Impact of runoff prediction on grey water footprint in a small agricultural catchment

• Autorzy: Hejduk Leszek , Hejduk Agnieszka

Identyfikatory

DOI

10.26491/mhwm/95137

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

According to Hoekstra et al. (2011) the water footprint within a geographic area is defined as the total freshwater consumption and pollution within the boundaries of the area. The grey part of the water footprint refers to pollution and is an indicator of the water volume needed to assimilate a pollutant load that reaches a water body. It is possible then, based on the grey water footprint to estimate if the water available in a river at a particular crosssection will be sufficient to maintain a water pollution level (WPL) below 100%. The crossing of 100% indicates that the waste assimilation capacity has been fully consumed in this particular catchment. In this paper, the grey water footprint from nonpoint source pollution has been calculated based on long-term hydrometrological data for the upper part of a small agricultural catchment (area of 23.4 km2 ) (Zagożdżonka River) in central Poland. Based on land use and the amount of fertilizers applied in the catchment, together with information about the natural concentration of nitrogen and phosphorus in the river, as well as maximum acceptable concentration, the water pollution level has been calculated for actual conditions. The estimation of future runoff decreases for the considered catchment (Banasik, Hejduk 2012) has been applied in order to estimate potential future water pollution levels. The calculation shows that, even when the management practices in this catchment remain as they are, including the current extensive crop production, the WPL of 100% will be exceeded in the year 2033 (for phosphorus) and 2043 (for nitrogen) due only to the decreasing availability of water.

Słowa kluczowe

EN

grey water footprint; water pollution level; catchment

• Wydawca: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 7, Iss. 1
• Strony: 41--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hejduk Leszek

• Warsaw University of Life Sciences, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Hejduk Agnieszka

• Warsaw University of Life Sciences, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

Bibliografia

• Banasik K., 1994, Model sedymentogramu wezbrania opadowego w małej zlewni rolniczej, Rozprawy Naukowe i Monografie, 191, SGGW, Warszawa, 120 pp.
• Banasik K., Hejduk L., 2012, Long-term changes in runoff from a small agricultural catchment, Soil and Water Resources, 7 (2), 64-72.
• Banasik K., Hejduk L., Hejduk A., Kaznowska E., Banasik J., Byczkowski A., 2013, Wieloletnia zmienność odpływu z małej zlewni rzecznej w regionie Puszczy Kozienickiej, Sylwan, 157 (8), 578-586.
• Banasik K., Rudzka E., Śmietanka A., 1996, Eutroficzne wskaźniki zanieczyszczeń w odpływie rzecznym z małej zlewni rolniczej, Przegląd Naukowy Wydziału Melioracji i Inżynierii Środowiska, 11, 23-29.
• Byczkowski A., Banasik K., Hejduk L., Mandes B., 2001, Wieloletnie tendencje zmian procesów opadu i odpływu w małych zlewniach nizinnych (na przykładzie rzeki Zagoż- dżonki), [in:] Dynamika obiegu wody w zlewniach rzecznych, J. Jaworski, J. Szkutnicki (eds.), Polskie Towarzystwo Geofizyczne, IMGW, Warszawa, 43-52.
• Dz.U. 2014, poz. 1482, Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 października 2014 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych, Internetowy System Aktów Prawnych, Sejm RP.
• Dz.U. 2016, poz. 1187, Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 lipca 2016 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych, Internetowy System Aktów Prawnych, Sejm RP.
• Franke N.A., Boyacioglu H., Hoekstra A.Y., 2013, Grey water footprint accounting: Tier 1 supporting guidelines, Value of Water Research Report Series No. 65, UNESCO-IHE, Delft, Netherlands, available at http://waterfootprint.org/media/ downloads/Report65-GreyWaterFootprint-Guidelines_1.pdf (data access 03.09.2018).
• Gerbens-Leenes P.W., Hoekstra A.Y., Bosman R., 2018, The blue and grey water footprint of construction materials: steel, cement and glass, Water Resources and Industry, 19, 1-12, DOI: 10.1016/j.wri.2017.11.002.
• Hejduk L., 2011, Estimation of influence of land management on river water quality based on model calculations, [in:] Prediction and reduction of diffuse pollution, solid emission and extreme flows from rural areas - case study of small agricultural catchments, K. Banasik, L. Øygarden, L. Hejduk (eds.), Wydawnictwo SGGW, Warszawa, 111-128.
• Hejduk L., Banasik K., 2008, Zmienność stężenia fosforu w górnej części zlewni rzeki Zagożdżonki, Przegląd Naukowy. Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 17 (4), 57-64.
• Hejduk L., Banasik K., Hejduk A., 2010, Monitoring ilości i jakości wody w małej zlewni, [in:] Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej, 68 (1), B. Więzik (ed.), Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, Warszawa, 401-409.
• Hejduk L., Kaznowska E., Banasik K., 2014, Ocena zmian jakości wód rzeki Zagożdżonki pod względem wybranych elementów fizyczno-chemicznych, [in:] Monografie KGW-PAN, XX, Volume 1: Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej, K. Banasik, L. Hejduk, E. Kaznowska (eds.), KGW-PAN, Warszawa, 371-380.
• Hoekstra A.Y., Chapagain A.K., Aldaya M.M., Mekonnen M.M., 2011, The water footprint assessment manual: setting the global standard, Earthscan, London, Washington, DC, 203 pp.
• Kaznowska E., Hejduk L., 2011, Ocena wybranych charakterystyk ilościowych i jakościowych okresów bezwezbraniowych w rzece Zagożdżonce, Przegląd Naukowy. Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 20 (2), 108-118.
• Li C., Xu M., Wang X., Tan Q., 2017, Spatial analysis of dualscale water stresses based on water footprint accounting in the Haihe River Basin, China, Ecological Indicators, 92, 254-267, DOI: 10.1016/j.ecolind.2017.02.046.
• Liu C., Kroeze C., Hoekstra A.Y., Gerbens-Leenes W., 2012, Past and future trends in grey water footprints of anthropogenic nitrogen and phosphorus inputs to major world rivers, Ecological Indicators, 18, 42-49, DOI: 10.1016/j. ecolind.2011.10.005.
• Mali S.S., Singh D.K., Sarangi A., Parihar S.S., 2017, Crop water footprints with special focus on response formulation: the case of Gomti river basin (India), Environmental Earth Sciences, 76, DOI: 10.1007/s12665-017-7121-8.
• Martínez-Alcalá I., Pellicer-Martínez F., Fernández-López C., 2018, Pharmaceutical grey water footprint: accounting, influence of wastewater treatment plants and implications of the reuse, Water Research, 135, 278-287, DOI: 10.1016/j. watres.2018.02.033.
• Sawa K., Hejduk L., Deelstra J., Øygarden L., 2011, Nutrient output from rural areas on the example of two catchments Skuterud and Zagożdżonka, Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Land Reclamation, 43 (1), 71-85.
• Zhi Y., Yang Z., Yin X., Hamilton P.B., Zhang L., 2015, Using gray water footprint to verify economic sectors’ consumption of assimilative capacity in a river basin: model and a case study in the Haihe River Basin, China, Journal of Cleaner Production, 92, 267-273, DOI: 10.1016/j. jclepro.2014.12.058.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).