Спутниковый мониторинг речного русла трансграничной р.Иле
в задаче оценки расхода воды

Трансграничная (КНР-Казахстан) река Иле, с длиной около 1400 км и площадью бассейна в 140 тыс. кв. км берёт своё начало в КНР (слияние рек Текес и Кунгес) и впадает в оз. Балхаш (площадь 17 тыс. кв. км, Казахстан). Средний расход воды 480 куб.м/сек, сток реки в устье оценивается в 12 куб.км. Трансграничный характер реки и интенсивное экономическое развитие верхней, китайской части бассейна делают актуальным вопрос оценки расхода воды в районе границы. В этом месте протекая по сухой равнине, сложенной в основном речными отложениями, река меандрирует, её поймы зарастают камышами. Нестабильность мощности речного потока (расход воды от 100 до 1300 куб.м/сек) приводит размыванию берегов, затоплению пойм, появлениям и размываниям отмелей и частым изменениям русла.
Инструментальные измерения расхода воды в равнинной реке с нестабильным гидрологическим профилем и с периодически затопляемыми поймами заросшими камышом является сложной технической задачей. Существующие в районе границы гидропосты («Саньдаохэцзы» (КНР), «пристань Добынь» (Казахстан), «164 км» (Казахстан)) регистрируют расход воды со значительными расхождениями друг от друга. В период с 2006 по 2016 года расхождения между оценками объёмов годового стока между гидропостами были весьма велики. Среднеквадратичное отклонение объёма годового стока в паре «Саньдаохезцы» – «пристань Добынь» составило 1.14 куб.км и 1.94 куб.км для пары «пристань Добынь» – «164 км». Для среднемесячных значений (плавающее 30-дневное окно) расхождения в оценках величины расхода воды доходят до 40 %. Подобный уровень точности представляется явно недостаточным для целей мониторинга расхода воды в трансграничной реке в условиях дефицита водных ресурсов и существующих межгосударственных противоречиях из-за расширяющегося водопотребления в верхней, китайской части бассейна.
Значительная вариативность расхода воды в реке Иле в районе границы КНР-Казахстан (100-1300 куб.м/сек), равнинный, безлесный ландшафт дают возможность с помощью спутниковой съёмки с пространственным разрешением 20-30 метров (SENTINEL, LANDSAT) регистрировать наполненность русла реки водой. При этом рассматривается не ширина водного потока в определённых местах, а тестовый фрагмент речной долины (длиной 20-30 км) с оценкой общей площади водной поверхности существующей на территории. После калибровки спутниковых оценок площади водной поверхности на тестовом участке на среднесуточный расход воды, зарегистрированный на гидропосту «164 км», был определен вид эмпирической кривой взаимосвязи между этими величинами. Достоверность аппроксимации выбранной функцией, в данном случае с помощью степенной функцией, достаточна велика (R2=0.90).
Таким образом, спутниковая технология определения расхода воды в р.Иле на основе эмпирической зависимости от величины площади водной поверхности в тестовой части долины даёт средневзвешенную оценку водности реки. Такая информация представляется полезной для уточнения наземных данных по расходу воды, например для дополнительной фильтрации и отбраковывания результатов сильно различающихся от спутниковых оценок.
Работа выполнена при финансовой поддержки гранта МОН РК №АР05134241.