I Fredriksdalsvikens naturreservat i Kristianstads kommun skedde omfattande metalläckage efter en översvämning sommaren 2007 som orsakade skador på djur- och växtliv. De kraftiga metalläckagen misstänks härledas till sura sulfatjordar. Sura sulfatjordar tillhör de miljöskadligaste jordarna i världen på grund av de kraftiga metalläckagen och försurningen som jordarna orsakar till omgivningen. Mot bakgrund till humusämnens centrala roll för metalltransport i naturliga miljöer, syftade denna studie till att kartlägga hur organiskt kol är fördelat, sprids samt hur det kan förklaras i ett område nära det drabbade naturreservatet. Studien är en del av ett pågående forskningsprojekt i området som bedrivs på Linnéuniversitetet. I studiens undersökningsområde dominerar jordbruksmark som dräneras av ett dikessystem från norr till söder. Vattnet som avleds i dikessystemet pumpas slutligen till en våtmark i Fredriksdalsvikens naturreservat. I studien analyserades jord från åkermark, dikessediment, porvatten och dikesvatten från området på totalt organiskt kol med metoderna glödförlust och kyvett-test. Totalhalterna jämfördes med pH och grundvattennivå i åkermark. Resultat och slutsatser av studien är att högst halter löst organiskt kol uppmättes i dikesvattnet uppströms i dikessystemet och beror troligtvis på bottenfauna som inte växer i andra delar av systemet. I dikessediment ökar den organiska halten nedströms i dikessystemet och kan förklaras genom tillförsel av organiskt kol från två diken som dränerar åkermark rik på organiskt kol. De högsta halterna organiskt kol i jord beror på ett tunt torvlager. I åkermark visar inte resultaten någon tydlig statistisk korrelation mellan pH och totalt organiskt kol, men kraftig pH-sänkning tillsammans med höga totalhalter organiskt kol i torvjord beror troligtvis snarare på humusämnen än på sur sulfatjord. I åkermark väster om dikessystemet ökar den organiska halten med djupet under grundvattenytan. I samma åkermark ökar halterna av totalt organiskt kol lateralt mot dikessystemet, parallellt med att pH sjunker som troligen påverkas av starkare bindningsmekanismer till mineral, lägre mikrobiell aktivitet och minskad urlakning av löst organiskt kol. Men fler undersökningar i området krävs då markanvändning, erosion, jordarternas textur och sammansättning samt vattnets spridningsvägar också är avgörande faktorer för fördelning och spridning av organiskt kol i naturliga miljöer. / In the nature reserve Fredriksdalsviken in Kristianstad municipality, extensive metal leakage occurred after a flood in the summer of 2007 that caused damage to wildlife and plant life. The heavy metal leaks are suspected to be derived from acid sulphate soils in the area. Acid sulphate soils are among the most environmentally harmful soils in the world due to its extensive acidification and leaching of metals to the environment. In the light of humic substances key role for metal transport in natural environments, this study aimed to investigate how organic carbon is distributed, spread and how it can be explained in an area near the affected nature reserve. The study is part of an ongoing research project in the area conducted at Linnaeus University. The study area is dominated by agriculture land which is drained by a ditch system from north to south. The drained water in the ditch system is finally pumped to a wetland in the Fredriksdalsviken nature reserve. In the area, total organic carbon was analysed on soil from arable land, ditch sediment, pore water and ditch water with the methods loss of ignition and cuvette-test. Total levels were compared with pH and the groundwater level in arable land. The results and conclusions of the study are that the highest content of dissolved organic carbon in the ditch water upstream the ditch system is probably due to benthic fauna that doesn’t grow in other parts of the system. In the ditch sediment, the organic content increases downstream in the ditch system and can be explained by the supply of organic carbon from two ditches that drain arable land rich in organic carbon. In arable land are the highest levels of organic carbon due to a thin peat layer. The results does not show a clear statistical correlation between pH and total organic carbon in soil, but a sharp decrease in pH together with high total levels of organic carbon in peat soil is probably due to humic substances rather than to acid sulphate soil. In the western arable land of the ditch system, levels of total organic carbon increase laterally towards the ditch system at the same time as the pH decreases, which is probably affected by stronger binding mechanisms to minerals, lower microbial activity and reduced leaching of dissolved organic carbon. However, more research is required in the study area, since land use, erosion, soil texture and constitution together with the flow paths of water also are crucial factors for the distribution and pathways of organic carbon in natural environments.

I Sverige finns idag inom jordbruket runt 30 000 markavvattningsföretag och det räknas med att 1,3 miljoner hektar av jordbruksmarken är dikad. Tidigare undersökningar har visat att flera av dessa dräneringssystem som byggdes för 60–100 år sedan inte längre är anpassade för det nuvarande klimatet och att dagens riktvärde på 1,2 m djup för dräneringsledningarna bör ses över. Detta, i samband med att klimatförändringarna väntas leda till bland annat en ökad årlig nederbörd, ställer Sverige inför stora utmaningar att anpassa dräneringssystemen därefter. En väldränerad jordbruksmark är en förutsättning för att minimera kväveläckage och säkra den nuvarande samt i framtiden ökade matproduktionen som krävs för att underhålla en växande befolkning. Syftet har varit att med hjälp av hydrologimodellen DRAINMOD dimensionera dräneringssystem för två fält med olika markfysikaliska egenskaper som är anpassade för dagens samt framtidens klimat. DRAINMOD simulerar grundvattennivån mellan två dräneringsrör och kan med hjälp av grödparametrar såsom rotdjup och längd på odlingssäsonger uppskatta den relativa avkastningen för en specifik gröda med hjälp av ett stressindex. Detta stressindex beräknas av DRAINMOD baserat på över- eller underskott av vatten i markprofilen. DRAINMOD beräknar även vattenförluster i form av dränering, ytavrinning samt evapotranspiration. Efter att modellen validerats mot historiska klimatdata testades varje fält mot genererad framtida klimatdata. Flera olika dräneringsdjup och avstånd analyserades med avseende på dränering, ytavrinning och relativ avkastning. Det ena fältet beläget i Östergötland, med ett dräneringsdjup på riktvärdet 1,2 m och ett dräneringsavstånd på 25–50 m ger en minimerad dränerad volym samt en relativ avkastning på 80–100 % i ett framtida klimat. Det andra fältet beläget i Skåne uppnådde en minimerad dränerad volym och en relativ avkastning på 100 % vid dräneringsdjup på 0,9 m och ett avstånd mellan ledningarna på 20–50 m. / About half of Sweden’s cultivated lands are estimated to be using artificial subsurface drainage. Earlier studies have shown that several of these drainage systems are obsolete and ill-equipped to handle the present climate conditions. Sweden has used a drain depth of 1.2 meters for the drainage systems as a guideline value, although studies have suggested it is necessary to be re-evaluated. Poorly dimensioned drainage systems in combination with an expected increase in precipitation due to climate change puts Sweden into challenges to adapt current drainage systems for the future. A well-drained soil is a crucial fundament to minimize nitrogen-losses and maximize crop yields to sustain a growing population. The aim was to model two different types of soils’ drainage systems with the hydrology model DRAINMOD and adapt these for today’s and the future’s climate. DRAINMOD simulates the hydrology of a soil for long periods of climatological records. The model predicts water table, soil water regime, drainage, run-off and crop yields associated with a certain drainage system design. Several different drainage depths and spaces for each of the two soils were analysed and evaluated. For the field located in the county of Östergötland, a drainage depth of 1.2 m and spacing of 25–50 m were sufficient to minimize drainage losses and maximize crop yield. Furthermore, a depth of 0.9 m and spacings of 20–50 m would be sufficient for the second field located in the county of Skåne.

The bedrock under Griesgletscher is formed in a bowled-shaped cavity, an overdeepening. This is known to affect the flow of ice and subglacial water by causing inefficient drainage through the overdeepening. This report aims to, from field data, investigate what further consequences overdeepenings might have for subglacial drainage mechanisms and seasonal evolution. A field campaign was performed at Griesgletscher, Switzerland, during the summer 2017. Turbidity, discharge and electrical conductivity were monitored in a proglacial stream throughout the ablation season. 115 water samples were collected for calibration of the turbidity measurements and the relationship between the concentration of suspended sediments in the meltwater and the magnitude of discharge was investigated through simple and multiple linear regression. In addition, ten tracer experiments were conducted by injecting dye in moulins on the glacier tongue, and measuring the fluorescence of the water in the proglacial streams. The results obtained during the field campaign suggest that the main part of the overdeepened area at Griesgletscher is drained via a lateral channel passing around the overdeepening and that subglacial water from the overdeepening is drained at times of high discharge. The driving force for drainage of subglacial water from the overdeepening is suggested to be the gradient created from rising water pressure in the ice above the overdeepening. Results further suggest that subglacial drainage at a part of the adverse slope is inefficient and remains inefficient throughout the ablation season. This differs from the seasonal evolution normally seen at nonoverdeepened glaciers, in which an efficient, channelized system evolves during the course of the season. / Formen på berggrunden under en glaciär är avgörande för flödet av smältvatten och is. Det är vanligt att berggrunden under en glaciär utgör en skålformad fördjupning kallad överfördjupning. Det är sedan tidigare känt att flödet genom överfördjupningar är begränsat och forskning tyder på att smältvatten tenderar att välja kanaler över eller runt överfördjupningen i de fall då sådana finns tillgängliga. Många frågor kvarstår dock gällande vilken betydelse överfördjupningar har för det subglaciala dräneringssystemet och dess säsongsutveckling och antalet fältstudier som berör ämnet är få. Den här rapporten syftar till att, från fältdata, tillföra kunskap om överfördjupningars inverkan på subglacial dränering. Under sommaren 2017 utfördes en fältstudie på Griesgletscher, en överfördjupad glaciär belägen i de Schweiziska alperna. Turbiditet, elektrisk konduktivitet och flöde mättes i en av de proglaciära smältbäckarna. 115 vattenprover samlades in för bestämning av koncentrationen suspenderade sediment och användes för att omvandla mätningar av turbiditet till koncentration av suspenderade sediment. Relationen mellan transport av suspenderade sediment och flöde kunde sedan undersökas genom enkel och multipel linjär regression. I tillägg utfördes tio försök då ett fluorescerande spårämne injicerades i en moulin på glaciärtungan och fluorescensen mättes i smältbäckarna som avrinner från Griesgletscher. Utifrån resultaten kunde Griesgletschers dräneringssystem och dess utveckling kartläggas. De resultat som uppnåtts under fältstudien tyder på att det överfördjupade området av Griesgletscher i huvudsak dräneras via en sidokanal som passerar runt överfördjupningen samt att subglacialt vatten från överfördjupningen främst dräneras vid högt flöde. Drivkraften för dränering av subglacialt vattnet från överfördjupningen föreslås vara den gradient som skapas vid hög avrinning, då vattentrycket i isen ovanför överfördjupningen stiger. Resultatet från de regressionsanalyser som utförts visade sig vara representativt enbart för en del av det överfördjupade området. Tolkningar av resultaten tyder på att det subglaciala dräneringssystemet i detta område var ineffektivt att evakuera smältvatten och förblev ineffektivt under hela smältsäsongen. Detta skiljer sig från den säsongsmässiga utvecklingen som normalt kan ses på glaciärer utan överfördjupning, där ett effektivt kanaliserat dräneringssystem utvecklas under sommaren. Slutligen kunde graden av flöde fastställas som den viktigaste drivvariabeln för koncentrationen av suspenderade sediment i smältvattnet tillsammans med förändringen av flöde, tidigare koncentration av suspenderade sediment och nederbörd.