Optimizing Kazakhstan’s water budget through subsurface floodwater recharge

Д.Қ.  Саданова; Р.Ш.  Аманжолова; И.К.  Рахметов; Иса Рахметов; Ж.  Сагин; Ж.А.  Онласынов

doi:10.51301/ejsu.2025.i5.04

Авторы

Д.Қ. Саданова Казахстанско- Британский технический университет, Казахстан
Р.Ш. Аманжолова Казахстанско- Британский технический университет, Казахстан
И.К. Рахметов Институт гидрогеологии и геоэкологии им. У.М. Ахмедсафина, Казахстан
Иса Рахметов Институт гидрогеологии и геоэкологии им. У.М. Ахмедсафина
Ж. Сагин Казахстанско- Британский технический университет, Казахстан
Ж.А. Онласынов Институт гидрогеологии и геоэкологии им. У.М. Ахмедсафина, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i5.04

Ключевые слова:

управляемое пополнение водоносных горизонтов, экономическая эффективность, водоснабжение, изменение климата, водные ресурсы, устойчивое развитие

Аннотация

Исследование посвящено анализу экономической эффективности систем управляемого пополнения водоносных горизонтов (Managed Aquifer Recharge, MAR) как метода устойчивого водоснабжения в условиях изменения климата и нехватки водных ресурсов. В работе рассматриваются основные принципы MAR, его преимущества в снижении затрат на водоснабжение, минимизации потерь воды, повышении устойчивости к экстремальным климатическим условиям и поддержании баланса экосистем. Особое внимание уделено экономическим и социальным выгодам, которые применение MAR может предоставить сельскому хозяйству и местным сообществам. Методология исследования включает анализ существующей практики, экономическое моделирование и оценку влияния внедрения технологий MAR на региональном уровне. Результаты демонстрируют, что MAR является эффективной и экономически выгодной стратегией водоснабжения, способствующей устойчивому использованию водных ресурсов и повышению качества жизни. Научная новизна заключается в обосновании экономической целесообразности применения систем MAR в контексте изменения климата, а практическая значимость исследования – в возможности внедрения полученных результатов в практику управления водными ресурсами.

Библиографические ссылки

Wu, Y. & Shen, Y. (2021). Simulation of climate change impacts on groundwater recharge in an arid region using SWAT and MODFLOW. Hydrological Sciences Journal, 66(1), 1-13. https://doi.org/10.1080/02626667.2020.1852247

Sallwey, P., Schröder, L. & McDonald, C. (2024). Assess-ment of managed aquifer recharge in semi-arid regions under climate change using integrated modeling. Hydrogeology Journal, 32(3), 651–664. https://doi.org/10.1007/s10040-024-02456-w

Makyzhanova, D., Yessekin, B., Tulegenova, G. & Issanova, G. (2023). Assessment of water management challenges in arid Central Asia: A case study of Kazakhstan. Water, 15(5), 874. https://doi.org/10.3390/w15050874

Schleiss, A.J., De Cesare, G. & Hermann, F. (2016). Hydro-power production and sediment management. Hydraulic En-gineering and Sustainable Infrastructure, CRC Press

Zhao, Q., Wang, W., Wang, D. & Chen, X. (2019). Urban stormwater management based on sponge city construction: A case study of Changzhou, China. Water, 11(4), 767. https://doi.org/10.3390/w11040767

Akhmetshin, E.M., & Kovalenko, K.E. (2019). Innovation in environmental management in Kazakhstan: Barriers and op-portunities. Entrepreneurship and Sustainability Issues, 7(1), 659-671. https://doi.org/10.9770/jesi.2019.7.1(47)

Zare, F. & Kalantari, Z. (2018). Flood resilience in urban areas: A review of the role of green infrastructure. Sustaina-bility, 10(11), 3913. https://doi.org/10.3390/su10113913

Sallwey, J., Thompson, J. & McVicar, T. (2019). Hydrogeo-logical performance and sustainability of MAR systems: Long-term evaluation from Australia. Water, 11(1), 98. https://doi.org/10.3390/w11010098

Dillon, P., Pavelic, P., Page, D., Beringen, H. & Ward, J. (2019). Managed aquifer recharge in Australia: History, cur-rent status and future prospects. Water, 11(1), 46. https://doi.org/10.3390/w11010046

Adar, E.M., Nativ, R. & Mandel, A.D. (2012). Wastewater reuse and aquifer recharge: Economic, regulatory and envi-ronmental perspectives from Israel. Environmental Earth Sciences, 65, 1845-1855

Sprenger, C., Hartog, N. & Stuijfzand, P.J. (2017). Economic and environmental assessment of MAR systems in Spain. Hydrogeology Journal, 25(5), 1389-1402

California Department of Water Resources (2018). Flood-MAR: Using flood water for managed aquifer recharge to support sustainable water resources. Sacramento, CA

Reznik, D., Baudoin, M.A. & Perez-Blanco, C.D. (2022). The role of institutions in groundwater recharge: A case study from California. Water Resources Research, 58(5), e2021WR030356. https://doi.org/10.1029/2021WR031261

Ross, A. (2022). Economic performance of MAR systems: A global review of costs and benefits. Journal of Hydrology, (610), 127915

Halytsia, O., Jakubowski, M. & Kowalski, A. (2022). Eco-nomic viability and community perception of aquifer re-charge in rural Poland. Water Resources Management, (36), 387-402. https://doi.org/10.1007/s11269-022-03303-0

Kazhydromet. (2020). Annual Hydrological Report of Ka-zakhstan: Chilik River Basin. Almaty

Institute of Geography and Water Security. (2018). Geo-graphical Atlas of Kazakhstan: Water Resources and Use. Almaty

Zhumabayev, B. & Duysembayev, R. (2017). Hydrological regime and water use in the Chilik Valley. Journal of Central Asian Water Studies, 9(2), 24-31

WWF Central Asia (2021). Water quality monitoring report for Balkhash-Alakol Basin. Bishkek

FAO AQUASTAT. (2023). Kazakhstan – Irrigation and Water Management Country Profile. Rome: FAO

Martynenko, A.V. (2015). Agricultural development and water use in the Shelek Valley: Trends and perspectives. Agrarian Science of Kazakhstan, (3), 42-48