Application of Fyris model to evaluate nitrogen leaching in the Nevėžis river basin

Abstract

Nors Nevėžio baseinas sudaro tik 6,2 % Nemuno baseino ploto, iš Nevėžio į Nemuną 2004 m. pateko 9454 t bendrojo azoto ir 298 t bendrojo fosforo. Tai sudaro 22,2 % bendrojo azoto ir 18,2 % Nemuno ties Smalininkais bendrojo fosforo apkrovos. Nevėžio upės taršos bendruoju azotu (N) šaltinių poveikiui nustatyti pasirinktas konceptualusis FYRIS modelis. Kalibruoto FYRIS modelio efektyvumas E = 0,39 buvo pakankamai geras, o koreliacijos koeficientas r = 0,633. Naudojant modelį gautų N koncentracijų kaita tiriamuoju laikotarpiu ne visuose pabaseiniuose vienodai atitinka stebėtas koncentracijas. Pagrindinė modelio ir stebėjimų linijų nesutapimo priežastys yra didelis stebėjimo duomenų išsibarstymas. Geriausiai modeliavimo ir stebėjimų rezultatai dera Nevėžio aukščiau Raudondvario baseinui, kuris integruoja azoto taršą visame Nevėžio baseine. Čia modelio ir stebėjimų ryšio lygtis artima 45° tiesei x ir y ašių atžvilgiu, o determinacijos koeficientas R2 = 0,49. Per 1993-2004 m. tiriamąjį laikotarpį Nevėžio baseine vidutiniškai buvo sulaikoma 26 % azoto. Daugiausia N sulaikoma Nevėžio aukštupyje, kur tankus griovių bei upelių tinklas ir gana daug vandens telkinių. Mažiausiai sulaikoma pabaseinyje aukščiau Raudondvario. Čia atstumas tarp azoto koncentracijos stebėjimo postų nedidelis, o azoto kiekis nuotėkyje iš aukščiau esančio pabaseinio labai didelis. Visuose pabaseiniuose daugiausia azoto patenka iš ariamosios žemės, tik pabaseinyje žemiau Panevėžio 45,9 % azoto patenka iš miestų. Įvertinus gamtinio fono taršą nustatyta, kad iš žemės ūkio gamybos šaltinių įThough the Nevėžis River basin makes only 6.2% of the River Nemunas basin area, 9454 t of total nitrogen and 298 t of total phosphorus enter into the River Nemunas from the Nevėžis River in 2004. That accounts for 22.2% of total nitrogen and 18.2% of total phosphorus load in the River Nemunas at Smalininkai. A conceptual FYRIS model was chosen to identify the impact of the sources of pollution with total nitrogen (N) in the Nevėžis River. The efficiency of the calibrated FYRIS E = 0.39 was fairly good and correlation coefficient: r = 0.633. The model application revealed that not in all sub-basins the variation of model N concentrations during the research period correspond to the monitored. The main reason for the disagreement between the model and monitoring lines is vast dispersal of the monitoring data. The best agreement of the modelling and monitoring results are for the Nevėžis River monitoring post upstream Raudondvaris which integrates the nitrogen pollution in the entire Nevėžis River basin. Here, the equation of the model and monitoring relation is close to 45° line in respect of x and y axes and determination coefficient: R2 = 0.49. During 1993-2004 research period 26% of nitrogen was retained in the Nevėžis basin on average. The greatest amount of N was retained in the headwater of the Nevėžis River with the dense network of ditches and streams and rather big number of lakes and ponds. The least amount is retained in the sub-basin upstream Raudondvaris. Here, the distance between the neighbouring monitoring stations is short and the amount of nitrogen coming from the upstream sub-basin is extremely huge. In all sub-basins the major amount of nitrogen comes from agricultural land, only in the sub-basin downstream Panevėžys 45.9% of nitrogen comes from urban territoriesVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij