Analysing temporal and spatial variations in DOC concentrations in Scanian lakes and streams, using GIS and remote sensing

Abstract (Swedish)

Under de två senaste decennierna har vattenfärgen ökat dramatiskt i södra Sverige.
Vattenfärgen bestäms främst av koncentrationen av humuspartiklar. Humus
påverkar råvattenkvalitén och kostnaden för att producera dricksvatten har ökat
markant p.g.a. de ökande humushalterna. Det är därför av stort intresse för
samhället att kartlägga vad som kommer hända med DOC koncentrationerna i
framtiden och peka ut sjöar som är i riskzonen för ökande vattenfärg.
I den här studien analyseras både spatiala och temporal variationer i DOC
koncentrationer. Detta görs genom korrelationsanalyser mellan olika
kartparametrar och vattenfärgsvärden. Möjliga förklaringar till vad som kan vara
den drivande faktorn bakom vattenfärgsökningen undersöks, med fokus på
förändrad markanvändning.
Resultaten visar på att i de 15 sjöar och vattendrag som undersökts har
vattenfärgen ökat med i genomsnitt 3 % per år under perioden 1983-2005. Storlek
på avrinningsområdet, lutning samt markanvändning visade sig ha låg
förklaringsgrad, både vad gäller årlig ökning i vattenfärg samt aktuell vattenfärg.
Istället visade sig vattnets flödesvägar i avrinningsområdet (utryckt som Drainage
Densityfm) ha den bästa förklaringsfaktorn. Detta resultat visar på att dikning av
skog- och myrmark starkt påverkar vattenkvaliteten, vilket är vikigt att ta hänsyn
till vid framtida rensningar och dikningar
Förändrad markanvändning, från öppen mark till skogsmark, kan med störst
sannolikhet inte vara den drivande faktorn bakom vattenfärgsökningen. Dock har
andelen skogsmark ökat och kan väl ha bidragit till en del av ökningen i vattenfärg.
Istället verkar minskat svavelnedfall vara den faktor som driver förändringen, detta
genom att göra DOC - partiklarna mer lättrörliga och på så sätt öka läckaget. Den
stora ökning i vattenfärg som observerats kanske är en ”ursköljningsprocess” av
kol som varit starkare bundet när svavelnedfallet var högre. Resultaten visar också
på förändringar i vattnets ursprung mellan 1980- och 2000 talet, med ett större
inslag av regnvatten. Orsaken till detta skulle kunna vara ökad nederbörd eller
förändrade nederbördsmönster, men också djupare och/eller fler dikningar i skog
och myrmark. Framtida klimatförändringar spår både ökade nederbördsmängder
och förändringar i nederbördsmönster, något som kan leda till ökat läckage av
DOC till sjöar och vattendrag.

Abstract

During the last two decades the watercolour have increased dramatically in
southern Sweden. The watercolour is manly determined by the DOC (Dissolved
Organic Carbon) concentration. DOC affects the raw water quality, and because of
the increasing trends, the cost for producing drinking water of high quality has
risen considerably. It is therefore of great interest for society to understand what
will happen with the DOC concentrations in the future and to be able to point out
lakes that are in he risk zone of experiencing higher watercolour.
This study takes a catchment-scale approach, trying to explain both spatial and
temporal variations in DOC concentrations. This is done by correlation analysis
using different map parameters such as land-use and stream length. Second,
possible factors driving the increase in DOC concentrations are examined, focusing
on land-use change.
The results shows that in the 15 lakes and streams investigated, the watercolour has
increased with an average of 3 % per year during the period 1983-2005. Size of
catchment area, slope and land-use proved to be insufficient predictors of both
present day and yearly increase in watercolour. Instead water pathways (expressed
as Drainage Densityfm) proved to be the best predictor. Land-use change can most
likely not be the driving factor behind the increase in watercolour. Instead,
recovery from acidification was correlated to watercolour and could well be the
driving factor. In the future, changes in precipitation patterns can lead to an
increased leakage of DOC from soils.

• author: Kalén, Viktor
• supervisor: Harry Lankreijer
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• year: 2007
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: raw water quality, geography, physical geography, DOC, watercolour, drinking water
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 137
• language: English
• id: 1950682
• date added to LUP: 2011-05-10 11:09:01
• date last changed: 2011-12-14 10:12:11