Комплексная методика определения рентабельности адаптивного управления водораспределением

Эффективность использования оросительной воды – одна из ключевых задач развития аграрного сектора Казахстана в условиях климатической нестабильности, сокращения водных ресурсов и необходимости цифровой модернизации водохозяйственной инфраструктуры. Цель – разработать методический подход к комплексной оценке адаптивного управления водораспределением, способствующего обоснованию результатов внедрения цифровых технологий в эксплуатацию оросительных систем. Методы – системный анализ научных публикаций и нормативных документов, экономико-математическое моделирование, статистическое исследование, сценарное проектирование режимов водообеспечения, а также расчет интегральных оценочных показателей. Для интерпретации итоговых данных выполнено сравнение традиционной схемы менеджмента с адаптивной моделью, учитывающей прогноз гидрологических условий, фактическую потребность сельскохозяйственных культур в воде и техническое состояние оросительной сети. Результаты свидетельствуют, что адаптивное регулирование способствует снижению непроизводительных потерь воды, уменьшению эксплуатационных расходов, повышению коэффициента водообеспеченности и рационального применения гидроресурсов. Созданный интегральный алгоритм учитывает влияние гидрологической изменчивости на экономические метрики эксплуатации оросительных установок, обеспечивает научное обоснование результатов цифровой трансформации. Выводы подтверждают, что освоение цифровых инструментов ситуационного управления стабилизирует деятельность водохозяйственных учреждений, способствует целесообразному использованию водных запасов и формирует основу для принятия управленческих решений при реформировании оросительных комплексов республики. Практическая значимость исследования состоит в возможности реализации предложенной методики при планировании инвестиций, распределении водных ресурсов и реализации программ цифрового обновления водного хозяйства страны. Рекомендованная организационная схема обеспечивает адаптивный перерасчет объемов водоподачи с учетом эффективности доставки, экономических издержек и риска дефицита воды.

1. Food and Agriculture Organization of the United Nations. The State of Food and Agriculture 2025: Addressing Land Degradation Across Landholding Scales [Electronic resource].- 2025.– Available at: https://www.openknowledge.fao.org/handle/20.500.14283/cd7067en (date of access: 11.06.2026). https://doi.org/10.4060/cd7067en

2. United Nations. The United Nations World Water Development Report 2026: Water for all people: equal rights and opportunities [Electronic resource]. -2026.- Available at: https://www.unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000397159 (date of access: 11.06.2026).

3. Ma, Q. Integrated water resources management: A new strategy for DSS development and implementation / Q.Ma, P. Gourbesville // River.– 2022. – Vol. 1. – P. 189–206. https://doi.org/10.1002/rvr2.17

4. Yespolov, T. Water Resources in Agriculture of the Republic of Kazakhstan: A View of Scientists on Rational Use, Prospects and Management / T.Yespolov, K. Tireuov, U. Kerimova // Problems of AgriMarket. – 2022. – No 3. – P. 155–163. https://doi.org/10.46666/2022-3.2708-9991.17

5. Candido, L.A. Review of Decision Support Systems and Allocation Models for Integrated Water Resources Management Focusing on Joint Water Quantity–Quality / L.A.Candido, G.A.G. Coêlho, M.M.G.Alcoforado de Moraes, L. Florêncio // Journal of Water Resources Planning and Management. – 2022. – Vol. 148.- No 2. – Article 03121001. https://doi.org/10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0001496

6. Pereira, L.S. Soil water balance models for determining crop water and irrigation requirements and irrigation scheduling focusing on the FAO56 method and the dual Kc approach / L.S. Pereira, P. Paredes, N. Jovanovic // Agricultural Water Management. – 2020. – Vol. 241. – Article 106357. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2020.106357

7. Kantarbayeva, Sh.M. Digitalization of AgroIndustrial Production in the Republic of Kazakhstan: Risks and Ways to Overcome Them / Sh.M. Kantarbayeva, A.N. Zhanbyrbayeva, S.S. Ibrayev // Problems of AgriMarket. – 2022. – No 2. – P. 38–47. https://doi.org/10.46666/2022-2.2708-9991.03

8. Abioye, E.A. A Review on Monitoring and Advanced Control Strategies for Precision Irrigation / E.A Abioye, M.S.Z Abidin, M.S.A.Mahmud, S.Buyamin, M.H.I. Ishak, M.K.I.A Rahman, A.O. Otuoze, P.Onotu, M.S.A. Ramli // Computers and Electronics in Agriculture. – 2020. – Vol. 173. – Article 105441. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105441

9. Singh, A. Effective Management of Water Resources Problems in Irrigated Agriculture Through Simulation Modeling / A.Singh // Water Resources Management. – 2024. – Vol. 38. – P. 2869–2887. https://doi.org/10.1007/s11269-024-03796-x

10. Li, W. Digital Twin Smart Water Conservancy: Status, Challenges, and Prospects / W.Li, Z.Ma, J.Li, Q. Li, Y Li, J. Yang // Water. – 2024. – Vol. 16. – No 14. – Article 2038. https://doi.org/10.3390/w16142038

11. Moreira, M. Building a Digital Twin for the Management of Pressurised Collective Irrigation Systems / M.Moreira, S.Mourato, C.Rodrigues, S. Silva, R.Guimarães, C. Chibeles // Proceedings of the 1st International Conference on Water Energy Food and Sustainability.- 2021. -Vol. 280. -P. 785–795. https://doi.org/10.1007/978-3-030-75315-3_83

12. Pérez-Blanco, C.D. Beyond Piecewise Methods: Modular Integrated Hydroeconomic Modeling to Assess the Impacts of Adaptation Policies in Irrigated Agriculture / C.D. PérezBlanco, H.González-López, A.Hrast-Essenfelder // Environmental Modelling & Software. – 2021. – Vol. 136. – Article 104943. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2020.104943

13. Yang, Y. Digital twinning of river basins towards full-scale, sustainable and equitable water management and disaster mitigation / Y.Yang, C. Xie, Z.Fan, Z.Xu, B.W. Melville, G.Liu, L.Hong // Natural Hazards. – 2024. – Vol. 1. – Article 43. https://doi.org/10.1038/s44304-024-00047-2

14. Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан [Электронный ресурс]. – 2026. - URL: https:// www.stat.gov.kz (дата обращения: 12.06.2026).

15. Министерство водных ресурсов и ирригации Республики Казахстан [Электронный ресурс].–2026.-URL: https://www.gov.kz/memleket/entities/water?lang=en (дата обращения: 12.06.2026).