English Abstract A model is described that aims at predicting surface
water quality from N- and P-inputs on a European scale. The model combines
a GIS-based approach to estimate loads, geohydrological data to define model
structure and statistical techniques to estimate parameter values. The
model starts with an inventory of diffuse sources of N and P: agriculture
and (for N) atmospheric deposition. Nitrogen flows are assumed to follow
both surface- and groundwater flows, while for phosphorus only surface water
flow is taken into account. In addition to these non-point sources, sewage
is an important source of nutrients, in particular for phosphorus. Using
physically realistic parameter values, good agreement is found between
observed and calculated riverine loads. Results indicate problem areas in
two regions: western Europe (Thames, Scheldt, Elbe, Rhine) with its
intensive agriculture and high population density and Southern Europe (some
rivers in Spain, Italy), where loads may be locally high and dilution is low
due to a low water discharge. For the coastal seas of Europe concentrations
were calculated by assuming conservative behaviour of N and P. Existing
advection-diffusion models were linked and re-calibrated on salinity data.
Results indicate that the main problem areas are the Baltic Sea and the
Black Sea, with much lower impacts in the North Sea and the Adriatic Sea ;
in other coastal waters human impacts are essentially negligible. However,
due to seasonal and spatial variability disregarded in this European-scale
study, it should be realized that in specific sub-areas, i.c. coastal zone,
periods with significant problems still may occur.
Rapport in het kort
Dit rapport beschrijft een model dat dient om de
kwaliteit van het oppervlaktewater te berekenen op Europese schaal. Het
model combineert een GIS-gebaseerde aanpak om belastingen te schatten,
geohydrologische gegevens om de modelstructuur te bepalen en statistische
technieken om parameters te schatten. Het model start met een
inventarisatie van diffuse bronnen van N en P: landbouw en atmosferische
depositie. Stikstofstromen worden geacht zowel de oppervlakkige afstroming
als de grondwaterstroming te volgen, fosfor volgt alleen de oppervlakkige
afvoer. Naast diffuse bronnen vormen afvalwaterlozingen een belangrijke
bron van nutrienten, in het bijzonder voor fosfor. Met realistische waarden
voor de modelparameters blijkt het mogelijk een goede overeenstemming te
verkrijgen tussen geschatte riviervrachten en metingen. De resultaten geven
twee probleemgebieden aan: West-Europa (Theems, Schelde, Elbe, Rijn) met
zijn intensieve landbouw en hoge bevolkingsdichtheid, en Zuid-Europa, waar
lokaal hoge belastingen voorkomen, die in combinatie met lage afvoeren van
water voor hoge concentraties zorgen. Voor de kustzeeen van Europa werden
concentraties berekend op grond van conservatief gedrag van N en P.
Bestaande advectie-diffusiemodellen werden gehercalibreerd op basis van
saliniteitsgegevens. De resultaten wijzen uit dat de belangrijkste
probleemgebieden liggen in de Oostzee en Zwarte Zee, met veel kleinere
effecten in de Noordzee en de Adriatische Zee. In andere kustwateren zijn
de menselijke invloeden gering. Hierbij moet worden opgemerkt, dat door
ruimtelijke en seizoensvariabiliteit, die in deze studie niet is meegenomen,
in bepaalde deelgebieden (m.n. kustzones) periodes met belangrijke
problemen toch kunnen voorkomen.