Comparison of practices

Other: Remote monitoring

Other: Безопасность и автоматизация гидротехнических сооружений

Использование водных ресурсов, ГТС

Country: Kyrgyzstan

Province: Issyk Kul Region

District: Ak-Suu District

Country: Kazakhstan

Province: Aktobe Region

District: Kargaly District

Other settlement: Актобе

Enilchek is a dendrite-type glacier originating around Khan Tengri Peak (6,995 m) with its tongue (43.2 km long and on average 2.2 km wide) descending to 2,800 m ASL.  Northern Enilchek Glacier is 38.2 km long (181.2 sq.km) and Southern Enilchek Glacier is 58.9 km long (567.2 sq.km).

Lake Merzbacher:

• 3,304 m ASL;
• volume – 0.12-0.25 km³;
• deepest point -- 75 m;
• average depth -- 35 m;
• water-surface lake area – 4.5 sq.km.

Lake Merzbacher formed at the end of the Small Ice Age (19^th century).  It has two pools called Upper and Lower Lakes divided by 400 m of elevation and 3-4 km long ice river with the same name.  In its southern part, the lower and larger part of the lake is limited by the glacial “dam”.  Every year (twice a year, in summer and winter periods) the lake’s lower part breaks into the Enilchek River Valley completely losing its water (discharge speed may exceed 1,000 m³/s) and dumping it in the course of 2-7 days via subglacial canals.  At the time of lake outburst, it accumulates 0.06-0.07 km³ of water.  Based on research data, lake bursts occur when water temperature in the lake rises to 10-15° Celsius.

Количество и влияние бедствий, в том числе вызванных воздействием природных и техногенных факторов, растёт из года в год. В период с 2005 по 2015 гг., жертвами таких бедствий стали свыше 700 000 человек и порядка 23 миллионов человек остались без крова. Общий экономический ущерб составил более 1,3 трлн. долларов США. В Казахстане по данным ЧС только в 2017 году в результате чрезвычайных ситуаций как техногенного, так и природного характера погибло более тысячи человек, порядка четырех тысяч человек пострадали. Сильные весенние паводки бушевали в семи областях Казахстана. Прорыв дамбы в городе Атбасар Акмолинской области привел к эвакуации тысячи людей, сотни домов были подтоплены. Многих мало- и среднемасштабных бедствий можно было бы избежать, а их воздействия смягчить, с помощью систематического применения стратегий и практик снижения риска бедствий, особенно если содействовать им на местном уровне. По данным международных экспертов, на каждый доллар, потраченный на снижение риска бедствий, с точки зрения предотвращения ущерба и затрат, возвращаются порядка четырех долларов США.

Start date: 01.01.2012

End date: 31.12.2013

Start date: 01.11.2017

End date: 30.11.2018

Lake Merzbacher’s outbursts often destroy bridges, roads and other engineering facilities/installations located along the rivers originating in the lake down to the Ak-Suu River on the territory of China.

Данная практика обеспечивает безопасное и комплексное использование гидротехнических сооружений на примере Актюбинского водохранилища посредством автоматизации системы мониторинга и оповещения водохранилища. Актюбинское водохранилище с объемом 245 млн.м3 является потенциально опасным водным объектом15, в случае разрушения плотины в зону затопления попадают не менее 25% площади г.Актобе, дачные участки в долине реки и другие сельскохозяйственные и промышленные объекты, близкорасположенные к водохранилищу. Именно поэтому, Проектом было предусмотрено оборудование водохранилища автоматической системой опове щения «СПРУТ-ИНФОРМ», которая позволяет в режиме реального времени отслеживать состояние оповещения, вести подробную статистику, которая в дальнейшем может быть проанализирована администратором для более точной и правильной настройки системы.

1. Upgrading control and management systems;
2. Remote monitoring

Автоматизация процесса сбора информации от первичных датчиков и устройств, их обработки и анализа, передачи полученных результатов на пульты диспетчерской связи и в ответственные органы для выработки и принятия соответствующих решений, а также процесс передачи сигналов предупреждений и тревоги в случае превышения заданных пределов.

The Sary-Dzhaz River Basin which includes Enilchek -- the largest glacier in the country – is one of main sources of fresh water and a potential source for hydropower in the region.

The region is of special significance as to investigating the probability of both natural and natural-technogenic disasters.  It also plays an important role in rational water supply in Kyrgyzstan and the adjacent territory of Xinjiang Autonomous Region of China, as well as planning large-scale infrastructure projects (ex.: cascading hydro-power stations).

Based on the observation data of the last decade, climate change is the reason behind the regressing Tien Shan glaciation.  It leads to reduction of shared water resources, activation of mud flows, floods and glacial lake outbursts.  The largest known glacier-dammed Lake Merzbacher is characterized by one of the most severe and regular annual disruptive glacial floods.  It was necessary to examine hydrological, climatic and glacial changes associated with altering region- and global-scale atmospheric circulations, i.e. their effect on the central section of Enilchek Glacier (confluence point of its two branches -- Northern and Southern Enilchek).

Actions:

Enilchek Glacier research was carried out on the premises of Merzbacher Station established jointly by CAIAG and GFZ in August 2009.  Subsequently, it is planned to expand the set of measuring tools used for studying Enilchek Glacier.

Project scope included field research in the Sary-Dzhaz and Enilchek River Basins, collection of measurements from automatic meteo- and seismic stations, hydro-posts on Northern Enilchek Bridge and Southern Enilchek ablation stake.

Automatic meteorological stations provide data on temperature, precipitation, humidity, atmospheric pressure, wind and total solar radiation necessary to reveal the impact of altering climatic parameters on glacier balance, discharge of the Enilchek River and outburst discharge regime of Lake Merzbacher.  Project efforts allowed better identification of summer glacial discharge for separate glaciers (Northern and Southern Enilchek) via automatic hydro-posts.

Water level and ice surface fluctuations in Lake Merz-bacher were subject to monitoring and registration via water pressure sensors developed GFZ, OpenGPS Sensor (laser scanning technology) and visual observations (high-resolution web-cameras).

Results:

The CAIAG monitoring network was established under research grants and third-party project investments.  The installed GPRS-modems allowed to automatically transfer data to CAIAG server on a daily basis.

The network of interlinked stations was created already under the GCO-CA Project, including MRZ1 and MRZ2 stations close to Lake Merzbacher on northern and southern walls of Northern and Southern Enilchek Glaciers.  The third ICED Station – to measure glacier speed and monitor the dam -- was installed on the ice dam.

The project allowed the e-mapping of the Sary-Dzhaz River Basin, making and assessing Enilchek Glacier geophysical and capacity measurements, as well as identifying lineaments, breaks and crossbars near outburst-prone Lake Merzbacher.  Analyses of satellite imagery allowed identifying rock slides in the form of paleoseismic dislocations within the 50 km radius of the merger point of the Sary-Dzhaz River and the Enilchek River (its left-bank tributary).  The deciphered paleoseismic dislocations prove the region’s high seismicity.  In the future, project results can be used for designing and building the Sary-Dzhaz Hydropower Station.

Financial and economic:

The received results manifest an important contribution to planning and implementing secure economic development efforts in the Sary-Dzhaz River Basin, in particular, designing, building and operating hydropower plants in the region.

Environmental:

Project outcomes serve basis for assessing and forecasting climatic and ecological variability of water resources.

Social:

• reduced probability of sudden destruction of engineering facilities;
• increased security for the residents of the Sary-Dzhaz River Basin.

В случае возникновения чрезвычайной ситуации ключевую роль играет оперативность получения и обработки критических данных и донесения информации до лиц, здоровью и жизни которых грозит опасность. Автоматизация системы мониторинга и оповещения на Актюбинском водохранилище, как на потенциально опасном объекте, в случае необходимости обеспечит своевременное реагирование и позволит не только обезопасить людей в зоне бедствия, но и минимизировать размер материального ущерба от последствий.

Lessons learnt:

Research and monitoring of Southern and Northern Enil-chek Glaciers and Lake Merzbacher are of paramount importance due to the prospects of developing water, hydropower and mineral resources in the target basin.

Recommendations:

Long-term monitoring of glaciers and lakes is necessary to prevent the devastating outbursts of high-altitude lakes.

Учитывая, что Актюбинское водохранилище относится к категории потенциально опасных объектов, а город является пятым в Казахстане по численности населения (порядка 0,5 млн. жителей г. Актобе), реализация Проекта позволила обезопасить многих жителей от возможных водных бедствий и нивелировать их последствия: негативное воздействие на санитарно-гигиенические нормы, на эпидемиологическую обстановку, последствия для сельского хозяйства и всей биоты в зоне бедствия. Так, по оценкам международных экспертов,22 на каждый доллар, потраченный на снижение риска бедствий, с точки зрения предотвращения ущерба и затрат, возвращаются от четырех до семи долларов23. Исходя из данных исследований и общего бюджета Проекта, потенциальная экономическая выгода от внедрения системы автоматизации мониторинга и управления на Актюбинском водохранилище превышает 800 млн. тенге. Равномерная подача расхода воды за счет автоматизированного регулирования в рамках SCADA обеспечивает возможность увеличения орошаемых земель. При проектной площади орошения Актюбинского водохранилища в 4720 га., в 2015 и 2016 годах площадь использованных земель составил соответственно 1000 и 1200 га. В 2018 г. площадь орошаемых земель намечено довести до 6207 га.

Foreign tools (transfer of foreign experience)

Методическое руководство: Безопасное и комплексное использование гидротехнических сооружений. Автоматизированная система управления Актюбинским водохранилищем. - Астана, 2018 - 56 стр

© Совместный проект ЕС/ПРООН/ЕЭК ООН «Поддержка Казахстана для перехода к модели зеленой экономики», 2018
© «Региональнальный экологический центр Центральной Азии», 2018

1. Cost of implementation: High

2. Approximate cost of investment per 1 ha:

3. O&M costs: High

4. Expert support: Not needed

1. Cost of implementation: High

2. Approximate cost of investment per 1 ha: 100 долл. США

3. O&M costs: High

4. Expert support: Needed at implementation stage

Project title: Examination of Enilchek Glacier to determine its balance, morphological and dynamic characteristics, and climatic and hydrological conditions.

Project duration: 2012-2013.

Project goal and objectives: measure a series of parameters necessary for explanation, simulation and forecasting of glacial, water, and atmospheric sub-systems in terms of potential risks of geo-catastrophes and water resources changes.

Project long-term goals: forecast climate and water resources change trends in Kyrgyzstan and Central Asia.

Scale of implementation and project beneficiaries: populations of the Sary-Dzhaz River Basin of the Kyrgyz Republic and the river’s lower reaches on the territory of the People's Republic of China.

Project implementer: Central Asian Institute for Applied Geosciences (CAIAG).

Проект «Поддержка Казахстана для перехода к модели «зеленой экономики», одной из целей которого является содействие в создании системы устойчивого водопользования в стране, инциирован Делегацией Европейского Союза в Казахстане совместно с Программой Развития ООН, Европейской Экономической Комиссией ООН и Комитетом по водным ресурсам Министерства сельского хозяйства РК в 2015 г. с периодом реализации в три года до ноября 2018 г. Он направлен на поддержку проводимой в Казахстане политики по предупреждению чрезвычайных ситуаций, в т.ч. в водном секторе. 

1. Central Asian Institute for Applied Geosciences, 2012-2013 Research Program;
2. Magnetometer Survey of Southern and Northern Enilchek (Inylchek) Glaciers in the area of Lake Merzbacher;
3. Presentation about the work of the institute;
4. On the geo-risk monitoring system in Central Asia;

Совместная вспомогательной проектная инициатива ПРООН и РЭЦЦА «Распространение знаний и опыта по современным методам управления водой» (2018) к основному проекту Евросоюза «Поддержка Казахстана для перехода к модели «зеленой» экономики»

 SIC ICWC

НИЦ МКВК