How to Face Uncertainty in Phosphorus Abatement Decisions in Water Management

Jan Brabec

Master's thesis

Jak čelit nejistotě při rozhodování o odstranění fosforu ve vodohospodářství

Abstract:

Prosazení Rámcové směrnice o vodě vedlo ke zvýšené poptávce po analýze nákladů a výnosů ve vodohospodářství. Směrnice zavádí termín dobrý stav, který je vyžadován na všech vodních útvarech nejpozději do roku 2027. V České republice je jedním z hlavních důvodů nesplnění tohoto kritéria nadměrný vnos fosforu do vodních útvarů. Pokud je dosažení dobrého stavu nákladově nepřiměřené, je možné uplatnit výjimku. V různých státech vznikla celá řada metodik, včetně té české (Slavíková et al., 2015). Tato metodika se však nezabývá nejistotou spojenou s efektivností různých opatření. Tato práce popisuje, jak se vypořádat s touto nejistotou pomocí Bayesovských sítí. Prakticky je přístup demonstrován na případové studii z vodní nádrže Stanovice. Výsledky naznačují, že opatření s dostupnými daty odstraňují potřebné množství fosforu v 70 % případů. To platí pro horní limit nutné redukce (mezi 60 a 200 kg), opatření jsou tak pravděpodobně dostatečná. Na základě porovnání výnosů a nákladů je zřejmé, že implementace opatření generuje čistý zisk pro společnost. Doporučení je proto zavést zvolená opatření.

Abstract:

Implementation of EU Water Framework Directive has led to an increased demand for cost-benefit analysis in water management. The directive introduces a good status, which is required on all water bodies by 2027. Excessive phosphorus inflows are one of the main reasons for not meeting the criteria in the Czech Republic. If achieving of the good status is not cost-proportionate, exemption can be applied. Many different methodologies were created across different states, including Czech official methodology by Slavíková et al. (2015). However, this methodology does not deal with uncertainty of measures effectiveness. This thesis describes how to implement the uncertainty into calculations using Bayesian networks. A case study of Stanovice water reservoir demonstrates the approach practically. Results of the Bayesian network show, that selected measures with available data eliminate desired amount of phosphorus in 70% of all cases. This reduction is most likely sufficient, because it holds for the upper estimate of required abatement (60 to 200 kg). Based on comparison of benefits and costs, it seems net benefits are generated by implementing suggested measures. Therefore, policy recommendation is to implement the selected measures.

Keywords

Nejistota, Bayesovské sítě, Rámcová směrnice o vodě

Keywords

Uncertainty, Bayesian networks, Water Framework Directive

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 6. 2. 2017
• Supervisor: Ondřej Vojáček
• Reader: Miroslav Zajíček

Vysoká škola ekonomická v Praze

Master programme / field:
Ekonomie a hospodářská správa / Ekonomická analýza