Influence of Catchment Characteristics on Stream Nitrogen Transport to the Hood Canal
Relating Water Quality to Catchment Characteristics in the Tahoe … · 2019-07-24 · Relating...
Transcript of Relating Water Quality to Catchment Characteristics in the Tahoe … · 2019-07-24 · Relating...
Relating Water Quality to Catchment Characteristics in the
Tahoe Basin:A TMDL Progress Report
������������� �������������
�� ����������������������
������ ������� ���������
����������� �����������
�� �! �!"�����"��������� ������ ��
����������#�������#�������
��$����������$��������
%��������%��������
�� &��'�����&��'�����
���� $��� ���� $���
�� (�!�(�!�
)*'�)*'���������������
*������ *������
�� (+�,��&(+�,��&
����������"���� ��"���� ��
-�����-���������������������
�������� ���������� ��
*��%*��� *��%*���
��*�*��#�� ����*�*��#�� ��
%�������� %��������
"�����)*��$���"�����)*��$���
#�����#������*������*�����
�*�� $��� �*�� $���
��$�� ������$�� ����
.�/���*�� .�/���*��
�� �������'������*���*��������*�� $*' ��������� �������'������*���*��������*�� $*' ���������
����������*����������������*����������$��������$���� ����*���� ����*����
00 #��'�������'����������� ��������*��#��'�������'����������� ��������*��
00 "���*���������*���*����� * ������ �*���*��"���*���������*���*����� * ������ �*���*��
�������� *����� �������� *�����
00 #��'������'����$� ��������*���*�#��'������'����$� ��������*���*�
�� "���*��*�'������������*����$���������$�� %���"���*��*�'������������*����$���������$�� %���
����������*�����������������*�������
$��� &%"������ $� $��� &%"������ $�
��'������1��*���� ��'������1��*���� 2222���*��������� &%"��������*��������� &%"�����
�� �* �$����* �$���22��*$������������������*������34� ���*�� 5���*$������������������*������34� ���*�� 5�677867782234443444
00 ����� ���*��9��������� ���*��9����
::��;;**��**<,<,��;;**
00 �������� ���*�� 9�������� ���*�� 9
��:;:;*3*3=�=�*3*3 00 ;;*6*6=�=�*6*6<,�<,���:;:;*3*3 00 ;;*6*6<<
�� �����������>����>����5�����34� ���*�� 5�6774 �����������>����>����5�����34� ���*�� 5�67742234463446
00 "��*�"��*�22��*$��� ��'������$�5�����* �������*$��� ��'������$�5�����* �������� �*����� ��� �*�����
00 ���� *������$������ � '���� �*�������� *������$������ � '���� �*����
00 ���� *������� "���� )+�*������� *������� "���� )+�*���33 ?4>@A���$���* ��"���?4>@A���$���* ��"������$����$�
Relationships between turbidity and TP, 1999-2001 snowmelt periods. Open circles for Ward Cr.; filled circles for Blackwood Cr. (Stubblefield
et al. 2004)
0
50
100
150
200
250
300
0 10 20 30 40 50
Tota
l Pho
spho
rus
(ppb
)
Turbidity (ntu)
R2=0.62
R2=0.83
Average Annual Nitrogen Yield by Watershed, 1990-2001
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
BlackwoodEdgewood
GeneralGlenbro
okInclin
eLoganhouse
Trout
ThirdU. T
ruckeeWardN
itro
gen
Yie
ld, k
g/h
a/yr
NH4-N
NO3-N
TKN
Average Annual Phosphorus Yield, 1990-2001
0.00.20.40.60.81.01.2
Blackwood
EdgewoodGen
eralGlenbro
okIncli
neLogan
houseTro
utThird
U. Tru
ckee
Ward
P Y
ield
, kg/
ha/
yr
TPSRP
Mean Annual Suspended Sediment Yield, 1990-2001
0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8
Blackwood
EdgewoodGen
eralGlenbro
okIncli
neLogan
houseTro
utThird
U. Tru
ckee
WardS
us.
Sed
., T/
ha/
yr
Nitrogen Yield from LTIMP Watersheds
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
N Y
ield
, kg
/ha/
yr NH4-N
NO3-NTKN
Phosphorus Yield from LTIMP Watersheds
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
P Y
ield
, kg
/ha/
yr
TPSRP
Suspended Sediment Yield from LTIMP Watersheds
0
0.5
1
1.5
2
2.5
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001Su
spen
de
Sed
imen
t, T
/ha/
yr
&��'������1��*���� &��'������1��*���� BB�����!&������!&�
�� #������#������00 %�������>�%�������>�"���*'"���*'>�:��<��>�:��<��
00 �*������ *���:��,���*������ *���:��,��33<�<�
00 �����*���C��*'��*����*��� �:'��><�����*���C��*'��*����*��� �:'��><
�� !�����, �*� ,!�����, �*� ,�����'$�����'$
00 1�����*�� �*� �:'��><1�����*�� �*� �:'��><
00 !���*�*�!���*�*� ��*� �:'��<��*� �:'��<
00 ��������22����>��*������ >��*������
00 (���(���>����>� ��'�>����>� ��'�
00 -���'��$-���'��$22����>����'�>����'�
�� ����( �����( �
00 ������22*���� *����� *���*���:'��><*���� *����� *���*���:'��><
00 �������*��,�������*��,*�� �*�� �>�:'��<>�:'��<
00 #�D������ ��������� ���#�D������ ��������� ���:'��<:'��<
00 (�*�'(�*�'>��*������ �:��,��>��*������ �:��,��33<<
00 �� *���*������ �:��,���� *���*������ �:��,��33<<
00 �����,-�>�#*$��� �:��,�������,-�>�#*$��� �:��,��33<<
00 &�'���*�� � �������:'��><��&�'���*�� � �������:'��><�������&).+.�����5�������������&).+.�����5��������� ������������ �����������
00 "���*'"���*'>�E��*������ �>�E��*������ �*�������*��*�������*��
���������������������������� ���������������� ��������������
��������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������� ���������
������������������!����������!��������
�����"���#�����������������"���#����������������
������������������#�������#�����������������
������������"���������������������"�������������
�������"������"���������������"������"������������
��$����������"������������$����������"������������
������$�"�����������%���&�'�$�"�����������%���&�'�
������(���������(�����������������������������
�������������&�'��������&�'�
)�*+)�*+)�,+)�,+)�*-)�*-)�*.)�*.(�������$(�������$//00
!$�!$�123123��11 %1 %114-14-��11
$56$5!!�21��2577���51 !$56$5!!�21��2577���51 !
$���������(�������$�#������������8$���������(�������$�#������������8��������(������������������"�����(������������������"���
9�����:���:�������������������;<�����:�������;<<39�����:���:�������������������;<�����:�������;<<3��/)))/)))
WATER QUALITY CONSTITUENT NH4-N NO3-N TKN SRP TP SS
Basis MR PCA/MR MR MR PCA/MR PCA/MR
R2 0.70 0.61 0.88 0.60 0.65 0.40 Area - + + Mean Ann. Precip. + + - + River Density + + Riparian Rivers + + - + Alluvial Rivers + + - - Pct. Volcanic - - - Pct. Granitic + - - - Wtd. Slope + + Soil Index - - - - - Turf - - Pct. Imp., C/I + Pct. Imp., non-Hiwy + + + + + Pct. Imp., Hiway + Dirt Roads - + Dirt Roads X Precip + +
Regression of Constituent Loads (kg/ha/yr) vs.Watershed Characteristics
9451���1=�=� 5�9451���1=�=� 5�
5>���1� 2$?�5>���1� 2$?�
@�$��A�5!�@�$��A�5!�
�$5��2$$5�� 5=���$5��2$$5�� 5=��
45$5��!�(2$5� 4�1� 45$5��!�(2$5� 4�1�
215�!2�B �21215�!2�B �21
�2$$5�� �21��2$$5�� �21�
=25!�12 �=25!�12 �
�$2@5��$2@5�
��B!� �21��B!� �21
Total Kjedahl N Loads, SWM Sites, 2003 WY
0.0
0.5
1.0
1.5
AD BB CI DC DD IR MD NW O3 RB SB SQ SY
Site
Mea
sure
d L
oad
, kg
/ha
Wet SeasonThunderstorms
Total P Loads, SWM Sites, 2003 WY
0.000.100.200.300.400.500.600.70
AD BB CI DC DD IR MD NW O3 RB SB SQ SY
Site
Mea
sure
d L
oad
, kg
/ha
Wet SeasonThunderstorms
010203040506070
Snowmelt:Rising Limb
Snowmelt:Falling Limb
Snowmelt:Falling Limb
Tail
Tot
al N
itrat
e L
oadi
ng (k
g N
)
Incline CreekSki Area
0
10
20
30
40
50
60
Snowmelt:Rising Limb
Snowmelt:Falling Limb
Snowmelt:Falling Limb
TailTot
al P
hos
pho
rus
Loa
ding
(kg
P)
Nitrate
Total Phosphorus
2004 Snowmelt SeasonRising Limb: 4/22-5/6Falling Limb: 5/7-5/19
Falling Limb Tail: 5/20-6/14
Incline Creek Watershed:Contribution of Ski Creek
Total Phosphorus
02468
1012
Snowmelt:Rising Limb
Snowmelt:Falling Limb
Snowmelt:Falling Limb
Tail
Tot
al N
itrat
e Lo
adin
g (k
g N
)
01020304050607080
Snowmelt:Rising Limb
Snowmelt:Falling Limb
Snowmelt:Falling Limb
Tail
Tota
l Pho
sphr
ous
Loa
ding
(kg
P)
Above Golf CourseBelow Golf Course
Nitrate
2004 Snowmelt SeasonRising Limb: 4/22-5/6Falling Limb: 5/7-5/19
Falling Limb Tail: 5/20-6/14
Third Creek Watershed:Above and Below Golf Course
Ave. Ann. NO3-N Conc (unwtd.)
R2 = 0.3095
R2 = 0.03350
20406080
100
1970 1980 1990 2000 2010
Water Year
Nitr
ate-
N, u
g/l
Ward Cr. Blackwood Cr.
Ratio of Ann. Ave. NO3-N Conc., Blackwood:Ward Same-day Samples
R2 = 0.279
01234
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Water Year
BC
/WC
Ave
. N
itrat
e
p < .001, by Kendall test w ith Trend-free Prew hitening
TKN, Eagle Rock Cr.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
2/8/90 11/4/92 8/1/95 4/27/98 1/21/01 10/18/03
Co
nce
ntr
atio
n, u
g/l
1.0
10.0
100.0
1000.0
Mea
n D
aily
Q, l
/sec
TKN MDQ
Total Phosphorus, Eagle Rock Cr.
0
2000
4000
6000
8000
10000
2/8/90 11/4/92 8/1/95 4/27/98 1/21/01 10/18/03
Co
nce
ntr
atio
n, u
g/l
1.0
10.0
100.0
1000.0
Mea
n D
aily
Q, l
/secTP MDQ
Nitrate-N, Eagle Rock Cr.
0100200300400500600700
2/8/90 11/4/92 8/1/95 4/27/98 1/21/01 10/18/03
Co
nce
ntr
atio
n, u
g/l
1.0
10.0
100.0
1000.0
Mea
n D
aily
Q, l
/secNitrate-N
MDQ
Soluble Reactive Phosphorus, Eagle Rock Cr.
0200400600800
1000120014001600
2/8/90 11/4/92 8/1/95 4/27/98 1/21/01 10/18/03
Con
cent
ratio
n, u
g/l
1.0
10.0
100.0
1000.0
Mea
n D
aily
Q, l
/sec
SRPMDQ
Soluble Reactive Phosphorus, Eagle Rock Cr.
0
50
100
150
200
250
7/8/02 10/16/02 1/24/03 5/4/03 8/12/03 11/20/03 2/28/04 6/7/04
Co
nce
ntr
atio
n, u
g/l
1.0
10.0
100.0
1000.0
Mea
n D
aily
Q, l
/sec
SRPMDQ
��������������������
�� #������5������5�������*����������� ������#������5������5�������*����������� �������F'��*��@4����GG�'�����������$��*�����F'��*��@4����GG�'�����������$��*����22����� $������� $�����*��*���*������*�����*�� 5����H4�'�����������$�����*��*���*������*�����*�� 5����H4�'�����������$������*�� �*���$�� �$����� *�>����*�� �*���$�� �$����� *�>
�� "��������� ��������� ���*�� �����*����� ���*�� �"��������� ��������� ���*�� �����*����� ���*�� ����+����"5���������� $� ������������������������+����"5���������� $� �������������������������������*��� ���� ����������*��� ����
�� �����������������*D������ �$� ����$�$*$��������������������*D������ �$� ����$�$*$�������������*�� ����+����"��$�������������������������*�� ����+����"��$����������������������'������ >�������'������ >
������ *�� �:����><������ *�� �:����><
�� %���������* ������������'����������%���������* ������������'������������� �����������*D������������'����� �����������*D������������'������ >����� >�
�� %���������* ������������'�����$��%���������* ������������'�����$���������*���������*�*�����*���������������*���������*�*�����*�����������$���*�$����� *�� �� *������*���� ����$���*�$����� *�� �� *������*���� �����**������ ������� >����**������ ������� >