автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Модель управления использованием водных ресурсов Нижнеамударьинской водохозяйственной системы в целях улучшения экономического состояния и обеспечения экологической безопасности территории



4 .^

' На правах рукописи

Л

САРЫБАЕВ АЙБЕК КТАЙБЕКОВИЧ

МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ НИЖНЕАМУДАРЬИНСКОЙ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ В ЦЕЛЯХ УЛУЧШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ

Специальность 05.23.16 - гидравлика и инженерная гидрология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1997

Работа выполнена в Вычислительном Центре Каракалпакского Отделения Академии Наук Республики Узбекистан (ВЦ ККО АН РУз) и Научно-Координационном Центре "Каспий" Российской Академии Наук (НКЦ "Капий" РАН).

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Исмайылов Г.Х.

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Асарин А.Е. кандидат технических наук Прошляков И.В.

Ведущая организация -ВНИИ Гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова.

Защита состоится 1997 г. в // час. О О мин. на

заседании диссертационного совета К 120.41.01 в Государственном предприятии - специализированном научном центре "Госэкомелиовод'' Департамента "Мелиоводхоз" Министерства сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации по адресу: 107005, г. Москва, ул. Бауманская, 43/1, ГП СНЦ "Госэкомелиовод".

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГП СНЦ " Госэкомелиовод".

Автореферат разослан " ноября 1997 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук, ^ ^

старший научный сотрудник < 'Зубкова Н.Г.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Проблема использования водных ресурсов в аридной зоне является жизненно важной. Развитие экономики без учета природоохранных и ресурсосберегающих мероприятий приводит к обострению экологической ситуации. В результате в районах Нижнеамударьинской водохозяйственной системы (ВХС) резко ухудшилось состояние окружающей среды. В частности, к таким негативным экологическим последствиям можно отнести: изменение условий почвообразования (почвы переходят от автоморфных к полутидроморфным и гидроморфным); усиление промывного режима почвы и, как следствие, вымывание из них питательных веществ; усиление водной эрозии почвы; подъем уровня грунтовых вод (УГВ) при плохой естественной и искусственной дренированности территории; загрязнение поверхностных вод химическими и биологическими веществами, поступающими в них с дренажными водами; изменение гидрогеологической и гидрологической обстановки на сопредельных территориях - поднимается УГВ рядом с оросительными системами, изменяются гидрографы стока на реках -водоприемниках и водоисточниках.

Для устойчивого функционирования экономики и обеспечения экологической безопасности территории необходимо развивать методику планирования и управления использованием водных ресурсов речных бассейнов. Этим вопросам посвящены работы Бусалаева И.В., Великанова А.Л., Воропаева Г.В., Галямина Е.П., Духовного В.А., Исмайылова Г.Х., Пряжинской В.Г., Храновича И.Л., Цветкова Е.В. и др. В настоящее время накоплен большой опыт, связанный с разработкой отдельных моделей, учитывающих антропогенное влияние на функционирование водохозяйственных систем. В связи с этим представляется важным развивать методику планирования и управления использованием водных ресурсов в направлении учета эколого-экономических взаимосвязей и на этой основе определения компромиссных вариантов использования, охраны и воспроизводства водных ресурсов региона. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Основной целью диссертационной работы является разработка комплекса моделей для управления использованием водных ресурсов на примере Нижнеамударьинской ВХС. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

- анализ социально-экономических и экологических аспектов использования водных ресурсов;

- исследование функционирования водноресурсной системы;

- анализ закономерностей формирования водно-солевого режима орошаемой территории Нижнеамударьинской ВХС;

- построение системы моделей водного и солевого балансов территории и руслового стока аридной зоны;

- разработка методологических основ имитационной модели управления использованием водных ресурсов речного бассейна;

- исследование эколого-экономических особенностей низовий реки Амударьи;

- анализ вариантов развития орошения Нижнеамударьинской ВХС;

- оценка изменений водного и солевого режимов территории и руслового стока Нижнеамударьинской ВХС при различных вариантах водопользования. МЕТОДИКА И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ. Методологической основой работы является системный подход к оценке влияния природно-хозяйственных факторов на формирование водного и солевого режимов русла реки и орошаемой территории. Теоретические исследования и экспериментальные расчеты связаны с использованием методов математического моделирования, проведением натурных наблюдений на объекте исследования и численных экспериментов на ЭВМ.

В качестве объекта исследования выступает Нижнеамударьинская ВХС, обслуживающая потребителей Хорезмской области и Республики Каракалпакстан Республики Узбекистан и Ташаузской области Республики Туркменистан.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В теоретической части диссертации исследованы вопросы рационального использования водных ресурсов речного бассейна с учетом социально-экономических и экологических аспектов. Разработана система моделей имитационного типа для анализа функционирования Нижнеамударьинской ВХС. Обоснована и практически доказана целесообразность осуществления многовариантного анализа использования и охраны водных ресурсов на основе предлагаемой имитационной системы. Осуществлена параметризация и верификация предлагаемой имитационной модели. Выполненные численные машинные эксперименты позволили получить оптимальные режимные параметры функционирования Нижнеамударьинской ВХС.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. На основе полученных результатов разработана методика воднобалансовых расчетов Нижнеамударьинской ВХС. Данная методика представляет собой инструмент научных исследований и

водохозяйственного проектирования применительно к нижнему течению реки Амударьи. Она может быть использована для выбора оптимального варианта комплекса гидромелиоративных мероприятий в пределах Республики Каракаппакстан и Хорезмской области Республики Узбекистан и Ташаузской области Республики Туркменистан.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах ВЦ ККО АН Республики Узбекистан (Нукус, 1990-1995) и НКЦ "Каспий" РАН (Москва, 1991-1997), на научно-теоретических конференциях (1Х-я научно-теоретическая конференция молодых ученых и специалистов (Нукус, 1990); 1-я республиканская научно-теоретическая конференция молодых ученых и специалистов Каракалпакстана (Нукус, 1991); Научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Средней Азии по проблемам бассейна Аральского моря (Ташкент, 1992)).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Основная часть работы содержит страницу

машинописного текста, включая Ю рисунков, таблиц.

Список литературы включает /^наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность темы и формулируются основные задачи исследования.

В первой главе обосновывается необходимость развития методики планирования и управления использованием водных ресурсов в направлении учета эколого-экономических взаимосвязей.

В методическом плане такой подход требует разработки комплексной методики, позволяющей анализировать процессы водопользования в системе "река-водоисточник - водопотребители - река-водоприемник". При этом проблема рационального водопользования должна быть связана не только с охраной и воспроизводством водных ресурсов, но и с решением социально-экономических и экологических проблем, возникающих в пределах территории региона.

Общей методической основой исследований, связанных с обоснованием методов управления водными ресурсами, обеспечивающих устойчивое развитие

экономики и экологическую безопасность территории и водных объектов, является принцип системного анализа. Последний включает как всестороннее качественное изучение проблемы в эколого-экономическом и физико-географическом аспектах, так и количественное сравнение различных вариантов. Для реализации такого подхода наиболее эффективным является использование системы математических моделей, работающих в имитационном и оптимизационном режимах. Данная система включает в себя имитационную модель функционирования Нижнеамударьинской водноресурсной системы (ВРС) и имитационную модель водно-солевого баланса территории. Информационной основой рассматриваемых моделей являются материалы экспериментальных работ, проведенных автором, а также данные, полученные в отделе перспективного проектирования Объединения Водпроект Минводхоза Республики Узбекистан.

При решении задачи рационального водопользования критериальная часть может формироваться в виде максимизации народнохозяйственного эффекта, включающего в себя разность эффекта и затрат (абсолютную и удельную) (Исмайылов Г.Х.):

Э = ZfcMwJ] - ЕНК^М] - Hjcjwj] - (1)

-ni[fil(wi),...,firl(wi)] } max где Э - народнохозяйственный эффект эколого-экономической системы, Fil*] -функция эффекта, выраженного через кадастровые цены на продукцию, получаемую в производственной сфере; Ki[*| - суммарные приведенные затраты для получения данного эффекта (основного производства и инфраструктуры); Щ*| - издержки; Щ«] - дополнительные затраты на предупреждение, предотвращение и компенсацию негативных последствий воздействия общества на природную среду; Wi - количество используемых ресурсов, в том числе водных, в i-ой территориальной единице; ерь >(л, ai, fik (k=l,n) - многоресурсные производственные функции i-ой территориальной единицы, N - количество исходных территориальных единиц, на которые делится регион, речной бассейн и т.д.

Наряду с экономической мерой эффекта эколого-экономической системы необходимо установить и ее социальный эффект при помощи ввода ограничений на сглаживание относительного прироста социального эффекта в территориальном разрезе, т.е.

гаахЭ

с л

где Э«= ^ - социальный эффект (Эс), выраженный отношением

производительности труда на 1-ой территории, обслуживаемой данной эколого-экономической системой, на исходном (П^о) и планируемом (Пцт) уровне. Социальный эффект может также выражаться в виде равенства изменений удельного значения национального дохода на всех территориальных единицах данной эколого-экономической системы, т.е. дЭ . дЭ „

С 4 _ _ «Л

И, наконец, социальный эффект может быть оценен отношением социального эффекта планируемого уровня к исходному, принимаемому одинаковым для всех территориальных единиц и не меньше некоторого заданного коэффициента относительного прироста, т.е.

Эс,Т1 Эс,тм ^ .

— —гА (4)

с ,01 с ,0.\

Анализ и оценка эффективности функционирования Нижнеамударьинской ВРС невозможна без учета сложившихся условий в верхнем и среднем течении реки. Только совместный анализ эффективности функционирования ВРС бассейна р.Амударьи позволит построить субоптимальные варианты использования водных ресурсов в ее низовьях.

Во второй главе рассматривается структура управления Нижнеамударьинской ВРС (рис.1), которая состоит из семи блоков (два -информационные, а пять - функциональные).

В информационные блоки (1 и 2) входят подготовка, анализ и обобщение экономической и гидрометеорологической информации для функциональных блоков. В блоке экономических решений (3) осуществляется оптимизация структуры основных пользователей водных ресурсов системы (площади орошения, водозабор на нужды населения и хозяйства, параметры природоохранных мероприятий, параметры дренажной сети). В качестве основного инструмента используется модель оптимизации совместного использования водно-земельных ресурсов. В блоке 4 осуществляется выбор режимных параметров функционирования ВРС на разных уровнях управления (речная система, водораспределяющая и водоотводящая системы). Основным

инструментом здесь выступает имитационная модель управления водными ресурсами. Главная задача блока 5 - определение водно-экологических показателей в зоне водоотбора в водоисточнике и в зоне водопользования. При этом используются модели водно-солевого баланса территории различной степени агрегации. И, наконец, в блоках 6 и 7 проверяется чувствительность водно-экологических показателей к принятым стратегическим параметрам и дается экономическая оценка эффективности последних на фоне изменяющихся водно-экологических условий.

Рис. 1. Схема управления Нижнеамударьинской ВРС.

Анализ работ в области рационального природопользования показывает, что среди комплекса применяемых методов важное место принадлежит моделям, отражающим процессы функционирования природных комплексов в условиях антропогенной нагрузки.

С учетом особенностей ВРС р.Амударьи осуществляется формализация объекта управления в виде эквивалентной совокупности агрегированных водохозяйственных объектов и связей между ними. В соответствии с принятой расчетной схемой и отмеченными особенностям функционирования водноресурсной системы р.Амударьи задача управления объемами и минерализацией речного стока формулируется следующим образом. При заданной структуре водопользователей и водноресурсной системы требуется определить рациональный план распределения водных ресурсов в пространственно-временном разрезе между водопользователями и природными комплексами с учетом повторного внутриконтурного использования

возвратного стока, режим работы системы водохранилищ и режим минерализации воды в узлах управления и ирригационных системах.

Для решения этой задачи используются следующие ограничения и критерии: максимизируется водоподача из узлов управления агрегированным водопотребителям (ирригационным и неирригационным), но не более, чем необходимая для нормального функционирования внеруслового водопользователя; в случае появления дефицита водных ресурсов выполняется условие максимального "подтягивания" менее приоритетных потребителей в системе, но не более технологически допустимого минимума; при наличии многолетних емкостей максимизируется наполнение водохранилищ на последнем отрезке времени периода регулирования, но не более заранее заданной величины (определяется экспертным путем); минимизируются максимальные отклонения фактических попусков от оптимального для русловых водопользователей; минерализация воды в узлах управления не должна превышать 1 г/л, а для оросительной воды - 1,5 г/л; дефицит воды в перебойные годы не должен превышать 20-25% от нормального водопотребления за сезон; расчетная водообеспеченность по числу бесперебойных лет, в которые осуществляется нормальная водоотдача из узла управления, принимается равной 90% (в основном для ирригационных потребителей, неирригационные - удовлетворяются бесперебойно).

Основными балансовыми, водно-энергетическими уравнениями и ограничениями являются следующие:

1. Балансовые соотношения и ограничения для распределительных узлов управления:

- уравнение водного баланса

2 I х».+ 2 IV' - 2 х;.- 2 Р'ш,=о; {5)

геЗД 1 кб.1,(2) К' 1,еА(0 * ' ¡€1,(1) 1 т,еВ(|)

- уравнение водно-солевого баланса:

Уравнения (5) и (б) соответствуют прямоточной схеме использования водных ресурсов оросительными системами.

При оборотной схеме эти уравнения имеют вид:

2 + 2 х> + 2 (Ч, -р»«,)- 2 х: - 2 -р£р=о (7)

геЗД Г1 ке^(0 К1 1,еА(1Л И 1 ¡6.1,(1) 1 ш^ВД П

Е + Е с- кх'к + I с'вз ,(\у;з, (8)

- Е с' х'- Е

В уравнениях (5)-(8) составляющие ^ р,ш, задаются в качестве

исходных, переменные задачи, ^^»^х'^вз, 1,'^вз, 1

определяются на основе уравнения трансформации попуска на участке (к, ¡) и уравнения стока возвратных вод из оросительной системы (11).

2. Балансовые и энергетические соотношения и ограничения для 1-го распределительного узла с ГЭС. Для данного типа узлов используются следующие уравнения:

^^ЧНнегто^ПЭС (9)

Эвс=*всР' (10)

№ нетто =Н,Ерутго-ЛЬ' (11)

3. Балансовые соотношения и ограничения для ¡-го узла управления с водохранилищем. Уравнение водного баланса ¡-го водохранилища за промежуток времени х:

£ \у; + Е х; + Е - Е х;-н;- Е ртш =г (12)

Уравнение водно-солевого баланса ¡-го водохранилища за промежуток времени т имеет вид:

с4'-,1!^1-11 + Е С Е сх. х; + 1сп,»„-- Е с; х:.- Ее р1 = с .V.' (13)

¡вТдо *« " -I УК-' 1

Требования внутренних водоемов и устьевых участков рек, включая энергетический попуск (/^э), учитываются следующим ограничением:

см)

где ХЦ. "приток к морю из]-го узла.

Выполнение ограничения ~ ^"Н может быть достигнуто путем варьирования схем водозабора на орошение, попуска из вышележащего узла и стока возвратных вод, поступающих в русло реки выше водозабора. В этих условиях в качестве критерия выбора управляющего воздействия на распределение речной воды выступает минимизация параметров 5,61, &г и 63.

5 = шт{81,52,53} (15)

В третьей главе описывается разработанная модель водно-солевого баланса орошаемой территории Нижнеамударьинской ВХС.

Такая модель строится на основе обыкновенных или конечно-разностных уравнений (модель с сосредоточенными параметрами). Для учета пространственной структуры объекта в имитационной модели область распределения его состояний разбивается на отдельные участки (камеры) и на каждом таком участке состояние объекта учитывается осредненно с помощью конечного набора показателей. Непрерывность же состояний во времени учитывается осреднением состояний за определенный отрезок времени (год, сезон, месяц и др.). При этом изменение состояния во времени определяется, если заданы начальное состояние, управляющие воздействия и возмущения на каждом отрезке времени.

Уравнение водно-солевого и солевого баланса территории водохозяйственного района имеет вид:

WIH4.T.C,a4.t.+ Смпр\умпр + Cja6.p.W3a6.p.+ Coc.t.Woc.t=Ckob.t.Wkoii.t.+ Cot.t.Wot.t (16) онач.т." Smnp+ S, аб.р. Soc.t. — Skoh.t. ^ Sot.t.

где Wi - соответственно, начальный и конечный запас воды на поверхности и в толще почвогрунтов, местный приток поверхностных и грунтовых вод, водозабор из русла реки, атмосферные осадки, поверхностный и грунтовый отток за пределы территории, суммарное испарение, G - минерализация соответствующих потоков воды.

Общее уравнение водного баланса орошаемой территории для выделенных вертикальных зон имеет вид:

1) поверхность территории

\V1IOB,,+W„c+\VJa5.p.+Wn!1IIOB+WK,lp+WCK,=

"^[ЮН.К.^" WQTIIUH.^'^'hcii.IIOB.^'WIK)aa). (17)

2) зона аэрации

(18)

3) грунтовые воды

Wn^+W„p.Ip+W«.K.+Wa3.n.+Wra3.n..=Wn,K+^ (19)

В уравнениях (17)-(19) приняты следующие обозначения: W,I0B.„.

И VVoob.k. -

начальный и конечный запас воды на поверхности земли, Woe. - атмосферные осадки, Wnp.noB., Wor.noB. - местный (склоновый) приток и отток поверхностных вод, W3a6.p. - водозабор из реки (канала), WCKB - откачка воды скважинами

вертикального дренажа, \Ук-др - коллекторно-дренажный сток, \Уис„лоа. -испарение с поверхности почвы, \Уф.к. - фильтрационные потери воды из каналов оросительной сети, \УПОв.а». - инфильтрация атмосферных осадков и

ПОЛИВНЫХ ВОД, \Упр.по.ш. И \У0Т.почв. - ПрИТОК И ОТТОК почвенных ВОД, \Уаэ.в. И Waj.1t. -

начальный и конечный запас воды в зоне аэрации, \Угр.аэ. - поступление грунтовых вод в зону аэрации, \У„.гр. - поступление воды из зоны аэрации в грунтовые воды, \Утр. - транспирация растительности, \Vrp.n. и \Угр.к. - начальный и конечный запас воды в зоне насыщения, \Упр.гр. и WoT.ni. - приток и отток грунтовых вод (при наличии дренажа отток грунтовых вод ниже заложения дрен), - поступление воды в грунтовые воды из нижележащего

водоносного горизонта, - поступление воды из грунтовых вод в

подземные, WдP. - отток дренажных вод.

Для трех выделенных зон в итоге имеем следующие уравнения водно-солевого баланса:

1) поверхностная зона

УУпоВ.Н.СпоВ.И. .Сос.^ ^^заб.р.Сэаб.р."^ VVnp.noe.Cnp.noB. (20)

отлов.

2) зона аэрации

аэ.н.^^Упов.аз.Спов.аэ.'^Упр.почв.Спр.поча. .аэ.Сгр.аэ.- (21)

^Уаэ.к.Саэл.'^^^аэ.к.Саэ.к.'^^'аэ.гр.Саэ.гр.'^^Уотлочв-Сотлочв. "^^Утр.Стр.

3) зона насыщения

(22)

-"Wгp.к.C|p.к."^Wгp.IlДЗ.Cгp.ПДJ."^■ Woт.Гp.^Сот.гр.*^\Удр.Сдр.+\Ускв.С-скв.^^Угр.аэ.Сгр.аэ.

Разработан алгоритм, имитирующий процесс формирования водного режима в пределах выделенного объема пространства. При этом расчет составляющих водного баланса зоны аэрации и грунтовых вод опирается на допущение, что процессы водообмена происходят не одновременно, а строго последовательно. Алгоритм расчета солевого баланса сводится к тому, что на принятую последовательность процессов водообмена накладываются процессы разбавления и соответствующего переноса солей водными потоками.

В качестве параметров модели выступают численные значения тех природно-хозяйственных факторов, которые по отношению к данному объему пространства задаются в виде констант. Разумеется, что для разных этапов развития орошения имеет место свой набор параметров. В качестве параметров оросительного комплекса выступают: водно-физические характеристики

почвогрунта, характеристики технического состояния оросительной системы и применяемой техники полива (КПД каналов оросительной сети, тип дренажа, глубина заложения дрен, их густота и др.).

В качестве начальных условий принимаются: структура земельных угодий (площадь, занятая различными видами культурной и естественной растительности), начальная влажность зоны аэрации и минерализация воды в ней, начальный УГВ и их минерализация.

Входными переменными являются: атмосферные осадки и их минерализация, температура и абсолютная влажность воздуха, водозабор из источников орошения и его минерализация, местный поверхностный приток и его минерализация, приток грунтовых вод и его минерализация.

В процессе работы алгоритма определяются последовательно следующие переменные: фильтрационные потери из каналов оросительной сети, суммарный приток грунтовых вод, коэффициент начального влагосодержания зоны аэрации, начальный относительный дефицит влагосодержания в зоне аэрации, приращение УГВ за счет притока извне и фильтрационных потерь из каналов, УГВ после поступления притока, влагосодержание в зоне аэрации после подъема УГВ, влагосодержание в зоне аэрации при УГВ, соответствующее полной влагоемкости, поступление оросительной воды в зону аэрации, суммарное поступление атмосферных и поливных вод в зону аэрации, поступление воды из зоны аэрации в грунтовые воды, приращение УГВ за счет притока из зоны аэрации, УГВ после поступления воды из зоны аэрации, влагосодержание в зоне аэрации после подъема УГВ, влагосодержание в зоне аэрации после суммарного испарения, поступление воды из зоны насыщения в зону аэрации, снижение УГВ за счет поступления воды в зону аэрации, УГВ после сработки грунтовых вод в зону аэрации, влагосодержание в зоне аэрации с учетом поступления воды из зоны насыщения, отток грунтовых вод, конечный УГВ, конечное влагосодержание в зоне аэрации, изменение влагосодержания в зоне аэрации, изменение запаса воды в зоне насыщения, суммарное изменение влагозапасов.

Определением суммарного изменения влагозапасов и заканчиваются расчеты для первого отрезка времени. И далее в цикле идет повторение расчетов для остальных отрезков времени первого года, затем для следующего года и т.д.

После расчета водного баланса, используя полученные значения его составляющих, осуществляется расчет солевого баланса. При этом

последовательно определяются: минерализация грунтовых вод в результате притока со смежной территории и фильтрационных потерь из каналов, минерализация воды в зоне аэрации после поступления в нее поливных вод и атмосферных осадков, минерализация грунтовых вод после поступления воды из зоны аэрации, минерализация воды в зоне аэрации после поступления в нее грунтовых вод, конечная минерализация воды в зоне аэрации. Во всех случаях расчетное значение минерализации определяется как средневзвешенное.

В четвертой главе характеризуются эколого-экономические особенности низовий р.Амударьи и определяется комплекс мероприятий, обеспечивающих устойчивое экономическое развитие и экологическую безопасность территории.

Нарастающая напряженность водохозяйственной обстановки в низовьях Амударьи определяет необходимость проведения целого комплекса мер в бассейне Амударьи, направленных на экономию имеющихся водных ресурсов и производство на их базе предельно возможного объема общественного продукта. Повышение эффективности использования водных ресурсов определяет неизбежную практическую реализацию комплекса целевых научно-обоснованных, организационно-технологических, экологических, а также агромелиоративных, агротехнических и социально-правовых мероприятий.

Структуру Нижнеамударьинской ВРС формируют гидролого-водохозяйственные объекты, расположенные в русле р.Амударьи, оросительные системы Хорезмской (Республика Узбекистан) и Ташаузской (Республика Туркменистан) областей и Республики Каракалпакстан и коллекторно-дренажная сеть этих систем, а также системы водоснабжения промышленных предприятий и населения. Кроме того, в структуре ВРС выделяются природные комплексы Приаралья и Аральское море.

Комплекс мероприятий, обеспечивающих устойчивое экономическое развитие и экологическую безопасность территории в низовьях реки Амударьи, включает в себя, во-первых, водохозяйственные и мелиоративные мероприятия и, во-вторых, природоохранные мероприятия.

Для обеспечения благоприятных экологических условий в пределах орошаемой агроэкосистемы региона одним из необходимых условии является поддержание УГВ ниже критических отметок, что может быть выполнено устройством закрытого горизонтального дренажа с глубиной заложения 3-3,5 м.

Для создания благоприятных экологических условий в нижней части дельты реки Амударьи и осушенного дна Аральского моря предлагается

специальный комплекс мероприятий, разработанный НПО "САНИИРИ" и другими организациями. Эти мероприятия предусматривают создание защитного "зеленого барьера" (пояса, буферной зоны и т.д.) между орошаемой зоной Каракалпакии и Южной частью Аральского моря. Предлагаемый состав мероприятий по улучшению экологической обстановки в зоне Приаралья включает в себя: строительство водоемов (Муйнак и Рыбачий) в районе г.Муйнака; создание искусственных регулируемых водоемов в бывших заливах Аджибай и Джилтырбас и на осушенной территории дна Аральского моря; рыбохозяйственное освоение искусственно регулируемых водоемов и существующих озер; сохранение и поддержание существующих озер и водоемов; обводнение естественных лугов и сенокосов, ввод новых орошаемых земель; агромелиорация и фитомелиорация, как вариант улучшения экологической ситуации при минимальных затратах водных ресурсов; определение требований на воду для водообеспечения природоохранных мероприятий Приаралья.

Возможность широкого обводнения дельты ограничена наличием речных водных ресурсов, которые гарантированно могут быть поданы ниже створа Тахиаташского гидроузла, а также использованием коллекторно-дренажных вод, исходя из их качества. Наличие располагаемых водных ресурсов с учетом их качества определяет оптимальную величину водоподачи на нужды эколого-хозяйственного комплекса дельты Амударьи, а это, в свою очередь, требует вариантного водобалансового (водохозяйственного) расчета с учетом параметров основных эколого-экономических мероприятий.

Эти балансы являются эффективным средством анализа водохозяйственных систем, определяя соотношение между ресурсами и потреблением воды, и позволяют оценить значение отдельных мероприятий для рационального решения водных проблем на рассматриваемой территории. Учитывая это, в данной работе проведены подробные вариантные водобалансовые расчеты на основе разработанной системы моделей. Результаты этих расчетов и их анализ и составляют содержательную часть пятой главы работы.

Здесь были рассмотрены два варианта развития орошения в низовьях реки Амударьи, исходные показатели которых заимствованы из проектных разработок института "Средазгипрводхлопок" (г. Ташкент):

- вариант I - "Стоп развитие" - стабилизация развития орошения на уровне 1990 - 1995 гг. с площадью орошения 4096 тыс.га в целом по бассейну, в том числе в Нижнем течении 1053 тыс.га;

- вариант II - "максимальное развитие" с доведением площади орошаемых земель до 4990 тыс.га в целом по бассейну, в том числе по Нижнему течению 1200 тыс.га.

При этом первый вариант предусматривает коренное улучшение экологической и санитарной обстановки в Приаралье. В зависимости от того или иного сочетания водохозяйственных мероприятий он подразделяется на ряд подвариантов, которые реализуются в условиях отсутствия Рогунского водохранилища. Для повышения водообеспеченности в этом случае рассмотрена возможность использования Зеидского водохранилища полезной емкостью 2,2 км3, которое совместно с существующими Нурекским и Тюямуюнским водохранилищами обеспечивает частичное многолетнее регулирования стока реки Амударьи.

Второй вариант - "максимальное развитие " - предусматривает на всех расчетных уровнях максимальное использование возвратных вод на орошение в местах их формирования при качестве поливной воды до 1,5 г/л. При этом гарантируется санитарный попуск в низовья р.Амударьи и Аральское море в объеме 3,15 км3/год и дополнительная подача воды на экологические нужды в объеме от 0,6 до 3,0 км3/год в зависимости от расчетного уровня. В таблице 1 приведены основные характеристики развития орошения в пределах Нижнеамударьинской ВРС по рассмотренным вариантам.

Таблица 1. Развитие орошения по вариантам, тыс. га.

Республика, область Стоп развитие Максимальное развитие

1990-2000 г.г. 1990-1995 г.г. 2000 г. 2005 г. 2010 г.

Хорезмская 246 250 256 266 270

Каракалпакстан 492 497 515 535 560

Итого 738 747 771 801 830

Ташаузская 315 325 335 350 370

Всего по Нижнеамударьинской ВРС 1053 1072 1106 1151 1200

Анализ особенностей формирования стока возвратных вод позволяет установить три основных направления распределения стока возвратных вод в бассейне реки Амударьи:

- сброс части возвратных вод в Амударью для последующего повторного использования нижерасположенными потребителями. При этом минерализация речной воды не должна превышать 1 г/л;

- использование части возвратного стока для орошения непосредственно в местах его формирования в объеме, обеспечивающим после смешения с речной водой средневзвешанную минерализацию поливной воды не более 1,5 г/л;

- отвод части коллекторно-дренажных вод за пределы орошаемой территории (в понижения, в Аральское море и др.) с целью поддержания отрицательного солевого баланса орошаемой территории. К этому направлению также можно отнести использование стока возвратных вод в качестве дополнительных водных ресурсов потребителями, непредъявляющими жесткие требования к качеству воды, или же после деминерализации -традиционными потребителями.

Согласно выполненным расчетам, объем возвратного стока по первому варианту на уровне 1995 года выражается величиной 6913,2000 года - 6022, 2005 - 5236 и 2010 - 5234 млн. м3 в год. В процентном отношении к потребности в водных ресурсах 1995 году -40%, 2000 году -39%, 2005 году -36% и 2010 году-36%.

По второму варианту возвратных вод формируется несколько больше, а именно, 1995 год - 6957, 2000 год - 6219, 2005 год - 5685 и 2010 - 5880 млн. м3 в год. Возвратный сток, выраженный в процентах от водопотребности, стабильно уменьшается, отражая природно-хозяйственные особенности и техническое состояние систем по рассматриваемым вариантам развития орошения.

Расчетные годовые значения минерализации возвратного стока с учетом внутриконтурного его использования на орошение по вариантам развития орошения представлены в таблице 2.

Таблица 2. Прогноз минерализации возвратного стока Нижнеамударьинской ВРС по вариантам развития, г/л.

Республика, область Варианты Расчетные уровни

1995 2000 2005 2010

Каракалпак-стан I 4,9 5,6 5,7 5,7

II 5,0 5,7 5,8 5,9

Хорезмская область I 4,5 5,10 5,8 5,9

II 4,47 5,10 5,63 5,58

Ташаузская область I 4,1 4,6 5,4 5,0

II 4,2 4,7 5,3 5,4

Выполненные расчеты по солевому балансу территории низовья Амударьи показывают, что солевой баланс здесь отрицателен, т.е. на орошаемых землях происходит устойчивое рассоление почв и грунтовых вод.

Для проверки адекватности модели функционирования Нижнеамударьинской ВХС были проведены воднобалансовые расчеты за реальные годы 1981/82 - 1985/86. Проведенное сопоставление рассчитанных по модели и наблюденных величин речного стока реки Амударьи в характерных створах показывает адекватность описания составляющих водного баланса русла во времени и по длине реки в рамках модели реальным процессам (рис.2).

—О— г. Керки н. —X— г. Керки р. —О—г. Чарджоу н. —К— г. Чарджоу р. I

—□—Теснина Тюямуюн н. —Ж—Теснина Тюямуюн р. —О— Кзыгажар н. —К—Кзылджар р.

1982/83

1983/34

1984/85

Рис.2. Сопоставление расчетного (р.) и наблюденного (н.) годового стока (в млн.куб.м) р.Амударьи в характерных створах.

Аналогичное сопоставление составляющих солевого баланса русла реки Амударьи затруднено в силу отсутствия наблюденных данных о минерализации речной воды в рассматриваемых характерных створах. Тем не менее, в модельных расчетах солевой баланс рассчитан и для реальных лет. Его результаты показывают, что имеет место нарастание минерализации речной воды вниз по течению реки. В отдельные месяцы (особенно в осенне-зимний период) минерализация воды достигает 2,5 ... 2,9 г/л, что не противоречит имеющимся представлениям о минерализации стока реки Амударьи в Нижнем течении в современных условиях.

В расходной части воднобалансовых расчетов учитывались требования водопотребителей, к числу которых относятся ирригация, промышленно-коммунальное водоснабжение (часть объема обеспечивается из поверхностных источников), рыбное хозяйство, гидроэнергетика, санитарные и экологические попуски, водозаборы сопредельных стран, а также русловые потери и потери из

водохранилищ. При определении водопотребления в обоих вариантах учитывались ресурсосберегающие мероприятия, мощность которых зависит от уровня планирования. Если рассматривать вариант "максимум", то суммарное водопотребление имеет тенденцию к росту от 57,9 в 1995 году до 60,0 км3/год в 2010 году. Исключение здесь составляет 2000 год, в котором водопотребление снижается до 55,0 км3/год. Современное водопотребление составляет в целом по бассейну 56,6 км3/год. По варианту "стоп", наоборот, наблюдается четкая тенденция к снижению водопотребления с 55,1 (1995 г.) до 49,0 км3/год (2010 г.) Во всех этих вариантах основным потребителем Амударьинской воды является орошаемое земледелие (92-94% от суммарного водопотребления). Такая значительная доля ирригационного водопотребления свидетельствует о том, что в перспективе большую роль в русловом балансе будет играть ирригационный возвратный сток (ИВС). Следовательно его сброс в реку также будет приводить к ухудшению качества речной воды в среднем и нижнем течении реки. В соответствии с этим, в модельных расчетах рассмотрены, так называемые, варианты:

- "регулируемая река" - регулируются одновременно объемы и минерализация речной воды;

- "грязная река" - регулируются только объемы речного стока, сброс неиспользуемого ИВС в реку аналогичен современным условиям;

- "чистая река" - полностью прекращается сброс в реку ИВС ниже створа г. Керки. В этом варианте не предусматривается внутриконтурное использование ИВС на массивах.

Неиспользуемый ИВС направляется: с массивов верхнего течения (до створа г. Керки) сбрасывается в водотоки; с левобережных Туркменских прибрежных земель отводится во впадины и пески; с правобережных земель среднего течения (Туркменские прибрежные земли, Каршинская степь, Бухарский оазис) ИВС отводится в р.Амударью ниже водозабора в Аму-Бухарский канал. При этом минерализация речной воды не должна превышать 1,0 г/л. В случае нарушения критерия качества речной воды часть ИВС отводится для аккумуляции и испарения в озера и впадины: с южной зоны Каракалпакстана сток по Бирунийскому коллектору отводится в р.Амударью при соблюдении критерия качества речной воды; с левобережных земель в зоне Тюямуюнского гидроузла ИВС отводится по системе Озерного и Дарьялыкского коллекторов в озеро Сарыкамыш и дельту р.Амударьи.

На основе численных машинных экспериментов проведен анализ более 100 вариантов, различающихся по расчетному уровню и варианту развития водопотребления, схемой использования водных ресурсов в орошаемом земледелии и местом водозабора из новых источников воды для нужд коммунального хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Узбекистана.

Для оценки напряженности современного водохозяйственного баланса бассейна р.Амударьи выполнены воднобалансовые расчеты для лет с обеспеченностью по стоку 50, 75 и 90%. Анализ результатов показывает, что в годы с обеспеченностью 50 и 75% дефицит водных ресурсов отсутствует. При этом минерализация речной воды в верхнем бьефе Тюямуюнского водохранилища в отдельные месяцы достигает 2-3 г/л. Причина этого - сброс высокоминерализованных возвратных вод Каршинского и Аму-Бухарского массивов орошения, а также с правобережья и левобережья в пределах Туркменистана. Приток к вершине дельты Амударьи при Р=50% составляет 7,4км3/год. В маловодный год (Р=90%) наблюдается дефицит водных ресурсов (4,3 км3/год), а минерализация речной воды увеличивается, что свидетельствует о количественном и качественном ухудшении стока реки в среднем и нижнем течение. В особо тяжелом положении находится участок бассейна ниже Тахиаташского гидроузла. В связи с этим требовалось найти такие варианты распределения водных ресурсов Амударьи во времени и пространстве, которые, во-первых, удовлетворяли бы требования орошаемого земледелия с гарантией 90%-ой обеспеченности (по стоку) и потребности промышленно-коммунального водоснабжения близкими к 100%-ой обеспеченности, во-вторых, минерализация речной воды не превышала бы 1,0 г/л, а поливной - 1,5 г/л и, в-третьих, необходимый объем санитарного и экологического попусков в дельту Амударьи и Аральское море.

В таблице 3 приведены результаты воднобалансовых расчетов для Нижнего течения реки Амударьи для маловодного года 90%-ой обеспеченности (по стоку).

Анализ результатов перспективных воднобалансовых расчетов по варианту I "Стоп-развитие" показывает, что водные ресурсы реки Амударьи в створе г. Керки колеблются в зависимости от уровня развития от 47,6 (1995 г.) до 44,7 (2010 г.) км3/год, при этом минерализация речной воды доходит до 0,6 г/л при фоновой минерализации (в зоне формирования стока) 0,38 г/л. Необходимо

обратить внимание на то, что минерализация стока рек Кафирниган и Сурхандарья в их устье составляет соответственно 0,70 и 5,23 г/л.

Таблица 3. Водобалансовые расчеты нижнего течения реки Амударьи для маловодного года (Р=90%), вариант I "Стоп развитие", "регулируемая река", в млн. м3 в год._ _

Статьи Уровень развития

баланса 1995 г. 2000 г. 2005 г. 2010 г.

1. р. Амударья - Тюямуюн минерализация, г/л 23889 0,91 23848 0,94 24165 0,91 22702 0,93

2. Регулирование стока Тюямуюнского -428 -236 -148 -230

водохранилища

3. Потери из водохранилища 665 665 665 665

4. Попуск в н/б Тюямуюнского вдхр. минерализация, г/л 23652 0,93 23419 0,97 23648 0,94 22268 0,96

5. Водопотребление в т.ч., Республика Каракалпакстан Хорезмская область Ташаузская область 8039 1968 4159 1692 7192 1822 3627 1523 6628 1711 3236 1461 6628 1711 3236 1461

6. Водозабор в т. ч. Республика Каракалпакстан Хорезмская область Ташаузская область 6612 1617 3418 1357 6141 1546 3078 1297 5848 1514 2845 1279 5885 1514 2864 1287

7. Дефицит водных ресурсов 1427 1051 780 743

8. Ирригационный возвратный сток в т. ч., внутриконтурное использование сброс в понижения 2824 1427 1397 2526 1051 1475 2145 780 1365 2145 743 1402

9.1.Русловое выклинивание 314 351 333 343

Ю.Амударья - Тахиаташ минерализация, г/л 17354 1,0 17629 1,0 18133 1,0 16726 1,0

П.Водопотребление в т.ч., Республика Каракалпакстан Ташаузская область 9724 6438 3110 9374 6292 2906 8727 5805 2746 8727 5805 2746

12.Водозабор в т.ч., Республика Каракалпакстан Ташаузская область 8485 5603 2706 8518 5703 2640 8221 5452 2593 8257 5475 2006

13.Дефицит водных ресурсов 1239 855 506 470

14.Ирригационный возвратный сток в т. ч., внутриконтурное использование сброс в понижения 4133 1239 2894 3639 855 2784 3199 506 2693 3200 470 2730

15.Русловые потери 800 800 800 800

16.Санитарный попуск 5149 5149 5275 5454

17.Амударья - Кзылджар 8069 1,0 8311 1,0 9112 1,0 7669 1,0

минерализация, г/л

Суммарный приток к Нижнему течению (створ Тюямуюн) изменяется от 23,9 км3/год (1995 г.) до 22,7 км3/год (2010 г.) при средней минерализации его 0,9г/л. Регулирующее влияние Тюямуюнского водохранилища на годовой сток

незначительно (в основном это влияние проявляется внутри года), невелика его роль и в улучшении качества речной воды.

Приток к Тахиаташскому гидроузлу колеблется от 17,4 км3/год (1995 г.) до 16,7 км3/год (2010 г.) при минерализации 1,0 г/л. Объем солей поступающий к этому створу достигает 17-18 млн.т, тогда как в нижнем бьефе Тюямуюнского водохранилища он составляет 21-22 млн.т. Приток к створу Кзылджар (устье) составляет 8,1 км3/год (1995 г.) и 7,7 км3/год (2010 г.) с минерализацией 1 г/л.

Суммарное водопотребление в зоне Тюямуюнского водохранилища изменяется от 8,0 км3/год (1995 г.) до 6,6 км3/год (2010 г.). Водозабор из реки составляет для этих уровней 6,6 и 5,9 км3/год. Выявленный дефицит водных ресурсов на этом участке в размере 1,4 и 0,7 км3/год покрывается внутриконтур-ным использованием части возвратного стока, который достигает 2,8 и 2,1 км3/год. Оставшаяся часть сбрасывается в бессточные понижения.

Суммарное водопотребление в зоне Тахиаташского гидроузла изменяется от 9,7 км3/год (1995 г.) до 8,7 км3/год (2010 г.), в том числе для Республики Каракалпакстан от 6,4 до 5,8 км3/год. Водозабор из реки изменяется от 8,5 до 8,3 км3/год, а выявленный дефицит в размере 1,2 и 0,5 км3/год компенсируется внутриконтурным использованием возвратных вод. Сброс последних в бессточные понижения составляет 2,9 и 2,7 км3/год. На этом участке реки Амударьи поддерживается санитарный попуск 5,2 и 5,4 км3/год.

Анализ варианта II "Максимум развития" показал, что в отличие от варианта I появляется дефицит водных ресурсов, который составляет 3,8 км3/год в 1995 году и 0,25 км3/год на уровне 2005 года. При этом на всем протяжении реки регулируется минерализация речной воды до 1 г/л. Однако, сброс с территории Республики Каракалпакстан в зоне Тюямуюнского водохранилища несколько нарушает это условие. В створе Кзылджар среднегодовая минерализация составляет 1,14 г/л при наибольшей 1,47 г/л. Приток к дельте составил 8,1 км3/год, а объем поступающих солей 9,2 млн.т в год. С целью снижения минерализации в нижнем течении до 1 г/л проведен расчет, где изменено условие ограничения на минерализацию речной воды не более 0,8 г/л до теснины Тюямуюн. В результате получены следующие параметры данного варианта. Дефицит воды на уровне 1995 года остался прежним (3,8 км3/год), а приток снизился до 7,7 км3/год при объеме солей 7,8 млн.т в год, при этом среднегодовая минерализация речной воды в створе Кзылджар достигла 1 г/л. Однако, внутри года в отдельные месяцы, особенно в осенне-зимний период,

минерализация достигает 1,2 г/л. На уровне 2000 года дефицит увеличивается почти в 2 раза (с 0,25 до 0,52 км3/год), приток к дельте составляет 7,7 км3/год вместо 8,1 км3/год, а вынос солей 7,7 млн.т в год (вместо 9,2 млн.т). Среднегодовая минерализация на этом уровне достигла 1 г/л. Наилучший результат по варианту II при расчете ввода нового условия - отсечение сброса с территории Республики Каракалпакстан в зоне Тюямуюнского водохранилища. В этом случае дефицит на уровне 1995 года составляет 3,8 км3/год, приток к дельте - 7,9 км3/год при объеме солей 7,8 млн.т в год. Среднегодовая минерализация речной воды не превышает 0,99 г/л. Внутри года она также не превышает 1 г/л.

На уровне 2000 года дефицит уменьшается до 138 млн.м3, приток к дельте составляет 7,9 км3/год, вынос солей 7,7 млн.т в год. Среднегодовая минерализация не превышает 0,97 г/л. Уменьшение дефицита на уровне 2000 года объясняется усилением внутриконтурного использования ИВС за счет снижения минерализации речной воды в зоне влияния Тюямуюнского водохранилища.

Таким образом, проведенный многовариантный анализ позволяет выявить варианты, при которых обеспечивается высокая степень надежности снабжения водой орошаемых земель (Р=90%) и неирригационных потребителей (Р = 100%) при сохранении предельно допустимых норм минерализации речной воды в нижнем течении р.Амударьи. При этом обеспечивается санитарно-экологический попуск в дельту в объеме 5,15 км3/год, что увеличивает приток в Аральское море от 8,6 до 11,9 км3/год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Негативные последствия экстенсивного развития орошаемого земледелия в низовьях рек Амударьи и Сырдарьи можно смягчить в результате проведения комплекса ресурсосберегающих и средозащитных мероприятий. Установлено также, что капиталоемкость этих мероприятий во многом определяется созданием оптимальных гидрологических и мелиоративных режимов. В сложившейся ситуации важное значение приобретает разработка комплексной методики определения оптимальных режимов функционирования Нижнеамударьинской ВХС. В ее основе лежит система математических моделей имитационного типа. Эти модели позволяют определить объемы и минерализацию речной воды в характерных створах, объемы и минерализацию

оросительной воды, аккумуляцию запасов воды (солей) в толще почвогрунтов и, наконец, объемы и минерализацию ИВС.

2. Оросительному комплексу нижнего течения р.Амударьи, как показал проведенный анализ, свойственны следующие недостатки: очень большие оросительные нормы-брутто - от 22 до 34 тыс.м3/га; необходимость применения машинного орошения земель в связи с низкими горизонтами воды в каналах; недостаточная планировка земель на значительной площади; низкие значения КПД оросительных систем - 0,48-0,55. В связи с этим мелиоративное состояние земель является неудовлетворительным, т.к. они находятся в зоне крайне затруднительного оттока грунтовых вод, а имеющаяся протяженность коллекторно-дренажной сети недостаточна - от 8-10 до 14-18 пог.м на 1 га при требующейся до 45-50 пог.м на 1 га. Таким образом, оросительный комплекс Нижнеамударьинской ВХС нуждается в дальнейшем техническом совершенствовании: строительстве гидротехнических сооружений и оснащении их гидроавтоматикой со средствами телемеханизации, устройстве антифильтрационных покрытий и пр.

3. На основе анализа существующих подходов к построению имитационных моделей функционирования ВХС речных бассейнов была разработана имитационная модель функционирования Нижнеамударьинской ВХС, учитывающая ее природно-хозяйственные особенности. За основу принята модель, разработанная в НКЦ "Каспий" РАН. Отличительной особенностью последней является то, что она позволяет имитировать режимы функционирования ВХС в достаточно широком диапазоне, что недоступно оптимизационным моделям.

4. Для определения основных составляющих водно-солевого баланса орошаемых массивов используется модель водно-солевого баланса в системе "поверхность - зона аэрации - грунтовые воды", а также эмпирические и полуэмпирические уравнения, связывающие отдельные элементы водного и солевого балансов орошаемой территории. Разработан алгоритм, имитирующий процесс формирования водного режима в пределах выделенного объема пространства.

5. Для численной реализации предложенной системы модели на основе информации института "Средазгипроводхлопок" были разработаны следующие варианты использования водных ресурсов Нижнеамударьинской ВХС на ближайшую перспективу: вариант I "Стоп-развитие" - стабилизация развития

орошения на уровне 1990-1995 гг. с площадью орошения 4096 тыс.га в целом по бассейну, в том числе в Нижнем течении 1053 тыс.га; вариант II "Максимальное развитие" с доведением площади орошаемых земель до 4990 тыс.га в целом по бассейну, в том числе по Нижнему течению 1200 тыс.га.

6. Для проверки степени адекватности разработанной модели функционирования Нижнеамударьинской ВХС воднобалансовые расчеты были выполнены сначала для реальных лет с 1981/82 по 1985/86 гг. Сопоставление результатов расчета с данными фактических наблюдений показало, что расхождение между модельным и наблюденным стоком реки Амударьи находится в пределах ±0,6 ... 11,6%, что свидетельствует об адекватности описания водного баланса русла во времени и по длине реки в рамках модели реальным процессам.

7. Воднобалансовые расчеты выполнены для уровней 1995, 2000, 2005 и 2010 гг. с учетом всех рассматриваемых вариантов и подвариантов. При этом особое внимание при анализе обращено на такие варианты, как "регулируемая река", "грязная река", "чистая река". В результате проведен анализ более 100 вариантов.

Анализ показал, что в современных условиях в годы с обеспеченностью 50 и 75% дефицит водных ресурсов отсутствует. При этом минерализация речной воды в верхнем бьефе Тюямуюнского водохранилища в отдельные месяцы достигает 2-3 г/л. Причина этого сброс высокоминерализованных возвратных вод Каршинского и Аму-Бухарского массивов орошения, а также правобережья и левобережья в пределах Туркменистана. В маловодный год (Р=90%) появляется дефицит водных ресурсов (4,3 км3/год), а минерализация речной воды увеличивается. В особо тяжелом положении находится участок бассейна ниже Тахиаташского гидроузла.

8. Управление использованием водных ресурсов р.Амударьи по варианту I "Стоп развитие" позволяет полностью обеспечить оптимальное водопотребление на всех уровнях развития. Полученный режим распределения водных ресурсов во времени и в пространстве имеет надежность 90%. Естественно, при колебании стока реки Амударьи режим в характерных створах (Тюямуюн, Тахиаташ и др.) будет отличен от полученного - в годы с обеспеченностью Р>90% появится дефицит воды при ухудшении ее качества, а в годы с Р<90% появляется избыток водных ресурсов с одновременным улучшением качества речных вод.

9. Анализ водобалансовых расчетов по варианту II дает преимущество расчету, связанному с отсечением сброса с территории Республики Каракалпакстан в зоне влияния Тюямуюнского водохранилища. Также следует отметить, что случае возникновения технико-экономических затруднений при отводе воды с территории Каракалпакстана может иметь преимущество вариант, связанный со сбросом этих вод в реку, но с условием непревышения минерализации речной воды до створа Тюямуюн 0,8 г/л.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Система моделей для расчета водного режима почвогрунтов. // В кн.: IX -научно-теоретическая конференция молодых ученых и специалистов. Краткие тезисы докладов. - Нукус, 1990. - С. 32-33 /в соавторстве с Касымовым М./

2. Постановка задачи трансформации биогенных веществ в почвогрунтах в условиях орошаемого земледелия. //В кн.: 1-я республиканская научно-теоретическая конференция молодых ученых и специалистов Каракалпакстана. (г. Нукус, 22.05.1991 г.) Краткие тезисы докладов. - Нукус, Каракалпакстан, 1991. - С. 31.

3. Об одном подходе к моделированию трансформации веществ в почвогрунтах. // В кн.: Актуальные вопросы экологии бассейна Арала. Научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Средней Азии по проблемам бассейна Аральского моря. - Ташкент, 1992. - С. 56-58.

4. Социально-экономические и экологические аспекты функционирования и развития Нижнеамударьинской водохозяйственной системы.// Вестн. КК отд. АН Руз, № 3, 1997. - С. 88-92.

5. Методы анализа и оценки влияния хозяйственной деятельности на водный и водно-солевой баланс речных бассейнов.// Вестн. КК отд. АН Руз, № 4, 1997. -С. 55-56.