Niepewność oceny stanu ekologicznego wód powierzchniowych

Małgorzata Loga

Zeszyt 80

Przedmiotem niniejszej pracy są – wyprowadzona z elementarnych przyczyn, niepewność oceny stanu ekologicznego wód powierzchniowych oraz konsekwencje, jakie niepewność ta może powodować w ochronie wód. Bezpośrednią motywacją był zamiar wypełnienia brakującego ilościowego opisu niepewności ocen jednolitych części wód (JCWP) wymaganego przez Ramową Dyrektywę Wodną (RDW). W pracy określono, czym jest „niepewność oceny stanu ekologicznego” oraz wyznaczono ryzyko ekonomiczne decyzji wodnogospodarczych, w których ocena stanu ekologicznego wód powierzchniowych odgrywa podstawową rolę. Fałszywa ocena o dobrym stanie JCWP, gdy jej prawdziwy stan jest niższy, może doprowadzić do zaniechania podjęcia działań naprawczych w zlewni tej JCWP, a w konsekwencji do kar za nieosiągnięcie celów środowiskowych. Ocena fałszywie zaniżona do oceny poniżej stanu dobrego, gdy prawdziwy stan JCWP jest wyższy, może spowodować decyzję o wdrożeniu kosztownych działań naprawczych, podczas gdy w rzeczywistości są one niepotrzebne. Miarami niepewności zastosowanymi w pracy są: precyzja względna i prawdopodobieństwo błędnej klasyfikacji (ang. Probability of Misclassification – PoM). Jedną z przyczyntrudności obliczania PoM są krótkie ciągi monitoringowych pomiarów elementów biologicznychzgromadzone dotychczas w systemie Państwowego Monitoringu Środowiska. Jako rozwiązanie tego problemu w pracy zastosowano metodę szacowania błędów wskaźników biologicznych opartą na modelach Monte Carlo (MC) symulujących zaburzenia losowe ich wielkości pomiarowych, takich jak liczebność organizmów czy wymiary ich komórek. Liczebność monitoringowych pomiarów wskaźników fizykochemicznych zgromadzonych w systemie PMŚ była wystarczająca do określenia obu miar niepewności. Wprowadzone i zastosowane zostało uogólnione podejście hierarchiczne polegające na tym, że na każdym kolejnym etapie oceny, w wyniku stosowania zasady „One-Out-All-Out”, nie tylko wskazywany jest decydujący wskaźnik z każdej grupy elementów jakości wód, ale także wartości prawdopodobieństwa błędnej oceny są „dziedziczonymi” wartościa- mi PoM wskaźników decydujących. Ostatecznie, niepewność oceny stanu ekologicznego to wartość PoM wskaźnika, który decyduje o wynikowej ocenie stanu ekologicznego. Analiza wartości PoM, wykonana dla rzek wielu województw, wykazała szereg błędnych ocen stanu ekologicznego, a ponadto, że ryzyko decyzji wodnogospodarczych podejmowanych w zakresie ochrony wód może być znaczne. W końcowej części pracy analizowane jest ryzyko decyzji związanych z działaniami naprawczymi w zlewni rz. Baryczy. Połącznie bayesowskiej metody podejmowania decyzji z modelem SWAT, symulującym stężenia elementów fizykochemicznych w sieci rzecznej, umożliwiło wyznaczenie macierzy decyzyjnej oraz wskazanie optymalnych decyzji.

Słowa kluczowe: niepewność, ocena stanu ekologicznego, ryzyko w ochronie wód