Brownification in a small stream originating from a peatland - A case study from Ryds Å in south Sweden

Abstract (Swedish)

Brunifiering syftar till en process där vattnet blir brunare på grund av ökade halter av naturligt organiskt material och järn, vilket innebär utmaningar för miljön och människor. Sjön Bolmen i södra Sverige har problem med brunare vatten. Eftersom sjön är dricksvattentäkt till 600 000 människor är det av stort intresse att hitta orsaker till brunifieringen. Ryds Å är ett vattendrag i anslutning till den tidigare utvunna torvtäkten Espenäsmossen och rinner vidare ut i sjön Bolmen. Denna studie syftar till att kvantifiera vattendragets brunfärg och även utvärdera effekterna av den intilliggande torvtäkten. Fältarbetet bestod av vattenprovtagning på tio olika platser längs Ryds Å, mellan augusti och oktober 2023. Olika parametrar, inklusive färg, fDOM och turbiditet, analyserades. En svagt negativ färggradient längs ån kunde upptäckas. Dessutom fann man extremt höga färgvärden och järn noterades som en viktig bidragande faktor till färgen i Ryds Å. En flödesserie vid utloppet av Ryds Å var skapad för att utvärdera ett möjligt samband mellan färg och flöde, vilket också kunde ses. Vidare korrelerade nederbörd och färg starkt. Färgen hade en förskjutning i x-led, för motsvarande flöde och nederbörd. Avrinningskoefficienter bestämdes också. Vidare fann man ett positivt samband mellan suspenderat material och färgen på vattnet vid Espenäsmossen. Olika faktorer, såsom biflöden och markanvändning, skulle också kunna påverka vattnets färg. Vidare forskning, exempelvis längre provtagningsperiod rekommenderas. Espenäsmossen kan dock inte uteslutas som bidragande orsak till brunifieringen i Ryds Å.

Abstract

Brownification refers to a process where the water turns browner due to increased levels of natural organic matter and iron, which poses environmental and human prosperity challenges. Lake Bolmen in south Sweden has issues with increasing water colour. Since the lake is water supply for 600,000 people, it is of great interest to find possible causes of the increased colour. Ryds Å is a stream originating from the previously extracted peatland Espenäsmossen and flows to Lake Bolmen. This study aims to quantify the brownification of the stream and thereby evaluating the effects of the adjacent peatland. The field work consisted of water sampling at ten different locations along Ryds Å, between August and October 2023. Various parameters, including colour, fDOM and turbidity, were analysed. A gradient with a slight negative inclination in colour along the river could be discovered. Moreover, extremely high colour values were found, and iron was noted as an important factor influencing the colour in Ryds Å. A flow series at the outlet of Ryds Å was produced to determine a relationship between colour and flow, and a strong correlation was found. Further on precipitation and colour correlated. The colour had a displacement in the x-direction for the corresponding flow and precipitation. Runoff coefficients were also determined. Furthermore, a positive correlation between suspended solids and colour of the water at Espenäsmossen was found. Various factors, such as tributaries and land use, could also have an impact on the colour of the water. Further research is recommended, such as a longer measurement period. However, Espenäsmossen cannot be ruled out as a contributing factor to the brownness in Ryds Å.

Popular Abstract (Swedish)

Undersökning av det bruna vattnet i Ryds Å - möjliga effekter av en torvtäkt

Aj, skynda dig nu och ta provet. Ännu en mygga som bits. Här står vi i en dymark för att ta vattenprov, inte så idylliskt som man kan tro, men väldigt intressant. Vi har tagit oss till Ryds Å vid sjön Bolmen för att undersöka det bruna vattnet. Hit ska vi återkomma, flera veckor framöver. Ingen vill dricka eller bada i brunt vatten, men tyvärr får fler vattendrag brunare vatten. Vad är det egentligen som ligger bakom detta? Och varför är vattnet i just Ryds Å brunt?

Brunt vatten uppkommer av ökade halter naturligt organiskt material samt järn i vattnet. Denna process kallas för brunifiering och innebär utmaningar för både miljö och människor. Sjön Bolmen i Småland är dricksvattentäkt till flera städer i Skåne och har problem med just brunifiering då det påverkar dess vattenkvalitet. Ryds Å är ett vattendrag som har sin början i den tidigare utvunna torvtäkten Espenäsmossen och rinner sedan vidare ut i sjön Bolmen. Denna studie syftar till att fastställa vattendragets bruna färg och bedöma möjliga effekter torvtäkten har på vattnet. Det kunde fastställas att färgen i Ryds Å är extremt hög, samt att det är något brunare vatten vid slutet av torvtäkten jämfört med vid utflödet till sjön. Vidare konstaterades att järn har stor betydelse för färgen i ån. Med hjälp av en flödesserie och nederbördsdata hittades samband mellan de båda parametrarna och värdet på färgen. Det visades att färgen hade en förskjutning i tid, för motsvarande flöde och nederbörd. Av historisk data hittades också samband mellan suspenderat material vid torvtäkten samt färg på vattnet. Det visade sig även att sommarmånaderna bidrar till mer suspenderat material än under de resterande månaderna.

För att samla in data har ett stort fältarbete gjorts. Mellan augusti och oktober 2023 togs vattenprover vid Ryds Å på tio olika platser. Proverna analyserades på plats men även senare i laboratoriemiljö. Parametrarna som studerades var färgtal, absorbans, fDOM, turbiditet, konduktivitet, temperatur och pH. En flödesserie skapades även för kompletterande kvantifiering av sambandet flöde och färg på vattnet. Dessutom gjordes en litteraturstudie, där både äldre data och forskning samlades in och sammanställdes. För framtida undersökningar av Ryds Å rekommenderas att expandera fältarbetet. Genom att samla in data från fler parametrar samt gärna över flera års tid, så hade resultatet och tolkningarna kunnat tydliggöras och förbättras. Vidare finns det många olika faktorer som kan påverka färgen i Ryds Å, så som olika biflöden, skog och vegetation samt markanvändning i avrinningsområdet. Detta stärker behovet av mer forskning på ämnet för att tydliggöra hur olika faktorer bidrar till brunifiering, samt hur de interagerar med varandra. Slutligen kan det dock ändå fastställas att det inte går att utesluta Espenäsmossen som en påverkande faktor för brunifieringen i Ryds Å.

• author: Ström, Emelie and Karlsson Öhman, Frida
• supervisor: Magnus Larson; Clemens Klante
• organization: Division of Water Resources Engineering
• alternative title: Brunifiering i en mindre å i anslutning till en torvtäkt - En fallstudie från Ryds Å i södra Sverige
• course: VVRM05 20232
• year: 2024
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Brownification, Peatland, Bolmen, DOM, Water Quality, Inflow
• publication/series: TVVR 5000
• report number: TVVR23/5006
• ISSN: 1101-9824
• language: English
• additional info: Examiner Erik Nilsson; Funder: Sydvatten AB
• id: 9147476
• date added to LUP: 2024-02-01 08:59:40
• date last changed: 2024-02-19 12:34:18