Восстановление некоторых технических характеристик магистрального канала межбассейновой переброски воды "Кара-Ертис – Джунгарская равнина " (КНР) на основе спутникового мониторинга

Магистральный канал межбассейновой переброски воды из трансграничной (КНР-Казахстан) реки Кара-Ертис (объём стока на границе около 9-10 куб.км) во внутренние районы Синьцзян Уйгурского автономного района (СУАР) КНР представляет большой интерес для Казахстана. Безвозвратный забор воды из трансграничной реки с помощью системы каналов «Кара-Ертис – Джунгарская равнина» в интенсивно экономически развивающиеся территории требует применения дистанционных инструментов, поскольку КНР предоставляет оперативную гидрологическую информацию только по расходу воды трансграничных рек на границе с Казахстаном. Спутниковая информация получаемая с различных орбитальных платформ способна характеризовать систему магистральных каналов межбассейновой переброски воды «Кара-Ертис – Джунгарская равнина» с различных сторон.
Мониторинг территории с помощью LANDSAT-5,7,8 (разрешение 30 м) позволяет определить маршрут канала и календарные даты различных этапов его строительства. Система каналов «Кара-Ертис – Джунгарская равнина» состоит из трех частей. Первая часть длиной 135- километров доводит воду за р.Урунгу. Затем канал раздваивается. Одна часть идёт до г. Карамай (длина ветки 325 км, даты строительства 1997-1999 гг.). Другая ветка уходит в направлении г. Урумчи (длина 456 км, строительство остановлено в 2007 г.). Формально, систему «Кара-Ертис – Джунгарская равнина» представляют как два отдельных канала: «Кара-Ертис- Карамай» и «Кара-Ертис – Урумчи». Канал до г. Карамай имеет две основных цели, водообеспечение нефтяных промыслов (закачка воды в пласты) и орошение пашни. Канал «Кара-Ертис – Урумчи», в основном, сельскохозяйственной направленности.
Спутниковая съёмка субметрового разрешения (спутники: QuickBird, WorldView), доступная на свободной основе в системе Google-Earth, позволяет реконструировать геометрический профиль канала и регистрировать его ширину (по урезу воды и фактическую). В настоящий момент в системе Google-Earth доступно более 50 сцен пересекающих маршрут канала в период с 2002 года. Геометрический профиль первых 135 километров канала, определяющих объём общего водозабора из р. Кара-Ертис, представляет собой: симметричную, простую трапециевидную форму с шириной 28 м (ширина по дну 5 м); коэффициент заложения откоса 1:1.5; стенки и дно канала облицованы бетоном; географический уклон, по данным спутниковой 3D модели рельефа местности (Google Earth elevation), составляет 1:2000. Знание геометрической формы русла, гидродинамического (географического) уклона, наличия облицовки позволяет с помощью стандартного гидродинамического моделирования рассчитать основные технические характеристики (площадь сечения потока воды, смоченный периметр, гидравлический радиус, скорость воды и её расход). Накопленная информация о зарегистрированной спутниками ширине канала по урезу воды определяет фактическую загрузку. Канал работает только в теплое время с мая по сентябрь, максимальная пропускная способность оценивается в 2,8 куб.км в год, фактическая, усредненная на период 2002-2016 гг., составляет около 1 куб.км.
Таким образом, спутниковый мониторинг различного пространственного разрешения сопредельной к Казахстану территории КНР позволяет оценивать технические характеристики и работу гидротехнической системы межбассейновой переброски воды из трансграничной р. Кара-Ертис во внутренние районы СУАР КНР. Полученные данные важны для обеспечения водной безопасности Казахстана и долгосрочного планирования водопользования трансграничных речных водных ресурсов.
Работа выполнена при финансовой поддержки гранта МОН РК №АР05134241.