ASPECTE PRIVIND MANAGEMENTUL ECOSISTEMELOR ACVATICE STUDIU DE CAZ: BAZINUL NEAJLOV
description
Transcript of ASPECTE PRIVIND MANAGEMENTUL ECOSISTEMELOR ACVATICE STUDIU DE CAZ: BAZINUL NEAJLOV
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