Assessing susceptibility of rivers to eutrophication using remote sensing and catchment modelingAssessing susceptibility of rivers to eutrophication using remote sensing and catchment modeling
Folyók eutrofizálódási hajlamának vizsgálata távérzékeléssel és vízgyűjtő modellezéssel
Title in English
Assessing susceptibility of rivers to eutrophication using remote sensing and catchment modelingAssessing susceptibility of rivers to eutrophication using remote sensing and catchment modeling
river, eutrophication, remote sensing, catchment modelling
Discipline
Water Management (Council of Physical Sciences)
80 %
Ortelius classification: Water quality
Hydrobiology, ecological status assessment, applied ecology (Council of Complex Environmental Sciences)
20 %
Ortelius classification: Hydrobiology
Panel
Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent
Water Resources Research Team (Office for Research Groups Attached to Universities and Other Institutions)
Participants
Honti, Márk
Starting date
2019-03-01
Closing date
2023-02-28
Funding (in million HUF)
35.999
FTE (full time equivalent)
2.56
state
running project
Final report
Results in Hungarian
Az állóvizektől eltérően a folyóhálózatokban nincs közvetlen kapcsolat a tápanyag kínálat és a megtermő alga biomassza között, mert a kapcsolatot az egyirányú áramlás és a víz tartózkodási idejét meghatározó folyóhálózati topológiája (a mellékvizek csatlakozási pontja, víztározók, nagy pontforrások helye) felülírja. Ezeket a komplex összefüggéseket csak az egész folyóhálózat vizsgálatával tudjuk feltárni, amit vízgyűjtő szintű eutrofizációs modellek fejlesztésével valósíthatunk meg. Projektünk célja ilyen modellek fejlesztése és alkalmazása volt 5 magyar és 3 török folyóra. A modellépítéshez a természeti és társadalmi-gazdasági körülményekre vonatkozó nagy mennyiségű adatot rendeztünk GIS alapú adatbázisba (pl. csapadék, talajok fizikai összetétele, népesség, területhasználat, szennyvíztisztítás stb.). A modelleket hosszú távú átlag vízhozam és klorofill koncentráció adatokkal igazoltuk és terepi méréseket is végeztünk a modellek kvalitatív ellenőrzéséhez. Kísérletet tettünk műholdas adatok felhasználására is, ez azonban a földmegfigyelő műholdak mai térbeli felbontása mellett a vizsgált közepes és kis folyókban még nem lehetséges. A minta-folyókra alkalmazott modellt tovább egyszerűsítve olyan hálózati eutrofizációs modellt hoztunk létre, amely adatszegény környezetben és akár kontinentális léptéken is használható. Ez utóbbi modellel esettanulmányt készítettünk a Duna-medencére és lépéseket tettünk a modell gyakorlati hasznosítására.
Results in English
Unlike in standing waters, there is no direct link between nutrient supply and algal biomass in river networks, because the relationship is distorted by unidirectional flow and the topology of river network (location of confluences, reservoirs, large point sources) that determines water residence time. These complex relationships can only be explored by studying the whole river network, which can be achieved by developing catchment scale eutrophication models. Our project aimed at developing and applying such models to 5 Hungarian and 3 Turkish rivers. To build the models, a large amount of data was collected and organized in a GIS-based database on natural and socio-economic conditions (e.g. precipitation, soil physical composition, population, land use, wastewater treatment, etc.). The models were validated using long-term average discharge and chlorophyll concentration data. Field measurements were also carried out to qualitatively verify the models. An attempt was made to use satellite data, but this is not yet feasible in medium and small rivers, given the current spatial resolution of earth observation satellites. By further simplifying the model applied to the study rivers, we have developed a network eutrophication model that can be used in data-poor environments and even at a continental scale. With the latter model, a case study has been carried out for the Danube basin and steps have been taken to put the model into practice.
Nagy, E., M. Honti, V. Istvánovics, Ö. Gulbeyaz, N. Karakaya, F. Evrendilek: Eutrophication potential of the stream network of the Danube Basin, Proceedings of the 44th IAD conference, 2023
