Temporary streams and their dynamics have often been largely overseen in hydrological research and there is relatively little knowledge about how the occurrence of flow in these streams varies temporally and spatially. Temporary streams are important from a hydro- logical perspective because they affect water quantity and quality in downstream peren- nial reaches, and from an ecological perspective because they provide habitat to unique species. In order to gain knowledge about these important streams, this maser thesis was conducted, within the Msc program in Water and Environmental Engineering at Uppsala University and the Swedish University of Agricultural Sciences, in collaboration with the Hydrology and Climate group at the University of Zurich. In this study, the temporal and spatial variation of the temporary streams in a small pre-Alpine catchment in Switzerland were investigated, both in terms of the presence of flowing water and stream chemistry. The 20 ha Studibach catchment is typical for the pre-Alpine area, with frequent precipi- tation. The streams in the lower part of the Studibach catchment were mapped in the field during September 2020. The temporal and spatial variations of the presence of flow and stream chemistry within the stream network was investigated in September and October 2020 during varying weather conditions. During ten field campaigns the flow state of the streams was classified and the Electrical Conductivity (EC) of the streams was mea- sured approximately every 20 meter. The findings from the field campaigns were related to topographic indices, in particular the Topographic Wetness Index (TWI) and Upslope Accumulated Area (A), in order to see how topography influenced the presence of stream- flow and stream EC. The results show a high temporal and spatial variation in both stream chemistry and streamflow. The active network length expanded by a factor of two in re- sponse to precipitation events. The stream EC also had a large spatial variation, and the streams in the southeast part of the catchment had a higher EC than the other streams. This spatial variation is expected to reflect the large variability in groundwater EC within the catchment. The spatial variation of the streamflow demonstrated a difference between the north-middle and the south part of the catchment, where the south part responded quicker to events and drained and retracted faster after the event. The findings also indicate that topographic indices can predict the occurrence of flow in the stream network, with sites with higher topographic index values having a higher probability of flowing water in the stream. Topography also influences the stream chemistry. The variation in stream chem- istry was smaller for sites with higher values for the topographic indices, something that can be explained by the Representative Elementary Area (REA) concept, because sites with higher topographic index values are located further downstream and water at these locations is a mixture of the smaller streams that feed these streams. / Temporära bäckar och dess dynamik har länge varit förbisedda inom hydrologisk forskn- ing, och en djupgående kunskap rörande temporära och rumsliga variationer saknas. Tem- porära bäckar är viktiga utifrån ett hydrologisk perspektiv eftersom de påverkar både kvantitet och kvalitet på vattnet nedströms, och från ett ekologiskt perspektiv eftersom de bidrar med habitat till unika arter. Detta examensarbete har genomförts för att öka kunskapen kring dynamiken i dessa temporära nätverk. Examensarbetet genomfördes inom Civilingenjörsprogrammet i Miljö och Vattenteknik vid Uppsala Universitet och Sveriges Lantbruksuniversitet, i ett samarbete med Hydrologi- och Klimatgruppen vid University of Zurich. Studien har undersökt temporära och rumsliga variationer i ett tem- porärt bäcknätverk med avseende på flöden och kemin i vattnet, i ett mindre pre-alpint avrinningsområde i centrala Schweiz. Bäckarna i den nedre delen av avrinningsområdet Studibach karterades i fält för hand med karta och kompass under september 2020. Avrin- ningsområdet är på 20 ha och räknas som typiskt för ett pre-Alpint område, med frekvent nederbörd. Tio fältkampanjer genomfördes där temporära och rumsliga variationer un- dersöktes genom klassificering av flöden och mätningar av Elektrisk Konduktivitet (EC) i bäckarna ungefär var 20e meter, under september och oktober 2020 i varierande väder- förhållanden. Resultaten från fältkampanjerna relaterades till de topografiska indexen Topographic Wetness Index (TWI) och Upslope Accumulated Area (A) för att undersöka hur topografin påverkar flöden och bäckkemin. Studien kom fram till att bäckarna i den nedre delen av Studibach visar både en temporär och en rumslig variation för både flöde och bäckkemi. De aktiva bäckarna i nätverket visade på en expansion med en faktor två som svar på nederbörd. En rumslig variation för flödet påträffades även mellan den södra och nord-centrala delen av nätverket där den södra svarade snabbare mot event och även drogs ihop snabbare. Kemin i bäckvattnet visade på en stor rumslig variation, med högt EC i den sydöstra delen av avrinningsområdet, vilket förmodas bero på den stora rumsliga variationen av EC i grundvattnet. Resultaten visar även på att topografiska index kan till viss del förutspå flöden i bäckarna, där platser med högre topografiska index har högre sannolikhet att det flödar i bäcken. Topografin påverkar även bäckkemin. Variationen i bäckkemin var mindre för platser med högre topografiska index, vilket kan förklaras med Representative Elementary Area (REA) konceptet, eftersom platser med högre to- pogragiska index värden återfinns längre nedströms och vattnet på dessa platser är en blandning av de mindre bäckarna som tillför vattnet till de större.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-434637 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Baumann, Elise, Berglund, Hanna |
| Publisher | Uppsala universitet, Luft-, vatten- och landskapslära, Uppsala universitet, Luft-, vatten- och landskapslära |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC W, 1401-5765 ; 21005 |
Page generated in 0.003 seconds