MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
143
TOSHKENT VILOYATI CHIMQ' ORGO' N SUV OMBORINI
MASOFADAN ZONDLASH ORQALI MONITORING QILISH
Xalilov Doniyor Baxtiyor o‘g‘li
Toshkent arxitektura-qurilish universiteti assistenti.
E-mail: xdb260894@gmail.com
+998 (99) 873-99-96
Mirsharipova Sohiba
Toshkent arxitektura-qurilish universiteti talabasi.
E-mail: mirsripovasohiba@gmail.com
Annotatsiya: Ushbu maqolada 2020 va 2024 yillardagi masofadan zondlash
ma'lumotlaridan foydalangan holda Chimqo’rg’on suv ombori maydonini kuzatish
ko'rib chiqiladi. Sentinel-2 sun'iy yo'ldosh tasvirlari asosiy ma'lumot manbai sifatida
ishlatilgan va suv yuzasini ajratish uchun normallashtirilgan farq suv indeksi (NDWI)
ishlatilgan. O'tkazilgan qiyosiy tahlil suv omborining belgilangan davrdagi
o'zgarishini aniqlashga imkon berdi. Natijalar suv resurslarini baholash, suv omborini
boshqarish va iqlim va antropogen omillarning ta'sirini o'rganish uchun amaliy
ahamiyatga ega.
Kalit so‘zlar: suv obyektlari, Sentinel-2, spektr kanallari, NDWI.
Xalilov Doniyor Baxtiyor o‘g‘li
Ассистент, Ташкентского архитектурно-строительного
+998 (99) 873-99-96
Студент Ташкентского архитектурно-строительного
университета
Миршарипова Сохиба
E-mail: mirsripovasohiba@gmail.com
+998(99)603-07-29
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
144
МОНИТОРИНГ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
ЧИМКУРГАНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ТАШКЕНТСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация: В данной статье рассматривается мониторинг площади
Чимкорган водохранилища с использованием данных дистанционного
зондирования за 2020 и 2024 годы. В качестве основного источника данных
использовались спутниковые изображения Sentinel-2, а для выделения водной
поверхности применялся нормализованный разностный водный индекс (NDWI).
Проведённый сравнительный анализ позволил определить изменения в площади
водохранилища за указанный период. Полученные результаты имеют
практическую значимость для оценки водных ресурсов, управления
водохранилищем и изучения влияния климатических и антропогенных факторов.
Ключевые слова: водные объекты, Sentinel-2, спектральные каналы,
NDWI.
Khalilov Doniyor Bakhtiyor ugli
Assistant, Tashkent University of Architecture and Civil Engineering.
Email: xdb260894@gmail.com
+998 (99) 873-99-96
Mirsharipova Sohiba
Student, Tashkent University of Architecture and Civil Engineering.
E-mail: mirsripovasohiba@gmail.com
+998(99) 603-07-29
REMOTE SENSING MONITORING OF THE CHIMKURGANSKY
RESERVOIR IN TASHKENT REGION
Abstract:This article examines the monitoring of the
Chimkorgan
reservoir
area using remote sensing data for 2020 and 2024. Sentinel-2 satellite images were
used as the main data source, and the normalized difference water index (NDWI) was
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
145
used to isolate the water surface. The comparative analysis made it possible to
determine the changes in the reservoir area over the specified period. The results
obtained are of practical importance for assessing water resources, reservoir
management, and studying the effects of climatic and anthropogenic factors.
Keywords: water bodies, Sentinel-2, spectral channel, NDWI.
Введение.
Водные ресурсы играют ключевую роль в социально-экономическом
развитии регионов, особенно в условиях нарастающих климатических
изменений и антропогенного воздействия. Эффективное управление водными
объектами требует регулярного мониторинга их состояния и динамики. Одним
из таких водных объектов является Чимкорган водохранилище, расположенное
в юго-восточной части Узбекистана, которое обеспечивает водоснабжение,
ирригацию и гидроэнергетику.
В Республике Узбекистане в последние годы осуществляются ряд реформ
по
эффективному
использованию
земельных
и
водных
ресурсов,
совершенствованию системы управления водными ресурсами, модернизации и
развитию объектов водного хозяйства.
Вместе с тем из года в год усиливается дефицит водных ресурсов в связи
с глобальным изменением климата, ростом численности населения и отраслей
экономики, их растущей потребностью в воде.
Среднегодовое потребление воды составило от 51 до 53 млрд кубометров,
в том числе 97,2% из рек и саев, 1,9% из коллекторных сетей и 0,9% из
подземных источников, что сократилось на 20% по сравнению с выделенным
лимитом водозабора.[1]
В целях обеспечения устойчивого водоснабжения населения и всех
отраслей экономики республики в 2020 - 2030 годах, улучшения мелиоративного
состояния орошаемых земель, широкого внедрения рыночных принципов и
механизмов, а также цифровых технологий в водное хозяйство, обеспечения
надежной работы водохозяйственных объектов и повышения эффективности
использования земельных и водных ресурсов: в соответствии с Указом
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
146
Президента Республики Узбекистан от 10.07.2020 г. No УП-6024 "Об
утверждении Концепции развития водного хозяйства Республики Узбекистан на
2020 - 2030 годы" одним из приоритетных направлений определено
"совершенствование и обеспечение прозрачности системы прогнозирования,
учета и формирования базы данных водных ресурсов"[1].
Учитывая это, в данной статье проведен мониторинг на основе данных
дистанционного
зондирования
водных
объектов,
расположенных
в
Кашкадарьинской области.
Актуальность темы исследования.
В условиях глобальных климатических изменений, роста потребления
воды и усиления антропогенного воздействия обеспечение устойчивого
управления водными ресурсами становится критически важной задачей для
многих государств, включая Узбекистан. Чимкурганское водохранилище имеет
стратегическое значение для региона — оно обеспечивает водоснабжение,
ирригацию, производство электроэнергии, а также поддерживает природные
экосистемы. Изменения площади его водной поверхности могут оказывать
существенное влияние на сельское хозяйство и водные ресурсы, что требует
регулярного и точного мониторинга.
В связи с этим возрастает необходимость применения современных технологий,
позволяющих эффективно отслеживать состояние водных объектов. Одним из
наиболее результативных методов является дистанционное зондирование Земли
(ДЗЗ), которое предоставляет возможность наблюдать за изменениями водной
поверхности в динамике и с высокой точностью.
Актуальность данного исследования определяется потребностью во внедрении
инновационных подходов к мониторингу водоёмов в Узбекистане. Это
полностью соответствует приоритетам национальных стратегий, направленных
на устойчивое водопользование и цифровую трансформацию, а также
способствует более эффективному управлению водными ресурсами на
региональном уровне.
Цели и задачи.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
147
При мониторинге водных объектов мы используем данные спутника
Sentinel-2, работающего на системе пассивной съёмки.
Sentinel-2 – это миссия по наблюдению за Землей в рамках программы
Copernicus, которая получает оптические изображения с высоким
пространственным разрешением (от 10 м до 60 м) над сушей и прибрежными
водами (Рисунок 1). Миссии Sentinel-2A и Sentinel-2B присоединятся к третьему
спутнику Sentinel-2C в 2024 году и Sentinel-2D в будущем, в конечном итоге
заменив спутники A и B соответственно.
Миссия поддерживает такие сервисы и приложения, как сельскохозяйственный
мониторинг,
управление
чрезвычайными
ситуациями,
классификация
земельного покрова и качество воды.
Sentinel-2 разработан и эксплуатируется Европейским космическим агентством.
Спутники были произведены в Фридрихсхафене, Германия, консорциумом под
руководством Airbus Defence and Space.[5]
Рисунок 1. Список спутниковых спектральных каналов Sentinel-2
(источник:
https://www.researchgate.net/figure/Sentinel-2-band-
characteristics_tbl1_314119510)
Каждый спутник Sentinel-2 имеет один прибор, Multi-Spectral Instrument
(MSI), который имеет 13 спектральных каналов в видимом/ближайшем
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
148
инфракрасном (VNIR) и коротковолновом инфракрасном спектральном
диапазоне (SWIR). Пространственный доступ 10 м (33 фута) в пределах 13
диапазонов позволяет продолжить сотрудничество с миссиями SPOT-5 и
Landsat-8, при этом основное внимание уделяется классификации земель.
Разработанный и построенный во Франции Airbus Defense and Space, MSI
использует концепцию push-брома, и его конструкция была обусловлена
высокими требованиями к 290 км (180 миль) полосы зрения, наряду с высокими
геометрическими и спектральными характеристиками, необходимыми для
измерений. Он имеет апертуру 150 мм (6 дюймов) и трехзеркальную
анастигматическую конструкцию с фокусным расстоянием около 600 мм (24
дюйма); поле зрения составляет примерно 21° на 3,5°. Зеркала имеют
прямоугольную форму и изготовлены из карбида кремния по аналогичной
технологии.[5]
На основе данных спутника Sentinel-2 создаются индексные карты, с
помощью которых анализируются водные объекты. Для определения водных
объектов по космическим мультиспектральным снимкам мы будем использовать
индекс NDWI.
Нормализованный индекс разности воды (Normalized Water Difference
Index, NDWI) – это индекс, используемый для идентификации водных объектов
на спутниковых или аэрокосмических снимках. NDWI основан на разнице в
поглощении света в ближнем инфракрасном (NIR) и видимом зеленом (Green)
диапазонах электромагнитного спектра.[8]
Таблица 1. Формула и индекс, используемый при определении водных
объектов
Индекс
Формула
Диапазон
значение
Normalized
Difference
Water Index
NDWI = (GREEN − NIR)/(GREEN +
NIR)
Вода
имеет
положительный
знак
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
149
Данные
спутника
Sentinel-2
можно
скачать
по
ссылке
https://browser.dataspace.copernicus.eu/. В целях выявления и мониторинга
водных объектов на исследуемой территории мы будем собирать данные
ежемесячно за 2020 и 2024 год. Для определения водных объектов в
спектральных каналах спутниковых данных используем формулы, приведенные
в таблице 1.
Результаты и их обсуждение.
В результате мы собрали данные за 2020 и 2024 год в исследуемом нами
регионе.
Таблица 2. Определение площади Чимкурганского водохранилища индексе
NDWI
(в разрезе месяцев 2020 и 2024 года)
№
Дата съёмки
Площадь
2020года
Площадь
2024года
Разница Примечание
1
Январь
5766,234
13414,777
7648,543
2
Февраль
8594,044
22035,585
13441,54
3
Март
11196,845
29015,489
17818,64
4
Апрель
21410,049
34856,739
13446,69
5
Май
26036,233
38512,235
12476
6
Июнь
24957,109
38580,198
13623,09
7
Июль
16431,646
29399,589
12967,94
8
Август
10788,785
17316,936
4734,493
9
Сентябрь
12582,443
10708,946
-3062,18
10
Октябрь
13771,122
10987,96
-6142,73
11
Ноябрь
17130,688
10658,434
-8847
12
Декабрь
19505,436
10358,635
-9146,8
Чимкурганское водохранилище
Chimqoʻrgʻon suv ombori
) — русловое
водохранилище, сооружённое в 1960
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
150
Расположено
в
русле
Максимальная ее площадь — 49,2 км², объём — 0,5 км³,
глубина — 28 м. При минимальном наполнении площадь сокращается до 11
км², объём — до 10 млн м³, глубина не превышает 12 м. Водохранилище
тепловодно. Максимальная температура воды, 29,5 °C, была зафиксирована в
июне.
Исследование направлено на изучение временных рядов
изменения водной поверхности Чимкурганского водохранилища в
бассейне реки Кашкадарья. Это помогает отслеживать имеющиеся
водные ресурсы и их изменения за прошедший период для более
эффективного управления существующими ресурсами и лучшего
планирования, которое играет важную роль для орошаемого
земледелия, средств к существованию людей и эко системных услуг.
Площадь зеркала за последние пять лет менялась по -разному, которое
свидетельствует о том, что в некоторые годы наблюдался дефицит
воды, в итоге привело к почти высыханию водоемов. Это связано с
изменчивостью климата и его изменением из -за глобального
потепления с высокой температурой и меньшим количеством осадков.
Ожидается, что периодичность интенсивных изменений температуры
воздуха и количества осадков, а также их изменчивость окажут
негативное влияние на водные ресурсы и урожайность . Данные для
этой цели были получены в результате дистанционного зондирования,
в частности, из данных Sentinel, которые предоставляют в свободном
доступе изображения Земли с высоким разрешением. Изображения
дистанционного зондирования были подготовлены за пять разных лет,
и по этим изображениям водная поверхность извлечена с
использованием широко используемой методологии контролируемой
классификации, в которой различные объекты на Земле распределяются
по соответствующим классам. На основе классифицированных
изображений можно провести анализ изменений водохранилища с 2020
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
151
по 2024 год за последние пять лет. Результаты данного исследования
показывают,
как
менялась
поверхность
Чимкурганского
водохранилища в разные периоды времени. В целом за последнюю
пятилетку с 2020 по 2024 год площадь зеркала водохранилища
менялась по-разному. Результаты этого исследования могут оказаться
очень полезными для лиц, принимающих решения, или ученых,
занимающихся управлением водными ресурсами и планированием
будущего при наличии водных ресурсов.
[10]
Рисунок 2. Диаграмма площади Чимкорганского водохранилища,
определенная по индексу NDWI за 2020 и 2024год.
(Рисунок сделан автором).
21.01.2024
18.01.20
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
площадь, га
2020год
2024год
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
152
20.04.2024
22.04.20
29.07.2024
25.07.2020
12.10.2024
10.10.2020
Рисунок 3. Карта Чарвакского водохранилища, созданная путем синтеза RGB
каналов на основе данных спутника Sentinel-2, по состоянию на 2024 год.
(Рисунок сделано автором)
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
153
Рисунок 4. Карта Чарвакского водохранилища, созданная путем синтеза RGB
каналов на основе данных спутника Sentinel-2, по состоянию на 2020 год.
(Рисунок сделано автором)
21.01.2024
18.01.2020
20.04.2024
22.04.2020
29.07.2024
25.07.2020
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
154
12.10.2024
10.10.2020
Анализ данных показал, что площадь Чарвакского водохранилища в
январе 2020 года составила 57,66 км
2
, а в январе 2024 года составила 134,15 км
2
,
самый высокий показатель за 2020 года можно увидеть в мае - 260,36 км
2
, а за
2024 года самый высокий показатель можно увидеть в месяце июне – 385,80 км
2
.
В 2020 году с января до марта площадь возрасло до 101,7 км
2
.
Увеличение площади водной поверхности анализ:
Рост с Января по Июнь, особенно в Апреле и Мае.
Резкое падение в Июле и Августе, затем неустойчивый рост.
Пик в Июне (31693.69), минимум в Январе (57,66км
2
).
Общий прирост за год (декабрь - январь):
19505.436 – 5766.234 = +13739.202 кв.м
В 2024 году с января до марта показатель вырос 54,3 км
2
. Анализ:
Резкий рост с Января по Май, пик в Мае (41519.183 кв.м).
Сильное падение с Июня по Декабрь, особенно после Июля.
Общий прирост/убыль за год (декабрь - январь):
10358.653 – 13414.777 = –3056.124 кв.м(убыль) Чимкурганское водохранилище
расположено на реке Кашкадарья и само не питает другие крупные реки или
озёра. Его основная функция — регулирование стока реки Кашкадарья для:
Рисунок 5. Карты индекса NDWI, используемый для определения площади
Чимкурганского водохранилища по состоянию на июнь. (Рисунок сделано
автором)
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
155
-орошения сельскохозяйственных земель в Кашкадарьинской области;
-водоснабжения населённых пунктов;
-поддержания водного баланса в засушливые периоды.
После водохранилища вода продолжает течь по руслу Кашкадарьи, которая,
в свою очередь, теряется в пустыне Каракумы, не достигая морей или других
крупных водоёмов.
1. Климатические условия:
Чимкурганское водохранилище расположено в зоне аридного
(засушливого) климата, характерного для юга Узбекистана, в частности —
Кашкадарьинской области. Вот основные климатические условия этой
местности:
1. Температура воздуха
Лето: очень жаркое, средняя температура июля — +30…+38°C, иногда
доходит до +45°C.
Зима: умеренно холодная, в январе температура может опускаться до -5…-
10°C, но часто держится около 0°C.
2. Осадки
Низкий уровень осадков — в среднем 200–400 мм в год, причём основная
их часть выпадает весной и зимой.
Лето — практически без осадков, с высокой испаряемостью воды.
3. Испарение
Очень высокое: до 1 000–1 500 мм в год, что превышает количество
осадков и требует аккуратного водохозяйственного управления.
4. Ветровые условия
Часты сухие ветры и пыльные бури, особенно в конце весны и летом, что
может ускорять испарение и вызывать эрозию.
5. Гидрологический режим
Основной приток воды — весной за счёт таяния снегов в горах, питающих
реку Кашкадарья.2. Оптимизация водного режима:
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
156
Проведение мероприятий по улучшению управления водными ресурсами
и режимом эксплуатации гидросооружений также могло повлиять на увеличение
объема и площади водной поверхности.
Заключение.
Применение методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ)
продемонстрировало высокую эффективность в экологическом мониторинге.
Использование спутниковых данных, такие как Sentinel-2, позволяет проводить
регулярный анализ состояния водных объектов, не выходя на местность. Это
особенно актуально для труднодоступных или охраняемых территорий, а также
в условиях ограниченных ресурсов на проведение полевых исследований.
Таким образом, технологии ДЗЗ являются важным инструментом
устойчивого водопользования и принятия управленческих решений,
направленных на охрану и рациональное использование водных ресурсов. В
дальнейшем целесообразно расширить анализ за счет интеграции
метеорологических данных и создания прогностических моделей.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Указ Президента Республики Узбекистан от 10.07.2020 г. No УП-6024
"Об утверждении Концепции развития водного хозяйства Республики
Узбекистан на 2020 - 2030 годы."
2.
Постановление Президента Республики Узбекистан от 24.02.2021 г. No
ПП-5005 "Об утверждении Стратегии управления водными ресурсами и
развития сектора ирригации в Республике Узбекистан на 2021 - 2023 годы."
3.
Катаев Михаил Юрьевич, Бекеров Артур Александрович Методика
обнаружения водных объектов по многоспектральным спутниковым измерениям
// Доклады ТУСУР. 2017. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodika-
obnaruzheniya-vodnyh-obektov-po-mnogospektralnym-sputnikovym-izmereniyam
(дата обращения: 11.03.2025).
4.
Романюк Ю. А. ПРИМЕНЕНИЕ ДАННЫХ КОСМИЧЕСКИХ
СЪЕМОК ДЛЯ ВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА ВОДОХРАНИЛИЩ В
РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН // Теория и практика современной науки. 2024.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-25
Часть–4_ Май –2025
157
№12 (114). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-dannyh-kosmicheskih-
semok-dlya-vedeniya-monitoringa-vodohranilisch-v-respubliki-uzbekistan
(дата
обращения: 11.03.2025).
5.
https://en.wikipedia.org/wiki/Sentinel-2
6.
https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentine
l-2
7.
https://innoter.com/articles/vidy-vodnykh-indeksov-i-ikh-primenenie/
8.
https://browser.dataspace.copernicus.eu/
9.
https://ru.wikipedia.org/wiki/чарвакское_водохранилище
