HYDROLOGICAL CHARACTERISTICS OF FLOODS IN THE ERTIS RIVER BASIN
DOI:
https://doi.org/10.54668/2789-6323-2026-123-3-25-44Keywords:
Ertis River, maximum runoff, maximum levels, flood, spring floodAbstract
This study presents a comprehensive analysis of extreme flow parameters and hydrological flood hazard characteristics in the Irtysh Water Management Basin based on long-term hydrological observations. The main river, the Irtysh, is one of the primary waterways of Kazakhstan. It is a transboundary river heavily utilized by two neighboring nations—the People's Republic of China and the Russian Federation. The objective of this work is to provide a comprehensive assessment of the statistical characteristics of maximum water discharges (Qmax) and peak water levels (Hmax), test the homogeneity of hydrological series, and determine the calculated values of discharges and levels for various exceedance probabilities (1%, 3%, 5%). Furthermore, these values are compared with floodplain alignment elevations and historical floods in the region to substantiate inundation boundaries for subsequent hydrodynamic modeling aimed at assessing flood risk.
In the first stage, initial data processing was performed, including the restoration of missing observational data and the evaluation of series homogeneity for maximum water discharges. Fisher, Student, and Wilcoxon tests, along with Mann–Kendall, Pettitt, and Buishand tests, were applied to verify statistical homogeneity. This enabled the assessment of stability, absence of systemic shifts, and comparability of hydrological observations across various streamflow gaging stations in the basin.
Based on the verified series, a statistical analysis of maximum water discharges was conducted to determine the primary distribution parameters, including the coefficient of variation (Cv) and the coefficient of asymmetry (Cs). For catchments exhibiting high variability, truncated Kritsky–Menkel distribution functions were applied. The resulting statistical characteristics were used to calculate maximum water discharges and levels for specified exceedance probabilities (1%, 3%, 5%), reflecting the likelihood of extreme hydrological events. A comparative analysis of long-term maximum discharge dynamics across various gaging stations revealed the spatial patterns governing extreme runoff formation.
Additionally, comprehensive processing of long-term data was carried out, incorporating the restoration of missing peak water level values and the analysis of their multi-year dynamics. By comparing recorded water levels with floodplain inundation thresholds, specific years of floodplain flooding were identified, and parameters for maximum water levels of various exceedance probabilities (1%, 3%, and 5%) were calculated.
References
World Bank, 2024 , Устойчивость к бедствиям. ЮНИСЕФ. Казахстан. [Электрон. ресурс]. – URL: https://www.unicef.org/kazakhstan/(дата обращения: 20.04.2026).
Азиатский банк развития. Профиль страновых рисков: Казахстан. — Март 2022. — 24 с. — URL: https://carecprogram.org/uploads/Country_Risk_Profiles_Kazakhstan_RU.pdf (дата обращения: 20.04.2026)
Турсунова, А. А. Историческая справка о гидрологических характеристиках наводнений на реке Жайык / А. А. Турсунова [и др.] // География и водные ресурсы. – 2024. – № 2. – С. 40–51. – DOI: 10.55764/2957-9856/2024-2-40-51.
Бейсембаева М. А., Дубровская Л. И., Земцов В. А. Антропогенные изменения водных ресурсов и максимальных уровней реки Иртыш в равнинной части бассейна в Республике Казахстан //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2018. – Т. 329. – №. 3. – С. 6-15
Отчет о деятельности Ертисской бассейновой инспекции по регулированию использования и охране водных ресурсов КВР МСХ РК за 1999–2016 гг.
Винокуров Ю. И., Пузанов А. В., Безматерных Д. М. Современное состояние водных ресурсов и функционирование водохозяйственного комплекса бассейнов Оби и Иртыша. – Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2012. – 236 с. – ISBN 978-5-7692-1293-2.
Baspakova G. R., Alimkulov S. K., Sarkynov E. S., Tursunova A. A., Zagidullina A. R., Saparova A. A., Kulebayev K. M. Impact of climate change and anthropogenic factors on the runoff of the Ertis River // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences. – 2022. – No. 5 (455). – P. 6–22. – DOI: 10.32014/2518-170X_2022_5_455_6-22.
Болдырев В.И. Реки восточного Казахстана // Природные условия и естественные ресурсы Восточного Казахстана. – Ал маАта: Наука, 1978. – С. 106–120.
Тореханова Н. С., Алдиярова А. Е., Зулпыхаров Б. А. Особенности формирования гидрологического режима реки Ертис на территории Казахстана в условиях антропогенной деятельности //Проблемы развития сельскохозяйственных мелиораций и водохозяйственного комплекса на базе цифровых технологий. – 2019. – Т. 2. – С. 218.
Малковский И. М. Территориальное перераспределение водных ресурсов Казахстана: возможность и целесообразность. – Алматы, 2012. – 414 с.
СНиП 2.01.14–83. Определение расчетных гидрологических характеристик. – М. : Стройиздат, 1985
Dahmen E. R., Hall M. J. Screening of hydrological data: tests for stationarity and relative consistency. – Wageningen : ILRI, 1990. – Publ. No. 49.
СП 33–101–2003. Свод правил по проектированию и строительству. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. – М.: Госстрой России, 2004. – 73 с.
Фролова Н. Л., и др. Многолетние колебания стока рек в бассейне Селенги // Водные ресурсы. – 2017. – Т. 44, № 3. – С. 243–255.
Mengistu T. D., Chung I. M., Talpur Z., Alemayehu E. Quantifying regional low flows under data-scarce conditions // Heliyon. – 2024. – Vol. 10, № 7. – Art. e28728. – DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e28728.
Tan Kesgin R. İ. Revisiting trend stability using Mann–Kendall and Wilcoxon signed-rank tests through innovative method comparisons // Sustainability. – 2025. – Vol. 17, № 23. – Art. 10454.
Memarian H., Balasundram S. K. Hydrological trend analysis integrated with landscape analysis at the watershed scale (case study: Langat basin, Malaysia) //Landscape Ecology-The Influences of Land Use and Anthropogenic Impacts of Landscape Creation. – IntechOpen, 2016.
Sen P. K. Estimates of the regression coefficient based on Kendall's tau // Journal of the American Statistical Association. — 1968. — Vol. 63, No. 324. — P. 1379–1389.
Pettitt A. N. A non-parametric approach to the change-point problem // Journal of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics). — 1979. — Vol. 28, No. 2. — P. 126–135.
Buishand T. A. Some methods for testing the homogeneity of rainfall records // Journal of Hydrology. — 1982. — Vol. 58, No. 1-2. — P. 11–27.
Павленко А. В., Мансурова А. К., Кызырканов А., Черных Д. В. Система мониторинга и обеспеченность данными прогноза наводнений Восточно-Казахстанской области // Вестник Карагандинского университета. Серия «Биология. Медицина. География». – 2024. – Т. 29, № 4 (116). – С. 183–196. – DOI: 10.31489/2024BMG4/183-196.
Plekhanov P.A. Natural hydrological risks and their prevention in Kazakhstan / P.A. Plekhanov // Cent Asian J Water Res (CAJWR). — 2017. — Vol. 3, No 1. — P. 2084. https://doi.org/10.15406/ijh.2019.03.00154
Гальперин Р. И., Авезова А. Максимальные расходы воды на казахстанском участке р. Есиль //География и водные ресурсы. – 2012. – №. 1. – С. 40-44
Gartsman B. I. et al. Methodological Approaches To Calculating Maximum River Discharge In The Upper Irtysh Basin //GEOGRAPHY, ENVIRONMENT, SUSTAINABILITY. – 2025.
Алагуджаева М. А. и др. Условия формирования наводнений на территории Центрального Казахстана // Гидрометеорология и экология. – 2023. – № 4 (111). – С. 61–73. – DOI: 10.54668/2789-6323-2023-111-4-61-73.
Алагуджаева М. А., Садвакасова С. Р., Елбасиева Б. Б., Аимбетов А. А. Гидрологическое цифровое прогнозное моделирование зон затопления территории Северного Казахстана на основе высокодетальной цифровой модели рельефа // Гидрометеорология и экология. – 2023. – № 4 (111). – С. 74–84. https://doi.org/10.54668/2789-6323-2023-111-4-74-84
Садвакасова С. Р., Шыныбек А. Ұ., Мусина Т. С. Анализ затопления территории Восточно-Казахстанской области // Гидрометеорология и экология. – 2022. – № 4 (107). – С. 36–44
Оспанова М. С. Есіл өзені алабының су басу қаупін бағалау және басқару : дис. ... д-ра философии (PhD) : 6D061000. – Алматы, 2023. – 136 с
Рождественский, А. В. Статистические методы в гидрологии / А. В. Рождественский, А. И. Чеботарев. — Л. : Гидрометео-издат, 1974. — 324 с.
Водные ресурсы Казахстана: оценка, прогноз, управление : монография / под ред. Н.Н. Пальговой. — Алматы : Институт географии, 2012. — Т. 1. — 600 с.
Гидрологический ежегодник. 1969. Т. 6 : Бассейн Карского моря (западная часть). Вып. 4–6, 8, 9 : Бассейн рек Иртыша (без бассейна р. Тобола), Оби ниже устья р. Иртыша и рек Обской губы к западу до границы с Баренцевым морем.
Государственный водный кадастр Республики Казахстан. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши за 2000 год. Выпуск 1. Бассейн реки Ертис / РГП «Казгидромет». — Алматы : Казгидромет, 2001.
Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 15. Алтай и Западная Сибирь. Выпуск 1. Подбассейн Верхний Иртыш / Под ред. В. А. Семенова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1969. — 504 с.
Многолетние данные о режиме и ресурсах суши. Том 1. Выпуск 22. Бассейн р. Иртыш (в пределах Казахской ССР). — Алма-Ата: Казгидромет, 1987. — 380 с.
Гальперин, Р. И. Структура и динамика экстремального стока рек Казахстанского Алтая / Р. И. Гальперин, М. А. Бейсембаева // Водные ресурсы и водопользование. — 2008. — № 4. — С. 15–22.
Сборник научно-прикладных работ по гидрометеорологии и экологии. Выпуск 2. Опасные гидрометеорологические явления в Республике Казахстан. — Алматы: РГП «Казгидромет», 1995. — С. 45–58.
Плеханов, П. А. Классификация и оценка рисков гидрологических чрезвычайных ситуаций в Восточно-Казахстанской области / П. А. Плеханов, Е. М. Стародубцев // Гидрометеорология и экология. — 2016. — № 2 (81). — С. 73–85.
Обзоры опасных и стихийных гидрометеорологических явлений на территории Казахстана за 2014–2015 гг. — Алматы: РГП «Казгидромет», 2016. — 112 с.
Гидрометеорология и экология : научно-технический журнал / РГП «Казгидромет». — Алматы. — URL: https://journal.kazhydromet.kz/kazgidro (дата обращения: 28.07.2026).
Чигринец Л.Ю., Байсакова М.К. Исследование и расчёт максимального стока воды рек Казахстанского Алтая // Гидрометеорология и экология. 2014. № 3.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Айсулу Турсунова, Жанат Салаватова, Нурила Турсын
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
