Hydrogeological assessment and temperature heterogeneity of the Karadala geothermal groundwater field on the left bank of the Ili River

Р.С.  Аманжолова; С.A.  Кулбекова; Е.С.  Ауелхан; Р.С.  Акпанбаев

doi:10.51301/ejsu.2026.i5.06

Авторы

Р.С. Аманжолова Satbayev University, Казахстан
С.A. Кулбекова Satbayev University, Казахстан
Е.С. Ауелхан Satbayev University, Казахстан
Р.С. Акпанбаев Satbayev University, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2026.i5.06

Ключевые слова:

Карадала, Илийский артезианский бассейн, Жаркентский бассейн, верхнемеловой водоносный комплекс, термальные подземные воды, температурная аномалия, мониторинг

Аннотация

Карадалинское месторождение подземных вод, расположенное на юго-востоке Казахстана, является важным источником пресных напорных подземных вод и потенциальным ресурсом низкопотенциальной геотермальной энергии. Целью настоящего исследования являлась характеристика гидрогеологических условий и температурной неоднородности выбранного участка месторождения на левом берегу реки Или на основе архивных материалов 1968-1971 гг. и данных гидрогеологического обследования 2022-2024 гг. Выборка, включающая 15 скважин в пределах полигона исследуемой территории, была проанализирована с использованием описательной статистики, коэффициентов корреляции Пирсона и Спирмена и линейной регрессии методом наименьших квадратов для оценки связи между указанной в источниках глубиной скважин и температурой подземных вод. Глубина скважин изменялась от 420 до 663.5 м, а температура подземных вод – от 22.0 до 42.4°C. Между глубиной и температурой выявлена статистически значимая умеренная положительная связь (коэффициент Пирсона (r = 0.554, p = 0.032; коэффициент Спирмена (ρ = 0.666, p = 0.007; R² = 0.307)), при этом между скважинами сопоставимой глубины наблюдались существенные температурные различия. Полученные результаты показывают, что глубина скважины объясняет лишь часть наблюдаемой температурной изменчивости. Возможное влияние локального движения подземных вод, смешения вод разных водоносных комплексов, интервалов установки фильтров и тектонических структур требует дальнейшего изучения с использованием стандартизированного мониторинга, статического температурного каротажа, гидрохимического анализа и методов экологических трассеров.

Библиографические ссылки

Adenova, D., Sagin, J., Absametov, M., Murtazin, Y., & Smolyar, V. (2026). Regional assessment of groundwater flow of natural and predicted resources of fresh and low-mineralized waters in Southern and Western Kazakhstan. Water, 18(12), 1520. https://doi.org/10.3390/w18121520

Kozhagulova, A., Yapiyev, V., Karabayanova, L., Dillinger, A., Zavaley, V., Kalitova, A., Bayramov, E., Holbrook, J., Grasby, S. E., & Fustic, M. (2023). Geological controls on the geothermal system and hydrogeochemistry of the deep low-salinity Upper Cretaceous aquifers in the Zharkent (east-ern Ily) Basin, south-eastern Kazakhstan. Frontiers in Earth Science, 11, 1212064. https://doi.org/10.3389/feart.2023.1212064

Kismelyeva, B., Kalitova, A., Kalitov, D., Zavaley, V., Auyelkhan, Y., Akpanbayev, R., Koizhaiganova, R., Kalitov, M., & Atabekova, Z. (2026). Hydrogeochemical signature of Cretaceous geothermal waters of the Zharkunak Zone, Eastern Ili Depression. Water, 18(7), 870. https://doi.org/10.3390/w18070870

Exploration of the Karadala irrigation area and estimation of exploitable groundwater reserves as of 1 September 1971. (1971). Unpublished hydrogeological exploration report.

Kalitov, D.K., Baqytzhanova, Q.B., Zhumagazina, Q.M., & Kenzhebekov, E.T. (2024). Hydrogeological reassessment with engineering-geological investigations at a scale of 1:200,000 for map sheets K-44-II and K-44-III in the Almaty Region: Report on work conducted in 2022-2024. Un-published hydrogeological report. Satbayev University.

Kondratyeva, I.M., & Zenchenko, V.P. (1970). Report on the results of prospecting and exploration works to identify wa-ter-supply sources for the Chundzha district centre, Alma-Ata Region. Unpublished hydrogeological report. AAGGE Archives.

Kan, M. S. (1965). Thermal waters of the Ili Depression. Izvestiya of the Academy of Sciences of the Kazakh SSR, Ge-ological Series, (5).

Kaltaev, M.K. (1975). Pressurized waters of the Upper Cre-taceous deposits of Karadala: Formation conditions and pro-spects for use. In Hydrogeological and engineering-geological studies in Kazakhstan (Issue 2). Kazakhstan Pub-lishing House.

Yin, Z., Li, X., Huang, C., Chen, W., Hou, B., Li, X., Han, W., Hou, P., Han, J., Ren, C., Zou, J., Hua, S., Xu, L., & Zhao, Z. (2023). Analysis of the formation mechanism of medium- and low-temperature geothermal water in Wuhan based on hydrochemical characteristics. Water, 15(2), 227. https://doi.org/10.3390/w15020227

Lv, G., Zhang, X., Wei, D., Yu, Z., Yuan, X., Sun, M., Kong, X., & Zhang, Y. (2023). Water–rock interactions, genesis mechanism, and mineral scaling of geothermal waters in northwestern Sichuan, SW China. Water, 15(21), 3730. https://doi.org/10.3390/w15213730

Serianz, L., Markelj, A., Rman, N., Brenčič, M., & Mádl-Szőnyi, J. (2025). Hydrogeological analysis of topography-driven groundwater flow in a low-temperature geothermal aquifer system in the Julian Alps, Slovenia. Hydrogeology Journal, 33, 237-256. https://doi.org/10.1007/s10040-024-02866-z

Yapiyev, V., Ongdas, N., Pinkerneil, S., Samarkhanov, K., Kabdeshev, A., Karakulov, Y., Muzdybaev, M., Atalikhova, A., Stefan, C., Sagin, J., & Fustic, M. (2024). The exploratory dataset of isotopic composition of different water sources across Kazakhstan. Data in Brief, 54, 110360. https://doi.org/10.1016/j.dib.2024.110360

Clark, I.D., & Fritz, P. (1997). Environmental isotopes in hydrogeology. CRC Press.

Yapiyev, V., Rossi, P. M., Ala-Aho, P., & Marttila, H. (2023). Stable water isotopes as an indicator of surface water intrusion in shallow aqui-fer wells: A cold climate perspective. Water Resources Research, 59(2), e2022WR033056. https://doi.org/10.1029/2022WR033056

International Atomic Energy Agency. (n.d.). The use of envi-ronmental isotopes to assess sustainability of intensively ex-ploited aquifer systems: IAEA coordinated research project F33019. Retrieved September 4, 2026, from https://www.iaea.org/projects/crp/f33019