Projekti / Programi
Primerjalna študija ekosistemskih storitev in upravljanja v kontrastnih rečnih sistemih Slovenije
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.20.00 |
Tehnika |
Vodarstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T270 |
Tehnološke vede |
Okoljska tehnologija, nadzor onesnaženja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.07 |
Tehniške in tehnološke vede |
Okoljsko inženirstvo |
ekosistemske storitve, upravljanje, modeliranje, porečja, stresorji
Raziskovalci (23)
Organizacije (4)
Povzetek
Predlagani projekt gradi na pomanjkljivostih nadzora nad kakovostjo površinskih voda, kot ga predpisuje evropska direktiva za vode (WFD) in se izvaja tudi v Sloveniji. Problem je bil prepoznan z vidika različnih strok, povezanih v projektni konzorcij: biogeokemičnega (IJS), ekološkega (NIB) ter hidrološkega (UL FGG). Dosedanji način nadzora nad kemijskim in ekološkim stanjem vodnih teles temelji na okoljskih indikatorjih, ki so izpeljani na podlagi meritev fizikalnih, kemijskih, bioloških in hidromorfoloških elementov. Glavni pomanjkljivosti dosedanjega pristopa sta, da tovrsten pristop (i) ne omogoča vpogleda v procese, ki privedejo do določenega stanja zaradi prisotnosti različnih stresorjev, predvsem pa (ii) ne upošteva sinergističnega učinka teh stresorjev na nivoju porečij. V ta namen je v našem projektu kot rešitev predlagan pristop, ki za ugotavljanje vpliva različnih stresorjev na stanje voda uporablja matematične modele. Osnovni izziv, ki ga želimo nasloviti, je torej zasuk na področju upravljanja z vodami (oz. kakovostjo voda), z odmikom od dosedanjega spremljanja okoljskih indikatorjev k celovitemu modeliranju stanja. Razlika med obema pristopoma je predvsem v tem, da upravljanje z vodami na osnovi indikatorjev neposredno uporablja podatke monitoringa in skuša na podlagi izmerjenih vrednosti dokaj neposredno inducirati ukrepe. Ta pristop je pomanjkljiv, ker ne upošteva vseh možnih procesov, ki lahko privedejo do opazovanega stanja, hkrati pa z izvajanjem ukrepov za izboljšanje stanja obravnavani sistem (oz. porečje) izpostavlja nekontroliranim preizkusom.
Predlagani pristop, ki temelji na modeliranju kakovosti voda na nivoju porečja, sloni na hipotezi, da je osnovno orodje, ki se uporablja za podporo odločitvam, matematični model. Slednji obravnava pritiske (stresorje), njihovo dinamiko ter mehanizme transporta in presnavljanja, ki so v veliki meri vezani na tok vode. Meritve (monitoring stanja voda) služijo v tem okviru predvsem za umerjanje in validacijo modela. Prednost predlaganega pristopa je, da se lahko preko postopka validacije modela sočasno izvaja tudi identifikacija anomalij (odstopanj med modelirano in izmerjeno vrednostjo izbrane spremenljivke). Model porečja omogoča enostavno testiranje različnih hipotez in modelno podprto izbiro čim bolj optimalne rešitve načrtovanih ukrepov za potrebe izboljšanja kakovosti voda.
Med drugim bo v okviru predlaganega projekta izdelan prostorski (GIS) model virov onesnaženja, ki bo omogočal identifikacijo in klasifikacijo emisijskih virov. S pomočjo omenjenega modela bodo generirani vhodni podatki, potrebni za celostno modeliranje snovnih tokov na ravni porečij. Pri tem bo poleg osnovnih snovnih tokov (voda, hranila) obravnavano tudi sproščanje izbranih onesnažil in sicer v treh kontrastnih eksperimentalnih porečjih s specifičnimi okoljskimi problemi (Kamniška Bistrica, Idrijca, Pesnica). Po potrebi bo za transport sedimenta, hranil in onesnažil v samem vodotoku uporabljen hidravlični model, ki temelji na visoko resolucijskih LIDAR podatkih. Vsi uporabljeni modeli bodo umerjeni in validirani s pomočjo serije v laboratoriju in na samem terenu izmerjenih fizikalno-kemijskih parametrov in bioloških indikatorjev stresa. Uporabnost modela, vključno z analizami raznovrstnih okoljskih scenarijev, bo testirana v vseh treh testnih porečjih, izpostavljenih pritiskom zaradi različnih stresorjev. Tovrsten modelni pristop ima veliko možnosti uporabe, posebno za projektnega partnerja iz gospodarstva (IEI), ki izvaja konkretne aplikativne projekte na področju načrtovanja posegov v vodna okolja.
Pomen za razvoj znanosti
Upravljanje s kakovostjo voda ima v okviru upravljanja z vodami pestro zgodovinsko ozadje, pri čemer lahko prvi sistematičen pristop k tovrstnemu upravljanju zasledimo že v obdobju rimskega cesarstva. Moderno upravljanje s kakovostjo voda ni osredotočeno samo na konvencionalna onesnažila, ampak tudi na prednostne snovi in ostala napredna onesnažila (npr. nanodelce in farmacevtska sredstva), zaradi česar predstavlja področje upravljanja s kakovostjo voda izredno kompleksno in aktivno znanstveno področje. Inovativnost predlaganega projekta je razvidna iz naslednjih značilnosti projekta: 1) Ponujamo nov pristop k upravljanju s kakovostjo voda, pri čemer lahko uporabljeni/generirani modeli za modeliranje kakovosti voda na ravni porečij služijo kot referenčna orodja za sprejemanje odločitev in iskanje optimalnih rešitev načrtovanih ukrepov za potrebe izboljšanja kakovosti voda. Merjeni podatki tako niso neposredno uporabljeni v procesu odločanja, ampak le v postopku umerjanja/validacije modelov ter za prepoznavanje novih modelnih hipotez, v kolikor se rezultati modela ne ujemajo z dejanskimi meritvami. 2) Ponujamo interdisciplinarni pristop, kjer so vsi partnerji aktivno sodelovali že pri oblikovanju predloga projekta, pri čemer je bila jasno opredeljena njihova vloga pri doseganju rezultatov projekta. 3) Vključevanje javnosti v projekt (v obliki pogovorov z lokalnim prebivalstvom in sestankov s predstavniki občin na območju testnih porečij) pomembno prispeva k relevantnosti rezultatov projekta. 4) Validacija predlaganega pristopa na primeru kontrastnih porečij je pomembna predvsem z vidika morebitne ekstrapolacije rezultatov projekta na druga (slovenska in tuja) porečja. Zaradi zgoraj opisanih značilnosti lahko rezultate projekta prepoznamo kot inovativne in pomembne za znanstveno področje upravljanja s kakovostjo voda.
Pomen za razvoj Slovenije
Neposreden vpliv na slovensko gospodarstvo in družbo se kaže v obliki izboljšanja procesa izvajanja vodne direktive. Direktiva zastavlja zelo ambiciozne cilje, ki trenutno še niso v celoti implementirani. Kar manjka, je jasno opredeljeno sprejemanje odločitev, ki bi moralo temeljiti na matematičnih modelih. Projekt ponuja konceptualno inovativen pristop k ocenjevanju kakovosti voda na ravni porečij, na način, da podpira postopek odločanja, ki vodi k uspešnemu in učinkovitemu ravnanju z okoljem. Realnost trenutne uporabe procesa odločanja je nezadovoljiva in jasno kaže na pomanjkanje sistematičnih postopkov analitike in modeliranja. Razvite pristope, orodja in modele je mogoče uporabiti za: (i) analiziranje učinkov alternativnih rešitev na področju upravljanja z vodami, pri čemer so negotovosti v procesu odločanja bistveno manjše, ter (ii) izbiro in oblikovanje programov ukrepov, ki so bistvenega pomena za našega partnerja iz gospodarstva, IEI d.o.o. Predlagane rešitve lahko nudijo podporo tudi pri implementaciji načrtov upravljanja voda, kjer je npr. potrebno bolj eksplicitno analizirati pričakovane učinke podnebnih sprememb. Eden izmed glavnih izzivov/ciljev vseh projektov, ki se ukvarjajo s okoljsko problematiko, je sodelovanje z javnostjo. V sklopu projekta smo uspešno komunicirali z lokalno javnostjo na območju eksperimentalnih porečij, kar lahko služi kot zgled za razvoj aktivnega procesa sodelovanja javnosti na drugih področjih upravljanja z vodami ter v drugih porečjih. V Sloveniji je eden izmed ključnih elementov trženja koncept "zelene" države, ki kot tak privablja turiste in potencialne vlagatelje. Vodna telesa predstavljajo specifično topološko značilnost Slovenije. V splošnem velja, da so vodna telesa pri nas zelo čista in tako igrajo pomembno vlogo pri splošnem dojemanju zelene in čiste Slovenije. Da bi zagotovili rentabilnost predstavljenega koncepta, moramo biti v stalnem stiku z najnovejšimi dognanji na področju razvoja pristopov, modelov in postopkov, ki bodo omogočili ohranitev in izboljšanje trenutnega stanja naših vodnih teles. Naš projekt je popolnoma v skladu s tem ciljem, saj zagotavlja znanstven in operativni okvir za razvoj bolj učinkovitih in uspešnih postopkov upravljanja s kakovostjo voda. Hkrati je bila v sklopu projekta oblikovana obsežna baza znanja, ki je (na zahtevo) dostopna širši znanstveni in inženirski skupnosti, kar ima za posledico pozitiven spin-off učinek. Prenos znanja je jasno razviden tudi iz sodelovanja projektnih partnerjev z IEI d.o.o. kot partnerjem iz gospodarstva.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
