Modelowanie matematyczne szansą dla rozpoznania eutrofizacji wód

Współpraca AGH, IMGW-PIB i PGW Wody Polskie pozwoli na zastosowanie narzędzi do modelowania matematycznego w gospodarowaniu wodami, które jest szansą na lepsze rozpoznanie źródła i skali eutrofizacji wód – jednego z kluczowych problemów w zarządzaniu wodami.

Eutrofizacja powstająca na skutek nadmiaru substancji biogennych (tj. głównie azotu i fosforu) odprowadzanych do wód zarówno bezpośrednio i przez spływ powierzchniowy z obszarów użytkowanych rolniczo lub nieuregulowanej gospodarce ściekowej, stanowi istotny problem w gospodarce wodnej. Odpowiednie zidentyfikowanie problemu w danej zlewni jest kluczowe do podjęcia działań zaradczych niwelujących negatywne skutki tego zjawiska. Mimo, że eutrofizacja stanowi istotny problem, to w wielu krajach, w których on występuje to nadal brakuje ujednoliconej metody bilansowania biogenów. Odpowiednia metoda bilansu azotu i fosforu jest nie tylko podstawą do prawidłowego rozpoznania i zdefiniowania źródła ich pochodzenia i skali zjawiska, ale także szansą na rozwiązanie problemów związanych z ich emisją i transportem.

Prowadzone wspólnie przez AGH, IMGW-PIB oraz PGW WP badania prezentują szczegółową analizę szacowania ładunków biogenów wraz ze wskazaniem źródła ich pochodzenia na przykładzie średniej wielkości zlewni rolniczej, tj. zlewni rzeki Wełny. Na potrzeby prowadzonych badań porównano dwa podejścia, tj. wykorzystanie bilansu masy (podejście statyczne) i modelowania z wykorzystaniem platformy cyfrowej – Makromodel DNS/SWAT (podejście dynamiczne). Równoległe zastosowanie dwóch metod pozwoliło, w pierwszej kolejności, na wskazanie wad i zalet stosowania każdego z nich. W toku dalszych prac, biorąc pod uwagę dostępne dane i możliwości analityczne modelu, zaproponowano stosowanie rozwiązań hybrydowych zarówno w skali regionalnej jak i ogólnokrajowej, pozwalających na pełne wykorzystanie zalet obu podejść na potrzeby zarządzania w gospodarce wodnej. Zarekomendowano również dalszy rozwój metod z wykorzystaniem modelowania numerycznego i ich wykorzystanie w administracji.

Artykuł na temat prowadzonych badań  (Estimation of Nutrient Loads With the Use of Mass-balance and Modelling Approaches on the Wełna River Catchment Example (Central Poland. Bojanowski, D., Orlińska-Woźniak, P., Wilk, P., & Szalińska, E.) ich wyników dostępny jest pod linkiem: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17270-4