Tomáš Hrdinka, Petr Vlasák, Ladislav Havel, Eva Mlejnská. Možné dopady klimatické změny na vybrané ukazatele jakosti vody toků ČR

Tomáš Hrdinka, Petr Vlasák, Ladislav Havel, Eva Mlejnská

Možné dopady klimatické změny na vybrané ukazatele jakosti vody toků ČR


Výzkumný záměr MZP0002071101 – subprojekt 03 • Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů (2005-2011, MŽP) • Dopady klimatických a antropogenních změn na vodní režim a přírodní prostředí


Cíle výzkumu • zjistit, zda a jak se klimatická změna projevila na teplotě říční vody ve vybraných, relativně málo ovlivněných povodích

• zjistit vliv teploty vody a extrémních průtoků (zejména minim) na koncentraci vybraných parametrů kvality vody (NO3-, NH4+, PO43-, Ptot, BSK5, chlorofyl-a) v závislosti na převládajícím zdroji znečištění


Data a metody • 20 vybraných povodí středních měřítek s málo ovlivněným vodním režimem, různé geografické podmínky, bodové vs. plošné znečištění • na základě homogenity dat (online systém IS ARROW, ČHMÚ) a využitelných analogonů (± 10 % Qa) vybráno 10 povodí



Data a metody • teplota vody – roční teplota vody v závěrovém profilu vybraných povodí (na nejbližší limnigrafu, na základě denních hodnot) za období 1960-2006 • kvalita vody – měsíční hodnoty koncentrací NO3-, Ptot, BSK5 z jednorázových odběrů za období 1990-2008 (IS ARROW), u PO43- a chlorofylu-a od 1994, u NH4+ od 1997 (změna metody)



Faktory potenciálně zkreslující interpretaci výsledků vlivu průtoků a teploty vody na koncentraci jednotlivých analytů.


Data a metody • potenciální míra bodového (komunálního) znečištění – počet lidí v povodí připojených na ČOV [%]

• potenciální míra plošného znečištění – koeficient β • převládající zdroj znečištění v povodí v reálných podmínkách – koeficient α <0.90 bodové, >0.90 plošné orná půda [%]

C1  C2

N-NO3- [mg/l] Nanorg. [mg/l]

 N ,P  P  M N ,P N,P hnojiva [kg/ha/rok]


Množství N-P hnojiv aplikovaných na plochu povodí v období 19952000

Možné dopady klimatické změny na vybrané ukazatele jakosti vody toků ČR 

C1  N ,P  P  M N ,P C2

Catchment

Area [km2]

Jevisovka Skalice

787.05 374.94

67.8 57.5

GrassPopula- Popula WWTP WWTP Index5 Index6 Index6 land 3 [%] 4 [%] tion1 -tion2 α βN βP [%] 25.0 3.5 32 239 16 933 80.1 42.1 0.941 5281 1187 24.4 13.9 18 144 12 242 70.2 47.4 0.968 3906 652

1508.05

55.4

28.7

11.7 129 036 93 300

72.1

52.2

0.984

4066

1136

867.03 915.13

52.7 41.3

32.0 33.5

10.5 21.7

58 505 37 723 63 446 51 967

88.9 81.2

57.3 66.5

0.952 0.977

3679 2318

923 298

757.89

35.4

38.7

19.6

91 187 60 517

87.8

58.3

0.968

2177

428

627.02 369.68

14.0 6.2

46.5 69.5

31.5 20.5

45 957 37 675 12 228 7 792

62.5 71.0

51.2 45.3

0.946 0.974

580 199

64 41

734.19

3.9

62.1

29.4

72 085 51 760

90.8

65.2

0.938

188

64

540.63

2.2

75.0

21.9

73.2

49.3

0.967

109

13

Sazava Oslava Uhlava Ticha Orlice Ploucnice Opava Vset. Becva Otava 1total

Arable Forest land [%] [%]

4 958

3 339

number of inhabitants (2009), 2number of inhabitants in communities with WWTP (2009), 3proportion of inhabitants in communities with WWTP connected to WWTP (2009), 4proportion of the total number inhabitants connected to WWTP (2009), 5median of monthly values for the period 1997–2008, 6average of annual values for the period 1996–2000


Výsledky • dlouhodobý vývoj teploty vody na vybraných povodích po roce 1960

• dlouhodobý vývoj kvality vody na vybraných povodích po roce 1990 • vliv teploty vody na vybrané ukazatele kvality vody

• vliv průtoků na vybrané ukazatele kvality vody


Statisticky významný nárůst teploty vody po r. 1980, resp. 1986 po standardizaci (CPTA) o 1,15 °C za 28 let (~HIRHAM A2)


Výsledky Dlouhodobý vývoj vybraných ukazatelů kvality vody na vybraných povodích čas → NO3- ↓→ zeměď. NH4+ →↓ bod. zdr. PO43- →↓ Pcelk. ↓ hl. bod. zdr. BOD5 →↓ chlorofyl →

a,b – Vset. Bečva; c,d – Úhlava; e – Sázava; f – Ploučnice


Výsledky Závislost vybraných ukazatelů kvality vody na teplotě vody teplota vody ↑ NO3- ↓ hl. zeměď. NH4+ ↓ PO43- → Pcelk. → BOD5 → chlorofyl →↑ zem.

a,e – Sázava; b – Ploučnice; c,d – Skalice; f – Úhlava


Výsledky Závislost vybraných ukazatelů jakosti vody na průtoku

průtok ↓ NO3- →↓ zeměď. NH4+ →↑ bod. zdr. PO43- ↑ hl. bod. zdr. Pcelk. ↑ hl. bod. zdr. BOD5 → chlorofyl ↑

a,e – Sázava; b – Vsetín. Bečva; c,d – Jevišovka; f – Úhlava


Shrnutí parametr N-NO3N-NH4+ P-PO43/Pcelk. BSK5 chlorofyla

↑T

↓Q

pokles na všech profilech pokles na ⅔ profilů

pokles na ½ profilů vzestup na ⅓ profilů

bez závislosti

vzestup na ¾ profilů

bez závislosti vzestup na ½ profilů

bez závislosti vzestup na všech profilech


Diskuse • indexy α,β vs. skutečné zdroje znečištění (Otava→pastviny) • vliv okamžitého průtoku a extremit průtoku (závislost na T) • vliv analogonů (nesledovaný přítok) • pouze měsíční frekvence odběrů vzorků (mimořádné události, kvalita odběru, 18 let → přes 200 stanovení) • omezené období rokem 2008 • velikost povodí (difúzní zdroje, pastevectví, průmysl)


Závěry I přes dlouhodobé zlepšování kvality vody v tocích ČR zde existuje významný potenciál výrazného zhoršení kvality vody v období déletrvajícího sucha. Na hodnocené ukazatele jakosti vody mají mnohem větší vliv průtoky, než teplota vody samotná. Vyšší frekvence nízkých průtoků (hlavně v letním období) tak zřejmě bude v dlouhodobém horizontu klimatické změny rozhodujícím faktorem kvality vody toků ČR.

Tomáš Hrdinka, Petr Vlasák, Ladislav Havel, Eva Mlejnská. Možné dopady klimatické změny na vybrané ukazatele jakosti vody toků ČR

Recommend Documents