Search

Sediments rich in sulfide were deposited in the Littorina sea in an environment that was shallow, anoxic,and reductive. The sediments were brought above sea level by isostatic uplift and can now be foundalong the coast of the Baltic sea. These sulfide rich sediments oxidize when they are exposed to air whenthe water table is lowered due to uplift, anthropogenic activities, or hydrological droughts. Oxidation ofsulfate soils will lower the pH and mobilize metals in the soil that will leach into adjacent rivers and willimpact the water chemistry and damage ecosystems. A few studies have noted that leaching increasesin sulfate soils after drought which has resulted in fish death. The impact of droughts on leaching from sulfate soils were investigated in nine rivers (Flarkbäcken,Hertsångerälven, Kvismare canal, Kyro river, Närpes River, Persöfjärden, Storbäcken, Tjuståsaån, andToby river) by looking at time series of sulfate concentrations and drought periods. The impact on riversafter a drought was studied by plotting the deviation from median specific discharge in summer andautumn against the deviation from median concentration of SO42-, a suite of metals and pH the followingseason with high discharge e.g. spring. The metals that were examined in the river were Aluminum (Al),Cadmium, (Cd), Cobalt (Co), Cupper (Cu), Iron (Fe), Manganese (Mn), Nickle (Ni), Zinc (Zn).TheKendall’s τ was then used to determine if the relationship between discharge and leached compoundconcentration was significant and which direction it had. In the sulfate timeseries the hydrological droughts generally coincided with low SO42- and werefollowed by SO42- peaks. The sulfate concentrations increased significantly after droughts, and theincrease in SO42- lasted for 1-3 years for most rivers. In two Finnish rivers the SO42- remained higher alonger time of 5 years in Kyro river and Närpes river after multiyear droughts. In Kvismare canal, Kyroriver, Närpes river and Tjuståsaån the SO42- concentration was higher in the mid-1900s which could bedue to changes in ditching activity, the acid sulfate soils transitioning to post active sulfate soils afterthe ditching activity stopped in the regions, or SO42- air deposition historically being greater. SO42-, Co, Ni, and Zn had negative significant correlations in a majority of the rivers, while pH, Fe,and total organic carbon had significant positive correlations a majority of rivers. A negative correlationindicates high concentrations of the leached compound after a drought while positive correlationsindicate low concentrations of the leached compound after a drought. Al, Cd, Cu, and Mn did not havea significant correlation in a majority of the rivers which could be due to their dependence on pH whichwill not always change in the rivers in spring due to acidic water leaching from acid sulfate soils sincethe acidic water will be diluted by meltwater. Efter senaste istiden var vattnet i havet syrefritt och reducerande vid havsbotten, vilket ledde till attsulfidmineral avsattes. Dessa sulfidrika sediment har hamnat ovanför havsytan på grund avlandhöjningen och finns i kustnära områden runt östersjön. Sulfidsedimenten oxiderar om de kommer ikontakt med syre vilket kan ske på grund av landhöjning, mänskliga aktiviteter, eller torka som sänkergrundvattennivåerna. När sulfatjordarna oxiderar sänks pH i jorden och metaller frigörs vilka sedanlakas ur jorden och påverkar närliggande vattendrag och ekosystem. Lakning av metaller har i någrastudier setts öka efter extrem torka vilket i vissa fall har lett till fiskdöd. I nio vattendrag (Flarkbäcken, Hertsångerälven, Kvismare kanal, Kyro älv, Närpes å, Persöfjärden,Storbäcken Tjuståsaån och Toby å) undersöktes hur torka påverkar urlakning från sura sulfatjordar. Deämnen som undersöktes var Aluminium (Al), Kadmium (Cd), Kobolt (Co), koppar (Cu), Järn (Fe),Mangan (Mn), Nickel, (Ni), Totalt Organiskt Kol (TOC), och Zink (Zn). Sambandet mellanvattenföringens avvikelse från medianen under de sommar samt höst och avvikelsen avkoncentrationerna av urlakade ämnen från medianen följande årstid med högt flöde plottades för attundersöka hur sambandet såg ut. De statistiska testerna Kendalls τ användes för att utvärdera om enkorrelation existerade och i vilken riktning den gick. Sulfatkoncentrationerna var generellt sett väldigt låga under torrperioder men ökad snabbt efter atttorkan avtagit. Den förhöjda sulfatkoncentrationen varade generellt sett i 1-3 år för de flesta vattendrag.Det fanns däremot två undantagsfall då sulfatkoncentrationerna var förhöjda i Kyro älv och Närpes åunder 5 år efter en torrperiod som varat i flera år. I Kvismare kanal och Tjuståsaån varsulfatkoncentrationerna, högre under mitten av 1900-talet. De högre koncentrationerna av sulfat kanbero på att det var mer dikning, eller större mängd luftföroreningar under denna period. Sambanden för sulfat, Co, Ni och Zn visade att efter torra perioder var koncentrationerna högre i enmajoritet av vattendrag än normalt. pH, Fe och TOC visade på ett motsatt samband. Efter torrperiodersjönk därmed koncentrationen Fe och TOC i en majoritet av vattendragen. Al, Cd Cu, och Mn hadesignifikanta samband i mindre än 50 % av vattendragen vilket kan vara till följd av att de är beroendeav pH som själv inte hade en tydlig korrelation i alla vattendrag. pH sjunker i många fall inte särskiltmycket till följd av en torka då vattnet som lakas ut från sulfatjorden späds ut av smältvatten undervåren.

This study investigated the relationship between hydrological, and to some extent, meteorological droughts, and meteorological variables and catchment characteristics in 235 Swedish catchments between 1983 and 2013. This was done in order to investigate what factors affect the drought sensitivity in Swedish catchments and to map the occurrence of droughts in Sweden between 1983 and 2013. There have been studies about which meteorological phenomena and catchment characteristics that promote hydrological droughts, but for Sweden this is relatively unexplored. To investigate droughts during the study period three indices were used: the Standardized Precipitation Index (SPI), which is an index for meteorological droughts, the Standardized Streamflow Index (SSI), which predicts hydrological droughts and a threshold index for streamflow droughts. These indices were used to identify the number of drought events and the total number of drought days. For the majority of the 235 Swedish catchments there were no significant trends for the number of drought events or the total number of drought days during the 30-year period. The SPI and the SSI were found to correlate best in time when adding a one-month lag period to the SSI time series. The correlations between the indices and the meteorological variables and the catchments properties varied depending on how the catchments were grouped according to latitude or elevation. For example, the number of drought events was positively correlated to the mean elevation of the catchments in north and central Sweden when using the SSI while there were no significant correlations with elevation in southern Sweden. Another example is that it was almost only in northern Sweden where significant correlations between the percentage of bedrock and drought characteristics were identified. The percentage of bedrock can be used as an indication for how much groundwater a catchment can store. The correlations also look different for the different indices. For example, when looking at all catchments together the number of drought events identified with the SPI was negatively correlated to latitude and mean elevation while the number of drought events identified with the SSI was positively correlated to the same variables. For further research into this topic it would be wise to study winter and summer droughts separately to better identify which are the driving variables. I den här studien undersöktes sambanden mellan hydrologiska, och till viss del meteorologiska, torrperioder och bakomliggande meteorologiska drivvariabler och avrinningsområdesegenskaper i 235 svenska avrinningsområden mellan 1983 och 2013. Detta gjordes i syfte att undersöka vilka faktorer som påverkar känsligheten för torka i svenska avrinningsområden och för att kartlägga förekomsten av torrperioder i Sverige mellan 1983 och 2013. Internationellt finns det studier på vilka meteorologiska fenomen och egenskaper hos avrinningsområden som leder till risk för fler torrperioder, men för Sverige är det ett relativt outforskat område. För att undersöka torrperioder under den aktuella perioden användes tre index: Standardized Precipitation Index (SPI), vilket är ett index för meteorologiska torrperioder, Standardized Streamflow Index (SSI), som används för hydrologiska torrperioder och ett tröskelvärdes-index för att identifiera hydrologisk torka. Indexen användes för att identifiera antalet torrperioder och totala antalet dagar med torka under studieperioden. För majoriteten av de 235 avrinningsområdena gick det inte att se några signifikanta trender för antalet torrperioder eller totala antalet dagar med torka under perioden 1983-2013. SPI och SSI korrelerade bäst med varandra över tiden när SSI-tidsserien försköts med en månad. Korrelationerna mellan torrperioderna identifierade med de olika indexen och de meteorologiska variablerna och avrinningsområdesegenskaperna varierade beroende på hur avrinningsområdena grupperades efter latitud eller medelhöjd. Till exempel, i norra och centrala Sverige korrelerade antalet torrperioder för SSI positivt med medelhöjden medan det i södra Sverige inte fanns några signifikanta korrelationer. Ett annat exempel är att det nästan bara var i norra Sverige som det fanns korrelationer mellan procenten berggrund och de identifierade torrperiodsegenskaperna. Procenten berggrund i jordlagret kan användas som en indikation på hur mycket grundvatten som kan lagars i ett avrinningsområde. Korrelationerna skiljde sig också åt för de olika indexen. Till exempel, sett över alla avrinningsområden så var antalet torrperioder beräknat med SPI negativt korrelerade med latitud och medelhöjd medan antalet torrperioder beräknat med SSI var positivt korrelerade med dessa egenskaper. För vidare forskning inom detta område rekommenderas att titta separat på vinter- och sommartorkor för att bättre kunna identifiera potentiella drivvariabler.

I Sverige finns det en brist på studier angående hydrologisk torka trots att det existerar problem med torka idag. Hydrologisk torka kan ha allvarliga konsekvenser på både naturen och samhället när det kommer till vattentillgång, växt -och djurliv och jordbruk. Av den anledningen är det viktigt att studier görs som undersöker allvarligheten i den hydrologiska torkan i Sverige för att få en bättre förståelse. I den här studien användes ett månadsvis Q95 värde som ett tröskelvärde med ett minimum av fem dagar i följd under tröskelvärdet för att definiera hydrologisk torka. Metoden applicerades på fem avrinningsområden in Sverige med data som sträckte sig mellan 1961- 2010. Resultatet från studien visade på att hydrologisk torka var speciellt framträdande under v issa år. Dessa år verkade vara kopplade till varandra under två till tre år i följd. De visade även ofta liknande månader och antal dagar under tröskelvärdet. Andra studier gjorda över de Nordiska länderna visade på liknande resultat. Metoden överensstämde även till en stor del av historisk torka i Sverige. För att kunna ge en större och komplett bild av hydrologisk torka diskuterades några möjliga metoder. Nederbörd, snö, strömflöde, evapotranspiration och grundvatten skulle behöva räknas med för en mer pr ecis studie. Standardiserade index kan täcka de mesta av de olika delarna, men för att få mera specifika förlustvärden så skulle även en tröskelnivå metod behöva implementeras i studien In Sweden there is a lack of studies on the topic of hydrological drought even though it exist present problems of drought. Hydrological drought can have severe effects on both nature and society regarding water supply, animal life and agriculture. It is important to investigate the severity of hydrological drought in Sweden to get a better understanding of this phenomenon and its affects. To define hydrological drought this study used a Q95 monthly threshold with a minimum of 5 consecutive days below the threshold. This method was used on five catchments in Sweden with data ranging from 1961 -2010. The result from the study showed that hydrological drought was very prominent in some year s. These years seemed to be often linked together in two to three consecutive years. They often had similar amount of days and months below the threshold. Other studies over the Nordic countries showed similar results. The method also gave a result that to a certain degree showed droughts that coincided with historical records of drought in Sweden. This gave a positive feedback of the index accuracy. To get a broader picture of how hydrological drought propagates in Sweden some possible choices were discuss ed. Precipitation, snow, streamflow, evapotranspiration and groundwater would need to be covered for a more precise study. Standardized indices have most of spectrum covered, but it would be suggested to implement the threshold level method as well to get accurate deficits.