Вода требует точного расчета: что меняется в Казахстане

Сколько воды теряется по пути от водохранилища до фермерского поля? Как определить, сколько потребуется для полива в следующем месяце? И что делать, если из-за жары растениям нужно больше влаги, а запасы воды ограничены?

Для Казахстана эти вопросы становятся все актуальнее. По данным Министерства водных ресурсов и ирригации Республики Казахстан ежегодное водопотребление в стране составляет около 25 млрд кубометров, из которых 65 процентов приходится на сельское хозяйство[1]. Надежность водоснабжения напрямую влияет на урожай и доходы фермеров. Изменение климата, износ инфраструктуры и растущая нагрузка на водные ресурсы усложняют планирование. Модернизация водной инфраструктуры и реконструкция каналов помогают решать часть проблем. Однако не менее важно понимать, сколько воды поступает в систему, где она теряется и сколько действительно требуется потребителям.

Сегодня Казахстан развивает подход, который объединяет модернизацию водной инфраструктуры, цифровые технологии и научные исследования. В рамках проекта по развитию климатически устойчивых водных ресурсов, реализуемого Министерством водных ресурсов и ирригации Республики Казахстан при финансировании Исламского банка развития, предусмотрены строительство и реконструкция водохранилищ и модернизация оросительных каналов. ПРООН в Казахстане поддерживает отдельные направления этой работы: развитие цифровых систем управления водными ресурсами, укрепление научного и технического потенциала отрасли и переход к современным методам орошения. Поэтому преобразования происходят не только на строительных площадках, но и в исследовательских институтах, информационных системах и непосредственно на сельскохозяйственных полях.

Одна из задач — получить более точное представление о состоянии оросительной инфраструктуры. Для эффективного распределения воды недостаточно знать, где проходят каналы. Необходимо учитывать их пропускную способность, техническое состояние и участки, на которых могут возникать потери.

В Алматинской, Жетысуской, Кызылординской, Жамбылской и Туркестанской областях специалисты Информационно-аналитического центра водных ресурсов уже работают над созданием цифровых карт оросительных каналов. Они собирают сведения о технических характеристиках каналов, их состоянии и пропускной способности. Эти данные дополняются показаниями измерительных приборов и спутниковыми наблюдениями. В результате специалисты смогут получать более полную картину движения воды по оросительной системе, оценивать возможные потери и выявлять участки, требующие особого внимания. В дальнейшем такая информация поможет точнее планировать распределение воды и принимать решения о модернизации инфраструктуры. Кроме того, модуль по услугам водоподачи переводит весь процесс заявок и подписания договоров в цифровой формат, что весьма удобно для фермеров, проживающих вдали от областных центров.

Особое внимание уделено разработке планов управления водными ресурсами Нура-Сарысуского и Шу-Таласского бассейнов.  Бассейновые планы помогут определить, сколько воды есть в каждом из бассейнов, как ее используют и в каком состоянии находятся водные ресурсы.

В рамках цифровизации отрасли в Национальной информационной системе водных ресурсов, разрабатываемой при поддержке Евразийского банка развития, в перспективе планируется применение искусственного интеллекта. Система будет объединять сведения о поверхностных и подземных водах, гидротехнических сооружениях и других водохозяйственных объектах. Эти данные вместе с результатами космического мониторинга предполагается использовать для оценки водного баланса, соотношения доступных ресурсов и их использования, и прогнозирования потребности в воде. Результатом должны стать оценки обеспеченности водой и прогнозы ее использования на ближайший период и в долгосрочной перспективе. Они помогут специалистам заранее выявлять риск дефицита, уточнять планы водоподачи и распределять доступные объемы между пользователями, в том числе фермерскими хозяйствами.

Но даже подробные данные о состоянии каналов и высокоточные технологии не дают ответа на другой важный вопрос: сколько воды действительно необходимо сельскому хозяйству?

Потребность растений во влаге меняется на протяжении сезона. Она зависит от температуры воздуха, влажности почвы, стадии роста культуры и способа орошения. При этом традиционные нормы водопотребления рассчитываются для определенных климатических и агротехнических условий, которые не всегда отражают ситуацию на конкретном поле.

Чтобы уточнить эти расчеты, Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства (КазНИИВХ) работает над совершенствованием методов определения потребности сельскохозяйственных культур в воде. В Жамбылской, Туркестанской и Кызылординской областях запланированы полевые исследования кукурузы, хлопчатника и риса. Ученые будут сопоставлять расчетные показатели с результатами наблюдений и измерений непосредственно на полях и в соответствии с международными стандартами для расчета суммарного испарения с поверхности почвы и определения потребностей сельскохозяйственных культур в воде[2]. Это позволит изучить, как меняется потребность растений в воде в зависимости от условий выращивания, и уточнить рекомендации по срокам и объемам полива.

Для фермеров такие исследования имеют практическое значение, ведь недостаток влаги может отрицательно сказаться на урожае, а избыточный полив приводит к дополнительному расходу воды. Такие более точные расчеты в перспективе помогут хозяйствам учитывать реальные потребности выращиваемых культур, а водохозяйственным организациям обоснованнее планировать подачу воды в течение сезона.

Параллельно укрепляется научная база организаций, занимающихся исследованием водных ресурсов. Для КазНИИВХ закупаются оборудование для гидравлических исследований, георадары, вычислительная техника и специализированные программы моделирования. Они позволят расширить возможности института по проведению исследований и анализу водохозяйственных процессов.

Кроме того, сейчас развивается направление изучения подземных вод. Казгидрогеология получит современное полевое и гидрогеологическое оборудование для обследований и оценки запасов. Такие исследования необходимы, чтобы лучше понимать состояние подземных водных ресурсов и учитывать их при планировании водопользования. Наряду с техническим оснащением уже ведется работа по развитию самих научных организаций. Международные эксперты приступили к подготовке стратегий развития их услуг. Предполагается, что это поможет национальным исследовательским центрам расширять собственную экспертизу и активнее применять научные разработки для решения практических задач водного сектора.

Еще одна важная составляющая изменений - подготовка специалистов и передача знаний фермерам. Предусмотрено создание тренинг-центра и обучение фермеров современным водосберегающим технологиям и подходам к климатически устойчивому сельскому хозяйству. Особое внимание уделяется вовлечению женщин и молодежи.

В конечном счете эффективность управления водой зависит не только от состояния водохранилищ и каналов, но и от того, насколько согласованно работают все элементы системы. Данные о состоянии инфраструктуры помогают оценивать потери, научные исследования, определять потребности сельского хозяйства, а результаты наблюдений — корректировать решения с учетом меняющихся условий.

Модернизация водного сектора Казахстана связана с развитием современной инфраструктуры, научной экспертизы и цифровых инструментов управления. Точный учет водных ресурсов, прогнозирование потребностей сельского хозяйства и использование достоверных данных позволят эффективнее планировать распределение воды, сокращать потери и своевременно реагировать на возникающие риски. В условиях изменения климата эти возможности приобретают особое значение для устойчивого развития сельского хозяйства и водной безопасности страны.

Данила Уваров, координатор проектов ПРООН в Казахстане