År 2008 inleddes bygget av den 6 kilometer långa tunneln Citybanan som sträcker sig genom stora delar av centrala Stockholm. Tunneln utgörs till största del av bergtunnlar men även av betongtunnlar på ett antal kortare sträckor. Syftet med tunneln är att avlasta spårtrafiken i Stockholm genom att fördubbla spårkapaciteten. Hela pendeltågstrafiken kommer omdirigeras till tunneln och de två nya pendeltågsstationerna Stockholm City och Odenplan kommer att byggas. Svårigheterna med tunnelbyggandet beror på det grundvatteninläckage som sker till bergtunneln genom bergets sprickor och svaghetszoner. Ett högt inläckage kan leda till att grundvattennivån sänks och jordlager ovanför tunneln krymper. Det kan leda till  förändringar i den ovanliggande stadsmiljön och kostsamma sättningsskador. På grund av Stockholms geologiska heterogenitet och befintliga konstruktioner krävs försiktighet och korrekta åtgärder för att minimera de kostsamma konsekvenserna. För att minimera sättningarna har Trafikverket, som har huvudansvaret för Citybanan, utfört prediktioner av inläckaget till de olika delsträckorna i tunneln. Prediktionerna är baserade på undersökningar om den geologiska strukturen och antaganden om vilka tätningsåtgärder som ska utföras. Därefter har Miljödomstolen bestämt vilka värden som beviljats för de olika sträckorna som Trafikverket måste anpassa sig efter. För att sammanställa prediktionerna,  de begränsande värdena och det verkliga inläckaget har data hämtats från utredningsdokument utförda på beställning av Trafikverket, miljödomar och Trafikverkets mätdatabas för omgivningspåverkan (TMO). Inläckaget har överskridit de tillåtna gränsvärdena till de två arbetstunnlarna Torsgatan och Norra station. Arbetstunnlarna ligger i närheten av sättningskänsliga områden, där framförallt området kring Stockholm City, till följd av inläckaget kan ha fått en förhöjd risk. Till de andra delsträckorna har inläckaget varit lägre än de högsta tillåtna värdena. Inläckaget har på fem sträckor överskridit de initiala prediktionerna. Miljödomarnas gränsvärden har, på alla delsträckor utom en, fastställts högre än prediktionerna. På grund av Stockholmsområdets geologiska komplexitet och de sättningskänsliga områdena bör det sättas ifråga om de tillåtna värdena bör sättas lägre för att stimulera Trafikverket att minimera inläckaget och således grundvattenpåverkan. / Construction of the 6 kilometres long tunnel Citybanan was initiated in 2008 by The Swedish Transport Administration. The majority of the tunnel consists of rock tunnels, but some shorter parts are concrete tunnels. The main purpose of the tunnel is to double the rail traffic capacity of central Stockholm and absorb commuter traffic. In addition to this, two new commuter train stations have been constructed. Cracks and weak zones within the rock is a challenge that can result in issues such as groundwater leakage. High groundwater leakage can cause the surrounding groundwater levels to sink which can lead to soil compaction around the tunnel. Soil compaction can  cause land subsidence and further on damage buildings and existing infrastructure. Due to the heterogenic geology in Stockholm, and the vast amount of existing structures, specific actions have to be taken to minimize the risk of unwanted effects. Predictions has been done by The Swedish Transport Administration regarding the groundwater leakage in the different parts of the tunnel. The predictions are based on the geological structure and the planned amount of made grouting operations. Later, the Environmental court decided the allowed amount of groundwater leakage in the different sections. The predictions, permissions and actual inleakage presentet in this report have been retrieved from the Environmental Impact Assessment, the court verdicts and the Transports Administration database for environmental impact (TMO). The inleakage has exceeded the allowed amount into the two work tunnels Torsgatan and Norra station. These sections are located near sensitive areas, which can lead to an  increased risk of subsidence damage. In total, the leakage has exceeded the predicted values in five different sections. The allowed inleakage is higher than the predicted inleakage at all sections except for one. Due to the complex geology and the risk of subsidence in central Stockholm, this report questions whether the allowed leakage should have been as high as they were. Lowering the level  of  accepted  leakage  could  potentially  stimulate  the  Transport  Administration  to minimize the leakage and thus the undesirable side effects.

Groundwater and artificially recharged groundwater are important sources offreshwater in Sweden. In growing societies an ever larger demand is put onmunicipalities drinking water production facilities. Especially in coastal areas oraquifers that are located below the highest coastal line, there can be ionically strongpaleowaters at greater depths which then risk being pumped up to the municipal watersupply. A common problem for municipal water works is that production wells pumpup ionically strong water, with a high electrical conductivity when the production wellsare stressed at high effect or longer periods of constant pumping. At the waterworks ofGäddvik in Luleå municipality certain wells have shown tendencies of higher electricalconductivities in the produced water, while some wells seem to never produce waterwith higher electrical conductivity, no matter how much they are pumped. Highelectrical conductivities has earlier been assumed to be paleowaters from below theaquifer with great concentrations of chloride, but this is not certain.This work investigates the possibilities of characterizing groundwater by using theoxygen isotopes 16O & 18O as well as main element analysis. In the work a field surveywas performed where groundwater was pumped up from 26 observational wells and 5productional wells at Gäddviks aquifer in Luleå. The samples were analyzed for isotopesof both oxygen and hydrogen as well as the main elements. The results have shown thatit is possible to correlate the heaviest isotopic signatures of oxygen with the highestmeasured values of chloride. This indicates that there is a potential value for identifyingpaleowaters with the help of oxygen isotopes especially when correlated to mainelement data.

Over the past several decades, the use of groundwater modelling has been increasing in order to better evaluate the complexities inherent in hydrogeological calculations. Information required for groundwater modelling is for example elevation of soil and bedrock layers, which often is collected by drilling. This is both time consuming and expensive, making it impossible to collect an unlimited number of data points. It is not uncommon that smaller hydrogeological investigations are based on only three or four sample points. To approximate values of unknown points in the study area, the known values of the measured data is interpolated. The interpolation can be done with different methods, and the estimations of the elevation of geological layers at the unknown points might vary with different methods. How the uncertainty of the interpolations then affects the modelling results is generally unknown when simulating groundwater flow. The aim of the thesis work is to investigate how hydrogeological results from groundwater models are affected by choice of interpolation method and by sample size of which the interpolation is based on. The hydrogeological models were simulated within the framework of a Swedish railway project where an unusually large number of probing data was available. The study focuses on two-dimensional, steady-state groundwater flow modelled in the software SEEP/W. Consequently, the objective of the modelling work was to simulate groundwater flow where the difference between the models was how the geometry of the geological layers was defined. The definition of the geometry was done with interpolations of the probing data with different interpolation methods and with interpolation based on different sample sizes. Twelve different interpolation methods in the software Surfer was used to interpolate the total of 357 data points. The interpolations that were estimated to be reliable were then used in the groundwater modelling. Groundwater models were also simulated based on a reduced amount of data in order to investigate the importance of sample size. The total amount of data points was reduced to 50%, 25%, 5% and 1% of the initial sample size before it was interpolated and then used to define the geometry in the groundwater models. The study showed that although the choice of interpolation method and sample size affected the results of the modelled groundwater flow rate, none of the deviations between the model results were larger than what would be considered as acceptable in a hydrogeological context. The models based on at least 90 data points showed good precision while the precision of modelled groundwater flow decreased when sample size decreased. Thus, when interpolating data for groundwater modelling, the sample size should be determined by the required precision of the study. For the modelling of the 1% data, only one of the six models was possible to simulate. This since at least three data points are required for each geological layer in order to perform interpolations, and this was only obtained in one of six randomly selected data sets. The study indicates that around 10-20 sample points is a minimum for a study area with similar conditions as the reference project in order to have a high probability of obtaining enough data of all geological layers of interest. Finally, the study indicates that there are other parameters in groundwater modelling, for example hydraulic conductivity and boundary conditions, that might have an equal of higher impact on the model results. These parameters should therefore also be determined with a high precision in order to gain accurate modelling results. / Under de senaste årtiondena har användandet av grundvattenmodeller ökat för att bättre kunna hantera komplexitet inom hydrogeologiska beräkningar. För att kunna skapa en grundvattenmodell krävs exempelvis data över hur lager av jord och berg är beläget. Dessa geologiska data samlas vanligen i borrpunkter, vilket är både tidskrävande och dyrt. Detta gör det omöjligt att erhålla ett obegränsat antal mätpunkter och det är vanligt att mindre hydrogeologiska undersökningar endast utgår ifrån tre till fyra mätpunkter. Utifrån det begränsade antalet mätpunkter interpoleras kända nivåer av jord- och berglager för att approximera nivåer i okända punkter. Interpolering görs med hjälp av olika matematiska metoder och resultatet av dessa kan variera mellan olika metoder. Hur osäkerheter i interpolering sedan påverkar resultat från grundvattenmodellering är vanligtvis okänt. Syftet med examensarbetet är att undersöka hur hydrogeologiska resultat från grundvattenmodeller påverkas av val av interpolerings metod samt av antal mätpunkter som interpoleringen är baserad på. Grundvattenmodellerna skapades inom ramen av ett svenskt järnvägsprojekt där ovanligt stora mängder sonderingsdata fanns tillgängligt. Undersökningen fokuserar på steady-state grundvattenflöden i två dimensioner, modellerat i programmet SEEP/W. Undersökningen utgick därmed från sonderingsdata i referensprojektet för att skapa ett antal grundvattenmodeller, där skillnaden mellan dessa var hur nivån av de geologiska lagren definierades. Detta gjordes med hjälp av olika interpoleringsmetoder och med interpolering baserad på olika mängder data punkter. Tolv olika interpoleringsmetoder i programmet Surfer användes för att interpolera de totalt 357 data punkterna. De interpoleringar som kunde antas vara rimliga användes sedan för att definiera geometrin i olika grundvattenmodeller. Grundvattenmodeller skapades även utifrån en reducerad mängd data för att undersöka betydelsen av antal mätpunkter vid interpolering. Antal mätpunkter reducerades till 50%, 25%, 5% och 1% och interpolering av dessa användes sedan för att definiera geometrin i olika grundvattenmodeller. Studien visade att även om modeller baserade på olika interpoleringsmetoder och interpolering av olika antal mätpunkter genererade något olika resultat med avseende på modellerat grundvattenflöde, så var inget av resultaten mer avvikande än vad som i ett hydrogeologiskt sammanhang skulle klassas som acceptabelt. Vidare visade resultaten att modeller baserade på 90 data punkter eller mer hade en bra precision av modellerat grundvattenflöde samt att minskat antal mätpunkter ledde till minskad precision. Antal mätpunkter i en undersökning bör därmed väljas utifrån hur bra precision som bör uppnås. Dock kan ett lägre antal mätpunkter försvaras om erhållen precision vägs mot hur resurskrävande insamling av data är. Modelleringen av 1% data visade att endast en av de sex modellerna gick att skapa. Detta var på grund av att minst tre datapunkter för varje geologiskt lager krävdes för att interpolera data och detta uppnåddes alltså bara i en av de slumpade data seten. För att ha en hög sannolikhet att erhålla tillräckligt med data för varje jord- eller berglager av intresse indikerar denna studien på att 10 till 20 mätpunkter är tillräckligt i en undersökning med liknande förutsättningar som i referensprojektet. Slutligen så indikerar studien på att det finns andra parametrar, exempelvis hydraulisk konduktivitet och randvillkor, som kan ha liknande eller större inverkan på modellerat grundvattenflöde och för att få noggranna resultat bör även dessa parametrar bestämmas med hög precision.

Drinking water contamination is a big concern in Sweden and is commonly traced back to being waste from former manufacturing industrial sites. Pollutants in the topsoil can be remediated by several techniques, such as decontamination or excavation but the toxins already enclosed in the bedrock cannot be treated the same and is harder to track possible contaminant pathways. To gain knowledge of modelling fluid flow and solute transport in the bedrock is therefore highly crucial to detect any safety risks. Not only for drinking water safety but also to understand possible reservoir storage or to store disposals from radioactive waste.  For this study, high levels of chlorinated solvents have been measured at a former industrial plant manufacturing electronic products, where the prominent chemicals are PCE and its degradation products. The soil will be remediated from the site, but the remaining question is if the contaminants can be further transported in the bedrock fractures to a drinking water source for the municipality. The lake is located approximately 4km from the site and will take too much time and computational effort to run the model. Instead, this study will focus on a small-scale model estimating a suitable distance from the source where additional boreholes can be placed. The model will have a size of 455 x 436 x 38m and the study will be divided into three main tasks; improve understanding of the fracture geometry by statistical analyses of the measured fractures in the study area, build and run a groundwater flow model representing the study area, investigate possible pathways of contaminant transport in the fracture networks and analyze the impact of geological features.  The methodology is divided into several parts. First, statistical analyses of the fractures will be done using the software FracMan version 8.0, which will act as a foundation of the DFN model. Next part includes calibration of the model and generation of fracture network based on the statistical analysis. The last part includes flow and transport simulations using the application Pflotran within FracMan version 8.1.  The results shows that large fracture zones affect the flow to a great extent and therefore also control the transport of contaminants in the bedrock. Because of uncertainties regarding size of the zones, additional boreholes should be placed upon their respective orientations close to the already existing boreholes to investigate their characteristics. It is also necessary to place additional boreholes randomly within the study model to detect other fracture zones and possible dominant fracture sets. The additional boreholes should be deeper than the existing ones to detect possible fracture networks further down in the bedrock. Contaminant pathways are hard to establish because of the deterministic zones that determines the flow. The scenario where no zones were included, two dominant pathways are visible, one on the upper part and one in the lower part of the model. The scenario where zones were included, one dominant pathway is visible, following the large fracture zone reaching from one borehole towards the outlet boundary. In conclusion, these results highlight the importance of doing more measurements to strengthen the basis for evaluation of pollutant transport to the nearby lake. Because of the risk of poisoning the drinking water, it is extremely important to be able to make a realistic model for contaminant transport. Since the results of flow simulations differs between different input transmissivities, next step should be to do hydraulic tests in the already existing boreholes to establish the local transmissivity for the fractures. After that, additional boreholes in the field, both on top of the measured zones close to the existing boreholes as well as boreholes randomly throughout the study area should be placed. / Rent dricksvatten är en angelägenhet för alla i Sverige och för att säkerhetsställa rent dricksvatten krävs förebyggande åtgärder som kan förhindra att föroreningar tar sig till dricksvattenkällor. Dessa åtgärder kan bland annat innehålla mätningar för att spåra föroreningens ursprung och transportvägar. Ursprungen kan oftast kopplas till avfall från gamla tillverkningsindustrier. Föroreningar som spåras till matjorden kan åtgärdas genom sanering eller schaktning medan föroreningar som tagit sig ner i berggrunden inte kan behandlas på samma sätt. Föroreningars transport genom sprickor är svåra att spåra och lokalisera på grund av oförutsägbara förhållanden med olika bergarter, kvalitéer, sprickstorlek etcetera. På grund av detta är det viktigt att kunna modellera flöden och transport av lösa ämnen för att förhindra hälso-och säkerhetsrisker. Modellering av spricksystem är även viktigt för att undersöka framtidens energiextraktion från geotermisk aktivitet, eller att kunna lagra avfall från radioaktiva ämnen.  Denna studie görs då det har mätts upp höga nivåer av klorerade lösningsmedel från en gammal fabrik som tillverkat elektronikprodukter, främst kemikalierna PCE och dess nedbrytningsprodukter. Mätningar har gjorts på platsen i form av tre borrningar och bergkartering. Föroreningar i jordmånen kommer att åtgärdas men den kvarstående funderingen är om de föroreningarna som redan tagit sig ner i berggrunden, kan transporteras genom spricknätverket fram till en sjö som kommunen använder som dricksvattenkälla. Sjön är lokaliserad ungefär fyra kilometer från den gamla anläggningen och på grund av den långa distansen kommer det krävas mycket lagring och beräkningskraft av den använda datorn. För att undvika detta, kommer denna studie i stället fokusera på en småskalig modell med den ungefärliga storleken 455 x 436 x 38m där syftet är att uppskatta var nya borrningar kan göras för att få fram mer information angående potentiella föroreningar och dess flyktvägar. Denna studie kommer vara uppdelad i tre huvudsakliga syften; göra statistiska analyser av data som samlats in från fält, bygga upp och köra en grundvattenmodell som representerar studieområdet, undersöka potentiella vägar för transport av föroreningar i spricksystemet samt analysera dess påverkan av geologiska egenskaper.  För denna studie har metoden delats upp i flera steg. Det första steget innehåller statistiska analyser av sprickorna i området som kommer utgöra grundinformationen för spricknätverket. Detta görs i programmet FracMan version 8.0. Nästa del innehåller kalibrering av modellen samt flödes- och transportsimuleringar genom applikationen Pflotran som är installerat i FracMan version 8.1.  Resultatet av flödes- och transportsimuleringarna visar att stora sprickzoner påverkar flödet i stor utsträckning och kontrollerar därför transporten av föroreningar. Storleken av sprickzonerna är svåra att bedöma då det inte finns någon mer information än det som mätts i borrhålet, där den minsta storleken är av borrhålets radie. På grund av detta lades zonerna in deterministiskt med en radie lika stor som modellen. Detta medför att resultaten över transporteringsvägar är högst bestämmande av zonerna där zonen som går mot utflödesgränsen agerar som en motorväg för föroreningar medan zonen som går mot en gräns utan utflöde agerar likt en sjö, vilket gör att partiklarna som hamnar i zonen stannar där och kan inte ta sig därifrån och fortsätta transporten. På grund av denna osäkerhet kring storleken för zonerna bör det placeras ytligare borrhål längs med orienteringen av sprickorna max 10 meter från de existerande borrhålen för att se om zonerna fortsätter eller blivit avkapade. Eftersom inga hydrauliska tester gjorts i borrhålen är det ett viktigt nästa steg för att bestämma rätt transmissivitet i sprickorna. Det är möjligt att det finns fler zoner inom området som kan bestämma flödesvägar, därför är det också viktigt att placera ut fler borrhål slumpmässigt inom området för att upptäcka fler zoner eller andra dominerande sprickorienteringar än de som hittills mätts. Alla nya borrhål bör även gå djupare än de som redan finns för att kunna upptäcka andra eventuella spricknätverk djupare ner i berggrunden. På grund av risken att kontaminera dricksvattnet är det otroligt viktigt att kunna göra en realistisk modell som representerar transporten av föroreningar. Fortsatt arbete bör därför prioritera hydrauliska tester för att bestämma transmissiviteten i spricknätverket, därefter utföra fler och djupare borrhål i området för att undersöka andra potentiella deformationer.