ASPECTE PRIVIND ASPECTE PRIVIND MANAGEMENTUL MANAGEMENTUL

ECOSISTEMELOR ACVATICEECOSISTEMELOR ACVATICE

STUDIU DE CAZ: BAZINUL NEAJLOV

Prof. Dr. Carmen POSTOLACHE

Regiune dominată de practicile agricoleRegiune dominată de practicile agricole

Bazinul integrator se caracterizează prin emisii Bazinul integrator se caracterizează prin emisii specifice marispecifice mari

Disponibilitate a datelor istorice de calitatea apeiDisponibilitate a datelor istorice de calitatea apei

Existenţa unor studii referitoare la circuitele Existenţa unor studii referitoare la circuitele biogeochimice ale nutrienţilorbiogeochimice ale nutrienţilor

Accesibilitatea zoneiAccesibilitatea zonei

Criterii de selecţie a studiului de cazCriterii de selecţie a studiului de caz

BAZINUL NEAJLOVBAZINUL NEAJLOV

Latitudine: 43056’00’’- 44049’00’’N Longitudine: 25052’30’’- 26014’30’’E Suprafata: 3720 km2

Altitudine: 60-300 m Densitate hidrografica: 0.3km/km2

Debit mediu: 8.45 m3/s Afluenti: Dambovnic, Cilnistea Soluri: luvisoluri (61%), cernoziom (9.5%), cambisoluri (7.8%), vertisoluri (6.2%), fluvisoluri (4%)

Informatii generale:

Principalele tipuri de sol in bazinul Neajlov

Utilizarea terenului in bazinul Neajlov

Principalele tipuri de sisteme ecologice in bazinul Neajlov

Neajlov basin river network and main regulation works. Neajlov basin river network and main regulation works. Neajlov basin river network and main regulation works.

Reteaua hidrografica si principalele lucrari de regularizare in bazinul Neajlov

Bilantul hidrologic in bazinul Neajlov

Precipitatii - 496 mm/a

Evapotranspiratie - 409 mm/a

Infiltratii - 72 mm/a

Curgeri laterale - 1 mm/a

Scurgeri suprafata 15 mm/a

Fluz bazal - 52 mm/a

66 mm/a

Surse punctif.3.6 mm/a

Populatie: - 71.2 Mil. M3/an from GW - 346.3 Mil. M3/an from SW

Industrie: - 39.8 Mil. M3/an from GW - 244.9 Mil. M3/an from SW

Agricultura: - 2.3 Mil. M3/an from GW - 36.9 Mil. M3/an from SW

Consumul de apa la nivelul bazinului Arges

Ferme crestere animale: 2.21 Mil. M3/an (GW);Acvacultura: 24.76 Mil. M3/an (SW).Irigatii: 12.14 Mil. M3/an (SW) si 0.12 Mil. M3/an (GW);

Consumul de apa la nivelul bazinului Arges

0

10

20

30

40

50

60

70

80Water vol. (mil. m3)

Population Industry Agriculture0

50

100

150

200

250

300

350

Water vol. (mil. m3)

Population Industry Agriculture

Volumele de apa utilizate de diferitele sectoare ale sistemului socio-economic in bazinul Arges;

(a) apa subterana; (b) apa de suprafata

a b

Lungimea sectoarelor de rau dupa calitatea apei pentru 2002 (DAVV)

Rau

Lungimea (km)*

TotalBuna-

foarte buna

Moderata Slaba Proasta

Neajlov 188 171 17 - -

Dambovnic 127 - 98 29 -

Calnistea 108 108 - - -

Glavacioc 113 113 - - -

Neajlovel 19 - - - 19

*lungimea raurilor calculate in GIS

Cursul de apă

Secţ.control

Domeniul de variaţie a valorilor medii anuale ale indicatorilor de calitate

Amoniu (mg/l)

Azotaţi (mg/l)

Fosfor (mg/l)

Fenoli (mg/l)

Petrol (mg/l)

Neajlov OarjaCat. cal.

0,23-1,56 0,07-5,4 0,09-0,21 0- 0,07 s.l.d.

I-III I I-D I-II I

Moara din GroapăCat. cal.

0,13-0,55 2,2-5,9 0,06-0,1 - 0-0,21

I I I - I-D

Vadu-LatCat. cal.

0,83-2,2 3,2-11,7 0,06-0,17 0-0,003 0-0,05

II I I-D I-II I

CălugăreniCat. cal.

1,12-1,8 1,5-11,2 0,09-0,198 0-0,003 -

I-II I-II D I-II -

Dâmbovnic SuseniCat. cal.

1,6-6,89 1-6,7 0,07-0,55 0-0,081 0-0,01

II-III I I-D II-D I

RoataCat. cal.

1,22-2,37 2-7,8 0,08-0,52 < 0,001 -

II I I-D I-II -

Caracterizarea calităţii apei în perioada 1994-2001 pentru principalele secţiuni de control de pe râurile Neajlov şi Dâmbovnic

Harta calitatii apei – bazinul Neajlov

Localizarea statiilor de epurare in bazinul Neajlov (rosu=populatie; albastru=agricultura; negru=industrie)

ARPECHIM-Pitesti

WWTP-Gaesti

Poluarea cu nutrienti in bazinul NeajlovDistributia surselor punctiforme

TN: 63.2 t/yearTP: 3.6 t/year

TN: 10.8 t/yearTP: 2.2 t/year

EMISII TOTALE TN: 126.5 t/anTP: 8.9 t/an

Distributia surselor punctifoerme

Contributia industrieiEmitent: ARPECHIM-Pitesti

Canal colector

Receptor – Lacul Suseni

Contributia industriei

Receptor final – Raul Dambovnic

TN Dynamics in Furduiesti

0

2

4

6

8

10

12

14

Date

TN (m

g/l)

Furduiesti

Contributia industriei

Extractia petrolului

Efecte

Contributia industriei

Canal colector de la fermele de animale din Cateasca

Contributia agriculturii

Receptor Neajlovel

Ferme de crestere a animalelor

Contributia agriculturii

Aplicarea pesticidelor si fertilizatorilor

Pasunat

Contributia agriculturiiPoluarea difuza

Eroziunea

Poluarea difuza

Contributia populatiei

Populatia neconectata la statiile de epurare a apelor reziduale

Poluarea difuza

Scop: găsirea unor instrumente ştiinţifice care să poată fi utilizate în procesul decizional.

Obiectiv: dezvoltarea cunoaşterii privind procesele cheie ale circuitelor biogeochimice ale nutrienţilor la nivel regional; evaluarea celor mai importante fluxuri de nutrienţi la scara unui bazin hidrografic.

Studiu de caz - bazinul NEAJLOVULUI

PROGRAM DE CERCETARE - DANUBS

MetodologieMetodologie

Activităţi în teren - program adiţional de monitorizare

Activităţi de birou - prelucrarea datelor, evaluarea fluxurilor de nutrienţi şi modelare matematică (modelul MONERIS)

Programul de monitorizareProgramul de monitorizare

Localizarea punctelor de prelevare:

- 4 puncte pe raul Dambovnic

- 6 puncte pe raul Neajlov Frecvenţa de prelevare: 2 prelevări pe

lună Perioada : - start -August 2001;

- frecvenţă mare din Oct. 2001- Martie 2003

Staţii de prelevareStaţii de prelevare

Criterii pentru selectarea statiilorCriterii pentru selectarea statiilor

Distribuţia staţiilor să acopere Distribuţia staţiilor să acopere heterogenitatea la nivelul bazinuluiheterogenitatea la nivelul bazinului

Să fie în acord cu activităţile antropice Să fie în acord cu activităţile antropice (punctele de emisie) din bazin(punctele de emisie) din bazin

Să fie complementare şi compatibile cu Să fie complementare şi compatibile cu reţeaua naţională de monitorizarereţeaua naţională de monitorizare

Rezultate program de monitorizare

Rezultate program de monitorizareRezultate program de monitorizare

0.002.004.006.008.00

10.0012.0014.0016.0018.00

Data

TN

(m

g/l

)

Furduiesti Moara Vadu Lat

Distribuţia azotului total (TN-mg/l) şi dinamica sa la nivelul bazinului

Neajlov 2001 - 2003

0

5

10

15

20

25

30

35

Data

TN (m

g/l)

Suseni Slobozia Roata

Variaţii neregulate în unele staţii (Suseni, Furduieşti) - influenţa puntelor de emisie

Variaţii sezoniere în staţiile din aval (Vadu Lat, Slobozia, Roata, Ueşti)

0123456789

10

Data

TN (m

g/l)

Uesti

Vadu Lat

0123456789

10

Data

TN (m

g/l)

Caracteristici ale dinamicii TN Caracteristici ale dinamicii TN

Variaţia concentraţiilor TN (mg/l) în staţiile Vadu Lat şi Ueşti în perioada 2001-2003

Posibile explicaţii:Posibile explicaţii:

Preluarea de către producătorii primari Preluarea de către producătorii primari (fitoplancton, perifiton şi macrofite) este (fitoplancton, perifiton şi macrofite) este rapidă şi importantărapidă şi importantă

Creşterea ratelor proceselor biotice şi Creşterea ratelor proceselor biotice şi abiotice pe timpul verii (temperaturi ridicate)abiotice pe timpul verii (temperaturi ridicate)

Caracteristici ale dinamicii TN Caracteristici ale dinamicii TN

Verificarea ipotezelorVerificarea ipotezelor

Staţiile cu variaţii mari şi neregulate ale Staţiile cu variaţii mari şi neregulate ale concentraţiilor de azot nu prezintă dependenţa TN concentraţiilor de azot nu prezintă dependenţa TN cu temperaturacu temperatura

Suseni

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40

Temperature

TN (m

g/l)

Furduiesti

0

2

4

6

8

10

12

14

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00

Temperature

TN (m

g/l)

Dependenţa TN (in mg /l) în staţiile Suseni şi Furduieşti, în perioada 2001-2003

Staţiile cu variaţie sezoniere prezintă o bună Staţiile cu variaţie sezoniere prezintă o bună corelaţie a TN cu temperatura (R2>0.6)corelaţie a TN cu temperatura (R2>0.6)

Verificarea ipotezelorVerificarea ipotezelor

Vadu Lat y = 8.3014e0.069x-

R20.5779 =

0

2

4

6

8

10

0 5 10 15 20 25 30temperature

TN (m

g/l)

Uesti y = 7.2081e0.0694x-

R20.4725 =

0

2

4

6

8

10

0 5 10 15 20 25 30Temperature

TN (m

g/l)

Dependenţa TN (in mg /l) în staţiile Ueşti şi Vadu Lat, în perioada 2001-2003

Caracteristici ale dinamicii TP la nivelul bazinului:

Variaţii sezoniere în staţiile din aval Variaţie inversă comparativ cu cea a azotului:

concentraţii crescute vara şi reduse iarna

Dinamica TP Dinamica TP

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

Date

TRP

(mg/

l)

Slobozia

0.0

0.2

0.4

0.60.8

1.0

1.2

1.4

Date

TRP

(mg/

l)

Uesti

Variaţia concentraţiilor TRP (mg/l) în staţiile Slobozia şi Ueşti în perioada 2001-2003

Caracteristici ale dinamicii TP Caracteristici ale dinamicii TP

Posibile explicaţii:

Intrări în ecosistemele acvatice prin eroziune (acumularea P în zonele superioare ale solului, mobilitate redusă)

Creşterea emisiilor de TP în timpul verii - de la populaţie şi păşunatul animalelor

Absenţa unor procese biologice eficiente de preluare a P

Concluzii ale dinamicii nutrientilorConcluzii ale dinamicii nutrientilor

Dependenţa distribuţiei şi dinamicii concentraţiilor de nutrienţi în apele de suprafaţă din bazin de punctele de emisie, de procesele de transport şi transformare

Procesele de transformare se desfăşoară cu viteze diferite în timp şi spaţiu

Existenţa unor “hot spots” în regiune, caracterizate de concentraţii ridicate ale nutrienţilor – corelare cu activităţi antropice

Aplicarea modelului MONERISAplicarea modelului MONERIS

Caracteristici, date utilizate (aplicat pentru 1998-2002)

Model bazat pe GIS

Utilizează date de:

Hidrologie Depuneri atmosferice

Populaţie Utilizarea terenului

Nutriţie Agricultură

Topografie Managementul apelor uzate

Tipuri de sol Activităţi industriale, comerţ

Delimitarea s-a realizat în acord cu staţiile de monitorizare

9 sub-bazine: Oarja, Furduieşti, Morteni, Moara din Groapă, Suseni, Slobozia, Roata, Vadu Lat, Călugareni

Delimitarea sub-bazinelorDelimitarea sub-bazinelor

Rezultate obtinuteRezultate obtinute

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Subcatchment

Nitr

ogen

em

issi

ons

(kg

N/h

a*a)

Urban systems

WWTP

Ground-water

Erosion

Tile drainage

Overland flow

Deposi-tion

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Subcatchment

Nitr

ogen

sha

re o

f pat

hway

s (%

)

Urban systems

WWTP

Ground-water

Erosion

Tile drainage

Overland flow

Deposi-tion

•Contribuţia majoră a apelor uzate în sub-bazinele de pe râul Dâmbovnic

•Pedominanţa intrărilor din apa subterană în sub-bazinele de pe Neajlov

•Fluxul bazal, aşezările umane şi eroziunea au contribuţii similare în emisiile specifice de N pentru toate sub-bazinele

Reprezentarea grafică a emisiilor de N pe diferite căi în sub-bazinele din regiunea Neajlov (MONERIS)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Subcatchment

Phos

phor

ous

emis

sion

s (k

g P/

ha*a

)

Urban systems

WWTP

Ground-water

Erosion

Tile drainage

Overland flow

Deposi-tion

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Subcatchment

P sh

are

of p

athw

ays

(%)

Urban systems

WWTP

Ground-water

Erosion

Tile drainage

Overland flow

Deposi-tion

•Predominanţa intrărilor de P prin eroziune în toate sub-bazinele

•Contribuţie dominantă a surselor punctiforme în Suseni şi descreşte spre aval

•Emisii specifice între 0.4 – 0.6 kg P/ha*a (excepţie Suseni şi Slobozia)

•Contribuţia emisiilor prin flux bazal între 15 – 35%

Rezultate obtinuteRezultate obtinute

Reprezentarea grafică a emisiilor de P pe diferite căi în sub-bazinele din regiunea Neajlov (MONERIS)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Subcatchment

N sh

are

by a

ctiv

ities

(%)

Other diffusesources

Point sources +urban areas

Agriculture

Background

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Subcatchment

P sh

are

by a

ctiv

ities

(%)

Other diffusesources

Point sources +urban areas

Agriculture

Background

Cele mai mari emisii de P din agricultură (60%)

Contribuţii egale ale agriculturii, industriei şi populaţiei la emisiile de P în Suseni

Predomină emisiile punctiforme de N de-a lungul râului Dâmbovnic

Agricultura domină emisiile de N în sub-bazinele de pe Neajlov

Rezultate obtinuteRezultate obtinute - - Distribuţia relativă (%) a Distribuţia relativă (%) a emisiilor de N/P pe activităţi pentru sub-bazinele din emisiilor de N/P pe activităţi pentru sub-bazinele din

regiunea Neajlovregiunea Neajlov

Poluarea cu nutrienti in bazinul Neajlov Contributia surselor difuze

Contributia diferitelor surse difuze in emisia de nutrienti in apele de suprefata

(evaluata prin metoda MONERIS pentru perioada 1998-2002)

Azot Fosfor

60%

21%18% 1% 0%

atmospheric deposition tile drainagegroundwater erosionurban systems (total)

30%8% 2%

44%

16%

atmospheric deposition tile drainagegroundwater erosionurban systems (total)

Impactul asupra apelor de suprafata si subterane

Descresterea calitatii apei din cauza:- Acumularii compusilor organici (chemical oxygen

demand – COD) in apele de suprafata si subterane langa Pitesti

- COD, amoniu si azotati in apele subterane localizate in partea de sud a bazinului;

Decresterea luciului de apa in zona lacului Comana de la 1300 ha in 1960 la 600-650 ha in perioada actuala, din cauza scaderii nivelului panzei freatice.

Factori de comanda Agricultura Industria Dezvoltarea

Presiuni asupra mediului Modificarea utilizării terenului Utilizarea ingrăşămintelor Emisii Desecări

Modificarea starii mediului Eutrofizare şi poluare Pierderea habitatelor Eroziunea Modificări ale debitului

Impact Scăderea capacităţii de suport a sistemelor ecologice Scăderea productivităţii Modificarea nivelului pânzei freatice

Actiuni ale Factorilor de Decizie

Principalii factori de comandă, căi de exercitare a presiunii şi forme de impact identificate în bazinul Neajlovului

Impactul asupra apelor de suprafata

Eutrofizarea

Deteriorarea calitatii apelor

Impactul asupra apelor de suprafata