Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Zagadnienia oceny Jednolitych części wód dr inż. Małgorzata Loga Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Zagadnienia oceny Jednolitych części wód dr inż. Małgorzata Loga Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych."— Zapis prezentacji:

1 Zagadnienia oceny Jednolitych części wód dr inż. Małgorzata Loga Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych w województwie małopolskim Tarnów 8-10 grudnia 2009 Politechnika Warszawska Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie

2 Plan prezentacji Oceny JCW na podstawie istniejących rozporządzeń Oceny na podstawie dyrektyw unijnych dla których nie ma polskich rozporządzeń Oceny stanu JCW nie podlegających pomiarom monitoringowym Nowe metody oceny stanu wód

3 Oceny wód wykonywane wg rozporządzeń do Prawa Wodnego Ocena stanu i potencjału wód art. 38a ust. 3 UPW r Dz.U 162 poz Ocena wód przezn. do bytowania ryb art. 50 ust.2 UPW 2002 Dz.U.176 poz Ocena wód przezn. do zaopatrzenia ludności art. 50 ust.1 UPW 2002r Dz.U. 204 Poz Ocena eutrofizacji ze źródeł rolniczych art. 47 ust.8 pkt.1 UPW 2002r Dz.U. 241 poz. 2093

4 Oceny nie ujęte polskimi przepisami Ocena eutrofizacji ze źródeł komunalnych na podstawie dyrektywy 91/271/EWG Ocena wód przeznaczonych do rekreacji na podstawie dyrektywy 2006/7/WE

5 Ocena eutrofizacji ze źródeł komunalnych WskaźnikJednostka Wartość graniczna z rozp. 2002r Dz.U. 241 poz Wartość graniczna stanu bdb 2008r rozp. Dz.U. 162 poz Wartość graniczna stanu db 2008r rozp. Dz.U. 162 poz Proponowana wartość graniczna do oceny eutrofizacji komunalnej Azot amonowy mg N NH4 /dm 3 brak< 0,781,56 Azot Kiejdahla mg N/dm 3 brak<122 Azot azotanowy mg N NO3 /dm 3 >2,2<2,255 Azot ogólnymg N/dm 3 > 5<510 Fosfor ogólny mg P/dm 3 > 0, 25<0,20,4 Fosforanymg P/dm 3 brak 0,1 Chlorofilµg/dm 3 > Wartość graniczna dla klasy II jak w rozporządzeniu z 20 sierpnia 2008 Wskaźnik okrzemkowy - Wartość graniczna dla klasy II jak w rozporządzeniu z 20 sierpnia 2008 Makrofitowy indeks rzeczny - Wartość graniczna dla klasy II jak w rozporządzeniu z 20 sierpnia 2008

6 Algorytm oceny JCW przeznaczonej do celów rekreacyjnych Stwierdzenie występowania eutrofizacji lub zagrożenia eutrofizacją Tak Nie Wskaźniki mikrobiologiczne przekraczają wartości graniczne Elementy jakości fizykochemicznej spełniają kryteria stanu ekologicznego co najmniej dobrego Nie JCWP nie spełnia wymagań Tak JCWP nie spełnia wymagań Nie JCWP nie spełnia wymagań Tak JCWP spełnia wymagania dla wód kąpieliskowych

7 Ocena JCW niemonitorowanych - RDW i Prawo polskie RDW: Państwa Członkowskie mogą dokonywać oceny prawdopodobieństwa, że części wód powierzchniowych w ramach obszaru dorzecza nie spełnią środowiskowych celów jakości za pomocą technik modelowania. (Aneks II) Rozporządzenie (Dz. U. 162 poz. 1008): Jeżeli w jednolitej części wód powierzchniowych nie ustanowiono żadnego punktu pomiarowo-kontrolnego, oceny jej stanu ekologicznego dokonuje się na podstawie wyników uzyskanych dla innej jednolitej części wód powierzchniowych należącej do tej samej kategorii, typu i będącej pod takim samym wpływem wynikającym z działalności człowieka.

8 Ocena niemonitorowanych JCW Przenoszenie oceny na podstawie elementów biologicznych Szacowanie oceny na podstawie elementów fizykochemicznych

9 Przenoszenie oceny biologicznej – idea metody Metodą Analizy skupień pogrupowanie JCW w takie klasy, aby uzyskać jak największą jednorodność oceny biologicznej w grupie, a następnie dołączyć niemonitorowaną JCW do klasy, do której pasuje ona najlepiej pod względem wybranych cech i nadać jej ocenę charakterystyczną dla danej klasy

10 Przenoszenie oceny biologicznej – kryteria Wybrane cechy charakterystyczne JCW wykorzystane do grupowania: Wielkość powierzchni zlewni Szerokość rzeki Typ biologiczny Przynależność do grupy okrzemkowej Użytkowanie terenu Ilość presji punktowych w danej JCW Ocena fizyko-chemiczna Informacja o zagrożeniach wynikających z analizy presji ze źródeł punktowych i obszarowych Wybrane cechy charakterystyczne JCW wykorzystane do grupowania: Wielkość powierzchni zlewni Szerokość rzeki Typ biologiczny Przynależność do grupy okrzemkowej Użytkowanie terenu Ilość presji punktowych w danej JCW Ocena fizyko-chemiczna Informacja o zagrożeniach wynikających z analizy presji ze źródeł punktowych i obszarowych

11 Przenoszenie oceny biologicznej - dane Zbiór danych, obejmował 69 obiektów JCW ze znaną oceną biologiczną Fragment zbioru danych:

12 Analiza skupień – metody hierarchiczne Statistica 8.0

13 Analiza skupień – metody niehierarchiczne Określenie liczby skupień na podstawie dendrogramu metody Warda ~14 skupień ++/-- Kolejny krok -> dołączenie do skupień JCW niemonitorowanych i nadanie im oceny najczęściej występującej w grupie

14 Testowanie metoda oceny elementów jakości biologicznej Grupowanie w skupienia z wykluczeniem JCW, dla których testowane jest przenoszenie oceny biologicznej: JCW1 JCW2 JCW3 JCW4 JCW5

15 Testowanie metody oceny elementów jakości biologicznej, cd. Wynik symulacji przypisywania oceny biologicznej wybranym JCW: Lp.JCWOcena przypisanaOcena rzeczywista 1PLRW III 2PLRW III 3PLRW IIIIV 4PLRW III 5PLRW III

16 Szacowanie oceny na podstawie elementów fizyko-chemicznych Przetestowanie metod statystycznych do analizy stężeń wskaźników fizyko- chemicznych

17 Testowane metody statystyczne Metoda analizy regresji dla stężeń

18 Testowane metody statystyczne Metoda wektorów wspierających (Support Vector Machines ) SVM R=0,644 Statistica 8.0

19 Metoda szacowania stężeń na podstawie informacji o ładunkach Model do oszacowania stężenia C k w profilu k: gdzie: - współczynniki proporcjonalności przepływów Model do oszacowania stężenia C dm w profilach d m : gdzie: - współczynnik rozdziału ładunku L

20 Przygotowanie informacji hydrologicznej 1. Metoda regresji liniowej przepływów w zależności od powierzchni zlewni. 2. Metoda regresji kwadratowej przepływów w zależności od powierzchni zlewni. 3. Metoda zlewni różnicowej. 4. Metoda małych zlewni. 5. Metoda dwuwymiarowej regresji liniowej przepływów w zależności od powierzchni zlewni.

21 Kryterium wyboru: wielkość błędu względnego oszacowania przepływu Przygotowanie informacji hydrologicznej Przykłady badanych funkcji regresji: Regresja liniowa

22 Oszacowanie wartości przepływów Do wyznaczania regresji przepływów w zależności od powierzchni zlewni zaleca się wykorzystanie aktualnych danych hydrologicznych Wielkość powierzchni zlewni jest ograniczeniem stosowalności metody

23 Szacowanie oceny dla profilu na zamknięciu układu JCW ε ε

24 Testowanie metody oceny parametrów fizyko-chemicznych Wynik oszacowania oceny stanu fizyko-chemicznego wybranych JCW: Lp.JCWOcena oszacowanaOcena rzeczywista 1 Układ nr 1, punkt d 2 PLRW YII 2 Układ nr 1, punkt k PLRW II 3 Układ nr 1, punkt d 1 PLRW YY 4 Układ nr 1, punkt k PLRW YY

25 Szacowanie oceny dla profilu na dopływie układu JCW IIYIIIIIIYIIYYI I Y Y IYYY YYY IIYYYY YY YYYYYYYYY YYYYYYYY Zagrożenia wynikające ze źródeł obszarowych 231

26 Testowanie metody oceny elementów jakości fizyko-chemicznej Miesiąc IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXII Wskaźnik C rzeczywiste [mgC/l] 2,252,81 12,852,97 6,189,343,994,873,2 Ogólny węgiel organiczny C oszacowane [mgC/l] 0,612,9 -0,950,932,06 0,990,779,631,764,04 Błąd względny 0,740,17 1,950,60,24 0,380,21,670,10,61 Ocena RzeczywistaOszacowana na podstawie… zgodnie z Rozp…90 percentyla:75 percentyla:50 percentyla: IIII Miesiąc IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXII Wskaźnik C rzeczywiste [mg N -NO3 /l] 1,81,7 0,950,610,58 0,310,320,440,11 N -NO3 C oszacowane [mg N -NO3 /l] 1,222,26 0,910,680,86 -0,370,316,270,415,93 Błąd względny 0,380,33 0,050,521,02 4,250,0211,511,034,93 Ocena RzeczywistaOszacowana na podstawie… zgodnie z Rozp…90 percentyla:75 percentyla:50 percentyla: IYII Miesiąc IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXII Wskaźnik C rzeczywiste [mgP/l] 0,04 0,110,10,12 0,570,940,250,090,04 Fosfor ogólny P C oszacowane [mgP/l] -0,010,04 -0,03 -0,05 0,180-0,230,010,48 Błąd względny 1,510,48 1,291,482,08 0,10,123,390,9110,44 Ocena RzeczywistaOszacowana na podstawie… zgodnie z Rozp…90 percentyla:75 percentyla:50 percentyla: YIIIotrzymuje się wartość ujemną

27 Testowanie metody oceny elementów jakości fizyko-chemicznej RokZlewniaEU_CDNazwa Rzeki Ocena Rzeczywista zgodnie z Rozporządzeniem… Oszacowana na podstawie 50 percentyla 2008"dolna" RabaPLRW Niżowski PotokYII 2008"dolna" RabaPLRW LipnicaYII 2008"dolna" RabaPLRW StradomkaII 2007"dolna" RabaPLRW StradomkaII 2005"górna" RabaPLRW MszankaII 2007RopaPLRW KobylankaYY 2008SkawaPLRW SkawicaIII 2008BiałaPLRW JasieniankaIII

28 Dla ocenianej JCW istnieją pomiary wskaźników fiz- chem. z okresu T-1 (T – rok bieżący) Tak Oceny dokonuje się na podstawie danych z okresu T-1 Nie Dla ocenianej JCW istnieją pomiary wskaźników fiz- chem. z okresu T-2 (T – rok bieżący) Tak Oceny dokonuje się na podstawie danych z okresu T-2 Nie Ustalić liniową zależność regresyjną przepływów średnich miesięcznych od powierzchni zlewni reprezentatywną dla interesujących zlewni Określić przepływy SQ dla cieków: - ocenianej JCW - cieków z których przenoszona będzie informacja dla roku, dla którego dokonywana będzie ocena stanu oraz dwóch lat poprzedzających … Algorytm oceny stanu fizyko-chemicznego

29 Algorytm oceny stanu fizyko-chemicznego c.d. Czy oceniany jest profil na dopływie czy na zamknięciu układu? Profil na zamknięciuProfil na dopływie Znaleźć podobny do ocenianego układ dwóch lub więcej mierzonych JCW (optymalnie trzech), dla których istnieją dane pomiarowe z okresów :T, T-1, T-2 Obliczyć ładunek L zgodnie z opracowanym modelem: Obliczyć średnie 3-letnie ε, z układu wybranego w kroku poprzednim Obliczyć wartości wskaźników zgodnie z opracowanym modelem: Dokonanie oceny stanu JCW zgodnie z obowiązującym rozporządzeniem w oparciu o uzyskane oszacowane wartości stężeń Obliczyć współczynnik χ d rozdziału ładunku L: Obliczyć wartości wskaźników zgodnie ze wzorem: Dokonanie oceny stanu JCW w oparciu o 50 percentyl z uzyskanych oszacowanych wartości stężeń

30 Przygotowanie układów do obliczeń Raba dolna

31 Przygotowanie układów do obliczeń StyczeńLuty

32 Nazwa JCWOcena biologiczna Ocena fiz-chem na podstawie 50 percentylaStan ekologiczny Oszacowane na podstawie bilansu ładunków TusznicaIIIdobry potok GnojskiIIIdobry Potok ŁapczyckiIIIdobry Dopływ spod ZagórzanIIIIumiarkowany SuszankaIIIdobry OlszówkaIIIYumiarkowany SkomielnaIIIYumiarkowany Poniczanka od źródeł do ujściaIIIYumiarkowany KasinkaIIIIIumiarkowany MłynówkaIIbardzo dobry BabicaIVYsłaby TrzemeśniankaIIIYumiarkowany Pomiary z 2007 roku BysinkaIIYumiarkowany PolankaIIIIIumiarkowany Stradomka od źródeł do Tarnawki bez TarnawkiIIIIumiarkowany LubieńkaIIIdobry Oszacowana ocena biol (fiz-chem – WIOŚ) MszankaIIIIIumiarkowany Zbiornik Dobczyce II Raba od źródeł do SkomielnejIIIIIumiarkowany Ocena na podst mniejszej ilości wskaźników KrzczonówkaIIIIIumiarkowany TrzebuńkaIIIdobry Ocena na podstawie pomiarów WIOŚ Raba od Skomielnej do Zb. DobczyceIIYumiarkowany Raba od Zb.Dobczyce do ujściaIIIIIumiarkowany MłynówkaIIIIIumiarkowany KrzyworzekaIVII stan słaby Niżowski PotokIIIYumiarkowany LipnicaIVY stan słaby Królewski PotokIVII stan słaby Stradomka od Tarnawki do ujściaII stan dobry TarnawkaIIIIumiarkowany Potok SaneckaIIIIIumiarkowany Ocena wszystkich JCW w zlewni Raby

33

34 Porównanie ocen dla niemonitorowanych JCW Raby metodą na podstawie bilansu ładunków i analizy skupień z oceną IMiGW Nazwa JCW Ocena biologicznaOcena fiz-chemStan ekologiczny Stan ekologiczny wg oceny IMGW Oszacowane na podstawie bilansu ładunków Tusznica IIIdobry umiarkowany potok Gnojski IIIdobryumiarkowany Potok Łapczycki IIIdobryumiarkowany Dopływ spod Zagórzan IIIIumiarkowany Suszanka IIIdobryumiarkowany Olszówka III Y umiarkowany Skomielna III Y umiarkowanydobry Poniczanka od źródeł do ujścia III Y umiarkowanydobry Kasinka III II umiarkowany Młynówka IIbardzo dobryumiarkowany Babica IV Ysłaby umiarkowany Trzemeśnianka III Y umiarkowany dobry Pomiary z 2007 roku Bysinka II Y umiarkowany dobry Polanka III IIumiarkowanybardzo dobry Stradomka od źródeł do Tarnawki bez Tarnawki III Iumiarkowanybardzo dobry Lubieńka IIIdobry bardzo dobry Oszacowana biol, fiz- chem - WIOŚ Mszanka III II umiarkowanybardzo dobry Zbiornik Dobczyce II dobry Raba od źródeł do Skomielnej III II umiarkowanybardzo dobry ocena na podstawiemniwjszej ilości wskaźników Krzczonówka III II umiarkowanybardzo dobry Trzebuńka II I dobrybardzo dobry

35 Oceny a kryteria porównawcze Oznaczone wsp. korelacji są istotne z p < 0.1 N=69 Powierzchnia zlewni Tereny rolne Tereny zantrop. Ilość presji Zrzut. punkt. Zrzut. obszar. RISKSTATUS Ocena fiz-chem. Ocena biol Powierzchnia zlewni Tereny rolne Tereny zantrop Ilość presji Zrzut. punkt Zrzut. obszar RISKSTATUS Ocena fiz-chem Ocena biol

36 Dokonywanie oceny długich odcinków po modyfikacji sieci JCW i podzieleniu długich odcinków Uwagi do zastosowania

37 Podsumowanie metody oceny stanu ekologicznego W przypadku JCW dla których istnieją tylko informacje o wskaźnikach fizykochemicznych, proponowana metoda zapewnia oszacowanie oceny biologicznej Wykonywanie oceny według zaproponowanej metody przewiduje się jedynie w przypadku gdy JCW nie była objęta monitoringiem w żadnym roku z trzech lat przeznaczonych na wykonywania monitoringu diagnostycznego Organizacja pomiarów monitoringowych powinna uwzględniać przeprowadzanie pomiarów w tym samym okresie czasu dla ppk zlokalizowanych w jednej części zlewni

38 Ze względu na uzyskanie większej wiarygodności ocen na podstawie elementów fizyko-chemicznych, porównywanie wartości z granicznymi wartościami podanymi w rozporządzeniu klasyfikacyjnym powinno być przeprowadzane na podstawie 50-tego percentyla obliczonego na podstawie wartości oszacowanych Podsumowanie metody oceny stanu ekologicznego W terminach w których wykonywane są pobory prób do badań powinna być dostępna informacja hydrologiczna Rzetelne opracowanie analizy presji pod względem lokalizacji i kwantyfikacji wielkości oddziaływania poprawiłoby wiarygodność dokonywanych ocen

39 Nowe metody oceny stanu wód

40 Algorytm EQR 1. Wyznaczanie wartości wskaźników w okresie T dla wszystkich chwil pomiarowych na podstawie pomiarów biologicznych z tego okresu: gdzie - (i = 1,...,N b ) - - zbiór chwil czasu w okresie T w których wykonane zostały pomiary biologiczne K b - liczba pomiarów biologicznych w okresie T; w warunkach polskich K b = Przypisanie danemu wskaźnikowi odpowiadający mu parametr statystyczny: - parametr statystyczny skojarzony z i-tym wskaźnikiem biologicznym wyznaczony na podstawie pomiarów w okresie T, (i = 1,...,N b ) 3. Wyznaczenie oceny na poziomie wskaźników: …

41 Algorytm EQR c.d. 4. Wyliczenie średniej ważonej ocen EQR wskaźników skojarzonych z danym elementem biologicznym:, gdzie: 5. Wyznaczanie ocen stanu biologicznego JCW :, gdzie: 6. Prezentacja stanu biologicznego JCW w okresie T: -Stan bardzo dobry -Stan dobry -Stan umiarkowany -Stan słaby -Stan zły [ ] [ ] [0.4 – 0.6] [0.2 – 0.4] [0 – 0.2]

42

43


Pobierz ppt "Zagadnienia oceny Jednolitych części wód dr inż. Małgorzata Loga Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych."

Podobne prezentacje


Reklamy Google