Поверхностные и подземные водные ресурсы

 

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДЫ

В бассейне Пянджа имеются обширные ресурсы поверхностных вод, особенно в долинах бассейна, где поверхностные воды относительно доступны. Есть участки между долинами, где нет легкого доступа к поверхностным водам, но в основном они пустынны и находятся на большой высоте, и поэтому в этих местах нет возможности в доставке воды.

Там, где имеются гидропосты со значительной историей записи, можно сделать оценки общего стока в основной речной системе. В Таблице 1 обобщена эта информация, а подробные расчеты представлены в Приложении 6 ПУВР «Оценка водных ресурсов в водосборах бассейна реки Пяндж».

Таблица 1: Средний Годовой Сток в Гидропостах

Река и местоположение	Площадь водосбора (км2)	Среднегодовой расход (м3 / с)	Среднегодовой сток (мм)
Пяндж-Шидз	57,100	437	242
Пяндж-Хирманджо	72,400	838	365
Пяндж-Нижний Пяндж	113,000	1026	287
Кызылсу-Бобошахид	1,790	31.3	552
Яхсу-Карбозтонак	1,440	36.4	798
Яхсу-Восе	2,650	28.4	339
Кызылсу-Саманчи	6,200	78.4	399
Обихумбоу-Устье	709	19.4	883
Вандж-Бичхарв	2,060	51.4	787
Вомардара-Рушан	87.1	2.14	777
Бартанг-Мургаб	10,500	16.5	49.7
Бартанг-Барчадив	16,700	45.2	85.5
Бартанг-Сучанд	24,700	131	167
Язгулем-Мотравн	1,940	36.8	599
Гунт-Хорог	13,700	105	242

Эти данные предполагают, что сток в реках в среднем находится в диапазоне от 50 до 800 мм в год, причем более низкими значениями, относящимися к водосборам со значительными площадями в более засушливых высокогорных районах Памира, с более высоким стоком в верховьях водосборов Яхсу и Кызылсу, и на северо-западе Памира.

Оценки среднего годового стока в реках, в которых не проводится измерения воды, могут быть сделаны с использованием оценок, основанных на более подробном анализе таких моделей стока. В верхнем водосборе речной сток в основном обусловлен таянием ледников и снегов, поэтому пик стока приходится на самые жаркие месяцы года, а не на месяцы с наибольшим количеством осадков. Примеры показаны на следующих рисунках.

Рисунок 1: Среднемесячный сток реки Гунт в Хороге

 

Рисунок 2: Среднемесячный сток реки Бартанг в створе Сучанд

 Подготовка составной картины сезонного распределения стока в этих верхних водосборах показывает аналогичное поведение во всех основных водосборах, как показано на следующем рисунке.

Рисунок 3: Годовой сток притоков Верхного Пяндж

Структура потока в этих реках в целом аналогична структуре потока в основной реке Пяндж, отражая, по сути, аналогичные источники воды в виде дождя, таяния снега и таяния ледников. Самый ранний пиковый расход достигается в реке Гунт, а самый поздний – в Вандже, что отражает переход с юга на север через притоки. Бартанг имеет самые высокие устойчивые потоки зимой.

В пределах среднего Пянджа в водосборах реки Кызылсу и ее притоков уровень поверхности земли ниже, температуры более теплые, а весенние осадки более сильные. В этих водосборах сток рек в основном обусловлен дождевыми осадками, при этом таяние снегов способствует увеличению весеннего стока. Типичные гидрографы этих речных систем показаны на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4: Среднемесячный сток реки Кызылсу в створе Бобохоншахид

Структура течения реки Яксу аналогична. На рис. 5 показаны закономерности стока, записанные на створе Карбозтонак. График также указывают на:

Пиковые расходы достигаются в апреле, а низкие – с августа по февраль;

Различия между среднемесячным стоком и 80% надежным среднемесячным стоком указывают на значительную изменчивость стока в засушливые месяцы и, следовательно, на меньшую надежность стока в засушливый сезон;

Средний расход реки составляет 36,4 м3 / с, что эквивалентно стоку 797 мм на площади водосбора до Карбозтонак площадью 1440 км2.

Рисунок 5: Среднемесячный сток реки Яхсу в створе Карбозтанак

Опять же, составление относительного сравнения режимов стока в этих водосборах показывает сезонные модели стока в реках Кызилсу и Яхсу на Рисунке 6.

 

Рисунок 6: Годовое распределение стока в притоках Нижнего Пянджа

В течение года сток из этих измеряемых притоков происходит намного раньше, чем для верхних частей водосбора, достигая максимума в апреле и мае, при этом большая часть годового стока приходится на эти месяцы, а более длительный период относительно низких потоков простирается от июля по февраль. Резкое сокращение стока в июне и июле (после окончания сезона дождей и значительного таяния снежного покрова в этих нижних водосборах) создает проблемы с доступностью водных ресурсов для удовлетворения пиковых потребностей в орошении, приходящихся на июль и август. Для основной реки Пяндж среднемесячный сток показан на Рисунке 7.

Рисунок 7: Годовое распределение стока реки Пяндж

Этот рисунок показывает, что на участке выше по течению (Хирманджо) доля годового стока выше в летние месяцы, при этом в нижнем водосборе наблюдается немного более устойчивый зимний сток.

Помимо рек, в бассейне Пянджа есть поверхностные водоемы озер. Большинство озер в Таджикистане расположено в высокогорье Памира. Крупнейшие озера Памира – Каракуль (380 км2), Сарезское (86,5 км2), Зоркуль (38,9 км2), Яшилкуль (35,6 км2). Предоставляя значительные объемы ресурсов, нет значительного спроса или потенциального использования воды, хранящейся в этих озерах, из-за их расположения, на большой высоте и удаленности от населенных пунктов.

Характеристики стока рек бассейна зависят от источника воды, которые поступают непосредственно в результате дождя от таяния снега и таяния ледников. Доля потока от каждого из этих элементов меняется в течение года, при этом пиковые потоки от дождя происходят раньше, чем таяние снега, которое, в свою очередь, происходит раньше, чем таяние ледников. Ожидается, что с изменением климата пропорция стока из каждого из этих источников изменится и повлияет на сезонность стока.

В исследовании АБР 2011 года этот вопрос исследовался достаточно подробно. Выводы, сделанные в конце исследования, включали:

• Общее изменение годового количества осадков не ожидается, хотя ожидается, что повышение температуры воздуха приведет к увеличению количества осадков и уменьшению количества снегопадов.
• Ожидается, что месячные колебания количества осадков приведут к увеличению количества осадков в период с ноября по январь с их уменьшением в остальное время года.
• Структура стока в основных реках бассейна изменится, как это процесс может развиваться показано в Рисунке 8

Ожидается, что годовой сток реки Пяндж в Нижнем Пяндже со временем изменится, как показано в Таблице 2.

Таблица 2: Годовой Сток в Реке Пяндж с Изменением Климата (АБР, 2011)

Период	Среднегодовой сток в Нижнем Пяндже (км3)
1980-2010	33.59
2010 – 2040	34.32
2040 – 2070	33.77
2070 – 2100	32.16

Большая часть изменений, указанных в Таблице 2, возникает из-за таяния ледников, которое первоначально увеличивается из-за повышения температуры, а затем уменьшается по мере того, как объемы воды, хранящейся в ледниках, уменьшаются из-за уменьшения протяженности ледников.

Хотя влияние на общий сток реки Пяндж является значительным, в реках, где таяние ледников вносит более значительный вклад в общий сток, это влияние является более значительным. Эти изменения также изменяют время пиковых стоков в реке.

Рисунок 8; Графики изменение климата и её влияние в структуре стока (АБР, 2011г.)

Рисунок 9: гидрографическая карта бассейна реки Пяндж

 

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

Таджикистан – горная страна, расположенная в зоне формирования стока бассейна Аральского моря. Территория республики богата подземными водами: пресными, минеральными лечебными, промышленными, термальными. Прогнозные ресурсы подземных вод – 51,2 млн м³/сутки. При этом разведанные эксплуатационные запасы, только пресных подземных вод долинной части республики составляют 7,6 млн м³ в сутки. Количество действующих скважин для воды составляет более 4600 штук.

Пресные воды

Подземные воды республики чрезвычайно разнообразны по химическому составу и вкусовым качествам, условиям залегания, движения и стока. В вертикальном геологическом разрезе четко выделяются две гидродинамические зоны:

Верхний, характеризующийся относительно небольшой (до 200-300 м) емкостью, активным водообменом и преимущественным развитием пресных подземных вод хорошего качества.

Нижний, закрывающий глубокие горизонты артезианских бассейнов с затрудненным водообменом. Здесь развиты соленые и рассоленные подземные воды с минерализацией до 400 г / дм³. Энергетическая зона достигает нескольких километров.

На территории Таджикистана есть две обширные территории – горная и равнинная. В горных районах Карамазара, Центрального Таджикистана и Памира широко распространены трещинные и трещинно-пористые пресные воды. Химический состав подземных вод – гидрокарбонат кальция с минерализацией до 1 г / дм³. Местные потоки солоноватых и соленых вод образуются только в местах разработки оштукатуренных и соленых отложений. Глубина залегания подземных вод колеблется от нескольких метров до 100-150 м. На Восточном Памире, где мало осадков и развиты многолетние мерзлые почвы, запасы подземных вод невелики, родниковая вода здесь редки и работают только весной.

Наиболее обильные подземные воды обычно находятся в сильно трещиноватых известняках и гранитах. Источники, связанные с этими отложениями, характеризуются относительно постоянным режимом. Расход источников может достигать 10-15 л / с.

В горных районах формируются динамические запасы пресных подземных вод хорошего качества. Эти запасы иногда достигают нескольких сотен кубометров. Водоснабжение большинства населенных пунктов и промышленных предприятий горных районов основано на использовании подземных вод путем выкачки крупных родников. Несмотря на наличие огромных природных ресурсов, эксплуатационные запасы подземных вод относительно невелики. В основном это связано с отсутствием благоприятных условий для их накопления.

Равнинные районы республики отличаются очень разнообразными гидрогеологическими условиями, характерными для современных осадочных отложений, обнаруженных в речных долинах, межгорных котловинах и котловинах. В межгорных котловинах, сложенных серией пролювиальных отложений, образуются линзы пресных подземных вод мощностью от единиц до 60-80 метров и более. Естественные и эксплуатационные запасы подземных вод могут достигать сотен литров в секунду; дебиты текущих артезианских скважин могут достигать 40-70 л / с.

В межгорных котловинах Юго-Западного Таджикистана, сложенных лессовидными суглинками с прослоями гравийного материала, развиты преимущественно солоноватые и соленые воды с преобладанием сульфатно-хлоридного состава с минерализацией 3-40 г / дм³. Пресная вода хорошего качества ограничена. Подземные воды залегают на глубинах 10-100 м.

Для долин крупных рек характерны специфические гидрогеологические условия, различными для разных частей бассейнов. В горных районах аллювиальные отложения относительно маломощные. Подземные воды в среднем и верхнем течении рек труднодоступны, а скважины имеют низкую продуктивность. Ниже истока рек из горных районов аллювий образует мощный (до 300–800 м) слой хорошо промытого валунно-галечного материала, обладающего высокой проницаемостью.

Химический состав аллювиальных отложений подземных вод очень разнообразен. Пресные подземные воды с минерализацией до 1 г / дм³ встречаются вдоль рек и каналов. По краям гор встречаются солоноватые и соленые воды. Процессы испарения оказывают значительное влияние на формирование химического состава грунтовых вод, особенно там, где уровень грунтовых вод высок, а подземные воды находятся на небольшой глубине.

В долинах рек Кызылсу и Яхсу развиты подземные воды различного химического состава и минерализации. В верховьях долин образуются преимущественно пресные гидрокарбонатные воды. Солоноватые воды с повышенным сульфатным составом с минерализацией до 5 г / дм³ стекают с горных хребтов и у соляных куполов в долину. Это наблюдается в нижней части долины реки Кызылсу. Подземные воды в этой области могут стать артезианскими при наличии водоема над основным водоносным горизонтом, при этом в некоторых проточных скважинах обнаруживаются дебиты до 100 л/с. В средней и нижней частях долин соленость грунтовых вод повышается до 2–3 г / дм³.

Для официальной количественной оценки ресурсов подземных вод водоносные горизонты классифицируются в пределах зоны пресных подземных вод с точки зрения уровня уверенности в возможности эксплуатации ресурсов. Используемые категории:

Категория A. Хорошо изученный и развитый водоносный горизонт с текущими уровнями эксплуатации ниже, чем предполагаемый устойчивый выход водоносного горизонта.

Категория B. Хорошо изученный водоносный горизонт с высокой степенью достоверности в отношение объема водоносного горизонта и его пригодности для эксплуатации.

Категория C1. Неразвитый водоносный горизонт, но тем не менее изученный и с уверенностью в имеющихся объемах и параметрах качества воды

Категория C2. Как Категория C1, но с менее детальной разведкой, особенно в отношении потенциальных изменений качества подземных вод с развитием водоносного горизонта.

Количественная оценка ресурсов подземных вод бассейна обобщена в Таблице 3.

Таблица 3: Утвержденные эксплуатационные запасы подземных вод по регионам

Район	Запасы эксплуатации по категориям, тыс. м3 / сутки
	А	В	С1	А+В+С1
Хатлонская область	520.7	469.9	845.1	1,835.7
ГБАО	17.1	11.8	69.2	98.1

Более подробное расположение этих ресурсов подземных вод представлено в Таблице 4, где ресурсы количественно определены по суб-бассейнам. Столбец «Прогнозные ресурсы» представляет собой наилучшую текущую оценку устойчивых ресурсов подземных вод в бассейне.

Таблица 4: Эксплуатационные запасы пресных подземных вод по суббассейнам

 

Бассейн реки	Метод оценки	Прогноз, тыс. м3/сут	Операционные запасы (кат. A + B + C1 + C2), тыс. м3/сут
Река Кызылсу-Яхсу	низкий дождь + осадки	1,712	139.2
Река Яхсу (среднее течение)	гидродинамический	1,013	541.3
Река Кызылсу- Яхсу (слияние)	баланс	342	36.3
Река Кызылсу (нижнее – Фархор)	баланс	484	133.7
Река Кызылсу (Московский конус)	баланс	920	146.8
Всего по Кызылсу-Яхсу		4,471	997.3
Река Пяндж (правый берег)	баланс	317
Река Пяндж (в горах)	количество осадков	31
Река Обиминоу	количество осадков	841
Река Вандж	низкий уровень воды	1,071
Река Язгулам	низкий уровень воды	881
Река Бартанг	низкий уровень воды	5,141
Река Мургаб	низкий дождь + осадки	651	36.1
Река Гунд	низкий уровень воды	1,175	62
Река Шахдара + правый берег реки Пяндж	количество осадков	1,901
Озеро Зоркуль и Рангкуль	количество осадков	49
Озеро Каракуль	количество осадков	138
Всего на правом берегу бассейна до московского конуса		12,196	98.1

Рисунок 10: Карта подземных вод бассейна реки Пяндж

ПРОМЫШЛЕННАЯ ВОДА

 Высокоминерализованные подземные воды артезианских бассейнов богаты йодом, бромом, бором, литием, рубидием, цезием, стронцием и некоторыми другими микрокомпонентами. В зависимости от набора промышленных микрокомпонентов выделяют восемь ассоциаций: Йодная, Борная, Литий-несущая, Йод-бромная, Йод-бромное-литиевая, Йод-литий-рубидиевая, Йод-литий-рубидий-цезий содержащая и Йод-литиевая. -литий-рубидий-цезий-стронциевый.

На юго-западе Памира отмечен единственный источник с промышленным содержанием бора (1698 мг / дм3). На юго-западе Таджикистана известно 34 проявления промышленных подземных вод. В скважинах здесь вскрыты все 8 ассоциаций микрокомпонентов. Содержание микроэлементов составляет (мг / дм3): йода – 16-79; бром – 404-781; литий – 13,8-294; рубидий – 3,5-60,5; цезий – 0,39-9,05; стронций – 557-4000; бор – 149.

ОЗЕРО САРЕЗ

Уникальной особенной среди водоёмов бассейна Пяндж, является Сарезское озеро, показанное на Рисунке 12. Озеро образовалось в 1911 году, когда землетрясение вызвало массивный оползень в бассейне реки Бартанг на Памире, вызвавший перемещение около 2,2 млрд м³ горной породы, который перекрыла реку Бартанг в узкой долине. Это привело к возникновению естественной плотины, называемой Усойской плотиной, которая поднимается на высоту примерно 567 метров от дна долины, удерживая за собой около 17 км³ воды. Высота водной поверхности составляет более 3200 м над уровнем моря.

Стабильность Усойской плотины вызвала серьезную озабоченность в прошлом – ее обрушение может привести к катастрофическому наводнению далеко вниз по течению реки Бартанг, а затем и реки Пяндж. В советский период были созданы обширные системы мониторинга, чтобы предупреждать о зарождающихся повреждений, и проводились исследования, чтобы попытаться установить риск повреждений. В 2004 году исследование Всемирного банка пришло к выводу, что Усойская плотина в основном остается стабильной.

Рисунок 11: Спутниковые снимки Сарезского озера

Source: NASA satellite imagery of the western end of Lake Sarez and Osoi Dam. 6 January 2002.

Сарезское озеро расположено в очень отдаленной части Таджикистана, поэтому его богатые водные ресурсы не могут быть легко использованы. Утечка воды из водохранилища за плотиной представляют собой относительно постоянный отток, измеренный на гидропосту Барчадив, расположенном чуть ниже естественной плотины.

Сезонное распределение стока, показанное на Рисунке 34, и межгодовая изменчивость (показанная на Рисунке 14) указывают на хорошую стабильность потока.

Рисунок 12: Сезонная изменчивость стока в реке Бартанг ниже плотины Усой

Рисунок 13: Межгодовая изменчивость стока ниже плотины Усой

Запись стока воды из Сарезского озера, которое было обнаружено (как показано на Рисунке 14), не указала на значительную долгосрочную тенденцию, что указывает на стабильность, когда сток из озера равен притоку в озеро. Этот постоянный сток из Сарезского озера служит для поддержания стока в реке Бартанг в месте ее слияния с Пянджем, см. Рисунок 15.

Рисунок 14: Среднемесячные потоки в Бартанге в Шучанде