Status review · September 2026
A regional groundwater model between Ravathoji and Khazara: why it was built, what it is built from, what it shows, where it falls short, and what should happen next.
Overview
Keys: → next slide, C contents, O overview, N notes with sources, L language, P print to PDF.
Summary
The valley's groundwater is under growing pressure: a third more people since 2010, rainfall that swings by half between years, and pumping that the register reports at eight times the population-based estimate.
A working regional model exists. It is built from every dataset available, runs in seconds, reproduces the regional water table, and simulates fifteen years month by month.
It is not yet a tuned tool. Forty percent of the observation wells lie in the foothill belt outside the mapped river deposits, and the pumping in the register cannot be placed without a drop in levels that the wells do not show.
The way forward is a settled pumping record, a cleaned set of observation wells, and a linked soil–canal–aquifer approach so that recharge is computed rather than assumed, as already done in the Chu basin.
1 Introduction and problem statement
Between Ravathoji and Khazara the Zarafshan runs through the most intensively irrigated land of Uzbekistan. Under the fields lies a single shallow aquifer in the river deposits that the canals, the fields, the river and the towns all draw on.
Samarkand, Kattakurgan and Navoi take their drinking water from it. Farmers pump it where canals do not reach. The river gains from it in winter and loses to it in summer.
Decisions on permits, monitoring and new well fields are taken district by district, but the aquifer does not know district boundaries. A regional model is the only way to see the whole system at once.
1 Introduction and problem statement
Finding. From the Ravathoji hydroworks the river is split into the Dargom, Eski Anhor and Tuyatartar canals and the Zarafshan's own branches; further down the Narpay, Bulungur, Yangiariq and Kattakurgan canals and hundreds of smaller ones spread the water across the plain, and a second web of drains and ditches carries the surplus back towards the river.
What it means. Every canal leaks into the aquifer and every drain skims it off again. Groundwater in this valley is a by-product of this network, which is why the model cannot be understood without it.
Source: OpenStreetMap waterways (Uzbekistan extract, September 2026; incomplete in places), SRTM relief, HydroLAKES reservoirs, model outline.
1 Introduction and problem statement
Finding. The model covers the valley floor and terraces, 10 208 km², from the Ravathoji hydroworks to the Khazara gauge. The Zarafshan splits into the Oqdaryo and Qaradaryo branches, feeds the canal systems and the Kattakurgan reservoir, and receives three ungauged tributaries from the north, whose basins lie outside the model.
What it means. Everything the model says is regional: districts and river reaches, not individual wells. The mountain catchments enter only as inflows at the model edge.
Source: OpenStreetMap tiles and canals; SWB outline and grid; tributary basins (hydra-shed); HydroLAKES; inflow points; WorldPop city cells.
1 Introduction and problem statement
A third more people in the model area since 2010. Domestic pumping grows with them, and the towns' well fields sit in the most permeable part of the aquifer.
Rainfall over the valley varied between 178 and 471 mm a year in 2010–2024. Warmer summers raise crop demand; the snow-fed river peak is expected to shift earlier.
The register lists eight times more drinking and industrial pumping than population norms explain, without well coordinates. Agricultural and unregistered pumping are not measured at all.
Two thirds of the river is diverted at Ravathoji before it enters the valley. What is left in the channel sets how much the aquifer can exchange with it.
1 Introduction and problem statement
The model area is home to almost five million people. Their number grew by a third between 2010 and 2024, and domestic demand in the model grows in step.
Even the population-based estimate, which is the lower bound, rises from 0.09 to 0.12 km³ a year over the simulation period.
Source: data/population/yearly_pumping_summary.csv (WorldPop 2020 scaled by national growth).
1 Introduction and problem statement
Rain and snow over the valley are the only recharge that does not depend on the canals. Three of the last five years were well below the 2010–2024 mean.
Recharge from rainfall is small in absolute terms, about a tenth of what falls, but the same dry years also cut the river inflow that feeds the canals.
Source: CHIRPS v3 monthly rasters averaged over the model outline (measured in this review); the 10 % share of rain that recharges is the water-balance assumption.
1 Introduction and problem statement
Finding. Of 102 monitoring wells with at least eight years of data, 38 show levels falling by more than 0.1 m a year and only 5 rising. The strongest declines cluster south of Samarkand and in the eastern terraces.
What it means. The median trend is close to zero, so this is not a valley-wide depletion yet. It is a set of local declines that a regional model must be able to attribute to pumping, canal changes or dry years.
Source: data/observations/regional_gw_observations_long.csv, quality-checked values, straight-line trend per well (measured here).
1 Introduction and problem statement
Finding. For the thirteen Samarkand districts with a purpose breakdown, the MMIG register reports 27.5 m³/s of drinking and industrial abstraction; population and per-capita norms explain 3.6 m³/s. The gap sits almost entirely in the three districts with regional well fields.
What it means. Well fields export water by pipe to Navoi and Bukhara and return city water through the sewer collector. Without well coordinates, annual series and export volumes, the model cannot place this pumping, and unregistered farm pumping is not in either number.
Source: data/population/modelled_vs_observed_comparison.csv (MMIG ОТБОР register).
1 Introduction and problem statement
The next three parts follow these questions: the data and methods, the results, and the limits.
2 Data and methods
Finding. Eleven datasets from MMIG, UzHydromet, the Ministry of Water Resources and global satellite products. Groundwater levels cover 2000–2024, river flow 2010–2024, canal records 2014–2022 with reliable flow below the intakes only for 2014–2017.
What it means. Every input is traceable to one of these bars. The short bars are the weak points: the canal record and the single-year population snapshot.
Source: data/README.md and the per-folder READMEs; coverage as recorded there.
2 Data and methods
Finding. One unconfined aquifer between the land surface and the bedrock. It is fed by canal and field losses, a little rain, the fans of the northern tributaries and groundwater arriving from upstream; it is drained by the river, evaporation from shallow groundwater and crops, and pumping.
What it means. This concept is what the model implements. Two of its elements, the bedrock depth and the foothill margins, are also where the model is weakest, as chapter 4 shows.
Source: Conceptual drawing after the MMIG cross-sections and the model concept; no model result is shown.
2 Data and methods
Finding. The geological map of the young deposits was traced and transferred to the model grid: recent river deposits along the Zarafshan, two generations of older terrace deposits on both flanks, small patches of the oldest deposits, and bedrock, which is left out.
What it means. Wells drawing from the young deposits and from the older rock beneath them show no systematic difference in water level, so one layer is a sound choice. The zones follow MMIG's field mapping and can be refined with MMIG geologists.
Source: data/model/aquifer_properties.npz zone_grid (measured square counts).
2 Data and methods
Finding. How easily water moves through each zone comes from pumping tests in the MMIG well registry, one value per zone: the recent river deposits pass water fastest, the old terraces slowest. How much water each zone can release from storage started from published values.
What it means. These are starting values. Chapter 3 shows which of them the measurements can actually pin down.
Source: data/model/aquifer_properties.npz and aquifer_zone_lookup.json.
2 Data and methods
Finding. 398 wells passed quality control: 148 with monthly time series and 250 with a single measurement. Coverage is dense around Samarkand and along the northern edge, sparse west of Kattakurgan.
What it means. These wells are the yardstick for the model. Where they are sparse the model is weakly checked; where several sit in the same 1 km square they cannot all be matched.
Source: data/observations/calibration_targets_steady_state.csv (MMIG registry, ZRB monitoring wells, UGV time series).
2 Data and methods
Finding. The Zarafshan brings 134 m³/s to Ravathoji on average. Transfers to the Jizzakh and Kashkadarya basins take 39 m³/s, the valley canals another 49 m³/s. The river below the intakes carries 46 m³/s, a third of the inflow.
What it means. The model's river starts with that lowest line. Canal water enters the aquifer as recharge through the fields, which is why the loss fractions matter so much.
Source: data/mow/mainstem_sfr_inflow.npz (UzHydromet daily discharge, Ministry of Water canal records 2014–2017, other years by monthly ratios).
2 Data and methods
Oqsoy, Tusunsoy and Qorasuv have no gauges. Their flow was estimated from 85 similar basins with gauges, scaled by elevation and checked against a published estimate for Tusunsoy.
They add 4 m³/s on average, mostly in March and April, and enter the model as groundwater inflow along the northern edge because their water seeps into the ground on the fans.
Source: data/mow/northern_tributary_inflows.csv.
2 Data and methods
Finding. Landsat maps for 2016–2020 give the irrigated share of every 1 km square: 3 272 km² inside the model area, concentrated on the valley floor and thinning towards the terraces.
What it means. This share splits recharge and water loss to the air between irrigated and rain-fed land. It is the most decisive single input of the water balance.
Source: data/irrigation/regional_irrigation_fraction.npz; area = sum of the irrigated shares over active squares.
2 Data and methods
Finding. Recharge combines rain seeping into the ground with canal and field losses, weighted by the irrigated share. Water loss to the air combines crop use, evaporation from shallow groundwater and from open reservoirs. Both maps exist for each of the 180 months.
What it means. The fraction of irrigation losses that actually reaches the water table, set at 45 percent, is the key assumption. Chapter 4 argues it should be simulated, not assumed.
Source: data/model/regional_rcha_evt_arrays.npz, long-term average maps, converted from m/d to mm/yr.
2 Data and methods
Finding. Domestic and industrial pumping is spread with 100 m population data and Uzbek per-capita norms, 3.4 m³/s in total for the April model. The September candidate instead uses the full register value of 37.8 m³/s, smoothed within districts.
What it means. Neither placement is right: the first is too small, the second puts well-field pumping where the population is rather than where the wells are.
Source: data/population/pumping_mean_annual.npz and population_regional_2024.npz (WorldPop 2020, projected).
2 Data and methods
Finding. Inflows of 8.2 km³ a year against 6.8 km³ of measured or estimated outflows leave 1.4 km³ unaccounted. With the assumed loss fractions, 0.96 km³ of that recharges the aquifer and 0.46 km³ is lost in the soil zone. The Uzhydromet record at Navoi (2010–2020 mean 0.80 km³/yr) sits just above the 0.72 km³/yr booked at Khazara from the four gauged years.
What it means. The aquifer's recharge is the one term no gauge measures. It is derived as a remainder, which is why every other term must be as good as the data allow.
Source: data/mow/regional_water_balance_constraints.json. Recharge = 45 % of canal and field losses plus 10 % of precipitation. Navoi check: Uzhydromet monthly discharges 1967–2020 (data/uzhydromet/zeravshan_downstream_monthly_q_m3s.csv), May 2016 outlier corrected.
2 Data and methods
Rain is not part of the remainder: its evaporation is defined as rain minus the assumed 10 % that recharges. The remainder is diverted river water that does not show up as crop water use; over the long term it must evaporate elsewhere, leave the valley unmeasured, or be error in the large gauged terms.
| Possible explanation | Plausible size, km³ per year | Basis |
|---|---|---|
| Evaporation from shallow groundwater and wet ground: canal banks, waterlogged fields, drains, riverside vegetation, salt flats. The usual fate of canal seepage. | up to about 1 | model: 0.21 realised against 2.06 potential |
| Crop water use under-counted by the satellite product, which covers mapped cropland only: orchards, household plots, urban greenery are outside it. | 0.2 to 0.4 | cross-check ratio 1.04 to 1.16; assumed |
| Register pumping that is consumed or piped out of the valley: the three well-field districts report 0.71 a year, only 0.13 is in the balance. | 0.1 to 0.5 | register totals; export share unknown |
| Drainage water leaving the valley unmeasured, to Kashkadarya or below the Khazara gauge. | unknown, possibly several tenths | no drainage outflow data |
| Rainfall over 10 200 km² from a satellite product; a 10 % bias is 0.34, and the 10 % recharge share is an assumption. | ± 0.3 | assumed |
| River gauging: 10 % on the Ravathoji inflow is 0.46; outflow and transfers rest on 2014–2017 canal records. | ± 0.3 to 0.5 | assumed |
| Change in groundwater storage and underflow past Khazara. | about 0.1 together | level trends; Darcy estimate |
Honest reading: perhaps half is real recharge that leaves again as evaporation from a shallow water table and through drains; the rest is a mix of satellite under-coverage, unrecorded pumping exports, drainage outflows and gauge error. The 0.96 / 0.46 split on the previous slide is an assumption, not evidence.
2 Data and methods
Their Samarkand oasis (12 390 km², outflow at Navoi, 2017–2022) overlaps our model area (10 211 km², outflow at Khazara, 2014–2017); they book losses, winter leaching and pumping explicitly, so their residual is only 0.1 to 0.2 km³.
| Term, km³ per year | This review | Ragettli et al. | Comment |
|---|---|---|---|
| River inflow after transfers out | 3.25 | 4.26 | theirs includes Tusun and 12 small rivers, before the Tuya Tortar transfer |
| Rain: full amount / runoff only | 3.44 (0.34 recharges) | 1.08 | they count the 30 % that runs off |
| River outflow | 0.72 at Khazara; Uzhydromet Navoi 2010–2020: 0.80 | 1.32 at Navoi | Navoi lies upstream; more is diverted below it; the Hydromet decade mean confirms our band |
| Crop water use from satellite | 1.29 | 1.88 | theirs adds orchards, gardens, parks, canal-side vegetation (0.57) |
| Canal and field losses | 1.38 gross, 0.96 to recharge | 2.01 as a use | not split into recharge and evaporation |
| Winter leaching, pre-season irrigation | not included | 0.78 | a recharge process our model lacks |
| Groundwater pumping | 0.13 drinking, industry | 0.96 ± 0.47 as input | supports the register magnitude (0.87) |
| Unattributed remainder | 1.42 | 0.12 to 0.17 | absorbed by the explicit terms above |
Losses 2.0 plus winter leaching 0.8, minus 1.0 pumped back for irrigation and 0.6 of consumptive use our satellite term misses, give about 1.2, close to our 1.4. Lessons: pumping of about 1 km³ a year is real; winter leaching recharge is missing; their Samarkand drainage volumes point to groundwater draining through the collectors, as our drain concept assumes.
2 Data and methods
Finding. The river is computed along 300 channel sections, so its water level responds to inflow and to exchange with the aquifer. Fixed water levels close the two valley ends, 75 reservoir squares exchange water with the aquifer depending on their level, and pumping is applied square by square.
What it means. The northern and southern foothill edges are closed to flow and receive almost no recharge. That choice is revisited in chapter 4.
Source: data/model/regional_model_setup_v2.json (river and fixed-level data), regional_reservoir_mask.npy, regional_wel_data.npz.
2 Data and methods
Finding. Seen as a block with the vertical stretched about 30 times, the model is a thin slab that follows the land surface down the valley: 150 m thick everywhere, 1 300 m above sea level at Ravathoji and 310 m at Khazara, over a length of 230 km.
What it means. The geometry is simple by design: one layer, one thickness. The bedrock depth that would give the slab its true shape is the largest structural unknown.
Source: data/model/regional_model_setup_v2.npz (top, bottom, active area); drawn in model-grid coordinates.
2 Data and methods
Finding. Twenty processing steps in fixed order turn the raw data into model inputs, run the long-term average model with its tests and adjustments, then the month-by-month model, and hand everything over through an open code repository, a viewer and a workshop.
What it means. Every figure in this review was regenerated from those steps on 14 September 2026. MMIG staff can do the same.
Source: the project's documented processing chain.
2 Data and methods
Built with MODFLOW 6, the standard open-source groundwater code, and open-source tools throughout.
3 Results
Finding. With average 2010–2024 inputs the model reproduces the regional gradient from about 900 m near Ravathoji to about 330 m at Khazara, with the flat central plain around Kattakurgan and steeper slopes on the flanks.
What it means. The regional picture is right. The question is how well individual wells are matched, and where not.
Source: data/model/regional_ss_workspace/zrb_regional_ss.hds (run of 2026-09-14).
3 Results
Finding. Against 381 wells the untuned model is 7 m too low on average; the typical error at a well is 19 m, and the largest errors push the overall error measure to 30 m. Red dots south of Samarkand are too high; the dark blue cluster on the northern edge is 30 to 60 m too low.
What it means. The pattern is structural: the northern cluster lies outside the mapped river deposits, in the foothill belt the model treats as almost dry.
Source: model water levels at the well squares; wells from calibration_targets_steady_state.csv without the flagged inconsistent wells (measured here).
3 Results
Finding. 5 000 combinations of model settings were run, 3 091 of them successfully. Five settings control the fit: how easily water moves through the upper and middle terraces, the evaporation rate from shallow groundwater, recharge from rain, and aquifer thickness. River-bed leakiness, the fixed edge levels, bedrock and channel roughness barely matter.
What it means. Water-level measurements cannot pin down the river settings at all; that needs river-flow data. And no combination brings the typical error below about 15 m.
Source: scratch/lhs_results.csv (test-run sample); influence ranking against the typical error in the young river deposits (measured here).
3 Results
Finding. The best of 3 091 tested settings brings the typical error down to 16 m, but with levels now too high on average. The set found by automatic tuning software, re-run in the full model, is worse than the April model at 27 m. The September candidate with the full register pumping sits at 25 m.
What it means. Tuning the settings has reached its limit. The remaining error comes from the model's structure and from the observation wells themselves, not from the setting values.
Source: the executed processing steps of 2026-09-14; scratch/lhs_results.csv; scratch/ss_rapid_v1_kdown_sfr_connectivity/scenario_metrics.csv.
3 Results
Finding. Five changes to the model concept were stacked on the April model in May 2026: canal intakes taken out of the river, canal and field losses counted in full with shallow drainage channels, a thicker aquifer, and the full register pumping with local return flows. Each step after the first worsened the fit to the wells, and the river outflow at Khazara stayed at 50 to 59 m³/s against an observed 23.
What it means. Two lessons: the excess river flow comes from the fully counted losses that the drainage channels return to the river, and the register pumping cannot be sustained where the model places it.
Source: scratch/ss_rapid_scenarios and scratch/ss_rapid_v1_kdown_sfr_connectivity scenario_metrics.csv (May 2026); observed outflow from the water-balance constraints.
3 Results
Finding. The month-by-month model runs all 180 months without any part drying out and with a water-accounting error below 0.02 percent. Against 15 491 observations, leaving out the first two years of settling-in, the typical error is 9.5 m. Some wells are matched closely, others are offset by several metres, and one shows the seasonal swing the others lack.
What it means. The model can already say how the regional water table responds to wet and dry years. It cannot yet reproduce the seasonal rhythm of most wells.
Source: data/model/transient_residuals.csv (run of 2026-09-14).
3 Results
Finding. Shifting each simulated series so that it starts at the first observation separates two kinds of error. The constant offset, several metres to tens of metres, is a steady-state problem: geometry, permeability and recharge. What remains after the shift is the dynamic error: the direction of the multi-year drift is mostly right, the year-to-year response is visible, and the seasonal swing is far too small.
What it means. The two errors have different owners. The offset goes to the steady-state iteration now under way; the dynamics go to the storage coefficients of the transient model.
Source: data/model/transient_residuals.csv (run of 2026-09-14), months from 2012 onward (first two years of settling-in dropped). Shift = first observation minus first simulated value of each well.
3 Results
Finding. Centring each series on its own mean and dividing by its own spread removes both the offset and the amplitude and leaves only the shape. Where the two curves then move together, the model has the right timing of recharge and drainage and only the wrong storage coefficient; where they diverge, the process itself is missing. The legend gives the spread that was removed: observed swings of one to several metres against simulated swings of centimetres to decimetres.
What it means. This is the test the Soviet amplitudes make quantitative: 13 to 18 m on the fan, 1 to 2.5 m in the valley, 0.1 to 0.2 m on the Nuratau piedmont. A model whose standardised curves match can be brought to those amplitudes by the storage coefficients alone.
Source: data/model/transient_residuals.csv (run of 2026-09-14), months from 2012 onward (first two years of settling-in dropped). Each series centred on its own mean and divided by its own standard deviation over the plotted months; the SD in the legend is the amplitude the standardisation removed.
3 Results
At 139 wells the simulated yearly rise and fall of the water table is on average a fifth of the observed one. Only a handful of wells swing too much.
Five hundred month-by-month runs traced this to the storage settings: less releasable storage in the river deposits and terraces brings the seasonal rise and fall closer to the observations.
Source: Yearly high minus low per well, averaged over 2012–2024 (measured here from the month-by-month results); 480 of 500 test runs succeeded, best seasonal error 0.23 m against 0.39 m for the starting values.
3 Results
Finding. Five hundred month-by-month runs varied the storage and flow settings together; 480 succeeded. How much water the recent river deposits and both terrace generations can release from storage controls the seasonal rise and fall, with a smaller opposite effect from how easily water moves through the middle terraces.
What it means. The published storage values are too high for this valley. Month-by-month data pin down what the long-term average model cannot see, so the next tuning must use both.
Source: scratch/lhs_transient_results.csv; influence ranking against the seasonal rise-and-fall error in the young river deposits (measured here).
3 Results
Finding. Over the whole river and all fifteen years the aquifer releases about 10 m³/s to the Zarafshan in the gaining months. In June and July, when canal water raises the water table, the direction reverses and the river loses up to 30 m³/s to the aquifer.
What it means. This seasonal reversal is the headline result for management. Its magnitude is uncertain because it is constrained by levels only; the measured river flow at Khazara is the missing check.
Source: data/model/regional_tr_workspace_p2 water accounts, river exchange summed over all sections (run of 2026-09-14; measured here).
4 Issues, discussion and improvements
Finding. 153 of the 381 observation wells, forty percent, are single-measurement wells in the northern foothill belt outside the mapped river deposits. Their typical error is 20 m too low and their spread the widest of any group. Wells in the river deposits and the terraces are centred near zero.
What it means. The model was built for the valley aquifer. It is being judged, to a large degree, on wells in a different unit that it represents with borrowed properties and no recharge.
Source: candidate well errors joined to calibration_targets_steady_state.csv (map_geology); diagnosis in the project issue log (GAPS.md).
4 Issues, discussion and improvements
4 Issues, discussion and improvements
Pumping placement. The register magnitude is plausible, but placed by population the model lowers water levels around Samarkand by 31 m on average, a cone the observations do not show. Either the fan receives inflow the model lacks, or the effective abstraction over 2010–2024 was lower than the 2026 register, or both.
The foothill edges. The northern and southern margins are closed to flow and receive almost no recharge, yet forty percent of the observation wells sit there. Recharge from the mountain front, a separate zone for the older rock, or a separate treatment of those wells is needed.
Recharge as a prescribed number. Canal and field losses reach the aquifer through a soil layer the model does not represent. The assumption that 45 percent seeps through, the 90/50 split of canal and field losses and the 2 m drainage channels are bookkeeping choices, and the step-by-step tests show they decide both the fit to the wells and the river outflow.
River sections longer than one square. Their leakage is forced through a single square, distorting the exchange locally. The fix is known and must come before any tuning against river flow.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Three Soviet syntheses (the 1971 Uzbek and 1972 Tajik volumes of Hydrogeology of the USSR and the 1963 Academy volume), four volumes of the Surface Water Resources series for the Amu Darya basin (the 1971 monograph, the 1967 station catalogue, the 1976 and 1980 station records), Mamarasulov's 1972 book on the water problem of the Zarafshan basin, Kudelin's 1966 underground-runoff summary, the 1975 methodology of regional groundwater assessment, the 1981 machine-irrigation scheme, and five papers from 1988 to 2025 on the basin's water balance, collectors and groundwater use.
What it means. Still to obtain: Mirzaev 1974 on the groundwater reserves of Uzbekistan, Shevchenko 1958 on the hydrogeological zoning of the Zarafshan plain, Reshetkina 1957, Khikmatov et al. 2016, and the six map appendices of the 1971 volume, all held in Tashkent.
Source: Bibliography: docs/references/soviet_zarafshan_sources.bib and .ris (31 entries incl. items cited but not yet obtained). Extraction: docs/soviet_literature_crosswalk_2026-09-15.md.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. The 1971 resource table divides the valley river into four reaches: 5-а from Ravathoji to the Tugainy gauge (the fan, which only loses water), 5-б from Tugainy to the Chapan-Ata divider (the fan toe, where the Karasu springs emerge west of Jumabazar), 5-в from the divider past Jar-Osty to Ishtykhan, and 5-г from Ishtykhan to Tashrabad. Miankal island lies between the Akdarya and Karadarya branches; Khatyrchi is where they rejoin; the Kermine-Kenimekh oasis is the Navoi reach; the Nuratau mountains close the valley to the north, Karatyube and the Zarafshan range to the south-east, the Zirabulak-Ziaetdin hills to the south-west.
What it means. Every canal drawn in orange is an asset of the water-body delineation register matched to a Soviet name, with its 1951–70 mean flow from the station volume: Bulungur (return 7.4 m³/s), Miankal–Khatyrchi (5.5), the Kattakurgan feeder (26.0) and outlet (21.3), Narpay (16.3), Iskiangar (13.1 to Kashkadarya), Dargom (117). The Talligulyan spill, 32.7 m³/s returned to the Kara-Darya, is the one large asset the register lacks; the linear scheme places it between the Dargom and the Kara-Darya above Damkhodja, and it needs delineating.
Source: Geometry: zarafshan-water-body-delineation register (outputs/review-map/candidate-basin-clipped.geojson, 60 assets); Soviet-name matches: Bulungur Canal, Dargom, Eski Ankhor (Iskiangar), Eski TuyaTortar, Ishtixon damkhodza (= Miankal–Khatyrchi canal, 34 km, Mamarasulov p. 55), Kattakurgan inflow/outflow, Minankal (Central Miankal), Narpay, Chauli, Aylanma Darghom, Karasu, Tusun, Aksay, Amankutansay, Saganaksay. Nodes: MoW station file; Tugainy and Jar-Osty by river kilometre (Гидрологическая изученность 1967, Table 3). Flows: OGH-1976 Table 4. Talligulyan: USAID/ZBUIS schematic map (Q = 250, Dargom → Kara-Darya above Damkhodja), not in the register; drawn as a straight line. Settlements: OSM.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Volume XXXIX of Hydrogeology of the USSR (Nedra, 1971; data to 1968) carries a closed groundwater balance of the middle Zarafshan valley, resource tables for eight hydrogeological units, the permeability of the Samarkand fan and the seasonal swing of the water table by unit. Read together with its Tajik companion and the Amu Darya hydrology volume of the same series, it is the reference the model never had.
What it means. Ninety-eight percent of the inflow is water lost from the river, canals and fields; three quarters of the outflow comes back to the surface as springs, drains and river gain. That is the shape the model's balance has to take.
Source: Гидрогеология СССР, т. XXXIX, Узбекская ССР. Недра, 1971, p. 326 (scan from geokniga.org, cropped). Inflow: underground inflow from the mountains 1.7, precipitation 0.4, losses of surface waters 79.4; outflow: underground outflow 0.5, evaporation 19.4, emergence into surface watercourses 61.9 m³/s.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Four terms differ by an order of magnitude. Precipitation recharge: 0.4 m³/s in 1968 against 10.9 in the model, which applies 10 percent of rainfall everywhere. Mountain inflow: 1.7 against 21.7 injected at the northern and eastern edges. Surface-water losses: 79 against 31, because the model books river-bed losses and canal seepage only in part. Emergence: 62 against 36. Evaporation from groundwater is the one term the two agree on.
What it means. The model puts water in through the wrong doors and lets too little out through the right one. Moving the recharge from rain and edge injection to river and canal losses on the fan, and letting more of it drain back, is the correction the 1968 balance asks for, and it is what the river gauges below Narpay have been saying.
Source: Гидрогеология СССР т. XXXIX pp. 326 and 270–273 (read from the scan); docs/steady_state_water_balance_ledger.md rows 12, 20–26 and GAPS.md:1523-1524 for the candidate. Model 'mountain inflow' = northern-tributary and Ravathoji injection wells; 'pumping' in 1968 = current use of the fan segment (Table 8, unit 5-а).
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Recovered from the project archive: Uzhydromet monthly discharges at the Navoi post (1967–2020) and at the Ak-Karadarya hydrowork (1924–2020). At Navoi the river fell from 52.8 m³/s in 1967–75 to 25.3 in 2010–20, with 2010–20 annual means between 15 and 39. The Karadarya below the divider carried 35 m³/s in the same decade.
What it means. The Khazara gate band of 15 to 28 m³/s, set from four years of Ministry of Water gauges, is confirmed by an independent 54-year record 30 km upstream. The model's routed inflow below the divider, 45.8 m³/s from 2014–17 canal records, is about 20 percent above the Hydromet decade mean and should come down. The 1968 balance and the modern state now share a measured river.
Source: Uzhydromet monthly discharges, workbook of 16 May 2023 (data/uzhydromet/zeravshan_downstream_monthly_q_m3s.csv; years with at least 11 months; Navoi May 2016 corrected from 347.0 to 34.7). Model inflow: data/mow/mainstem_sfr_inflow.npz; band: config/ss_gate_bands.json.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. At the mountain exit the Zarafshan has been gauged since 1914. Its annual mean was 161 m³/s over 1915–1975 and 135 over 2010–2024: a decline of about 15 percent, statistically significant, part of it upstream use in Tajikistan. Inside the valley the same river fell from 53 m³/s at Navoi in 1967–75 to 25 in 2010–20, and at Khazara from 79 (1925–75) to 22 (2014–18): a loss of one half to two thirds.
What it means. Roughly a fifth of the downstream decline can be traced to the mountains; the rest happened between Ravathoji and Khazara, in the canals, the fields, the reservoirs and the pumps. Falling water levels in the valley are therefore first a question of allocation and abstraction, and the model has to treat them that way. Climate change is real in these series, but it is not the main story.
Source: Uzhydromet station 17461 monthly 1914–2011 (data/uzhydromet/Ravathoji_17461_monthly_1914_2011.csv; complete years only) joined with the Uzhydromet daily series 2010–2024 (Inflow_Rovatkhodzha_daily_2010_2024_ts_m3s.csv; the two overlap in 2010 at 169 vs 154 m³/s); Navoi and Karadarya from the Uzhydromet workbook of 16 May 2023; Khazara 1963–75 from Основные гидрологические характеристики (1976, 1980) Table 3 and the 1925–75 mean of the same source; Khazara 2014–18 from the MoW decadal record (config/ss_gate_bands.json).
4 Issues, discussion and improvements
Finding. The fan between Ravathoji and the Tugainy gauge takes in 20 m³/s of river and canal water and gives nothing back; the water table there lies 70 m down and swings 13 to 18 m a year. From the fan toe at Samarkand to Tashrabad the same water comes back up: 16 m³/s as the Karasu springs, 20 between Chapanata and Ishtykhan, 18 between Ishtykhan and Tashrabad, on gravels of 100 to 200 m/d. The Kermine-Kenimekh oasis below adds 5.4 m³/s of drainage to the river.
What it means. The 36 m³/s that enter the lower river unseen by our gauges were already there in 1968, and the Soviet gauges named them: the Talligulyan canal returned 32.7 m³/s into the Karadarya (1951–70 mean, 35 to 43 in winter), the Bulungur spillway 7.4 into the Akdarya, Miankol-Khatyrchi 5.5. The model needs a high-leakance river bed on the fan, its drains and springs where the Soviet units put them, and the river allowed to gain 40 to 60 m³/s between Samarkand and Karmana.
Source: Гидрогеология СССР т. XXXIX, Table 8 pp. 270–273 (read from the scan); K is the printed filtration coefficient of the unit. Unit boundaries follow the Soviet gauge and distributor names; their modern positions are assumed.
4 Issues, discussion and improvements
Every row is read from the 1971 volume unless noted; the model column is the durable export or the September candidate. The full cross-walk with page references is in the working record.
| Term | Soviet sources | Model today | What follows |
|---|---|---|---|
| Aquifer thickness | fan 1 000–1 200 m (70 m clean gravel over denser gravel); 40–50 m below the Karadarya–Akdarya confluence; piedmont 30–300 m | uniform 150 m | variable bottom; a semi-confined fan layer |
| Permeability K | fan 100–200 m/d; terrace III 12–17; piedmont 5.7; cover loam 0.2–0.4 | 31.6 / 5.5 / 2.1 m/d from literature means | raise the fan K three to six times |
| Seasonal swing of the water table | fan 13–18 m; valley 1–2.5 m; terrace III 0.8–1.3 m; Nuratau piedmont 0.1–0.2 m | 0.04 m simulated | storage targets by unit for the transient run |
| Precipitation recharge | 0.4 m³/s (0.5 % of inflow); 4–5 % in the oases | 10.9 m³/s (Rc = 0.10) | Rc at most 0.02 on the valley floor |
| Irrigation and river losses | 79.4 m³/s; oasis norm 350–450 mm a year; canals : fields about 55 : 45 | 30.5 m³/s; canals : fields 4 : 1 | larger fan losses, more field recharge |
| Inflow from the mountains | 1.7 m³/s underground; 8.7 m³/s emerge as springs and sais from the Zarafshan range; northern piedmont carries 3.4 | 21.7 m³/s injected; southern edge closed | small underflow, sais and canals as surface recharge |
| Outflow to the west | 0.5–0.6 m³/s; 1.5–1.9 across the Khazara section (1949–1980) | 1.8–2.3 m³/s; band 0.5–2.0 | thin the boundary; aim at the lower half of the band |
| Pumping | 4.3 m³/s in 1968; 82 m³/s exploitable only with 65–97 m drawdown; confined gravel at 50–200 m, Neogene at 70–500 m | 37.8 m³/s from the register, 30–140 m cone | lower shallow abstraction or a deep layer for the well fields |
Sources: Гидрогеология СССР т. XXXIX pp. 174–180, 260–273, 326–329, 341; Ресурсы поверхностных вод СССР т. 14 вып. 3 (1971) pp. 44–45, 91–92; Rubinova et al. 1988; Juraev et al. 2021. Cross-walk: docs/soviet_literature_crosswalk_2026-09-15.md §3.
4 Issues, discussion and improvements
Ledger priors. The 1968 balance and the Kermine-Kenimekh balance enter the steady-state ledger as external rows; the split of the outflow between emergence, evaporation and westward underflow, 62 : 19 : 0.5, becomes a check the model has to pass.
Reach targets. The Soviet units, Ravathoji to Tugainy, Tugainy to Chapanata, Chapanata to Ishtykhan, Ishtykhan to Tashrabad, become zones with a target for net recharge minus discharge; the Karasu springs at the fan toe become a flux target of 16 to 32 m³/s.
Properties and structure. Fan permeability 100 to 200 m/d, a bottom that follows the Soviet thickness, a semi-confined fan layer for the well fields, seasonal amplitudes by unit as storage targets.
Recharge. Rain recharge capped at 2 percent on irrigated land; irrigation recharge of 350 to 450 mm a year; river-bed losses on the fan of the order of 60 m³/s at the flood peak through a high-leakance bed; mountain water as sai and canal recharge, not injected underflow.
Still to fetch. Mirzaev 1974 on the groundwater reserves of Uzbekistan, Shevchenko 1958 on the hydrogeological zoning of the Zarafshan plain, Mamarasulov 1972, the station volumes for Dupuli and the small tributaries, and the six map appendices of the 1971 volume, which are held by Uzbekhydrogeology.
4 Issues, discussion and improvements
What has changed since 1968. Pumping has grown from 4.3 m³/s on the fan to tens of m³/s across the valley; the collector network from about 1 800 km to more than 3 500 km; the Kattakurgan reservoir was enlarged in 1966 and the machine canals of the 1960s and 1970s put 391 thousand ha on guaranteed Zarafshan supply; the river below Ravathoji now carries about 36 m³/s against 165 to 190 at the mountain exit in the Soviet records. The 1968 numbers are a reference for structure and process, not a target for 2010 to 2024.
Why a 1968 steady state would still pay. Pumping was small then, so the 1968 balance isolates the natural system: river losses on the fan, permeability, bed leakance, the spring belt at the fan toe, drainage and evaporation. A model that reproduces Table 13 and the reach-by-reach emergence of Table 8 with 4.3 m³/s of pumping has its recharge and discharge machinery fixed; the 2010 to 2024 run then adds pumping, the enlarged canal and drain network and the measured river, and the difference between the two states is the human footprint the ministry asks about.
What it would take. Available: the 1968 balance and unit resources, water-table depths and amplitudes, the 1969 canal and collector lengths, mean river discharges, reservoir volumes. Missing: the 1968 hydroisohypse map (appendix 1 of the 1971 volume, held by Uzbekhydrogeology), irrigated area and canal deliveries by system for the 1960s, and the observation wells of the Zarafshan hydrogeological station from 1959. Until those are found, a 1968 run is a plausibility check on the model's processes, not a calibration.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Five places carry the open questions: the Samarkand well fields (1), the northern foothills where 150 wells lie outside the mapped river deposits (2), the Khazara gauge where the model sends twice the measured flow out of the valley (3), the closed southern mountain front (4) and the western edge (5).
What it means. The numbers on the map match the questions on the next slides. Each is a question about the real system, not about the model's settings, and the experts tomorrow can answer them.
Source: regional_ss_workspace heads vs calibration_targets_steady_state.csv (measured here); GAPS.md §5 Iterations 3–5; gate bands config/ss_gate_bands.json.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. If the register's pumping came from the shallow aquifer, the water table south-west of the city would fall by up to 140 m. The monitoring wells, screened at about 30 m, show no such drop. Half of the production wells the registry lists near Samarkand are screened in older Neogene rock at 90 to 165 m.
What it means. Either the well fields draw on a deeper layer the model does not have, or far less is pumped from the gravels than the register says. The well fields themselves are not in any data we hold; their depths and metered volumes are the first things to ask for.
Source: heads of the May candidate minus its no-pumping control (scratch/ss_rapid_head_scatter_index); wells from data/momigeo/Samarqand_kuzatuv_q_malumotlari.xlsx (registry sample, not the utility well fields).
4 Issues, discussion and improvements
The register says the well fields around Samarkand pump about ten times more than the population would explain. Put into the model, that pumping drops the water table under the city by 30 to 140 m; the measured levels show no such drop. Extra inflow from the mountains, higher permeability and leaking pipes do not close the gap. Either the water comes from a deeper layer the model lacks, or far less is taken from the shallow gravels than the register says. The observation wells are only about 30 m deep and may not see a deep well field at all.
The answers decide whether the model needs a second, deeper layer or whether the shallow model is right and the register overstates the pumping.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. 153 wells, forty percent of all we have, sit outside the mapped river deposits on the northern piedmont, most of them tagged Neogene in the registry and many stacked several to one model square. The model treats those squares as gravel with almost no recharge and puts the water table 20 to 100 m too low.
What it means. Something keeps the water high there that the model lacks: inflow from the hills, seepage from the northern canals, or a separate shallow system. The experts can say which. Until then these wells cannot be calibration targets for a valley-gravel model.
Source: aquifer_properties.npz zone_grid; calibration_targets_steady_state.csv (map_geology, registry age); regional_ss_workspace heads; northern tributary wells NB05a.
4 Issues, discussion and improvements
Numbers refer to the overview map.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. The gauges along the river tell a story the model has never been asked to match. Below the headworks about 50 m³/s flow on; below the Narpay works the river is down to 5 m³/s; by Ziatdin it carries 41 again, 14 of it from the returning Ak-Darya; Karmana then takes 29, and 23 leave at Khazara (2014 to 2017 means). The model, with no intakes and no returns, carries 50 all the way.
What it means. Putting the gauged intakes into the model empties the river below Narpay exactly as observed, but then nothing refills it and Khazara gets almost nothing. Part of the refill is the Ak-Darya, which the model does not route; the rest, about 36 m³/s, is returns no gauge we hold records. Where they are and how much they carry is the question that closes the river balance.
Source: regional_ss_workspace cell budget (SFR term per reach); inflow 45.8 m³/s from the April metrics; MoW main-stem gauges 2014–2017 (Koradaryo discharge, Navoi border, Ziatdin, Navbakhor, Khazara).
4 Issues, discussion and improvements
Finding. The delineation register shows what the model does not have: the river splits into the Ak-Darya and Kara-Darya around the Miankal island and the model follows only the Kara-Darya; below the headworks the gauged canals and the reservoir intake take another 108 m³/s that the model never removes. The ledger from the gauges says the river is down to 5 m³/s below the Narpay works, receives 14 from the returning Ak-Darya and 22 from sources no gauge records before Ziatdin, feeds Karmana, gains 14 more, and leaves 23 at Khazara.
What it means. About 36 m³/s enter the lower river unseen by any gauge we hold: collector returns, groundwater, or unmetered branches. Together with the Ak-Darya that is the water supplying Karmana and Khazara, and it is what the model must put back in the right place. The two new candidate intakes near Navoi sit just above the Navbakhor gauge and are not in our records at all.
Source: zarafshan-water-body-delineation external data root, outputs/review-map/candidate-basin-clipped.geojson (2026-09-11); MoW decadal record 2014–2017 (mow_data_samarqand_long.csv) and station positions (mow_stations_swb.gpkg); model river cells regional_river_cells.json.
4 Issues, discussion and improvements
Numbers refer to the overview map.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Two thirds of the valley floor is irrigated. The model assumes that 90 percent of canal losses and half of field losses seep to the aquifer, and that a network of drains two metres deep carries the surplus back to the river. Those three numbers decide both the fit to the wells and the river outflow, and none of them has been measured here.
What it means. One gauged drain, one measured canal loss, or one map of waterlogged land would constrain more than any further model run.
Source: regional_irrigation_fraction.npz (RS crop maps); OSM waterways; May candidate DRN-to-MVR cells; ledger docs/steady_state_water_balance_ledger.md.
4 Issues, discussion and improvements
These questions have no number: they apply to the whole irrigated valley floor.
4 Issues, discussion and improvements
Numbers refer to the overview map.
4 Issues, discussion and improvements
In this valley the aquifer is fed mainly by irrigation. How much of the diverted water seeps down, how much evaporates and how long it takes to arrive depends on soils, crops, canal lining and the state of the water table. The present model replaces all of that with fixed fractions.
The setting tests and the step-by-step concept tests both point at these fractions as what controls the fit to the wells and the river outflow. No amount of tuning the aquifer settings can compensate for a wrong recharge input.
Simulating the land surface and the canal system explicitly, and letting the aquifer model receive recharge from them, is the natural next stage. This is what was proposed and implemented for the Chu River basin plan.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. In the Chu basin plan the natural hydrology (SWAT+), the managed canal network (TaqSim) and the valley aquifer (MODFLOW 6) are three engines that hand water to each other every day. Water seeping through the soil and canal losses become groundwater recharge; river gains and drain returns flow back to the river.
What it means. The Zarafshan valley has the same anatomy: mountain inflow, a diverted river, canals, irrigated plain and a shallow aquifer. The pattern transfers directly.
Source: Chu River Basin Plan 2027–2031 modelling showcase, hydrosolutions 2026; figure reused unchanged.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Snow and glacier melt, the reservoir, canals and irrigation, pumping, recharge, groundwater flow and the springs that return water to the river, drawn as one block of landscape. The brackets show the reach of each engine and the coupling zone where they hand water to each other.
What it means. Replace the Kyrgyz Ala-Too with the Zarafshan headwaters and the Chu with the Zarafshan, and the picture is the one this valley needs.
Source: Chu River Basin Plan 2027–2031 modelling showcase, hydrosolutions 2026; illustration reused unchanged.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. Every transfer between the engines is booked once, with source, receiver and date, and the groundwater account closes to a tiny remainder. The aquifer model receives simulated recharge instead of a prescribed array, and the river receives simulated gains and losses.
What it means. The linking code, the accounting checks and the tuning workflow exist and are documented. Reusing them for the Zarafshan is an engineering task, not new research.
Source: Chu River Basin Plan 2027–2031 modelling showcase, hydrosolutions 2026; figure reused unchanged.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. A land-surface and soil model for the irrigated plain and the mountain catchments, an allocation model of the Ravathoji diversions, canals and reservoirs, and the existing MODFLOW 6 model as the aquifer engine. Recharge, water loss to the air and river exchange become computed exchanges.
What it means. The regional model built so far is not lost: it becomes the groundwater engine of the coupled system. The long-term average work identified exactly the inputs the linked system would replace.
Source: Pattern: the SWAT+ – TaqSim – MODFLOW 6 coupling of the Chu basin plan (hydrosolutions, 2026); engines for the Zarafshan are a proposal, not an implementation.
4 Issues, discussion and improvements
Finding. The working session fixed five management scenarios and their combinations, the output table each run has to deliver, and two data points on pumping: the population-based estimate is only the drinking and industrial part, and agricultural pumping needs MMIG's own data. It also flagged the systematic bias between simulated and observed levels as the first problem to solve.
What it means. The scenarios are the questions the model must answer; the bias diagnosis in this review is the work that makes the answers trustworthy.
Source: Whiteboard of the Tashkent working session with MMIG, May 2026 (photograph).
4 Issues, discussion and improvements
Each run reports river inflow, river outflow, the piezometric water level from the model and its change against 2024. In the long-term average runs inflow equals outflow; in the month-by-month runs the difference is the change in the water stored in the aquifer.
| Scenario | Driver | Change tested |
|---|---|---|
| S1 | River and climate | River inflow at Ravathoji reduced from 140 to 100 m³/s |
| S2 | Population | Population of about 3 million grows by 20 %; domestic and industrial pumping scale with it |
| S3 | Agriculture | Groundwater pumping for irrigation reduced by 40 m³/s |
| S4 | Climate | Precipitation halved |
| S5 | Climate | Evaporation demand of the air increased by 25 % |
| S1 + S2 | Combined | Less river inflow and more people |
| S1 + S2 + S3 | Combined | Less river inflow, more people, less irrigation pumping |
Not yet run: under the project workflow, scenario runs start once the long-term average model passes its readiness check on a cleaned set of observation wells (chapter 4, improvements 1–3).
4 Issues, discussion and improvements
5 Conclusions
The Zarafshan valley aquifer is under measurable pressure: more people, unmeasured abstraction and a run of dry years, with falling levels at a third of the monitoring wells.
A regional groundwater model of the valley exists, built from every available dataset, fully reproducible, and already handed over to MMIG with training. It reproduces the regional water table and the seasonal reversal of river–aquifer exchange.
Its accuracy is limited by structure, not by settings: the pumping record, the foothill wells, and above all a recharge that is assumed rather than computed.
The Soviet hydrogeology of 1971 supplies the missing reference: a closed 1968 balance, fan permeability of 100 to 200 m/d, and reach-by-reach emergence that explains the river gains below Narpay. Its disagreements with the model on rain recharge, mountain inflow, river and canal losses and return to the surface set the agenda for the next iteration.
The next stage is clear. Settle the pumping record with MMIG, clean the set of observation wells used for tuning, and link the aquifer model to a soil and canal model as in the Chu basin. The five scenarios agreed in Tashkent are then run and reported in the agreed table, and the model becomes a tool for permit and monitoring decisions in the valley.
5 Conclusions
A working platform, ready for its next stage.
hydrosolutions GmbH · Zurich · September 2026
Обзор состояния · сентябрь 2026
Региональная модель подземных вод между Раватходжи и Хазарой: зачем она построена, из чего, что показывает, где не справляется и что делать дальше.
Обзор
Клавиши: → следующий слайд, C содержание, O обзор, N заметки с источниками, L язык, P печать в PDF.
Резюме
Подземные воды долины под растущим давлением: на треть больше людей с 2010 г., осадки, меняющиеся вдвое от года к году, и водоотбор, который реестр показывает в восемь раз выше оценки по населению.
Работающая региональная модель существует. Она построена на всех доступных данных, считает за секунды, воспроизводит региональное зеркало грунтовых вод и моделирует пятнадцать лет помесячно.
Это пока не настроенный инструмент. Сорок процентов наблюдательных скважин лежат в предгорной полосе вне закартированных речных отложений, а водоотбор из реестра нельзя разместить без снижения уровней, которого скважины не показывают.
Путь вперёд — уточнённый ряд водоотбора, очищенный набор наблюдательных скважин и связанный подход почва–каналы–горизонт, чтобы питание рассчитывалось, а не задавалось, как уже сделано в бассейне Чу.
1 Введение и постановка проблемы
Между Раватходжи и Хазарой Зарафшан протекает через наиболее интенсивно орошаемые земли Узбекистана. Под полями лежит один неглубокий горизонт в речных отложениях, из которого черпают каналы, поля, река и города.
Самарканд, Каттакурган и Навои берут из него питьевую воду. Фермеры откачивают его там, куда не доходят каналы. Река зимой получает из него воду, а летом отдаёт.
Решения о разрешениях, мониторинге и новых водозаборах принимаются по районам, но горизонт границ районов не знает. Региональная модель — единственный способ увидеть всю систему целиком.
1 Введение и постановка проблемы
Вывод. От гидроузла Раватходжи река делится на каналы Даргом, Эски-Анхор и Туятартар и собственные рукава Зарафшана; ниже каналы Нарпай, Булунгур, Янгиарык, Каттакурганский и сотни меньших распределяют воду по равнине, а вторая сеть дрен и арыков возвращает избыток к реке.
Что это значит. Каждый канал фильтрует в горизонт, а каждая дрена снова его сдренирует. Подземные воды этой долины — побочный продукт этой сети, поэтому модель нельзя понять без неё.
Источник: Водотоки OpenStreetMap (выгрузка по Узбекистану, сентябрь 2026; местами неполные), рельеф SRTM, водохранилища HydroLAKES, контур модели.
1 Введение и постановка проблемы
Вывод. Модель охватывает дно долины и террасы, 10 208 км², от гидроузла Раватходжи до поста Хазара. Зарафшан делится на рукава Окдарьё и Карадарьё, питает системы каналов и Каттакурганское водохранилище и принимает три северных притока без гидропостов, бассейны которых лежат вне модели.
Что это значит. Всё, что говорит модель, — регионально: районы и участки реки, а не отдельные скважины. Горные водосборы входят только как притоки на границе модели.
Источник: тайлы и каналы OpenStreetMap; контур SWB и сетка; tributary basins (hydra-shed); HydroLAKES; точки притока; квадраты городов WorldPop.
1 Введение и постановка проблемы
На треть больше людей в области модели с 2010 г. Хозяйственно-питьевой водоотбор растёт вместе с ними, а водозаборы городов расположены в самой проницаемой части горизонта.
Осадки над долиной в 2010–2024 гг. менялись от 178 до 471 мм в год. Более тёплое лето повышает потребность культур; ожидается сдвиг снегового пика реки на более ранние сроки.
Реестр показывает в восемь раз больше питьевого и промышленного водоотбора, чем объясняют нормы на душу, без координат скважин. Сельскохозяйственный и незарегистрированный водоотбор не измеряется вовсе.
Две трети реки отводятся у Раватходжи до входа в долину. То, что остаётся в русле, определяет, сколько горизонт может обменивать с ней.
1 Введение и постановка проблемы
В области модели живёт почти пять миллионов человек. Их число выросло на треть с 2010 по 2024 г., и хозяйственно-питьевая потребность в модели растёт вместе с ним.
Даже оценка по населению, которая является нижней границей, растёт с 0,09 до 0,12 км³ в год за период расчёта.
Источник: data/population/yearly_pumping_summary.csv (WorldPop 2020 с национальным ростом).
1 Введение и постановка проблемы
Дождь и снег над долиной — единственное питание, не зависящее от каналов. Три из последних пяти лет были заметно ниже среднего 2010–2024 гг.
Питание от осадков невелико в абсолютных величинах, около десятой части выпавшего, но те же сухие годы сокращают и приток реки, питающий каналы.
Источник: месячные растры CHIRPS v3, усреднённые по контуру модели (измерено в этом обзоре); доля осадков 10 %, идущая на питание, — допущение водного баланса.
1 Введение и постановка проблемы
Вывод. Из 102 наблюдательных скважин с данными не менее 8 лет в 38 уровни падают быстрее 0,1 м в год и лишь в 5 растут. Сильнейшие снижения сосредоточены южнее Самарканда и на восточных террасах.
Что это значит. Медианный тренд близок к нулю, так что это ещё не истощение всей долины. Это набор локальных снижений, которые региональная модель должна уметь связать с водоотбором, изменениями каналов или сухими годами.
Источник: data/observations/regional_gw_observations_long.csv, проверенные значения, линейный тренд по скважине (измерено здесь).
1 Введение и постановка проблемы
Вывод. Для тринадцати районов Самаркандской области с разбивкой по назначению реестр MMIG показывает 27,5 м³/с питьевого и промышленного водоотбора; население и нормы на душу объясняют 3,6 м³/с. Разрыв почти целиком приходится на три района с региональными водозаборами.
Что это значит. Водозаборы экспортируют воду по водоводам в Навои и Бухару и возвращают городскую воду через коллектор. Без координат скважин, годовых рядов и объёмов экспорта модель не может разместить этот водоотбор, а незарегистрированный фермерский водоотбор не входит ни в одно из чисел.
Источник: data/population/modelled_vs_observed_comparison.csv (реестр MMIG ОТБОР).
1 Введение и постановка проблемы
Следующие три части следуют этим вопросам: данные и методы, результаты, пределы.
2 Данные и методы
Вывод. Одиннадцать наборов данных от MMIG, Узгидромета, Минводхоза и глобальных спутниковых продуктов. Уровни подземных вод охватывают 2000–2024 гг., сток реки 2010–2024, данные по каналам 2014–2022, надёжный сток ниже водозаборов только за 2014–2017 гг.
Что это значит. Каждый вход прослеживается до одной из этих полос. Короткие полосы — слабые места: ряд по каналам и единичный снимок населения.
Источник: data/README.md и README по папкам; охват по их записям.
2 Данные и методы
Вывод. Один горизонт между поверхностью и коренными породами. Его питают потери каналов и полей, немного осадков, конусы северных притоков и подземные воды, приходящие сверху по долине; дренируют река, испарение с неглубоких грунтовых вод и культур, водоотбор.
Что это значит. Эту концепцию и реализует модель. Два её элемента — глубина коренных пород и предгорные края — одновременно её самые слабые места, как показывает глава 4.
Источник: Концептуальный рисунок по разрезам MMIG и концепции модели; результаты модели не показаны.
2 Данные и методы
Вывод. Карта молодых отложений оцифрована и перенесена на сетку модели: современные речные отложения вдоль Зарафшана, два поколения более старых террасовых отложений по обоим бортам, небольшие пятна самых старых отложений и коренные породы, которые исключены.
Что это значит. Скважины, берущие воду из молодых отложений и из более старых пород под ними, не показывают систематической разницы уровней, поэтому один слой — обоснованный выбор. Зоны следуют полевому картированию MMIG и могут уточняться с геологами MMIG.
Источник: data/model/aquifer_properties.npz zone_grid (измеренное число квадратов).
2 Данные и методы
Вывод. То, насколько легко вода проходит через каждую зону, получено по откачкам из реестра скважин MMIG, одно значение на зону: современные речные отложения пропускают воду быстрее всего, старые террасы — медленнее. Сколько воды каждая зона может отдать из запаса, взято из опубликованных значений.
Что это значит. Это стартовые значения. Глава 3 показывает, какие из них измерения реально способны определить.
Источник: data/model/aquifer_properties.npz и aquifer_zone_lookup.json.
2 Данные и методы
Вывод. 398 скважин прошли контроль качества: 148 с месячными рядами и 250 с единичным замером. Покрытие густое вокруг Самарканда и вдоль северного края, редкое западнее Каттакургана.
Что это значит. Эти скважины — мерило для модели. Там, где их мало, модель слабо проверена; там, где несколько попадают в один квадрат 1 км, все их совместить нельзя.
Источник: data/observations/calibration_targets_steady_state.csv (реестр MMIG, скважины ZRB, ряды УГВ).
2 Данные и методы
Вывод. Зарафшан приносит к Раватходжи в среднем 134 м³/с. Переброска в бассейны Джизака и Кашкадарьи забирает 39 м³/с, каналы долины — ещё 49 м³/с. Река ниже водозаборов несёт 46 м³/с, треть притока.
Что это значит. Река модели начинается с этой нижней линии. Вода каналов поступает в горизонт как питание через поля, поэтому доли потерь так важны.
Источник: data/mow/mainstem_sfr_inflow.npz (суточный расход Узгидромета, данные Минводхоза 2014–2017, остальные годы по месячным соотношениям).
2 Данные и методы
Оксой, Тусунсой и Карасу не имеют гидропостов. Их сток оценён по 85 похожим бассейнам с гидропостами с учётом высоты и проверен по опубликованной оценке для Тусунсоя.
Они добавляют в среднем 4 м³/с, в основном в марте и апреле, и входят в модель как подземный приток вдоль северного края, поскольку их вода уходит в грунт на конусах.
Источник: data/mow/northern_tributary_inflows.csv.
2 Данные и методы
Вывод. Карты Landsat за 2016–2020 гг. дают долю орошения каждого квадрата 1 км: 3 272 км² в области модели, сосредоточенных на дне долины и редеющих к террасам.
Что это значит. Эта доля делит питание и потери воды в воздух между орошаемыми и богарными землями. Это самый решающий отдельный вход водного баланса.
Источник: data/irrigation/regional_irrigation_fraction.npz; площадь = сумма долей по активным квадратам.
2 Данные и методы
Вывод. Питание объединяет просачивание осадков с потерями каналов и полей, взвешенными по доле орошения. Потери в воздух объединяют потребление культур, испарение с неглубоких грунтовых вод и с открытых водохранилищ. Обе карты существуют для каждого из 180 месяцев.
Что это значит. Доля потерь орошения, реально достигающая зеркала грунтовых вод, принятая в 45 процентов, — ключевое допущение. Глава 4 доказывает, что её нужно рассчитывать, а не задавать.
Источник: data/model/regional_rcha_evt_arrays.npz, карты средних условий, пересчёт из м/сут в мм/год.
2 Данные и методы
Вывод. Хозяйственно-питьевой и промышленный водоотбор распределён по данным о населении с шагом 100 м и узбекским нормам на душу, всего 3,4 м³/с в апрельской модели. Сентябрьский кандидат вместо этого использует полное значение реестра 37,8 м³/с, сглаженное внутри районов.
Что это значит. Ни одно размещение не верно: первое слишком мало, второе ставит водоотбор водозаборов туда, где население, а не туда, где скважины.
Источник: data/population/pumping_mean_annual.npz и population_regional_2024.npz (WorldPop 2020 с проекцией).
2 Данные и методы
Вывод. Приход 8,2 км³ в год против 6,8 км³ измеренных или оценённых расходов оставляет 1,4 км³ неучтёнными. При принятых долях потерь 0,96 км³ из них питают горизонт, а 0,46 км³ теряется в зоне аэрации. Ряд Узгидромета у Навои (среднее 2010–2020 гг. 0,80 км³/год) лежит чуть выше 0,72 км³/год, учтённых у Хазары по четырём измеренным годам.
Что это значит. Питание горизонта — единственный член, который не измеряет ни один пост. Он выводится как остаток, поэтому каждый другой член должен быть настолько точен, насколько позволяют данные.
Источник: data/mow/regional_water_balance_constraints.json. Питание = 45 % потерь каналов и полей плюс 10 % осадков. Проверка по Навои: месячные расходы Узгидромета 1967–2020 (data/uzhydromet/zeravshan_downstream_monthly_q_m3s.csv), выброс мая 2016 г. исправлен.
2 Данные и методы
Осадки в остаток не входят: их испарение задано как осадки минус принятые 10 % на питание. Остаток — отведённая речная вода, не проявляющаяся как потребление культур; за многолетний период она должна испаряться в другом месте, уходить из долины неизмеренной или быть ошибкой крупных измеренных членов.
| Возможное объяснение | Вероятный размер, км³ в год | Основание |
|---|---|---|
| Испарение с неглубоких грунтовых вод и влажной земли: берега каналов, подтопленные поля, дрены, прибрежная растительность, солончаки. Обычная судьба потерь каналов. | до примерно 1 | модель: 0,21 реализовано при 2,06 возможных |
| Недоучёт потребления культур спутниковым продуктом, который охватывает только закартированную пашню: сады, приусадебные участки, городская зелень вне его. | 0,2–0,4 | коэффициент перекрёстной проверки 1,04–1,16; допущение |
| Водоотбор из реестра, потреблённый или отведённый по трубам из долины: три района с водозаборами показывают 0,71 в год, в балансе только 0,13. | 0,1–0,5 | итоги реестра; доля экспорта неизвестна |
| Дренажная вода, уходящая из долины неизмеренной, в Кашкадарью или ниже поста Хазара. | неизвестно, возможно несколько десятых | данных о дренажном стоке нет |
| Осадки над 10 200 км² по спутниковому продукту; смещение в 10 % — это 0,34, а доля 10 % на питание — допущение. | ± 0,3 | допущение |
| Измерения реки: 10 % на притоке у Раватходжи — это 0,46; сток и переброска опираются на данные по каналам 2014–2017 гг. | ± 0,3–0,5 | допущение |
| Изменение запасов подземных вод и подземный отток мимо Хазары. | около 0,1 вместе | тренды уровней; оценка по Дарси |
Честное прочтение: возможно, половина — реальное питание, которое снова уходит испарением с неглубокого зеркала и через дрены; остальное — смесь недоучёта спутником, неучтённого экспорта откачанной воды, дренажного стока и ошибок измерений. Разделение 0,96 / 0,46 на предыдущем слайде — допущение, а не свидетельство.
2 Данные и методы
Их Самаркандский оазис (12 390 км², сток у Навои, 2017–2022) перекрывается с нашей областью (10 211 км², сток у Хазары, 2014–2017); потери, зимние промывки и водоотбор у них учтены явно, поэтому остаток лишь 0,1–0,2 км³.
| Член, км³ в год | Этот обзор | Ragettli и др. | Комментарий |
|---|---|---|---|
| Приток реки после переброски | 3,25 | 4,26 | у них с Тусуном и 12 малыми реками, до переброски Туя-Тортар |
| Осадки: полностью / только сток | 3,44 (0,34 на питание) | 1,08 | они учитывают 30 %, образующих сток |
| Сток реки | 0,72 у Хазары; Узгидромет, Навои 2010–2020: 0,80 | 1,32 у Навои | Навои выше по течению; ниже отводится ещё вода; десятилетнее среднее Узгидромета подтверждает нашу полосу |
| Потребление культур по спутнику | 1,29 | 1,88 | у них с садами, огородами, парками, растительностью у каналов (0,57) |
| Потери каналов и полей | 1,38 валовых, 0,96 на питание | 2,01 как расход | не делятся на питание и испарение |
| Зимние промывки, влагозарядка | не учтены | 0,78 | процесс питания, которого нет в нашей модели |
| Водоотбор подземных вод | 0,13 питьевой, промышленный | 0,96 ± 0,47 как приход | подтверждает величину реестра (0,87) |
| Неучтённый остаток | 1,42 | 0,12–0,17 | поглощён явными членами выше |
Потери 2,0 плюс зимние промывки 0,8, минус 1,0 откачанных обратно на орошение и 0,6 потребления, которого не видит наш спутниковый член, дают около 1,2 — близко к нашим 1,4. Уроки: водоотбор около 1 км³ в год реален; зимнее питание от промывок отсутствует; объёмы дренажа по Самарканду указывают на дренирование подземных вод через коллекторы, как предполагает наша концепция дрен.
2 Данные и методы
Вывод. Река рассчитывается по 300 участкам русла, так что её уровень реагирует на приток и на обмен с горизонтом. Фиксированные уровни замыкают оба конца долины, 75 квадратов водохранилищ обмениваются водой с горизонтом в зависимости от уровня, водоотбор задан по квадратам.
Что это значит. Северный и южный предгорные края закрыты для потока и почти не получают питания. Этот выбор пересматривается в главе 4.
Источник: data/model/regional_model_setup_v2.json (river and fixed-level data), regional_reservoir_mask.npy, regional_wel_data.npz.
2 Данные и методы
Вывод. Как блок с растянутой примерно в 30 раз вертикалью модель — тонкая плита, повторяющая поверхность вниз по долине: мощность 150 м везде, 1 300 м над уровнем моря у Раватходжи и 310 м у Хазары при длине 230 км.
Что это значит. Геометрия проста по замыслу: один слой, одна мощность. Глубина коренных пород, которая придала бы плите истинную форму, — крупнейшая структурная неопределённость.
Источник: data/model/regional_model_setup_v2.npz (кровля, подошва, активная область); в координатах сетки модели.
2 Данные и методы
Вывод. Двадцать шагов обработки в фиксированном порядке превращают исходные данные во входы модели, запускают модель средних многолетних условий с её проверками и настройкой, затем помесячную модель, и передают всё через открытый репозиторий кода, просмотрщик и семинар.
Что это значит. Каждый рисунок этого обзора был заново получен из этих шагов 14 сентября 2026 г. Сотрудники MMIG могут сделать то же.
Источник: документированная цепочка обработки проекта.
2 Данные и методы
Построена на MODFLOW 6, стандартной открытой программе для подземных вод, и на открытых инструментах.
3 Результаты
Вывод. При средних входах 2010–2024 гг. модель воспроизводит региональный уклон примерно от 900 м у Раватходжи до примерно 330 м у Хазары с плоской центральной равниной у Каттакургана и более крутыми склонами по бортам.
Что это значит. Региональная картина верна. Вопрос — насколько точно совпадают отдельные скважины и где нет.
Источник: data/model/regional_ss_workspace/zrb_regional_ss.hds (расчёт от 14.09.2026).
3 Результаты
Вывод. По 381 скважине ненастроенная модель в среднем занижает уровни на 7 м; типичная ошибка по скважине 19 м, а из-за крупных ошибок общий показатель достигает 30 м. Красные точки южнее Самарканда завышены; тёмно-синий кластер на северном краю занижен на 30–60 м.
Что это значит. Картина структурна: северный кластер лежит вне закартированных речных отложений, в предгорной полосе, которую модель считает почти сухой.
Источник: уровни модели в квадратах скважин; скважины из calibration_targets_steady_state.csv без помеченных несогласующихся скважин (измерено здесь).
3 Результаты
Вывод. Выполнено 5 000 сочетаний настроек модели, 3 091 из них успешно. Соответствием управляют пять настроек: насколько легко вода проходит через верхние и средние террасы, интенсивность испарения с неглубоких грунтовых вод, питание от осадков и мощность горизонта. Проницаемость дна реки, фиксированные уровни на краях, коренные породы и шероховатость русла почти не важны.
Что это значит. Наблюдения уровней вообще не могут определить настройки реки; для этого нужны данные о расходах. И ни одна комбинация не снижает среднюю абсолютную ошибку ниже примерно 15 м.
Источник: scratch/lhs_results.csv (выборка пробных запусков); ранжирование влияния по типичной ошибке в молодых речных отложениях (измерено здесь).
3 Результаты
Вывод. Лучший из 3 091 проверенных наборов настроек снижает типичную ошибку до 16 м, но уровни становятся в среднем завышенными. Набор, найденный программой автоматической настройки, при пересчёте в полной модели хуже апрельской модели — 27 м. Сентябрьский кандидат с полным водоотбором реестра — 25 м.
Что это значит. Подбор настроек достиг предела. Оставшаяся ошибка идёт от структуры модели и самих наблюдательных скважин, а не от значений настроек.
Источник: выполненные шаги обработки от 14.09.2026; scratch/lhs_results.csv; scratch/ss_rapid_v1_kdown_sfr_connectivity/scenario_metrics.csv.
3 Результаты
Вывод. В мае 2026 г. на апрельскую модель последовательно наложены пять изменений концепции: водозаборы каналов вычтены из реки, потери каналов и полей учтены полностью с мелкими дренажными каналами, более мощный горизонт и полный водоотбор реестра с локальным возвратом. Каждый шаг после первого ухудшал соответствие скважинам, а сток у Хазары оставался 50–59 м³/с против наблюдённых 23.
Что это значит. Два урока: избыток стока идёт от полностью учтённых потерь, которые дренажные каналы возвращают в реку, а водоотбор реестра нельзя обеспечить там, где модель его размещает.
Источник: scenario_metrics.csv в scratch/ss_rapid_scenarios и scratch/ss_rapid_v1_kdown_sfr_connectivity (май 2026); наблюдённый сток из ограничений водного баланса.
3 Результаты
Вывод. Помесячная модель проходит все 180 месяцев без осушения какой-либо части и с ошибкой учёта воды ниже 0,02 процента. По 15 491 наблюдению, без первых двух лет установления, типичная ошибка 9,5 м. Одни скважины совпадают близко, другие смещены на несколько метров, а одна показывает сезонный размах, которого нет у остальных.
Что это значит. Модель уже может сказать, как региональное зеркало грунтовых вод реагирует на влажные и сухие годы. Сезонный ритм большинства скважин она пока не воспроизводит.
Источник: data/model/transient_residuals.csv (расчёт от 14.09.2026).
3 Результаты
Вывод. Сдвиг каждого расчётного ряда так, чтобы он начинался с первого наблюдения, разделяет два вида ошибки. Постоянное смещение, от нескольких до десятков метров, — задача стационарной модели: геометрия, проницаемость и питание. После сдвига остаётся динамическая ошибка: направление многолетнего дрейфа в основном верное, реакция на годы видна, а сезонный размах слишком мал.
Что это значит. У двух ошибок разные адресаты. Смещение — стационарной итерации, которая идёт сейчас; динамика — коэффициентам ёмкости нестационарной модели.
Источник: data/model/transient_residuals.csv (расчёт от 14.09.2026), месяцы с 2012 г. (первые два года установления исключены). Сдвиг = первое наблюдение минус первое расчётное значение по каждой скважине.
3 Результаты
Вывод. Центрирование каждого ряда на своём среднем и деление на свой разброс убирают и смещение, и амплитуду, оставляя только форму. Там, где кривые затем движутся вместе, у модели верные сроки питания и дренажа и лишь неверный коэффициент ёмкости; где расходятся — не хватает самого процесса. В легенде указан снятый разброс: наблюдённые колебания от одного до нескольких метров против расчётных в сантиметры и дециметры.
Что это значит. Именно этот тест советские амплитуды делают количественным: 13–18 м на конусе, 1–2,5 м в долине, 0,1–0,2 м на предгорьях Нуратау. Модель, у которой совпадают стандартизованные кривые, можно привести к этим амплитудам одними коэффициентами ёмкости.
Источник: data/model/transient_residuals.csv (расчёт от 14.09.2026), месяцы с 2012 г. (первые два года установления исключены). Каждый ряд центрирован на своём среднем и поделён на своё стандартное отклонение за показанные месяцы; СКО в легенде — амплитуда, снятая стандартизацией.
3 Результаты
По 139 скважинам расчётный годовой подъём и спад зеркала в среднем составляет пятую часть наблюдённого. Лишь несколько скважин колеблются слишком сильно.
Пятьсот помесячных запусков связали это с настройками запаса: меньшая отдача воды из запаса речных отложений и террас приближает сезонный подъём и спад к наблюдениям.
Источник: Годовой максимум минус минимум по скважине, усреднённый за 2012–2024 гг. (измерено здесь по помесячным результатам); успешны 480 из 500 пробных запусков, лучшая сезонная ошибка 0,23 м против 0,39 м при исходных значениях.
3 Результаты
Вывод. Пятьсот помесячных запусков варьировали настройки запаса и потока вместе; успешны 480. Сезонным подъёмом и спадом управляет то, сколько воды могут отдать из запаса современные речные отложения и оба поколения террас, с меньшим обратным влиянием проницаемости средних террас.
Что это значит. Опубликованные значения запаса завышены для этой долины. Помесячные данные определяют то, чего не видит модель средних условий, поэтому следующая настройка должна использовать оба набора.
Источник: scratch/lhs_transient_results.csv; ранжирование влияния по ошибке сезонного подъёма и спада в молодых речных отложениях (измерено здесь).
3 Результаты
Вывод. По всей реке и всем пятнадцати годам горизонт отдаёт в Зарафшан около 10 м³/с в месяцы, когда река получает воду. В июне и июле, когда вода каналов поднимает зеркало, направление меняется, и река теряет в горизонт до 30 м³/с.
Что это значит. Это сезонное обращение — главный результат для управления. Его величина неопределённа, поскольку ограничена только уровнями; наблюдённый измеренный сток у Хазары — недостающая проверка.
Источник: учёт воды data/model/regional_tr_workspace_p2, обмен с рекой по всем участкам (расчёт от 14.09.2026; измерено здесь).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. 153 из 381 наблюдательной скважины, сорок процентов, — скважины с единичным замером в северной предгорной полосе вне закартированных речных отложений. Их типичная ошибка — занижение на 20 м, а разброс самый широкий из всех групп. Скважины в речных отложениях и на террасах центрированы около нуля.
Что это значит. Модель строилась для горизонта долины. Её же в значительной мере оценивают по скважинам в другой толще, которую она описывает заимствованными свойствами и без питания.
Источник: ошибки по скважинам кандидата, соединённые с calibration_targets_steady_state.csv (map_geology); диагноз — в журнале вопросов проекта (GAPS.md).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Размещение водоотбора. Величина реестра правдоподобна, но, размещённый по населению, водоотбор понижает уровни вокруг Самарканда в среднем на 31 м — воронка, которой нет в наблюдениях. Либо конус получает приток, отсутствующий в модели, либо фактический водоотбор за 2010–2024 гг. был ниже реестра 2026 г., либо и то и другое.
Предгорные края. Северный и южный края закрыты для потока и почти не получают питания, а сорок процентов наблюдательных скважин лежат именно там. Нужны питание с горного фронта, отдельная зона для более старых пород или отдельный подход к этим скважинам.
Питание как заданное число. Потери каналов и полей достигают горизонта через слой почвы, который модель не описывает. Допущение, что просачивается 45 процентов, разделение потерь каналов и полей 90/50 и дренажные каналы на 2 м — учётные допущения, и пошаговые проверки показывают, что именно они определяют и соответствие скважинам, и сток реки.
Участки реки длиннее одного квадрата. Их утечка проходит через один квадрат, локально искажая обмен. Исправление известно и должно предшествовать любой настройке по стоку реки.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Три советских сводных труда (тома «Гидрогеологии СССР» по Узбекской ССР 1971 г. и Таджикской ССР 1972 г., академический том 1963 г.), четыре тома серии «Ресурсы поверхностных вод СССР» по бассейну Амударьи (монография 1971 г., каталог постов 1967 г., справочники 1976 и 1980 гг.), книга Мамарасулова 1972 г. о водной проблеме бассейна Зарафшана, обзор подземного стока Куделина 1966 г., методика региональной оценки ресурсов подземных вод 1975 г., схема машинного орошения 1981 г. и пять статей 1988–2025 гг. о водном балансе бассейна, коллекторах и использовании подземных вод.
Что это значит. Ещё предстоит получить: Мирзаев 1974 о запасах подземных вод Узбекистана, Шевченко 1958 о гидрогеологическом районировании Зарафшанской равнины, Решеткина 1957, Хикматов и др. 2016 и шесть картографических приложений тома 1971 г. — всё хранится в Ташкенте.
Источник: Библиография: docs/references/soviet_zarafshan_sources.bib и .ris (31 запись, включая цитируемые, но ещё не полученные). Извлечение: docs/soviet_literature_crosswalk_2026-09-15.md.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Таблица ресурсов 1971 г. делит долинную реку на четыре участка: 5-а от Раватходжи до г/п Тугайный (конус, который только теряет воду), 5-б от Тугайного до Чапанатинского вододелителя (край конуса, где западнее Джумабазара выклиниваются родники Карасу), 5-в от вододелителя через Джар-Осты до Иштыхана и 5-г от Иштыхана до Ташрабада. Остров Мианкаль лежит между Акдарьёй и Карадарьёй; у Хатырчи они снова сливаются; Кермине-Кенимехский оазис — участок у Навои; Нуратинские горы замыкают долину с севера, Каратюбе и Зарафшанский хребет — с юго-востока, Зирабулак-Зиаэтдинские горы — с юго-запада.
Что это значит. Каждый оранжевый канал — объект реестра делинеации водных объектов, сопоставленный с советским названием, с его средним расходом 1951–70 гг. по справочнику: Булунгур (возврат 7,4 м³/с), Мианкаль-Хатырчи (5,5), подводящий (26,0) и отводящий (21,3) каналы Каттакургана, Нарпай (16,3), Искиангар (13,1 в Кашкадарью), Даргом (117). Сброс Таллигулян, 32,7 м³/с возврата в Карадарью, — единственный крупный объект, которого в реестре нет; линейная схема помещает его между Даргомом и Карадарьёй выше Дамходжи, и его нужно оконтурить.
Источник: Геометрия: реестр zarafshan-water-body-delineation (outputs/review-map/candidate-basin-clipped.geojson, 60 объектов); сопоставления с советскими названиями: Булунгур, Даргом, Эски-Анхор (Искиангар), Эски-Туятартар, Иштихон-Дамходжа (= Мианкаль-Хатырчинский канал, 34 км, Мамарасулов с. 55), подводящий/отводящий Каттакургана, Минанкаль (Центральный Мианкальский), Нарпай, Чаули, Айланма Даргом, Карасу, Тусун, Аксай, Аманкутансай, Саганаксай. Узлы: файл постов МВХ; Тугайный и Джар-Осты по километражу («Гидрологическая изученность» 1967, табл. 3). Расходы: ОГХ-1976, табл. 4. Таллигулян: схема USAID/ЗБУИС (Q = 250, Даргом → Карадарья выше Дамходжи), в реестре отсутствует; показан прямой линией. Населённые пункты: OSM.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Том XXXIX «Гидрогеологии СССР» (Недра, 1971; данные на 1968 г.) содержит замкнутый баланс грунтовых вод средней части долины Зарафшана, таблицы ресурсов по восьми гидрогеологическим участкам, проницаемость Самаркандского конуса и сезонный размах уровня по участкам. Вместе с таджикским томом и томом «Ресурсов поверхностных вод» по Амударье это та опорная работа, которой у модели не было.
Что это значит. 98 процентов прихода — вода, потерянная рекой, каналами и полями; три четверти расхода возвращаются на поверхность родниками, дренами и притоком в реку. Такую форму должен принять и баланс модели.
Источник: Гидрогеология СССР, т. XXXIX, Узбекская ССР. Недра, 1971, с. 326 (скан с geokniga.org, фрагмент). Приход: подземный приток с гор 1,7, инфильтрация осадков 0,4, потери поверхностных вод 79,4; расход: подземный отток 0,5, испарение 19,4, выклинивание в поверхностные водотоки 61,9 м³/с.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Четыре члена расходятся на порядок. Питание осадками: 0,4 м³/с в 1968 г. против 10,9 в модели, где 10 процентов осадков питают горизонт повсюду. Приток с гор: 1,7 против 21,7, закачиваемых на северном и восточном краях. Потери поверхностных вод: 79 против 31, потому что модель учитывает русловые потери и фильтрацию каналов лишь частично. Выклинивание: 62 против 36. Испарение с грунтовых вод — единственный член, в котором оба баланса сходятся.
Что это значит. Модель впускает воду не в те двери и слишком мало выпускает через правильную. Перенести питание с осадков и краевой закачки на потери реки и каналов на конусе и дать большей его части сдренироваться обратно — вот поправка, которую требует баланс 1968 г.; о том же говорят посты на реке ниже Нарпая.
Источник: Гидрогеология СССР т. XXXIX, с. 326 и 270–273 (прочитано со скана); docs/steady_state_water_balance_ledger.md, строки 12, 20–26, и GAPS.md:1523-1524 для кандидата. «Приток с гор» модели — нагнетательные скважины северных притоков и Раватходжи; «водоотбор» 1968 г. — текущее использование на конусе (табл. 8, участок 5-а).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Найдено в архиве проекта: месячные расходы Узгидромета на посту Навои (1967–2020) и на Ак-Карадарьинском гидроузле (1924–2020). У Навои река упала с 52,8 м³/с в 1967–75 гг. до 25,3 в 2010–20 гг., годовые средние 2010–20 гг. от 15 до 39. Карадарья ниже вододелителя несла в то же десятилетие 35 м³/с.
Что это значит. Полоса контроля у Хазары 15–28 м³/с, заданная по четырём годам постов Минводхоза, подтверждена независимым 54-летним рядом в 30 км выше по течению. Транзитный приток модели ниже вододелителя, 45,8 м³/с по данным каналов 2014–17 гг., примерно на 20 процентов выше десятилетнего среднего Узгидромета и должен быть снижен. Баланс 1968 г. и современное состояние теперь связаны измеренной рекой.
Источник: месячные расходы Узгидромета, файл от 16.05.2023 (data/uzhydromet/zeravshan_downstream_monthly_q_m3s.csv; годы не менее чем с 11 месяцами; май 2016 у Навои исправлен с 347,0 на 34,7). Приток модели: data/mow/mainstem_sfr_inflow.npz; полоса: config/ss_gate_bands.json.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. На выходе из гор Зарафшан измеряется с 1914 г. Его годовое среднее было 161 м³/с в 1915–1975 гг. и 135 в 2010–2024 гг.: снижение примерно на 15 процентов, статистически значимое, отчасти из-за забора выше по течению в Таджикистане. Внутри долины та же река упала у Навои с 53 м³/с в 1967–75 гг. до 25 в 2010–20 гг., а у Хазары с 79 (1925–75) до 22 (2014–18): потеря от половины до двух третей.
Что это значит. Примерно пятая часть снижения ниже по течению объясняется горами; остальное произошло между Раватходжой и Хазарой — в каналах, на полях, в водохранилищах и насосных скважинах. Падение уровней воды в долине — это прежде всего вопрос распределения и водоотбора, и модель должна рассматривать их именно так. Изменение климата в этих рядах есть, но не оно главное.
Источник: станция Узгидромета 17461, месячные 1914–2011 (data/uzhydromet/Ravathoji_17461_monthly_1914_2011.csv; только полные годы) в соединении с суточным рядом Узгидромета 2010–2024 (Inflow_Rovatkhodzha_daily_2010_2024_ts_m3s.csv; в 2010 г. ряды дают 169 и 154 м³/с); Навои и Карадарья — файл Узгидромета от 16.05.2023; Хазара 1963–75 — Основные гидрологические характеристики (1976, 1980), табл. 3, и среднее 1925–75 того же источника; Хазара 2014–18 — декадный ряд Минводхоза (config/ss_gate_bands.json).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Конус между Раватходжой и г/п Тугайный поглощает 20 м³/с воды реки и каналов и ничего не отдаёт; зеркало там лежит на глубине 70 м и колеблется на 13–18 м в год. От края конуса у Самарканда до Ташрабада та же вода выходит обратно: 16 м³/с родниками Карасу, 20 между Чапанатой и Иштыханом, 18 между Иштыханом и Ташрабадом, в галечниках с проницаемостью 100–200 м/сут. Кермине-Кенимехский оазис ниже добавляет в реку 5,4 м³/с дренажа.
Что это значит. Те 36 м³/с, что входят в нижнее течение незаметно для наших постов, были там и в 1968 г., и советские посты их назвали: канал Таллигулян возвращал в Карадарью 32,7 м³/с (среднее 1951–70, зимой 35–43), сброс Булунгур в Акдарью 7,4, Мианкаль-Хатырчи 5,5. Модели нужно высокопроницаемое русло на конусе, дрены и родники там, где их ставят советские участки, и возможность для реки прибывать на 40–60 м³/с между Самаркандом и Карманой.
Источник: Гидрогеология СССР т. XXXIX, табл. 8, с. 270–273 (прочитано со скана); K — напечатанный коэффициент фильтрации участка. Границы участков — по советским названиям постов и распределителей; их современное положение принято по названиям.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Каждая строка прочитана из тома 1971 г., если не указано иное; столбец модели — экспорт или сентябрьский кандидат. Полное сопоставление со ссылками на страницы — в рабочем документе.
| Член | Советские источники | Модель сегодня | Что следует |
|---|---|---|---|
| Мощность горизонта | конус 1 000–1 200 м (70 м чистых галечников над более плотными); 40–50 м ниже слияния Карадарьи и Акдарьи; предгорья 30–300 м | 150 м повсюду | переменная подошва; полунапорный слой под конусом |
| Проницаемость K | конус 100–200 м/сут; III терраса 12–17; предгорья 5,7; покровные суглинки 0,2–0,4 | 31,6 / 5,5 / 2,1 м/сут по литературным средним | поднять K конуса в три–шесть раз |
| Сезонный размах уровня | конус 13–18 м; долина 1–2,5 м; III терраса 0,8–1,3 м; предгорья Нуратау 0,1–0,2 м | 0,04 м в расчёте | целевые значения ёмкости по участкам для нестационарного расчёта |
| Питание осадками | 0,4 м³/с (0,5 % прихода); 4–5 % в оазисах | 10,9 м³/с (Rc = 0,10) | Rc не выше 0,02 на дне долины |
| Потери орошения и реки | 79,4 м³/с; норма оазиса 350–450 мм в год; каналы : поля около 55 : 45 | 30,5 м³/с; каналы : поля 4 : 1 | больше потерь на конусе, больше питания с полей |
| Приток с гор | 1,7 м³/с подземным путём; 8,7 м³/с выходят родниками и саями с Зарафшанского хребта; северная равнина несёт 3,4 | 21,7 м³/с закачки; южный край закрыт | малый подземный приток, саи и каналы как поверхностное питание |
| Отток на запад | 0,5–0,6 м³/с; 1,5–1,9 через створ Хазары (1949–1980) | 1,8–2,3 м³/с; полоса 0,5–2,0 | утонить границу; целиться в нижнюю половину полосы |
| Водоотбор | 4,3 м³/с в 1968 г.; 82 м³/с эксплуатационных лишь при понижении 65–97 м; напорные галечники на 50–200 м, неоген на 70–500 м | 37,8 м³/с по реестру, воронка 30–140 м | меньший отбор из верхнего горизонта или глубокий слой для водозаборов |
Источники: Гидрогеология СССР т. XXXIX, с. 174–180, 260–273, 326–329, 341; Ресурсы поверхностных вод СССР т. 14 вып. 3 (1971), с. 44–45, 91–92; Рубинова и др. 1988; Жураев и др. 2021. Сопоставление: docs/soviet_literature_crosswalk_2026-09-15.md, §3.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Опорные значения баланса. Баланс 1968 г. и баланс Кермине-Кенимехского оазиса входят в ведомость стационарного баланса внешними строками; разделение расхода между выклиниванием, испарением и подземным оттоком на запад, 62 : 19 : 0,5, становится проверкой, которую модель обязана пройти.
Цели по участкам. Советские участки — Раватходжа–Тугайный, Тугайный–Чапаната, Чапаната–Иштыхан, Иштыхан–Ташрабад — становятся зонами с целевым значением питания минус разгрузка; родники Карасу у края конуса — целевой расход 16–32 м³/с.
Свойства и структура. Проницаемость конуса 100–200 м/сут, подошва по советской мощности, полунапорный слой под конусом для водозаборов, сезонные амплитуды по участкам как цели по ёмкости.
Питание. Питание осадками не более 2 процентов на орошаемых землях; питание орошением 350–450 мм в год; русловые потери на конусе порядка 60 м³/с в пик паводка через высокопроницаемое ложе; горная вода как питание саями и каналами, а не закачкой подземного притока.
Ещё предстоит получить. Мирзаев 1974 о запасах подземных вод Узбекистана, Шевченко 1958 о гидрогеологическом районировании Зарафшанской равнины, Мамарасулов 1972, тома по постам для Дупули и малых притоков и шесть картографических приложений тома 1971 г., которые хранятся в Узбекгидрогеологии.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Что изменилось с 1968 г. Водоотбор вырос с 4,3 м³/с на конусе до десятков м³/с по долине; коллекторная сеть — примерно с 1 800 до более чем 3 500 км; Каттакурганское водохранилище расширено в 1966 г., а машинные каналы 1960–1970-х перевели 391 тыс. га на гарантированное питание из Зарафшана; река ниже Раватходжи несёт теперь около 36 м³/с против 165–190 на выходе из гор по советским записям. Цифры 1968 г. — опора для структуры и процессов, а не цель для 2010–2024 гг.
Почему стационарный расчёт 1968 г. всё же окупится. Водоотбор тогда был мал, и баланс 1968 г. выделяет естественную систему: потери реки на конусе, проницаемость, проводимость ложа, полосу родников у края конуса, дренаж и испарение. Модель, воспроизводящая табл. 13 и выклинивание по участкам табл. 8 при водоотборе 4,3 м³/с, имеет закреплённый механизм питания и разгрузки; расчёт 2010–2024 гг. добавляет затем водоотбор, расширенную сеть каналов и дрен и измеренную реку, а разница между двумя состояниями — тот антропогенный след, о котором спрашивает министерство.
Что для этого нужно. Есть: баланс 1968 г. и ресурсы по участкам, глубины и амплитуды уровня, длины каналов и коллекторов 1969 г., средние расходы реки, объёмы водохранилищ. Нет: карты гидроизогипс 1968 г. (приложение 1 тома 1971 г., хранится в Узбекгидрогеологии), орошаемых площадей и подачи по системам за 1960-е и рядов наблюдательных скважин Зарафшанской станции с 1959 г. Пока их нет, расчёт 1968 г. — проверка правдоподобия процессов модели, а не калибровка.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Открытые вопросы сосредоточены в пяти местах: водозаборы Самарканда (1), северные предгорья, где 150 скважин лежат вне закартированных речных отложений (2), пост Хазара, где модель отдаёт из долины вдвое больше измеренного стока (3), закрытый южный горный фронт (4) и западный край (5).
Что это значит. Номера на карте соответствуют вопросам на следующих слайдах. Каждый из них — вопрос о реальной системе, а не о настройках модели, и эксперты могут на них ответить.
Источник: уровни regional_ss_workspace и calibration_targets_steady_state.csv (измерено здесь); GAPS.md §5, итерации 3–5; полосы config/ss_gate_bands.json.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Если бы реестровый водоотбор шёл из неглубокого горизонта, уровень к юго-западу от города упал бы до 140 м. Наблюдательные скважины с фильтрами около 30 м такого падения не показывают. Половина известных реестру эксплуатационных скважин у Самарканда имеет фильтры в неогене на глубине 90–165 м.
Что это значит. Либо водозаборы берут воду из более глубокого слоя, которого нет в модели, либо из галечников откачивается гораздо меньше, чем указано в реестре. Самих водозаборов нет ни в одних наших данных; их глубины и измеренные объёмы — первое, о чём нужно спросить.
Источник: уровни майской модели минус контроль без водоотбора (scratch/ss_rapid_head_scatter_index); скважины из data/momigeo/Samarqand_kuzatuv_q_malumotlari.xlsx (выборка реестра, не водозаборы водоканала).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
По реестру водозаборы вокруг Самарканда откачивают примерно в десять раз больше, чем можно объяснить числом жителей. В модели такой водоотбор опускает зеркало грунтовых вод под городом на 30–140 м; в измеренных уровнях такого падения нет. Приток с гор, более высокая проницаемость и утечки из труб разрыв не закрывают. Либо вода берётся из более глубокого горизонта, которого в модели нет, либо из неглубоких галечников откачивается гораздо меньше, чем указано в реестре. Наблюдательные скважины имеют глубину лишь около 30 м и могут не «видеть» глубокий водозабор.
Ответы определят, нужен ли модели второй, более глубокий слой, или же неглубокая модель верна, а реестр завышает водоотбор.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. 153 скважины, сорок процентов всех имеющихся, лежат вне закартированных речных отложений на северном предгорье; большинство помечены в реестре как неоген, многие стоят по нескольку в одном квадрате модели. Модель считает эти квадраты галечником почти без питания и занижает уровень на 20–100 м.
Что это значит. Что-то удерживает там воду высоко, чего в модели нет: приток с холмов, фильтрация из северных каналов или отдельная неглубокая система. Эксперты могут сказать, что именно. До этого эти скважины не могут служить точками калибровки для модели галечников долины.
Источник: aquifer_properties.npz zone_grid; calibration_targets_steady_state.csv (map_geology, возраст по реестру); уровни regional_ss_workspace; скважины северных притоков NB05a.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Номера соответствуют обзорной карте.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Посты вдоль реки рассказывают историю, с которой модель ещё не сверяли. Ниже гидроузла течёт около 50 м³/с; ниже Нарпайского узла в реке остаётся 5 м³/с; к Зиатдину в ней снова 41, из них 14 приносит возвращающаяся Акдарья; затем Кармана забирает 29, и 23 уходят через Хазару (средние 2014–2017 гг.). Модель, без водозаборов и без возвратов, несёт 50 на всём протяжении.
Что это значит. Если задать в модели измеряемые водозаборы, река ниже Нарпая пересыхает точно как в наблюдениях, но затем ничто её не наполняет, и до Хазары почти ничего не доходит. Часть наполнения — Акдарья, которую модель не считает; остальное, около 36 м³/с, — возвраты, не отмеченные ни одним нашим постом. Где они и сколько несут — вопрос, который закрывает баланс реки.
Источник: бюджет ячеек regional_ss_workspace (SFR по участкам); входной расход 45,8 м³/с из апрельских метрик; посты МВХ на основном русле 2014–2017 (сброс в Карадарью, граница с Навои, Зиатдин, Навбахор, Хазара).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Реестр объектов показывает то, чего нет в модели: река делится на Акдарью и Карадарью вокруг острова Мианкаль, а модель следует только Карадарье; ниже гидроузла измеряемые каналы и забор в водохранилище берут ещё 108 м³/с, которые модель никогда не забирает. Баланс по постам говорит: ниже Нарпайского узла в реке остаётся 5 м³/с, затем она получает 14 от возвращающейся Акдарьи и 22 из источников, не отмеченных ни одним постом, питает Карману, получает ещё 14 и отдаёт 23 через Хазару.
Что это значит. Около 36 м³/с поступают в нижнее течение незаметно для всех имеющихся у нас постов: возвраты коллекторов, грунтовые воды или неучтённые рукава. Вместе с Акдарьёй это вода, питающая Карману и Хазару, и именно её модель должна возвращать в нужном месте. Два новых кандидата-водозабора у Навои стоят чуть выше поста Навбахор и в наших данных отсутствуют вовсе.
Источник: внешний корень данных zarafshan-water-body-delineation, outputs/review-map/candidate-basin-clipped.geojson (11.09.2026); декадный ряд МВХ 2014–2017 (mow_data_samarqand_long.csv) и положения постов (mow_stations_swb.gpkg); ячейки реки модели regional_river_cells.json.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Номера соответствуют обзорной карте.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Две трети днища долины орошаются. Модель принимает, что 90 процентов потерь каналов и половина потерь полей просачиваются в горизонт, а сеть дрен глубиной два метра возвращает излишек в реку. Эти три числа определяют и соответствие скважинам, и сток реки, и ни одно из них здесь не измерялось.
Что это значит. Одна измеренная дрена, одна измеренная потеря канала или одна карта подтопленных земель дали бы больше, чем любой новый расчёт модели.
Источник: regional_irrigation_fraction.npz (карты культур по ДЗЗ); водотоки OSM; ячейки DRN-to-MVR майской модели; реестр docs/steady_state_water_balance_ledger.md.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Эти вопросы без номера: они относятся ко всему орошаемому днищу долины.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Номера соответствуют обзорной карте.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
В этой долине горизонт питается в основном орошением. Сколько отведённой воды просачивается вниз, сколько испаряется и как быстро доходит, зависит от почв, культур, облицовки каналов и положения зеркала. Нынешняя модель заменяет всё это фиксированными долями.
Проверки настроек и пошаговые проверки концепции указывают на эти доли как на то, что управляет соответствием скважинам и стоком реки. Никакая настройка свойств горизонта не компенсирует неверный вход питания.
Явное моделирование поверхности и системы каналов с передачей питания модели горизонта — естественный следующий этап. Именно это предложено и реализовано для бассейнового плана реки Чу.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. В бассейновом плане Чу естественная гидрология (SWAT+), управляемая сеть каналов (TaqSim) и горизонт долины (MODFLOW 6) — три модели, ежедневно передающие воду друг другу. Просачивание через почву и потери каналов становятся питанием; разгрузка в реку и возвраты дрен возвращаются в реку.
Что это значит. У долины Зарафшана та же анатомия: горный приток, отводимая река, каналы, орошаемая равнина и неглубокий горизонт. Схема переносится напрямую.
Источник: Презентация моделирования бассейнового плана реки Чу 2027–2031, hydrosolutions 2026; рисунок использован без изменений.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Таяние снега и ледников, водохранилище, каналы и орошение, водоотбор, питание, поток подземных вод и родники, возвращающие воду в реку, нарисованы как один блок ландшафта. Скобки показывают охват каждой модели и зону связки, где они передают воду друг другу.
Что это значит. Замените Кыргызский Ала-Тоо на верховья Зарафшана, а Чу — на Зарафшан, и это будет именно та картина, которая нужна этой долине.
Источник: Презентация моделирования бассейнового плана реки Чу 2027–2031, hydrosolutions 2026; иллюстрация использована без изменений.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Каждая передача между моделями учитывается один раз, с источником, получателем и датой, а учёт подземных вод сходится с ничтожным остатком. Модель горизонта получает расчётное питание вместо заданного массива, а река — расчётные притоки и потери.
Что это значит. Код связки, проверки учёта и порядок настройки существуют и задокументированы. Их повторное использование для Зарафшана — инженерная задача, а не новое исследование.
Источник: Презентация моделирования бассейнового плана реки Чу 2027–2031, hydrosolutions 2026; рисунок использован без изменений.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Модель поверхности и почвы для орошаемой равнины и горных водосборов, модель распределения отводов Раватходжи, каналов и водохранилищ и существующая модель MODFLOW 6 как модель горизонта. Питание, потери в воздух и обмен с рекой становятся расчётным обменом.
Что это значит. Построенная региональная модель не пропадает: она становится подземной моделью связанной системы. Работа над моделью средних условий выявила ровно те входы, которые заменит связка.
Источник: Образец: связка SWAT+ – TaqSim – MODFLOW 6 бассейнового плана Чу (hydrosolutions, 2026); модели для Зарафшана — предложение, а не реализация.
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Вывод. Рабочая сессия зафиксировала пять управленческих сценариев и их комбинации, таблицу результатов для каждого расчёта и два положения о водоотборе: оценка по населению охватывает только питьевую и промышленную часть, а сельскохозяйственный водоотбор требует собственных данных MMIG. Систематическое смещение между расчётными и наблюдёнными уровнями отмечено как первая задача.
Что это значит. Сценарии — это вопросы, на которые должна отвечать модель; диагноз смещения в этом обзоре — работа, которая делает ответы надёжными.
Источник: Доска рабочей сессии с MMIG в Ташкенте, май 2026 г. (фотография).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
Для каждого расчёта приводятся приток реки, сток реки, пьезометрический уровень из модели и его изменение относительно 2024 г. В расчётах средних условий приток равен стоку; в помесячных расчётах разница — изменение запаса воды в горизонте.
| Сценарий | Фактор | Проверяемое изменение |
|---|---|---|
| S1 | Река и климат | Приток реки у Раватходжи снижен со 140 до 100 м³/с |
| S2 | Население | Население около 3 млн растёт на 20 %; питьевой и промышленный водоотбор растут вместе с ним |
| S3 | Сельское хозяйство | Водоотбор подземных вод на орошение сокращён на 40 м³/с |
| S4 | Климат | Осадки уменьшены вдвое |
| S5 | Климат | Испаряющая способность воздуха увеличена на 25 % |
| S1 + S2 | Комбинация | Меньше притока реки и больше людей |
| S1 + S2 + S3 | Комбинация | Меньше притока реки, больше людей, меньше водоотбора на орошение |
Пока не выполнены: по рабочему процессу проекта сценарные расчёты начинаются после прохождения моделью средних условий контроля готовности на очищенном наборе наблюдательных скважин (глава 4, улучшения 1–3).
4 Проблемы, обсуждение и улучшения
5 Выводы
Горизонт долины Зарафшана испытывает измеримое давление: больше людей, неучтённый водоотбор и серия сухих лет, с падением уровней в трети наблюдательных скважин.
Региональная модель подземных вод долины существует, построена на всех доступных данных, полностью воспроизводима и уже передана MMIG с обучением. Она воспроизводит региональное зеркало грунтовых вод и сезонное обращение обмена река–горизонт.
Её точность ограничена структурой, а не настройками: рядом водоотбора, предгорными скважинами и прежде всего питанием, которое задаётся, а не рассчитывается.
Советская гидрогеология 1971 г. даёт недостающую опору: замкнутый баланс 1968 г., проницаемость конуса 100–200 м/сут и выклинивание по участкам, объясняющее прибыль реки ниже Нарпая. Её расхождения с моделью по питанию осадками, притоку с гор, потерям реки и каналов и возврату на поверхность задают программу следующей итерации.
Следующий этап ясен. Уточнить ряд водоотбора вместе с MMIG, очистить набор наблюдательных скважин для настройки и связать модель горизонта с моделью почвы и каналов, как в бассейне Чу. Затем выполняются пять сценариев, согласованных в Ташкенте, с отчётом в согласованной таблице, и модель становится инструментом для решений о разрешениях и мониторинге в долине.
5 Выводы
Рабочая платформа, готовая к следующему этапу.
hydrosolutions GmbH · Цюрих · сентябрь 2026