Vidurio Lietuvos upelių nuotėkio modeliavimas AnnAGNPS modeliu

Abstract

Viena iš svarbiausių šio meto aplinkosaugos problemų yra tarša azotu ir fosforu. Sprendžiant šią problemą, vis plačiau taikomas modeliavimas. Vienas iš modelių, taikytų Lietuvos sąlygomis, yra AGNPS. Modelio taikymo Lietuvoje patirtis parodė, kad neretai biogeninių medžiagų nuotėkis vertinamas nepakankamai tiksliai. Galima netikslumų priežastis - nepakankamai tikslus nuotėkio skaičiavimas. 1998 m. pasirodžiusioje modelio versijoje AnnAGNPS jau modeliuojamas ne tik atskirų liūčių (single event) nuotėkis, bet ir atliekamas tolydus modeliavimas (continuous simulation). Straipsnyje nagrinėjami kai kurie metų nuotėkio ir jo eigos modeliavimo AnnAGNPS modeliu aspektai. Buvo sudaryti dviejų nedidelių Vidurio Lietuvos baseinų - Kraujupio (Nevėžio intakas, plotas 1,75 km2) ir Vikšrupio (Šušvės intakas, plotas 30,4 km2) - modeliai. Modeliavimo laikotarpis - devyneri metai (1998-2006). Viso laikotarpio nuotėkio aukštis modelio įvertinamas pakankamai tiksliai - santykinė paklaida 7,0%. Metų nuotėkio modeliavimo paklaidos kito nuo 4,4 iki 42 %. Ryšio tarp matuotų ir modeliuotų nuotėkio duomenų determinacijos koeficientas 0,6. Pagrindinė matavimo ir modeliavimo duomenų neatitikimo priežastis - paklaidos modeliuojant metų nuotėkio eigą. Metų pradžioje (sausį-balandį) nuotėkio aukštis gaunamas mažesnis už faktiškąjį, o liepą-spalį - pervertinamas. Mažiausios lapkričio ir gruodžio, o didžiausios - liepos ir spalio modeliuoto nuotėkio aukščio paklaidos. Pagrindinė nuotėkio paklaidų vasaros-rudens laikotarpiu priežastis ta, kad AnnAGNPS modelyje pervertinamas liūčių nuotėkis. Didžiausios paklaidos buvo tais mėnesiais, kai stebėtos kelios didelės liūtys. Galimos paklaidų sausį-balandį priežastys - sniego tirpsmo intensyvumo įvertinimo modelyje neatitikimas Lietuvos sąlygoms ir nepakankamai išsamūs duomenys apie upės baseino reljefą bei dirvožemius

One of the most urgent environmental problems of today is pollution by nitrogen and phosphorus. Modelling is more and more often used in solving this problem. One of the models applied under Lithuanian conditions is AGNPS. The experience of applying this model shows that quite often the runoff of nutrients is not assessed with required accuracy. A possible reason for inaccuracies is an insufficiently precise calculation of runoff. The article analyses some aspects of modelling the annual runoff and its course. There were models made in two small basins of Middle Lithuania - Kraujupis (the Nevėžis tributary, area of 1,75 km2) and Vikšrupis (the Šušvė tributary, area of 30,4 km2). The modelling period was nine years (1998-2006). The height of the overall period runoff was assessed by the model with due accuracy - relative error is 7,0 %. The errors of the annual runoff modelling varied from 4,4 to 42 %. The determination coefficient of the relationship between the measured and modelled runoff data was 0,6. The main reason for modelling inaccuracies is inaccurate modelling of the annual runoff course. In the beginning of a year (January-April) the measured runoff depth is lesser than the actual one, and in July-October it is overestimated. The minimal inaccuracies of runoff modelling are achieved in November-December. The maximum inaccuracies of modelled runoff depth are achieved in July and October. The main reason of the increased summer-autumn runoff is overestimation of rainfall runoff by AnnAGNPS model. The maximum errors were achieved in the months of several heavy rain events. Possible reasons for errors in January-April are the inadequacy of the assessment of snow melting intensity by the model to Lithuanian conditions and insufficiently comprehensive data on the relief and soils of the river basin