Research and evaluation of the anthropogenic activity impact on the river runoff and water quality

Abstract

The dissertation investigates the influence of anthropogenic activities to rivers runoff and water quality. The main object of research is international, the second largest river basins in Lithuania – Lielupė river basin district (RBD). An exclusive trait of Lielupė RBD is especially intensive agricultural activities and karst processes. The primary purpose of this dissertation is estimate the influence of anthropogenic activities to impacts of rivers runoff and water quality in Lielupė river basin district, according to European Union directives, the Republic of Lithuania laws and regulations requirements on water quality. Following tasks are solved in the work: the impact of too wet lands drainage on the river runoff changes, the impact from different pollution sources of anthropogenic activities to rivers water quality. The dissertation is composed of introduction, six chapters, general conclusions, recommendations and references. The introduction reveals the investigated problem, importance of the thesis and the object of research and describes the purpose and tasks of the paper, research methodology, scientific novelty and defended statements. The introduction ends in presenting the author’s publications on the subject of the defended dissertation and defining the structure of the dissertation. Chapter 1 revises used literature. It analysis anthropogenic impact of rivers runoff and nutrient migration in the rivers water. It performs the part of mathematical modeling of river quality preservation process. Decrypted karst region by environmental challenges. Chapter 2 presents research methodology. This chapter describes the investigation of river basin region, methodology of analytical and experimental researches, as well as mathematical modeling and statistical data processing. Chapters 3, 4 and 5 present results of the impact of wet land drainage to rivers runoff changes, also anthropogenic activities and nutrients changing, and analytical, experimental researches results for a water quality of small rivers basins. Chapters 6 present result of the mathematical modeling. 11 articles are published on the subject of the discussed dissertation: 1 in ISI Web of Science, 1 in Master Journal List ISI scientific journals, 2 in the review scientific journals, 2 in a sets of articles included in the ISI Proceedings list, 1 in the reviewed set of international conference, 4 in the sets of conference of young scientists.

Disertacijoje nagrinėjama antropogeninės veiklos įtaka upių nuotėkiui ir vandens kokybei. Tyrimo objektas yra tarptautinis, antrasis pagal dydį Lietuvoje Lielupės upių baseinų rajonas (UBR). Išskirtiniai Lielupės UBR bruožai – ypač intensyviai vykdoma žemės ūkio veikla ir aktyviai vykstantys karstėjimo procesai. Pagrindinis tyrimų tikslas – įvertinti antropogeninės veiklos Lielupės upių baseinų rajone kaitos tendencijas ir įtaką upių nuotėkiui bei vandens kokybei, atsižvelgiant į gamtosauginius ir Europos Sąjungos direktyvų, Lietuvos Respublikos įstatymų ir poįstatyminių aktų reikalavimus vandens kokybei. Darbe sprendžiami šie uždaviniai: pernelyg drėgnų žemių sausinimo įtaką upių vandeningumo kaitai, antropogeninės veiklos sąlygotos sutelktosios ir pasklidosios taršos poveikis upių vandens kokybei. Disertaciją sudaro įvadas, šeši skyriai, bendrosios išvados, rekomendacijos, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, aktualumas, tyrimų objektas, darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikta antropogeninės veiklos įtakos upių nuotėkiui ir biogeninių medžiagų migracijai analizė. Analizuojamas matematinio modeliavimo vaidmuo upių kokybės išsaugojimo procese. Apibūdinamos karstinio regiono aplinkosaugos problemos. Antrajame skyriuje pateikta tyrimų metodika. Šiame skyriuje apibūdinamas tiriamasis upių baseinų rajonas, pateikiama analitinių ir natūrinių tyrimų, taip pat matematinio modeliavimo bei statistinio duomenų apdorojimo metodika. Trečiajame, ketvirtajame ir penktajame skyriuose pateikiami žemių sausinimo drenažu įtakos upių nuotėkiui, antropogeninės veiklos ir biogeninių medžiagų kaitos bei mažų upių baseinų vandens kokybės analitinių ir natūrinių tyrimų rezultatai. Šeštajame skyriuje pateikiama vandens kokybės pokyčių matematinio modeliavimo rezultatų analizė. Disertacijos tema paskelbta 11 straipsnių: 1 – ISI Web of Science, 1 – ISI Master Journal List duomenų bazėse įtrauktuose mokslo žurnaluose, 2 – recenzuojamuose periodiniuose mokslo žurnaluose, 2 – rinkinyje įtrauktame į ISI Proceedings sąrašą, 1 – recenzuojamame tarptautinių konferencijų rinkinyje, 4 – jaunųjų mokslininkų konferencijos rinkinyje.