Су қағаз жүзінде бөлінеді. Біз алқаптың нақты қанша су тұтынатынын өлшейміз.
AgriTech Hub Kazakhstan Қазақстан мен Орталық Азияның тұтас өңірлері бойынша әр алқаптың суару суын тұтынуын, өсірілетін дақылдарын және егіннің өнімділігін анықтайды. Барлық ақпарат Жер серіктерінен алынады. Жерге ешқандай құрылғы орнатудың да, оны күтіп ұстаудың да қажеті жоқ.
Мысалда Жамбыл облысындағы 2024 жылғы жобамыздан алынған Талас өлкесіндегі 2 654 нақты алқап көрсетілген. «Қағаз жүзінде» режимінде алқапқа курсорды апарыңыз: бүкіл суармалы массив жанады, ал есепте оның бәріне бір ғана көрсеткіш беріледі. «Ғарыштан» режимінде сол алқаптың өз көрсеткіштері көрсетіледі.
Бүкіл суармалы массивті көру үшін картаны бүйіріне жылжытыңыз.
Байзақ және Жамбыл аудандары, 52x20 км аумақ: 2 654 алқап және 22 373 га. Бұл 2024 жылы облыс бойынша өңделген 43 354 алқаптың бір бөлігі. «Қағаз жүзіндегі» көрсеткіш бүкіл суармалы массивке берілген су көлемін оның гектарларына бөліп көрсетеді. Ал «Ғарыштан» есептелген көрсеткіш әр алқаптың барлық көздерден, соның ішінде жауын-шашыннан, нақты тұтынған су көлемін көрсетеді. Бұл екі көрсеткіш әртүрлі — мәселе де осында. Бірі — жоспар. Екіншісі — іс жүзіндегі жағдай.
Су есебіндегі соңғы буын
Су бас гидротүйіннен бастап бүкіл су жеткізу жүйесі бойынша мұқият есепке алынады. Бірақ су алқапқа жеткенде бұл есеп көбіне тоқтайды.
Суару көздері
Гидрологиялық бекеттер
Каналдар
Су өлшеу бекеттері
Суармалы алқаптар
Жекелеген алқаптарда ғана су өлшейтін құрал бар, қалған алқаптар бойынша дерек жоқ
Қою белгілер су өлшеу құрылғысы бар алқаптарды көрсетеді. Сұр түспен көрсетілген алқаптарда су өлшеу құрылғысы да, есеп деректері де жоқ.
Үш панель де Жамбыл облысы бойынша өзіміз жасаған картографияға негізделген: Суару көздері, Каналдар, суармалы массивтер және нақты алқап шекаралары.
Су көздері мен магистральдық каналдардың барлығы дерлік су өлшеу құрылғыларымен жабдықталған. Бірақ алқап деңгейіне жеткенде есепке алу сирейді. Айналмалы және тамшылатып суару жүйелерінде көбіне жеке су өлшеу құрылғысы болады, су өлшеу бекеті орнатылған алқаптар да бар, бірақ мұндай алқаптар сирек. Суармалы аумақтың басым бөлігінде нақты бір алқаптың қанша су тұтынғанын ешкім білмейді.
Бұл олқылықты спутник толтырады. Құрылғысы бар-жоғына қарамастан, әр алқап үшін бірдей әдіспен есептелген көрсеткіш алынады. Енді бірнеше жабдықталған шаруашылықты ғана емес, тұтас өңірді салыстыруға болады.
Арал бір күнде жойылған жоқ. Ол біртіндеп тартылып, көзге білінбей жойылды.
Су алу ешқашан нақты суды тұтыну негізінде емес, жоспар мен болжамға сүйеніп жүргізілді.
Шығын көзге түскенге дейін жылдар бойы жинақталды. Бұл үлгі бүгінгі күнге дейін жұмыс істеп тұр. Орталық Азияда суды бөледі, есепке алады, ол бойынша есеп береді, бірақ алқаптағы нақты су тұтыну ешбір жерде дерлік өлшенбейді.
Қауіп судың азайғанында ғана емес. Тапшылық оның құны төленіп қойғанша көзге түспейді. Ал ол өнім, табыс және сенім арқылы төленеді.
Ауыл шаруашылығына жұмсалатын тұщы судың мөлшері
Аймақта дақылға жеткенге дейін жоғалатын суару суы
2050 жылға қарай Орталық Азиядағы жерүсті ағынының болжамды қысқаруы, суға сұраныс 51%-ға дейін өскен жағдайда
Ағымдағы үрдіс сақталса, өңір жан басына шаққанда 1 700 м³ болатын созылмалы су тапшылығы шегінен өтетін жыл
Үш түрлі деректер қабаты — жердің біртұтас көрінісі
Бір деректер жиынындағы үш қызмет. Кез келгенін таңдап, оның не беретінін және нақты маусымда қалай көрінгенін көріңіз.
Мәлімделген емес, нақты су балансы
Consumption measured at every field in a command area, through the season, from evapotranspiration rather than volumes declared upstream. The gap between the two is usually where the story is.
Маусым ішіндегі деректер қалай анықталады
Маусым бойы ғарыштан түсірілген суреттер негізінде төрт кезең орындалады. Негізгі жұмысты машиналық оқыту атқарады, ал нәтижені егістік алқаптарына шыққан мамандарымыз тексереді.
Дақылдарды жіктеу
Әр алқаптың шекарасы белгіленіп, онда өсірілетін дақыл анықталады. Шекаралар кадастрдан емес, ғарыштан түсірілген суреттерден алынады.
Инфрақұрылымды картаға түсіру
Магистральдық каналдар мен су бөлгіштер, коллекторлық-дренаждық желі, су қоймалары және суармалы массивтер цифрланады. Осылайша су тұтыну суды жеткізген желімен байланыстырылады.
Суды модельдеу
Вегетациялық индекстер мен жер бетінің температурасы негізінде эвапотранспирация есептеледі. Соның негізінде әр алқаптың нақты су тұтынуы мен су өнімділігі анықталады.
Тексеру және ұсыну
Егістік алқаптарынан ақпарат жинайтын қызметкерлер модель нәтижесін жердегі нақты жағдаймен салыстырады. Нәтижелер дашбордқа, талдамалық жазбаға немесе министрліктің өз жүйелеріне беріледі.
Жамбыл облысындағы 2024 жылғы жобамыздан үзінді
Бір жобаны егжей-тегжейлі қарау. Екі график те жоғарыдағы картада көрсетілген дәл сол 2 654 алқап бойынша жасалған. Бұл салалық орташа мәндер емес, осы аумақтың өз деректеріне негізделген көрсеткіштер.
Айлар бойынша су тұтыну
Су тұтынуды бір ғана жылдық көрсеткішпен сипаттау мүмкін емес. Шарықтау шегі шілде айына келеді және қыркүйекке дейін су тұтыну деңгейі жоғары болып қалады. Сондықтан су бөлуге қатысты шешімдерді дәл осы кезеңдегі нақты су тұтынуға сүйеніп қабылдау маңызды.
Әр дақыл бір текше метр суға қанша кг өнім береді
Бірдей су әртүрлі өнімділік береді. Қант қызылшасының су өнімділігі бидайдікінен жиырма бір есе жоғары. Бұл тенденция бір каналдан су алатын алқаптардың өзінде байқалады.
Судың өнімділігі былай есептеледі: осы дақылдың картада көрсетілген барлық алқаптарындағы жалпы өнім көлемі сол алқаптарға берілген жиынтық су көлеміне бөлінеді. Жалпы ауданы 800 гектардан аз дақылдар, тыңайған жерлер және өсімдік жамылғысы жоқ учаскелер есепке алынбайды.
Бір каналдан ел ауқымына дейін
Бәрі бір суару каналынан басталды. Бұл әдістеменің басқа елдерде де жұмыс істейтіні дәлелденді.
Алғашқы пилоттық жоба, Түркістан облысы
Арыс-Түркістан каналы бойындағы су өнімділігінің мониторингі. Алқап деңгейіндегі «Ғарыштық» өлшемдерді каналдың нақты жұмысымен салыстырған алғашқы сынақ.
Халықаралық даму институттарымен жұмыс
Азия даму банкімен, Дүниежүзілік банкпен және IFC-мен жүзеге асырылған жобалар, сонымен қатар USDA және Мичиган штаты университетінің зерттеу бағдарламалары.
Екі облысқа масштабтау
Сырдария өзені бойындағы жер мен су ресурстары ең қарқынды пайдаланылатын Түркістан және Қызылорда облыстарында су тұтынуы есептелді.
Қазақстанның оңтүстігіндегі үш облыс бойынша су тұтынуды есептеу
«Ғарыштық» өлшеу нәтижелері үш оңтүстік облыста су басқаруды жоспарлаудың құралына айналды.
Қазақстан ішінде де, шетелде де су тұтынуды есептеу жүйесін кеңейту
Тапсырыс беруші елдің сегіз облысы бір мониторинг жүйесіне біріктірілді, жоба құпиялылық шартымен орындалды. Сол маусымда Жамбыл облысындағы 43 000 алқап бойынша дақыл түрі, егін түсімділігі және су өнімділігі анықталды. Осы деректер беттің жоғарғы жағындағы картада көрсетілген.
Ел ауқымында дақылдарды жіктеу
Тапсырыс берушінің сұранысы бойынша елдің бүкіл аумағында агромониторинг жүргізілді. Құпиялылық келісіміне сәйкес тапсырыс беруші аталмайды.
Аймаққа ортақ деректер қабаты
Орталық Азия бойынша жұмысты кеңейтіп, трансшекаралық су жөніндегі ғарыштық деректермен алмасуға арналған халықаралық платформа құру жұмыстары жүріп жатыр. Үндістан, Пәкістан, Мексика және АҚШ-та келіссөздер жүргізілуде.
Ортақ көрсеткіш неге бәріне керек
Су шекараны мойындамайды, деректер де шекараға қарамауы тиіс. Ағыстың жоғары және төмен жағындағылардың бәрі бірдей әдіспен есептелген бір көрсеткішке сүйенсе, азайып бара жатқан ресурс үшін дау келіссөз арқылы шешілетін мәселеге айналады. Бейтарап өлшеу тек тиімділік құралы емес. Ол сенім орнатуға негіз болады.
Бірлескен жұмыс және серіктестік
Зерттеу, қаржыландыру және жобаларды жүзеге асыру салаларындағы бұрынғы және қазіргі серіктестер.
Біз туралы
AgriTech Hub Kazakhstan Астана қаласында орналасқан корпоративтік қор, яғни коммерциялық емес ұйым ретінде жұмыс істейді. Біз елдің аграрлық секторына қажет технологияларды осы салада жұмыс істейтін және оны басқаратын адамдарға жеткіземіз.
Біз салаға жетіспейтін технологияларды тауып, бейімдеп, қолданысқа береміз және өнеркәсіп пен ауыл шаруашылығының дамуын тежейтін олқылықтардың орнын толтырамыз.
Біз тек кабинетте отырып модель жасамаймыз. Мемлекеттік ауқымдағы жұмыстар, ғарыштық талдау және егін алқаптарын тексеру бір командада орындалады. Осылай жұмыс жасау арқылы ғарыштық деректер басшылық пайдалана алатын нақты құралға айналады.
Бұл сайттағы карталар дайын күйінде сатып алынған жоқ. Әр шекара, әр дақыл сыныбы және су бойынша әр көрсеткішті біз маусым сайын өзіміз есептеп, жасадық. 2024 жылғы Жамбыл есебі — сол жұмыстардың бірі.
Команда
Ғарыштық есептің презентация күйінде қалуы оңай. Диана оны жұмыс істейтін құралға айналдыратын команда құрды: алдымен мәселе айқындалып, егін алқаптарында тексеріледі, кейін бұл жұмыс әр маусым сайын қолданылатын жүйеге айналады. Ол жұмысын алқаптарды дронмен түсіру және агрономиялық картографиядан бастады, Қазақстандағы алғашқы ҰҰА операторларын оқытты. Кейін «Қазақстан Ғарыш Сапары» ҰК» АҚ басқарма төрағасының ең жас орынбасары, одан соң Цифрлық даму министрінің кеңесшісі болды. Биотехнология, агрохимия және топырақтану салаларында білім алған, Мичиган штаты университетінде геокеңістіктік бағытта білімін жетілдірген.
Ғарыштық түсірілімде дақыл түрі де, су тұтыну да дайын күйінде болмайды — екеуін де есептеу керек. Русланның жауапкершілігіндегі салалар: дақылдарды жіктеу, суару желісін цифрлау және әр алқап бойынша су тұтыну мен су өнімділігін есептеу. Осы беттегі барлық карта оның Google Earth Engine, ArcGIS, QGIS және ESA SNAP жүйелерінде жүргізген есептеулері негізінде жасалған. Нәтижелерді өзі жүргізетін жерүсті зерттеулерімен тексереді. AgriTech Hub-та алты маусым жұмыс істеді. Париж-Саклэде аэроғарыштық және автономды жүйелер бойынша M2 магистр дәрежесін алған, Әуезов университетінде автоматтандыру және басқару бойынша магистр дәрежесі бар.
Бір шаруашылықта бапталған әдістеме миллиондаған гектар ауқымында басқаша жұмыс істеуі мүмкін. Бақдәулет осындай ауқымда дәлдікті сақтауға жауап береді. Ол дақылдарды жіктеу модельдерін оқытып, тексереді. Бастапқы ғарыштық суреттерді құрылымдалған кеңістіктік дерекқорларға айналдыратын есептеу үдерістерін жүргізеді. Сол деректер негізінде дайын талдау жүйелерін жасайды. AgriTech Hub-та алты маусым жұмыс тәжірибесі бар. Жұмыс барысында Python, GDAL, Google Earth Engine, ArcGIS құралдары және Power BI пайдаланады. Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-да жобалық менеджмент бойынша магистр дәрежесін алған.
Жиі қойылатын сұрақтар
Министрліктер, банктер және су шаруашылығы органдары бізге алғаш жүгінгенде нені сұрайды
Ғарыштық су есебі су өлшеу құралдары мен датчиктерден несімен ерекшеленеді?
Су бас гидротүйінде есепке алынады. Датчик тек өзі орнатылған санаулы нүктелерді ғана қамтиды. Ал ғарыштық мониторинг кез келген алқаптың су тұтынуын бір мезетте анықтайды: алқапқа ешқандай құрылғы орнатудың да, оған қызмет көрсетудің де қажеті жоқ. Миллиондаған шағын алқапты ел ауқымында қамту үшін бұл — өзін экономикалық жағынан ақтайтын жалғыз тәсіл.
Қандай ғарыштық деректерді пайдаланасыздар?
Ондаған жылды қамтитын ашық ғарыштық деректер мұрағатын, сонымен қатар аймақтық климаттық деректерді, жер бедері модельдерін және топырақ қабаттары туралы деректерді пайдаланамыз. Бұл 10–30 метрлік кеңістіктік айырымдылық береді, сондықтан нәтиже әкімшілік аудан бойынша емес, әр алқап бойынша алынады. Тапсырыс беруші жоғары айырымдылықтағы коммерциялық ғарыштық суреттерді ұсынса, оларды да пайдаланамыз — бұл алқаптың ішкі құрылымын көруге мүмкіндік береді. Модельдерді мамандарымыз әр маусым сайын егін алқаптарында тексереді.
Тұтас облысты немесе елді қамти аласыздар ма?
Иә. Түркістан, Қызылорда және Жамбыл облыстары бойынша су тұтынуды толық есептеу тәжірибеміз бар. Сонымен бірге, бұл облыстармен шектелмейміз: көрші елдегі тапсырыс беруші үшін ұлттық ауқымдағы жоба орындадық. Қазір Орталық Азиядағы жұмысымызды жалғастырып, сондай-ақ Үндістан, Пәкістан, Мексика және АҚШ-та жаңа жобалар бойынша келіссөздер жүргізіп жатырмыз.
Дақылдарды ғарыштан жіктеу дәлдігі қандай?
Негізгі дақылдар бойынша дәлдігі 94%-дан жоғары. Дақыл түрі маусым барысында түсірілген ғарыштық суреттерден анықталып, өз мамандарымыз жүргізетін жерүсті зерттеулерімен тексеріледі. Осы беттегі 2024 жылғы Жамбыл есебінде 43 354 алқаптағы дақылдар он бір сыныпқа бөлінді. Әр есепті ұсынған кезде дәлдікті сыныптар бойынша көрсетеміз. Бұл министрлікке модельдің қай жерде жақсы жұмыс істейтінін және қай жерде қосымша жерүсті деректері қажет екенін бағалауға мүмкіндік береді.
Мұны кім пайдаланады?
- Суару мен су бөлуді басқаруға жауапты министрліктер мен су шаруашылығы органдары; - Су және ауыл шаруашылығы бағдарламаларын қаржыландыратын даму банктері мен донорлар; - Аудитте, дауда немесе саясат деңгейіндегі шешімдерде негіз бола алатын нақты көрсеткіштерге мұқтаж кез келген тарап. Біз Азия даму банкімен, Дүниежүзілік банкпен, IFC-мен, USDA-мен және Мичиган штаты университетімен жобаларды жүзеге асырдық.
Қазақстаннан тыс жерде жұмыс істейсіздер ме?
Иә. Көрші елдегі тапсырыс беруші үшін ұлттық ауқымдағы жоба орындадық. Қазір Орталық Азиядағы жұмысымызды кеңейтіп, сондай-ақ Үндістан, Пәкістан, Мексика және АҚШ-та жаңа жобалар бойынша келіссөздер жүргізіп жатырмыз. Бұл өңірде су шекарадан өтеді, сондықтан оны өлшейтін әдіс те шекарадан тыс қолданылуы тиіс.
Ғарыштық деректер Қазақстанның су ресурстарын басқаруға қалай көмектеседі?
Қазақстанда су жоспар мен «Қағаз жүзіндегі» көрсеткіштерге сүйеніп бөлінеді, ал алқаптағы нақты су тұтыну іс жүзінде өлшенбейді. Қашықтан зондтау осы олқылықтың орнын толтырады: облыстағы әр суармалы алқап бойынша бірдей әдіспен есептелген су көрсеткіші алынады. Осы деректер уәкілетті органға суармалы массивтерді салыстыруға, шығындарды анықтауға және су бөлу жөніндегі шешімдерін нақты деректермен негіздеуге мүмкіндік береді.
Қашықтан зондтау Қазақстанның ауыл шаруашылығына не береді?
Кадастрға сүйенбей бүкіл облыс бойынша дақыл түрі мен алқап шекараларын анықтауға, егін жинауға дейін түсімділікті болжауға, әр дақылдың су өнімділігін есептеуге, тұздану мен жердің тозуын картаға түсіруге мүмкіндік береді. 2024 жылғы Жамбыл маусымында бір талдаудың өзінде 43 354 алқап қамтылды.
Суды бірге өлшейік
Суару жүйесін басқарасыз ба, оны қаржыландырасыз ба, әлде су саясаты сүйенетін көрсеткіштерге жауап бересіз бе? Аумағыңыздағы жағдайды мәлімделген емес, нақты өлшенген күйінде көрсетеміз.
Тікелей жазғыңыз келе ме?