EKOHYDROLOGIA UNESCO IHP

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "EKOHYDROLOGIA UNESCO IHP"

Bogumił Czajka
8 lat temu
Przeglądów:

1 Modele ekohydrologiczne jako narzędzie integrujące dla wspierania decyzji w gospodarowaniu wodami i osiąganiu dobrego stanu/potencjału ekologicznego wód. Jan Bocian Interdyscyplinarne Centrum Oceny i Zarządzania Wodami Śródlądowymi Uniwersytetu Łódzkiego

2 EKOHYDROLOGIA UNESCO IHP KLIMAT JAKOŚĆ WODY Procesy Hydrologiczne Procesy biologiczne GEOMORFOLOGIA ZASOBY WODNE (Zalewski, et al. 1997,) Interdyscyplinarne Centrum Oceny i Zarządzania Wodami Śródlądowymi Uniwersytetu Łódzkiego

3 MODELOWANIE PROCESÓW HYDROLOGICZNYCH: modele przepływu modele opad/odpływ modele transportu rumowiska i zanieczyszczeń modele symulacyjne MODELOWANIE PROCESÓW EKOLOGICZNYCH: modele osobnicze modele populacji modele zaleŝności międzygatunkowych modele ekosystemów Modele matematyczne modele systemów przyrodniczych Interdyscyplinarne Centrum Oceny i Zarządzania Wodami Śródlądowymi Uniwersytetu Łódzkiego

modele populacji modele zaleŝności międzygatunkowych modele ekosystemów Modele matematyczne modele

4 Model matematyczny - Program Regionalny Warta Zakres terytorialny zakres terytorialny opracowania Warta Kościelec Grabów Ner Dąbie Świnice Warckie Łęczyca Uniejów Wartkowice Parzęczew Poddębice Dalików Bzura Zgierz Prosna Prosna Pyszna Oleśnica śeglina Wa ta r Pichna Liswarta Pichna z Pis Aleksandrów Ł. Wieruszów Bolesławiec Galewice Sokolniki Goszczanów Błaszki Brąszewice Klonowa Lututów Biała Łubnice Mokrsko Skomlin Warta Wróblew CzarnoŜyły Ostrówek Wieluń Brzeźnio Pątnów Złoczew Pęczniew Sieradz Zapolice Wierzchlas Burzenin Konopnica Osjaków Zadzim Widawka Nieciecz ia Szadkowic W i e r ni c a Działoszyn Widawa Simianowice Szadek Zduńska Wola Zapolice Rusiec Kiełczygłów Grabia Warta Ner Lutomiersk Sędziejowice Pajęczno Wodzierady Buczek Zelów Szczerców Rząśnia Łask Widawka Krasówka Konstantynów Ł. ŁÓDŹ Dobroń Pabianice Kluki Sulmierzyce Strzelce Wielkie Nowa Brzeźnica Kleszczów Lgota Wielka Ładzice Dłutów Ksawerów DruŜbice Bełchatów Kamieńsk Dobryszyce Radomsko Ner Rzgów Tuszyn Gomunice Grabica Kodrąb Brójce Kobiele Wielkie Gidle śytno Wier

Wieruszów Bolesławiec Galewice Sokolniki Goszczanów Błaszki Brąszewice Klonowa Lututów Biała Łubnice Mokrsko Skomlin Warta Wróblew CzarnoŜyły Ostrówek Wieluń Brzeźnio Pątnów Złoczew Pęczniew Sieradz

5 Zadania inwestycyjne w zakresie Programu Regionalnego WARTA ochrona przeciwpowodziowa i mała retencja ekohydrologia, gospodarka wodnościekowa i biotechnologie ekosystemowe dla poprawy jakości wody gospodarka odpadowa melioracje szczegółowe Interdyscyplinarne Centrum Oceny i Zarządzania Wodami Śródlądowymi Uniwersytetu Łódzkiego

biotechnologie ekosystemowe dla poprawy jakości wody gospodarka odpadowa

6 Koszty realizacji Programu Regionalnego Warta w zakresie gospodarki wodno-ściekowej powyŝej 3,5 mld zł ochrony przeciwpowodziowej, małej retencji i melioracji szczegółowych powyŝej 0,6 mld zł Interdyscyplinarne Centrum Oceny i Zarządzania Wodami Śródlądowymi Uniwersytetu Łódzkiego

retencji i melioracji szczegółowych powyŝej 0,6 mld zł

7 NAKŁADY INWESTYCYJNE NA REALIZACJĘ PROGRAMU REGIONALNEGO WARTA Gospodarka wodno-ściekowa [tys. zł] miasta powyŝej 25 tys.mieszkańców miejscowości poniŝej 25 tys.mieszkańców (2001, Program Regionalny Warta)

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 miasta powyŝej

8 Teren badań Model retencji w zbiorniku zaporowym Jeziorsko mln m lut 98 mar 98 kwi 98 maj 98 cze 98 lip 98 sie 98 wrz 98 paź 98 lis 98 gru 98 sty 99 lut- 99 Powierzchnia zlewni Zbiornika Jeziorsko 9040km 2

9 ZAŁOśENIA MODELU MATEMATYCZNEGO Przy zadanych warunkach budowy i rozbudowy istniejących oczyszczalni ścieków, budowy zbiorników zaporowych, polderów zalewowych etc. ilościowe i jakościowe porównanie róŝnych scenariuszy realizacji zadań Programu Regionalnego Warta i ich wpływu na poprawę jakości wody w Zb. Jeziorsko analiza zamian warunków środowiska w aspekcie globalnych zmian klimatu Interdyscyplinarne Centrum Oceny i Zarządzania Wodami Śródlądowymi Uniwersytetu Łódzkiego

ilościowe i jakościowe porównanie róŝnych scenariuszy realizacji zadań Programu Regionalnego Warta i ich wpływu na

10 MODEL KOMPUTEROWY JAKO PRÓBA OPTYMALIZACJI STEROWANIA ROZLEGŁYM SYSTEMEM EKOLOGICZNO- EKONOMICZNYM Rekomendacje i decyzje Koordynator Programu Scenariusze strategii realizacji PRW Warunki graniczne podejmowania decyzji Wyniki symulacji komputerowej Scenariusze zmian warunków środowiska Baza danych Model rzeki Warty Monitoring Model Zb. Jeziorsko

realizacji PRW Warunki graniczne podejmowania decyzji Wyniki symulacji komputerowej

11 Etap 1 utworzenie bazy danych obejmującej hydrochemię rzeki Warty statystyczna analiza danych

12 RIVER POINT KM YEAR MONTH DAY FLOW(M3) WARTA KRĘCIWILK 791, ,68 WARTA KRĘCIWILK 791, ,68 WARTA KRĘCIWILK 791, ,68 WARTA KRĘCIWILK 791, ,68 WARTA KRĘCIWILK 791, ,65 WARTA KRĘCIWILK 791, ,72 WARTA KRĘCIWILK 791, ,72 WARTA KRĘCIWILK 791, ,72 WARTA KRĘCIWILK 791, ,72 WARTA KRĘCIWILK 791, ,72 WARTA KRĘCIWILK 791, ,64 WARTA KRĘCIWILK 791, ,58 WARTA KRĘCIWILK 791, ,54 WARTA KRĘCIWILK 791, ,54 WARTA KRĘCIWILK 791, , L.p. Gmina Liczba mieszkańców w zlew ni Liczba mieszkańców rów now aŝnych Oczyszczalnie istniejące miejscow ość odbiornik ścieków Typ oczyszczalni Q nominalne [m 3 /d] Q rzeczywiste śr.d. [m 3 /d] Rok oddania BZT 5 Odpływ Azot fosfor Efekt oczyszczania 1 Kleszczów Kleszczów 200 SBOS 200 Widawka 150 Łękińsko 200 SBOS 200 Widawka 120 śłóbnica 100 SBOS 100 Krasówka 90 Łuszczanow ice 200 SBOS 200 Krasówka w łaściw y w łaściw y w łaściw y w łaściw y

0,72 WARTA KRĘCIWILK 791,6 1972 1 11 0,64 WARTA KRĘCIWILK 791,6 1972 1 12 0,58 WARTA KRĘCIWILK 791,6 1972 1 13 0,54 WARTA KRĘCIWILK 791,6 1972 1 14 0,54 WARTA KRĘCIWILK 791,6 1972 1 15 0,54 1200 1000

13 Warunki hydrologiczne w latach charakterystycznych dzień roku przepływ [m 3 /s]

350 300 250 200 150 100 50 0 Warunki hydrologiczne w latach

14 Etap 2 Podzielenie zlewni Warty na 1024 komórki: sześciokąty prawidłowe o boku 1,27km i powierzchni 420ha Przy zadanych parametrach kaŝda komórka analizowana jest oddzielnie Efekt końcowy jest wynikiem zliczenia rezultatów wszystkich komórek

parametrach kaŝda komórka analizowana jest oddzielnie Efekt

16 Analiza procesów w komórkach Opad Ewapotranspiracja Spływ powierzchniowy Odpływ ścieków Oczyszczalnie ścieków Odpływ wód podziemnych Przepływ rzeczny

17 Etap 3 Analiza właściwości hydrochemicznych rzeki Warty FOSFOR mała zmienność w czasie i przestrzeni AZOT duŝa zmienność, układ dynamiczny Model bilansu azotu i jego związków

18 Etap 4 - Równania dynamiki azotu Komórki lądowe N s (t+1,i)=n s (t,i)+n input (t,i)+n des (t,i)-n gro (t,i)- N filt (t,i) B plant (t+1,i)=b plant (t,i)+n gro (t,i)-n des (t,i) Komórki z odcinkiem rzeki N w (t+1,i)=n w (t,i)+n flow -N prod +N mort -N sed B phyto (t+1,i)=b phyto (t,i)+n prod -N mort

(t,i)+n gro (t,i)-n des (t,i) Komórki z odcinkiem rzeki N w (t+1,i)=n w

19 Etap 5 Dopływ biogenów z obszarowych źródeł zanieczyszczeń ZałoŜenia dotyczące transportu biogenów wodach podziemnych: Wartość ładunków przyjęta zgodnie z opracowaniem w ramach identyfikacji obszarowych źródeł zanieczyszczeń Odry pochodzenia rolniczego kierunek spływu podziemnego jest taki sam jak spływu powierzchniowego

opracowaniem w ramach identyfikacji obszarowych źródeł zanieczyszczeń Odry

20 OCZYSZCZALNIE ŚCIEKÓW KOMUNALNYCH o przepustowości powyŝej 100 m 3 /d Goszczanów Błaszki Wróblew Brąszewice Brzeźnio Klonowa Pęczniew Zadzim Wodzierady Warta Szadek Ksawerów Pabianice Dobroń Sieradz Zduńska Wola Łask Dłutów Zapolice Buczek Sędziejowice DruŜbice Burzenin Widawa Zelów Tuszyn Grabica Wieruszów Bolesławiec Legenda: Galewice Sokolniki Łubnice Skomlin Lututów Biała Mokrsko CzarnoŜyły Wieluń Ostrówek Pątnów Złoczew Wierzchlas Konopnica Osjaków Siemkowice Działoszyn Rusiec Kiełczygłów Szczerców Rząśnia Pajęczno Kluki Sulmierzyce Strzelce Wielkie Nowa Brzeźnica Kleszczów Lgota Wielka Ładzice Bełchatów Kamieńsk Dobryszyce Radomsko Gomunice Kodrąb Kobiele Wielkie Oczyszczalnia o przepustowości powyŝej 2000 m 3 /d Oczyszczalnia o przepustowości od 500 do 2000 m 3 /d Oczyszczalnia o przepustowości od 100 do 500 m 3 /d Oczyszczalnia odprowadzająca ścieki poza zlewnię Warty Gidle śytno

Wieluń Ostrówek Pątnów Złoczew Wierzchlas Konopnica Osjaków Siemkowice Działoszyn Rusiec Kiełczygłów Szczerców Rząśnia Pajęczno Kluki Sulmierzyce Strzelce Wielkie Nowa Brzeźnica Kleszczów Lgota

21 Charakterystyka grup oczyszczalni ścieków ładunek ODPŁYW [kg/dobe] [m3/dobe] pow_500 Grupa 1 Grupa 2 Grupa 3 Grupa 4 Grupa 5 Grupa pow _500 Grupa 1 Grupa 2 Grupa 3 Grupa 4 Grupa 5 Grupa 6 KOSZT [tys. EUR] Q [m3/dobe] N [kg/dobe] Koszt [tys. P [kg/dobe] EUR]

22 Etap 6 - Transport materii w korycie rzecznym analiza komórek zawierających odcinek rzeki w kierunku przeciwnym przepływowi dobowy godzinny krok czasowy uwzględnienie sezonowej dynamiki na podstawie wieloletniej bazy hydrologicznej Zbiornik Jeziorsko- odcinek rzeki o zwolnionej prędkości przepływu i duŝej objętości nurtu

23 Model rzeki transport dopływ przez strefy ekotonowe produkcja pierwotna fitoplankton dopływ fosfor w wodzie dekompozycja odpływ sedymentacja transport z wodami gruntowymi

25 (Bocian, Klekowski, Zalewski 2002)

26 Uproszczony model wspierania decyzji inwestycyjnych MWDI WARTA w.3.0

Podobne dokumenty

Specjalistycznych Podstawowych Łódź Miasto Łódź Łódź Miasto Łódź 18

Rejony operacyjne zespołów ratownictwa medycznego w 200 r. Lp. Numer TERYT Miejsce wyczekiwania Obszar objęty rejonem działania Liczba zespołów rejonu operacyjnego Specjalistycznych Podstawowych. 0 060