An integrated approach for management of agricultural non-point pollution sources in the Czech Republic

We report a new, integrated approach to the identification and localization of potential critical areas of non-point agricultural water pollution in the Czech Republic. The methodology is presented in model catchments of IV. order, namely the Hrejkovický and Bilinský brooks in the water reservoir Orlík watershed. The risk rate of non-point source pollution is evaluated with the help of GIS tools, integrating the assessment of geomorphology, land use and soil conditions within a territory in conjunction with the agricultural tile drainage systems. Besides the areas prone to erosion and ‘direct protection localities’ along water courses, spots with increased potential of nutrient leaching into groundwater and drainage water are delineated, based on a synthetic map of shallow groundwater vulnerability. These spots are classified using analysis of the Valuated Soil Ecological Units (VSEU) code, while agricultural drainage systems are identified according to the documents of the former Agricultural Water Management Authority of the Czech Republic. Results from geographical analysis show differences between intrinsic parameters of model catchments, which influence the vulnerability potential towards diverse types of non point pollution. The potential pollution thread of surface and groundwater by leaching is relatively high in both catchments, in the Bilinský brook catchment due to prevailing arable land on first and second vulnerability classes within the tile drainage subcatchments and in the Hrejkovický brook catchment due to dense occurence of first and second vulnerable clasess in the catchment area, though comprised from a third by grassland. Water erosion potential jeopardy is bigger within the Bilinský brook catchment with 10% of arable land having the average soil loss 4–10 t ha−1 y−1, contrary to 2% within the Hrejkovický brook catchment. Presented approach can help in prioritizing protective measures and management strategies in a catchment to curtail the negative impacts of non point agricultural pollution in water bodies and in the whole environment. Integrovaný přístup k řešení problematiky plošného zemědělského znečištění v ČR Příspěvek popisuje nový, integrovaný přístup v metodách identifikace a lokalizace potenciálních kritických zdrojových oblastí plošného znečištění povrchových vod dusíkem a fosforem, který je představen na modelových povodích IV. řádu Hrejkovického a Bilinského potoka v povodí vodní nádrže Orlík. Ohroženost vod plošným znečištěním je posuzována geografickou analýzou, která hodnotí geomorfologii, způsob využití a půdní podmínky území, ve vazbě na stavby zemědělského odvodnění. Vedle ploch podléhajících erozi a lokalit tzv. přímé ochrany podél vodních toků, jsou vymezovány oblasti zvýšeného potenciálního vyplavování živin do podzemních a drenážních vod, stanovené na základě syntetické mapy zranitelnosti mělkých podzemních vod. Tyto oblasti jsou klasifikovány na základě analýzy kódu bonitovaných půdně ekologických jednotek (BPE J) a zemědělské odvodnění podle podkladů bývalé Zemědělské vodohospodářské správy (ZVHS). Z výsledků geografické analýzy vyplývá rozdíl mezi dvěma sousedními povodími a jejich potenciálem k působení plošného zemědělského znečištění. Z výsledků analýzy LULC je patrný zhruba stejný podíl zemědělské půdy pro obě povodí ovšem struktura základních dvou druhů pozemků (orná půda x trvalé travní porosty) je odlišná. Vyšší podíl zatravnění je v povodí Hrejkovického potoka oproti Bilinskému, kde je zastoupení TTP relativně nízké. Z hlediska zranitelnosti vyplavování rizikových látek do povrchových a podzemních vod jsou náchylná obě povodí; povodí Bilinského potoka z důvodu převahy orné půdy na plochách se zranitelností 1. a 2. kategorie v mikropovodích drenážních systémů, povodí Hrejkovického potoka pro velmi častý výskyt ploch s 1. a 2. kategorií zranitelnosti (58% ZPF). Z hlediska potenciálního rizika výskytu eroze na zemědělské půdě je ohroženější Bilinský potok, zejména v dolní části povodí.