Казахстана (Жайык-Каспийский и Тобыл-Торгайский ВХБ). В ГИАС введены картографические материалы, связанные с оценкой естественных ресурсов подземных вод, по территориям. Они представлены литологическими картами; картами распределения среднемноголетнего количества осадков и среднегодового слоя речного стока; картами среднемноголетнего коэффициента подземного стока в процентах от осадков и картами подземного стока в процентах от общего речного стока. Все карты построены в единой системе координат и на единой картографической основе, представляющей систематизированную совокупность данных о территории. Со всеми графическими объектами связана атрибутивная информация. На картах приведены диаграммы соотношения площадей с различными величинами среднегодового количества осадков и среднегодового слоя речного стока. В качестве дополнительных сведений в систему введены данные о месторождениях подземных вод и результаты экспедиционных обследований.
Разработаны и созданы региональные карты подземного стока, естественных и прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод ВХБ Южного и Западного Казахстана (Арало-Сырдарьинский, Шу-Таласский, Балкаш-Алакольский и Жайык-Каспийский ВХБ).
В качестве исходных данных для формирования карты естественных (возобновляемых) ресурсов подземных вод выступают сведения, представленные созданной ГИАС результатов оценки подземного стока. Расчет естественных ресурсов осуществляется путем наложения полигональных слоев ГИАС. Модуль подземного стока используется для визуализации количественной информации о ресурсах. ГИАС включает уточненные карты прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод ВХБ Южного и Западного Казахстана. Обновление карт прогнозных ресурсов пресных и слабоминерализованных подземных вод выполнено в процессе корректировки площадей модулей прогнозных ресурсов, зон распространения вод с разной минерализацией, а также контуров основных водоносных горизонтов и комплексов. Для заданных регионов рассчитана величина прогнозных ресурсов путем совмещения картографических данных о распределении модулей и зон с разной минерализацией воды.

Перечень ТРУ по ИРН