Принципы спутникового мониторинга трансграничных речных бассейнов на примере территории СУАР КНР

Синьцзян-Уйгурский автономный район расположен в западной части КНР и граничит с Казахстаном. В горных хребтах Восточного и Внутреннего Тянь-Шаня формируется значительная часть стока двух крупнейших рек этого региона (р. Или и р. Черный Иртыш), которые являются трансграничными для КНР и Казахстана. Верхние части этих речных бассейнов расположены на территории КНР, а нижние относятся к Казахстану. В случае р. Иртыш, территория Казахстана является транзитной. Река дальше уходит в РФ, где впадает в реку Обь, являясь ее главным притоком.
Аридный климат Центральной Азии, где протекают реки Или и Черный Иртыш, формирует значительную межгодовую вариативность объемов речного стока. Например, для реки Или на границе КНР-Казахстан, объем годового стока варьируется, в зависимости от водности сезона, примерно, от 10 (2014 г.) до 20 (2010 г.) куб. км. Климатический дефицит увлажнения на фоне значительной межгодовой вариативности водности сезонов создает основу для существования проблем водной безопасности. Нижние части бассейнов находятся в зависимом положении от верхних частей и поэтому для них эта проблема острее.
Эффективное администрирование водными ресурсами в условиях их климатического дефицита подразумевает бассейновый подход. Однако, в трансграничных речных бассейнах часть значимых вопросов упирается в различную национальную принадлежность территорий и соответственно различные приоритеты водопользования. Для трансграничных бассейнов КНР-Казахстан, в которых к КНР относится верхняя часть речной долины, основные проблемы связаны с существенно различными уровнями плотности населения, экономического и сельскохозяйственного развития соседствующих территорий с различной государственной принадлежностью. Стратегия водопользования в СУАР КНР это обеспечение водой быстро растущего населения (программы переселения), с\х угодий (обводненная пашня), промышленных и добывающих предприятий (нефтедобыча). В Казахстане приоритет отдается задачам экологии и основной из них - стабильности одного из крупнейших озер мира, озера Балхаш (16 тыс. кв. км). Озеро мелководно (средняя глубина 5,8 м) и поэтому его состояние весьма чувствительно к изменениям водности питающих его рек. Трансграничная река Или обеспечивает около 80% притока воды в озеро.
Вопросы текущего уровня водопотребления в КНР, перспективы его изменения, являются очень актуальными для Казахстана. На фоне малодоступности оперативной гидрологической информации, которая практически ограничена квазиоперативными данными по расходу воды на трансграничной реке на межгосударственной границе, фактически единственным источником объективной информации становится спутниковый мониторинг. Системы регионального (бассейнового) спутникового мониторинга достаточно распространены. Как правило, они объединяют спутниковые оценки параметров, характеризующих территориальные объекты с помощью различных моделей и/или эмпирических зависимостей. Оба класса этих аналитических инструментов основываются, в том числе, и на большом объеме наземной информации: результатах обследований, статистических данных, картографической информации и пр. Для трансграничных речных бассейнов возникает проблема отсутствия достаточного количества наземной информации по сопредельной территории. В случае СУАР КНР дополнительной сложностью является закрытость территории, невозможность текущего обследования региона ни в какой форме, из-за его политической нестабильности. Также малодоступны наземные данные китайских организаций, т.к. отсутствует система свободного доступа к техническим характеристикам объектов на территории КНР.
Вышеперечисленные обстоятельства определяют особенности Казахстанской системы регионального мониторинга сопредельной территории СУАР КНР, связанной с формированием стока и водопользованием трансграничных речных ресурсов. Отсутствие достаточного объема наземной информации вынуждает использовать методики дающие в основном относительные оценки, не ставящие задачи определения абсолютных величин. Используются технологии регистраций изменений на местности и экспертные продукты обработки спутниковой информации. Для ключевых объектов водной инфраструктуры даются количественные оценки, но их расчет базируется на специальных, в большей части оригинальных методиках.
Разработанная система мониторинга сопредельной территории СУАР КНР территориально включает бассейны рек Или и Черный Иртыш, а также внутренние равнины - Джунгарскую и Кашгарскую. Используются открытые спутниковые данные: LANDSAT, SENTINEL-2А, сцены субметрового пространственного разрешения, доступные в системе Google-Earth. Спутниковые продукты (USGS/EROS): eMODIS NDVI C6, Snow Depth и Snow Water Equivalent Anomaly (SWEA). Наблюдения ведутся над: воднотранспортной инфраструктурой р. Черный Иртыш – Джунгарская равнина (магистральные водные каналы межбассейновой переброски трансграничных речных ресурсов Черный Иртыш – Карамай и Черный-Иртыш – Урумчи); доминирующими водохранилищами бассейна р. Или (СУАР КНР) – Капшагайское (р.Текес) и Жарынтайское (р.Каш); сельскохозяйственными районами Джунгарской и Кашгарской равнин; основными притоками р.Или (р.Текес и р.Каш); снежным покровом китайской части бассейна р.Или; и некоторыми другими. Основные результаты отдельных этапов работ и методики обработки спутниковых данных описаны в работах [1-15].
Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Республики Казахстан, грант № АР 05134241.