TRANSPORT NUTRIENTÓW W WODACH RZECZNYCH DRAWIEŃSKIEGO PARKU NARODOWEGO. Grażyna Szpikowska, Józef Szpikowski Uniwersytet im. A.

Transkrypt

1 TRANSPORT NUTRIENTÓW W WODACH RZECZNYCH DRAWIEŃSKIEGO PARKU NARODOWEGO Grażyna Szpikowska, Józef Szpikowski Uniwersytet im. A. Mickiewicza Ocena stopnia przeobrażeń obszarów cennych przyrodniczo Zwierzyniec 3-6 czerwca 2014

2 Cele opracowania rozpoznanie przestrzennego i czasowego zróżnicowania zawartości nutrientów w wodach rzecznych Drawieńskiego Parku Narodowego, określenie wielkości ładunków nutrientów odprowadzanych lub zatrzymywanych w obrębie zlewni cząstkowych środkowej części dorzecza Drawy, wskazanie potencjalnych zagrożeń hydrochemicznych dla funkcjonowania geoekosystemów wodnych środkowej części dorzecza Drawy i Drawieńskiego Parku Narodowego.

3 Lokalizacja obszaru badań na tle podziału fizyczno-geograficznego Polski wg Kondrackiego (2000) 1 - granice mezoregionów, 2 - dorzecze Drawy, 3 - wododziały zlewni badawczych, 4 - numeracja zlewni badawczych: I - zlewnia Moczelskiej Strugi, II - zlewnia Suchej, III zlewnia Słopicy, IV - zlewnia Korytnicy, V - zlewnia Runicy, VI - zlewnia Cieszynki, VII - zlewnia Płocicznej.

4 Lokalizacja obszaru badań i stanowisk pomiarowych na tle dorzecza Drawy, Drawieńskiego Parku Narodowego i otuliny DPN 1 wododział zlewni Drawy, 2 zlewnie badawcze, 3 granica Drawieńskiego Parku Narodowego, 4 granica otuliny DPN, 5 stanowiska hydrometryczne: 1 - Moczelska Struga Moczele, 2 - Sucha Mostniki, 3 - Słopica Międzybór, 4 - Korytnica Nowa Korytnica, 5 - Korytnica Bogdanka, 6 - Płociczna Krępa Krajeńska, 7 Runica Nowy Młyn, 8 - Płociczna Pustelnia, 9 Cieszynka Załomska Huta, 10 Płociczna Głuskie Ostępy. 6 numeracja zlewni badawczych I - zlewnia Moczelskiej Strugi, II - zlewnia Suchej, III zlewnia Słopicy, IV - zlewnia Korytnicy, V - zlewnia Runicy, VI - zlewnia Cieszynki, VII - zlewnia Płocicznej. Dorzecze Drawy: powierzchnia: 3287 km 2 długość rzeki: 200 km ilość jezior o pow. > 1 ha: 473 jeziorność: 4,36%

5 Metody badań terenowych Odczyty stanu wody z łat wodowskazowych łaty wodowskazowe DPN Pomiary przepływu na dopływach Drawy w 11 profilach hydrometrycznych młynek akustyczny ACD firmy OTT Częstość pomiarów: 1/miesiąc Okres obserwacji: listopad 2012 październik 2013 Poprzedzony okresem badań wstępnych: sierpień 2012 październik 2013

6 Właściwości fizykochemiczne wód mierzone w terenie: temperatura wody, przewodność elektrolityczna, ph, stężenie tlenu rozpuszczonego wielofunkcyjny miernik HI9898 firmy Hanna Instruments z sondą wieloparametryczną Metody badań terenowych Częstość pomiarów: 1/miesiąc Okres obserwacji: listopad 2012 październik 2013 Poprzedzony okresem badań wstępnych: sierpień 2012 październik 2013

7 Metody badań laboratoryjnych Laboratorium hydrochemiczne Stacji Geoekologicznej UAM w Storkowie Parametr Metoda Stosowana aparatura zawiesina wodorowęglany HCO 3 - suszarkowo-wagowa aniony miareczkowanie alkacymetryczne suszarka laboratoryjna firmy Binder biureta elektroniczna Digitrate Pro firmy Jencons chlorki Cl - chromatografia jonowa siarczany SO 4 2- azotany NO 3 - fosforany PO 4 3- krzemionka zjonizowana SiO 2 wapń Ca 2+ magnez Mg 2+ sód Na + potas K + jony amonowe NH 4 + chromatografia jonowa chromatografia jonowa spektrofotometryczna - molibdenianowa z chlorkiem cynawym spektrofotometryczna - redukcja do błekitu kationy miareczkowanie wersenianowa spektrometria absorpcji atomowej w płomieniu spektrometria emisji atomowej w płomieniu spektrometria emisji atomowej w płomieniu spektrofotometryczna z odczynnikiem Nesslera chromatograf jonowy DX-120 firmy Dionex spektrofotometr - Spekol 1100 firmy Carl Zeiss biureta elektroniczna Digitrate Pro firmy Jencons spektrometr absorpcji atomowej - SpectrAA-20 Plus firmy Varian spektrofotometr - Spekol 1100 firmy Carl Zeiss

8 Materiały dokumentacyjne Mapy topograficzne 1: PUW 1965 (3) z georeferencją do PUWG 1992 z Archiwum Kartograficznego Wydziału Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM Rastrowa Mapa Podziału Hydrograficznego Polski Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej Dane przestrzenne z Corine Land Cover 2006 EEA zarządzane przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski 1:50 000, PIG Szczegółowa Mapa Hydrogeologiczna Polski, 1:50 000, PIG Dane z pomiarów hydrologicznych (stany wody) DPN

9 Zlewnia Moczelskiej Strugi powierzchnia [km 2 ] długość głównego cieku [km] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] ilość jezior (pow. 1 ha) jeziorność [%] 55,3 8,2 0,029 0, ,08 Profil hydrometryczny Moczelska Struga Moczele

10 Zlewnia Suchej powierzchnia [km 2 ] długość głównego cieku [km] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] ilość jezior (pow. 1 ha) jeziorność [%] 58,7 14,5 0,030 0,51 2 2,79 Profil hydrometryczny Sucha Mostniki

11 Zlewnia Słopicy powierzchnia [km 2 ] długość głównego cieku [km] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] ilość jezior (pow. 1 ha) jeziorność [%] 102,8 15,9 0,42 4,11 9 3,03 Profil hydrometryczny Słopica Międzybór

12 Zlewnia Korytnicy powierzchnia [km 2 ] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] 182,57 1,57 8,61 Profil hydrometryczny Korytnica Nowa Korytnica

13 Zlewnia Korytnicy powierzchnia [km 2 ] długość głównego cieku [km] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] ilość jezior (pow. 1 ha) jeziorność [%] 202,2 40,0 1,91 9, ,83 Profil hydrometryczny Korytnica Bogdanka

14 Zlewnia Płocicznej powierzchnia [km 2 ] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] 80,92 0,63 7,83 Profil hydrometryczny Płociczna Krępa Krajeńska

15 Zlewnia Płocicznej powierzchnia [km 2 ] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] 73,63 2,21 12,83 Profil hydrometryczny Płociczna Pustelnia

16 Zlewnia Płocicznej powierzchnia [km 2 ] długość głównego cieku [km] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] ilość jezior (pow. 1 ha) jeziorność [%] 444,9 51,2 4,13 9, ,36 Profil hydrometryczny Płociczna Głuskie Ostępy

17 Zlewnia Runicy powierzchnia [km 2 ] długość głównego cieku [km] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] ilość jezior (pow. 1 ha) jeziorność [%] 143,3 8,9 0,63 4, ,36 Profil hydrometryczny Runica Nowy Młyn

18 Zlewnia Cieszynki powierzchnia [km 2 ] długość głównego cieku [km] średni przepływ [m 3 s -1 ] odpływ jednostkowy [dm 3 s -1 km -2 ] ilość jezior (pow. 1 ha) jeziorność [%] 121,3 26,9 1,47 12, ,84 Profil hydrometryczny Cieszynka Załomska Huta

19 Zlewnia Drawy Profil hydrometryczny Drawa Rościn

20 Zlewnia Drawy Profil hydrometryczny Drawa Drawnik

21 Zlewnia Drawy Profil hydrometryczny Drawa Zatom

22 Zlewnia Drawy Profil hydrometryczny Drawa Mostniki

23 Zlewnia Drawy geologia wg Mapy Geologicznej Polski 1: , red. nauk. L. Marks, A. Ber, W. Gogołek, K. Piotrowska, Ministerstwo Środowiska, Państwowy Instytut Geologiczny, 2006

24 Zlewnia Drawy geologia Przekroje wg SMGP 1:50 000, PIG B A A B

25 Zlewnia Drawy geomorfologia wg Przeglądowej Mapy Geomorfologicznej Polski 1: , red. L. Starkel, Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN Rynny subglacjalne (jeziorne) Równiny terasowe

26 Wielkość odpływu jednostkowego ze zlewni cząstkowych zlewnie 1-10: na podstawie średnich przepływów z okresu sierpień 2012 październik 2013 zlewnie 11-13: dane z roku 1997 (Nowacki 1998) Nr zlewni cząstkowej Nazwa Odpływ jednostkowy [dm 3 km -2 s -1 ] 1 Moczelska Struga 0,49 2 Sucha 0,51 3 Słopica 3,95 4 Korytnica do Nowej Korytnicy 8,59 5 Korytnica od Nowej Korytnicy do Bogdanki 16,11 6 Płociczna do Krępy Krajeńskiej 7,52 7 Runica 4,60 8 Płociczna od Krępy Krajeńskiej do Pustelni 12,93 9 Cieszynka 13,04 10 Płociczna od Pustelni do Głuskich Ostępów 15,42 11 Drawa od Rościna do Drawnika 0,37 12 Drawa od Drawnika do Zatomia -45,29 13 Drawa od Zatomia do Mostników 12,45

27 Zlewnia Drawy użytkowanie ziemi i pokrycie terenu na podstawie CLC 2006 ZLEWNIA MOCZELSKIEJ STRUGI ZLEWNIA SUCHEJ ZLEWNIA DRAWY ZLEWNIA SŁOPICY ZLEWNIA KORYTNICY ZLEWNIA PŁOCICZNEJ ZLEWNIA RUNICY ZLEWNIA CIESZYNKI

28 Udział wód, obiektów antropogenicznych, terenów rolniczych i lasów w użytkowaniu ziemi i pokryciu terenu (dorzecze Drawy i zlewnie rzek środkowej części dorzecza Drawy)

29 Właściwości fizykochemiczne wód rzecznych środkowej części dorzecza Drawy Średni procentowy skład jonowy wód rzecznych (na podst. stężeń w meq dm -3 ) Typ hydrogeochemiczny (wg klasyfikacji Szczukariewa) HCO Ca 2+

30 Właściwości fizykochemiczne wód rzecznych środkowej części dorzecza Drawy Średnie ważone wartości przewodności elektrolitycznej Średnie ważone wartości ph Wody o ph w zakresie 7-9: wg Pazdro (1983) - - słabozasadowe

31 Zmienność czasowa właściwości fizykochemicznych wód rzecznych środkowej części dorzecza Drawy 400 Zmienność czasowa przewodności elektrolitycznej w punktach pomiarowych MOCZELSKA STRUGA S cm -1 SUCHA SŁOPICA KORYTNICA NW. KORYT. KORYTNICA BOGDANKA PŁOCICZNA KRĘPA KRAJ. RUNICA PŁOCICZNA PUSTELNIA CIESZYNKA PŁOCICZNA GŁUSKIE OST Zróżnicowanie przewodności elektrolitycznej w punktach pomiarowych Współczynnik zmienności Cv przewodności elektrolitycznej 1-9% (Moczelska Struga 17%)

32 Zakwity wód rzecznych środkowej części dorzecza Drawy (obserwacje 1/miesiąc, VIII.2012 X.2013) DRAWA ROŚCIN 2 DRAWA DRAWNIK 3 SŁOPICA MIEDZYBÓR 4 DRAWA ZATOM 5 KORYTNICA BOGD. 6 PŁOCICZNA GŁ. OSTĘPY 7 SUCHA MOSTNIKI 8 DRAWA MOSTNIKI 9 MOCZELSKA STRUGA 10 CIESZYNKA 11 RUNICA 12 PŁOCICZNA KRĘPA KR. 13 KORYTNICA NW. KOR. 14 PŁOCICZNA PUSTELNIA 15 PUCHATEK

33 Średnie stężenia składników biogennych w wodach rzecznych środkowej części dorzecza Drawy w roku hydrologicznym 2013 Współczynnik zmienności Cv: NO % NH % PO %

34 Zmienność czasowa stężeń NO 3 - w wodach rzecznych środkowej części dorzecza Drawy w roku hydrologicznym Zróżnicowanie stężenia NO 3 - w punktach pomiarowych 8 mg dm -3 MOCZELSKA STRUGA SUCHA SŁOPICA KORYTNICA NW. KORYT. KORYTNICA BOGDANKA PŁOCICZNA KRĘPA KRAJ. RUNICA PŁOCICZNA PUSTELNIA CIESZYNKA PŁOCICZNA GŁUSKIE OST. DRAWA ROŚCIN DRAWA DRAWNIK DRAWA ZATOM DRAWA MOSTNIKI PUCHATEK

35 Zmienność czasowa stężeń NH 4 + w wodach rzecznych środkowej części dorzecza Drawy w roku hydrologicznym Zróżnicowanie stężenia NH 4 + w punktach pomiarowych 0.6 mg dm -3 MOCZELSKA STRUGA SUCHA SŁOPICA KORYTNICA NW. KORYT. KORYTNICA BOGDANKA PŁOCICZNA KRĘPA KRAJ. RUNICA PŁOCICZNA PUSTELNIA CIESZYNKA PŁOCICZNA GŁUSKIE OST. DRAWA ROŚCIN DRAWA DRAWNIK DRAWA ZATOM DRAWA MOSTNIKI PUCHATEK

36 Zmienność czasowa stężeń PO 4 3- w wodach rzecznych środkowej części dorzecza Drawy w roku hydrologicznym Zróżnicowanie stężenia PO 4 3- w punktach pomiarowych 0.3 mg dm -3 MOCZELSKA STRUGA SUCHA SŁOPICA KORYTNICA NW. KORYT. KORYTNICA BOGDANKA PŁOCICZNA KRĘPA KRAJ. RUNICA PŁOCICZNA PUSTELNIA CIESZYNKA PŁOCICZNA GŁUSKIE OST. DRAWA ROŚCIN DRAWA DRAWNIK DRAWA ZATOM DRAWA MOSTNIKI PUCHATEK

37 Ładunki materiału rozpuszczonego wprowadzane do Drawy przez kolejne dopływy w środkowej części dorzecza (rok hydrolog. 2013) Udział poszczególnych dopływów w dostawie materiału rozpuszczonego do Drawy

38 Ładunki nutrientów wprowadzane do Drawy przez dopływy środkowej części dorzecza w roku hydrologicznym 2013 NO t rok -1 PO t rok -1 NH t rok -1

39 Rola pokrycia/użytkowania terenu w dostawie nutrientów do wód rzecznych Zależność średniego stężenia NO 3 - w wodach rzecznych SŁOPICY - 1 KORYTNICY - 2 MOCZELSKIEJ STRUGI - 3 SUCHEJ - 4 PŁOCICZNEJ - 5 od powierzchni obszarów rolniczych i antropogenicznych w zlewni Zależność rocznego ładunku NO 3 - odprowadzanego wodami rzecznymi SŁOPICY - 1 KORYTNICY - 2 MOCZELSKIEJ STRUGI - 3 SUCHEJ - 4 PŁOCICZNEJ 5 od powierzchni obszarów rolniczych i antropogenicznych w zlewni

40 Udział rocznego ładunku azotu odprowadzanego z poszczególnych zlewni rzecznych środkowej części dorzecza Drawy w rocznym ładunku azotu dostarczanego do zlewni w postaci nawozów przy symulowanym nawożeniu na poziomie 70 kg N ha -1

41 Wielkość odprowadzanych/zatrzymywanych ładunków nutrientów w zlewniach cząstkowych środkowej części dorzecza Drawy (rok hydrologiczny 2013) 1. zlewnia Moczelskiej Strugi do profilu Moczele, 2. zlewnia Suchej do profilu Mostniki, 3. zlewnia Słopicy do profilu Międzybór, 4. zlewnia Korytnicy do profilu Nowa Korytnica, 5. zlewnia różnicowa Korytnicy pomiędzy profilami Nowa Korytnica i Bogdanka, 6. zlewnia Płocicznej do profilu Krępa Krajeńska, 7. zlewnia Runicy do profilu Nowy Młyn, 8. zlewnia różnicowa Płocicznej pomiędzy profilami Krępa Krajeńska i Pustelnia bez zlewni Runicy, 9. zlewnia Cieszynki do profilu Załomska Huta, 10. zlewnia różnicowa Płocicznej pomiędzy profilami Pustelnia i Głuskie Ostępy bez zlewni Cieszynki, 11. zlewnia różnicowa Drawy pomiędzy profilami Rościn i Drawnik, 12. zlewnia różnicowa Drawy pomiędzy profilami Drawnik i Zatom bez zlewni Słopicy, 13. zlewnia różnicowa Drawy pomiędzy profilami Zatom i Mostniki bez zlewni Moczelskiej Strugi, Suchej i Korytnicy

42 Wielkość odprowadzanych/zatrzymywanych ładunków nutrientów w zlewniach cząstkowych środkowej części dorzecza Drawy a mokra depozycja atmosferyczna nutrientów 0,933 Mokra depozycja atmosferyczna [t km -2 rok -1 ] NO 3-0,933 NH 4 + 0,418 PO 4 3-0,006 0,006 0, zlewnia Moczelskiej Strugi do profilu Moczele, 2. zlewnia Suchej do profilu Mostniki, 3. zlewnia Słopicy do profilu Międzybór, 4. zlewnia Korytnicy do profilu Nowa Korytnica, 5. zlewnia różnicowa Korytnicy pomiędzy profilami Nowa Korytnica i Bogdanka, 6. zlewnia Płocicznej do profilu Krępa Krajeńska, 7. zlewnia Runicy do profilu Nowy Młyn, 8. zlewnia różnicowa Płocicznej pomiędzy profilami Krępa Krajeńska i Pustelnia bez zlewni Runicy, 9. zlewnia Cieszynki do profilu Załomska Huta, 10. zlewnia różnicowa Płocicznej pomiędzy profilami Pustelnia i Głuskie Ostępy bez zlewni Cieszynki, 11. zlewnia różnicowa Drawy pomiędzy profilami Rościn i Drawnik, 12. zlewnia różnicowa Drawy pomiędzy profilami Drawnik i Zatom bez zlewni Słopicy, 13. zlewnia różnicowa Drawy pomiędzy profilami Zatom i Mostniki bez zlewni Moczelskiej Strugi, Suchej i Korytnicy

43 Rozpoznanie zmian stężeń nutrientów w profilu Słopicy Dominikowo Gładysz Słopica profil podłużny rzeki Niemieńsko Międzybór

44 Ź r ó d ł a d o s t a w y n u t r i e n t ó w zlewnia Słopicy

45 Ź r ó d ł a d o s t a w y n u t r i e n t ó w zlewnia Słopicy

46 Ź r ó d ł a d o s t a w y n u t r i e n t ó w zlewnia Słopicy

47 Ź r ó d ł a d o s t a w y n u t r i e n t ó w zlewnia Słopicy

48 Ź r ó d ł a d o s t a w y n u t r i e n t ó w zlewnia górnej Płocicznej

49 Ź r ó d ł a d o s t a w y n u t r i e n t ó w zlewnia Korytnicy Zapora w Sówce Korytnica profil podłużny rzeki Stopień młyna wodnego w Jaźwinach

50 Wnioski Wielkość stężeń nutrientów w wodach rzecznych środkowej części dorzecza Drawy nie wskazuje na duże zanieczyszczenie wód powierzchniowych (klasa bardzo dobra ).

51 Wnioski Szczególnej kontroli powinny podlegać rzeki wykazujące najwyższe stężenia jonów azotanowych: górna Płociczna (profil Krepa Krajeńska), Korytnica (profil Bogdanka) i Słopica (profil Międzybór).

52 Wnioski Geoekosystemy zlewni rzecznych środkowej części dorzecza Drawy wykazują swoistą odporność na dostawę nutrientów.

53 Wnioski Ilość azotanów odprowadzanych ze zlewni rzecznych, w których występują jeziora przepływowe nie reprezentuje całego ładunku wynoszonego z obszarów rolniczych, ponieważ część podlega retencji w zbiornikach wodnych. Daje to efekt oczyszczania wód rzecznych, ale sprzyja eutrofizacji jezior.

54 Wnioski Ograniczenie nawożenia azotem do poziomu 60 kg N ha -1 powinno znacząco zredukować zawartość azotu w wodach powierzchniowych Drawieńskiego Parku Narodowego.

55 DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ