Fragmentation of the lake Breidflå : effects on water quality and environmental conditions | Avsnøring av innsjøen Breidflå : innvirkning på vannkvalitet og økologiske forhold

Staten vegvesen region sør har vært med på å delfinansiere oppgaven.

English. Oppgaven handler om hvordan en veifylling langs riksvei 9 i Setesdalen, kan ha påvirket vannkvaliteten og økologiske forhold i Voilan, en avsnørt del av innsjøen Breidflå i Otravassdraget. Veifyllingen fører trolig til redusert vanngjennomstrømning og oppstuing av sedimentmateriale, noe som kan endre vannkvaliteten og økologiske forhold i den avsnørte Voilandelen. For å svare på disse forholdene fremsettes to null-hypoteser og to delspørsmål. Hypotese nr. 1 er: ”Det er ingen klare forskjeller i vannkvalitet og økologiske forhold mellom Breidflå og den avsnørte delen Voilan.” Hypotese nr. 2 er: ”Dersom det forekommer en signifikant forskjell i vannkvalitet og økologiske forhold mellom Breidflå og Voilan, skyldes dette ikke veifyllingen med dens påvirkning på vannutskiftning og dybdeforhold i Voilan.”For å vurdere hypotese 2 er det utledet to spørsmål som også drøftes: Spm. 1: ”Har veifyllingen minsket vannutskiftningen mellom Breidflå og Voilan?”. Og spm. 2: ”Har veifyllingen gjort dybdeforholdene i Voilan grunnere?”For å belyse problemstillingen og svare på hypotesene er det gjennomført feltarbeid i løpet av vekstsesongen fra og med 3. mai til og med 12. september 2013, fordelt på 7 feltrunder. Det er foretatt målinger og observasjoner direkte i felt og tatt vannprøver som ble analysert på laboratoriet. Eldre kart og flyfotografier ble benyttet for å få en oversikt over utviklingen av sedimenteringsprosessen og gjengroingen over tid.Hovedfunnene fra undersøkelsene er at Voilan skiller seg fra Breidflå på flere viktige punkter. Voilan er en svært grunn vik av Breidflå med dybdeforhold på mellom ca. 0.5 og 3 meter, hvor siktedyp og eufotisk sone når bunnen over hele Voilan. Breidflå har derimot et maksimumsdyp på 43 meter. Konduktivitetsverdiene for Voilan er i gjennomsnitt 2.2 mS/m og likner mer på verdiene for hovedtilførselselva Kjetsåna enn på Breidflå, som har en middelverdi på 1.1 mS/m. Dette kan tyde på at vannet i Voilan i hovedsak kommer fra Kjetsåna og i stor grad er preget av dens vannkvalitet. Resultatene viser at Voilan er noe mer turbid, og har en høyere konsentrasjon av suspendert stoff enn Breidflå har. Voilan og Breidflå har midlere verdier på henholdsvis 1.3 FNU og 0.7 FNU for turbiditet og 2.7 mg/l og 1.1 mg/l for suspendert stoff. Videre viser resultatene for flere av parametrene at det er et høyere humusinnhold i Voilan enn i Breidflå. Dette støttes av farge- og optisk tetthetsmålinger som i gjennomsnitt er henholdsvis 3.6 og 2.9 ganger høyere i Voilan enn i Breidflå. Vurdering av tilsynelatende farge i felt viste videre en større dominans av fargenyansene gult og brunt i Voilan enn i Breidflå. Dessuten er konsentrasjonen av totalt organisk karbon høyere i Voilan med en middelverdi på 5.7 mg/l, mens den for Breidflå er 2.2 mg/l. Resultatene for spesifikk farge tyder også på en annen kvalitet på det organiske materialet med mer humuspreg i Voilandelen enn i Breidflå.Det er generelt lave konsentrasjoner av plantenæringsstoffer og klorofyll a i begge lokalitetene, men også her viser Voilan høyere verdier enn i Breidflå. For totalt nitrogen har Voilan og Breidflå gjennomsnittsverdier på henholdsvis 0.41 mg/l og 0.20 mg/l. For totalt fosfor er middelverdiene 10.4 µg/l for Voilan og 3.2 µg/l for Breidflå. Resultatene for klorofyll a viser liknende forhold med middelverdier på 2.7 µg/l for Voilan og 1.0 µg/l for Breidflå. Voilan viser generelt større variasjon gjennom hele måleperioden, sammenliknet med Breidflås verdier som var svært stabile gjennom hele prøveperioden.Totalt sett vurderes det som mest sannsynlig at det er reelle forskjeller i vannkvalitet og økologiske forhold mellom Breidflå og Voilandelen og at hypotese nr. 1, om at det ikke forekommer klare forskjeller i vannkvalitet mellom Breidflå og Voilan, dermed kan forkastes.På grunnlag av dybdeforhold, konduktivitetsverdier, sammenlikning av historiske kart og flyfoto med dagens forhold, samt erfaringer fra liknende lokaliteter, virker det sannsynelig at vannutskiftningen mellom Voilan og Breidflå har avtatt etter at veifyllingen ble anlagt. Sedimenteringsraten og gjenslammingen har trolig økt. Det vurderes også som mest at disse to forholdene har påvirket vannkvaliteten og økologiske forhold i Voilan, og dermed kan være med på å forklare de observerte forskjellene i vannkvalitet og økologiske forhold mellom Voilan og Breidflå. Hypotese 2, om at signifikante forskjeller i vannkvalitet og økologiske forhold mellom Breidflå og Voilan ikke skyldes veifyllingen, og den påvirkning på vannutskiftning og dybdeforhold i Voilan, anses derfor som forkastet.The objective of this to study was to find out whether the road-fill along “riksvei 9” in Setesdalen has affected the water quality and environmental conditions in Voilan, an isolated part of the lake Breidflå in the Otra watercourse. The road-fill probably reduces the water renewal rate and increases the sedimentation rate in Voilan, and by that changes the water quality and environmental conditions. To investigate the problem two “null-hypotheses’” are formulated. Hypothesis 1 is: “There are no significant differences in water quality and environmental conditions between Breidflå and the isolated part Voilan”, hypothesis 2 is: “If there are significant differences in water quality and environmental conditions between Breidflå and Voilan, those are not caused by the effects of the road-fill on water renewal and sedimentation rate”. Two questions are derived from the hypotheses. Question 1: “Have the road-fill decreased the exchange of water between Breidflå and Voilan?”. Question 2: “Have the road-fill made Voilan shallower?”The methods used were direct measurements in field, and water samples that were analyzed in laboratory for common water quality parameters. Those were measured over a period from May 3rd to September 12rd, divided on seven field trips. Old maps and aerial photographs were used to get an impression of the sedimentation process and overgrowth from the period before the road-fill was constructed. The results show differences between Voilan and Breidflå in several ways. Voilan is a very shallow part of the lake Breidflå with depths from 0.5 to 3 meters. The Secchi- depth and euphotic zone reaches the whole bottom area of Voilan. Breidflå has a maximum depth of 43 meters. The average conductivity values for Voilan is 2.2 mS/m and is similar to the values of its primary supply river Kjetsåna. By contrast Breidflå has an average value of 1.1 mS/m. This might indicate that the water renewal in Voilan mainly originates from the river Kjetsåna which influence its water quality.The results also show that Voilan is more turbid and has a higher concentration of suspended solids than Breidflå. With mean values of respectively 1.3 FNU and 0.7 FNU for turbidity, and 2.7 mg/l and 1.1 mg/l for suspended solids. Voilan has a higher content of humic substances than Breidflå. This is supported by the color- and optical density values which in average are respectively 3.6 and 2.9 times higher in Voilan than in Breidflå. The assessment of the apparent water color in field also showed a greater dominance in the shades of yellow and brown in Voilan. Moreover, the concentration of total organic carbon is higher in Voilan with an average value of 5.7 mg/l, while it is 2.2 mg/l in Breidflå. The “specific color” results also indicate a different quality of the organic material in Voilan than in Breidflå, with more humic substances in the water.The concentrations of plant nutrients and chlorophyll a are generally low in both of the two locations, but also for these parameters Voilan show higher values. For total nitrogen Voilan and Breidflå have average values of respectively 0.41 mg/l and 0.20 mg/l. While the average values for total phosphorus is 10.4 µg/l for Voilan and 3.2 µg/l for Breidflå. The results for chlorophyll a indicates some of the same tendencies with average values of 2.7 µg/l for Voilan and 1.0 µg/l for Breidflå. In general, Voilan shows a greater variation in its parameters values, unlike Breidflås values which were very stable throughout the test period.Overall, it is considered to be most likely that there are real differences in water quality and environmental conditions between Breidflå and Voilan, and hypothesis 1 can be rejected. With field observations of depths, interpretation of conductivity values, comparison of historical maps with aerial photographs, and experiences in similar localities, it seems likely that the water exchange between Voilan and Breidflå has decreased after the road-fill came. The rate of sedimentation has probably increased. Most likely these two factors have affected water quality and environmental conditions in Voilan, and thus may help to explain the observed differences in water quality and environmental conditions between Voilan and Breidflå. Hypothesis 2, which states that the differences in water quality and environmental conditions between Breidflå and Voilan are not caused by the road-fill, can therefore be rejected.