Loddby sulfitmassabruk var under sin verksamhetstid beläget vid Loddbyviken, cirka fem kilometer norr om Norrköping. På bruket bedrevs tillverkning av sulfitmassa mellan år 1899 och 1977 inom ett område som omfattar 18,6 hektar. Det före detta sulfitmassabruket anses idag vara förorenat till den grad att det medför en mycket stor risk för människors hälsa och miljön, men för att kunna besluta om åtgärder gällande den förorenade marken vid Loddby f.d. sulfitmassabruk behöver bland annat de hydrogeologiska förhållandena inom området klargöras. Detta examensarbete syftade till att kartlägga grundvattenströmningen vid Loddby f.d. sulfitmassabruk genom att utveckla en platsspecifik grundvattenmodell med modellkoden MODFLOW i programvaran Groundwater Modeling System (GMS). Dessutom avsåg examensarbetet att undersöka hur grundvattenströmningen i området påverkas av fluktuationer i den intilliggande Loddbyvikens vattennivå. Initialt utvecklades en konceptuell modell för området, där det hydrologiska systemet förenklat beskrevs med avseende på områdets geologi, hydrologi och klimat. Modellområdet avgränsades utefter topografiska vattendelare samt hydrologiska gränser och delades sedan vertikalt in i tre lager utefter de huvudsakliga jordmaterial som hade identifierats vid undersökningar i området: fyllnadsmaterial, lera och morän. I GMS delades modellområdet sedan in i ett rutnät med storleken 5x5 meter och dess ränder tilldelades lämpliga randvillkor. Genom att interpolera utsträckningen av modellens tre lager från sonderingspunkter med känd geologi kunde den konceptuella modellen beskrivas matematiskt i programvaran. För att öka modellens tillförlitlighet kalibrerades jordmaterialens hydrauliska konduktiviteter mot observerade grundvattennivåer i flertalet grundvattenrör inom Loddby f.d. sulfitmassabruk. Efter kalibrering var fyllnadsmaterialets, lerans samt moränens hydrauliska konduktivitet 2,1ˑ10-4 m/s, 5,7ˑ10-7 m/s respektive 3,9ˑ10-5 m/s. En känslighetsanalys utfördes slutligen för att undersöka hur valet av värden på jordmaterialens hydrauliska konduktiviteter samt grundvattenbildningen påverkar modellresultaten. Simuleringarna med den kalibrerade modellen visade bland annat att grundvattnet generellt rör sig från områdets västra delar mot Pjältån och Loddbyviken i norr och öster, dock runt de områden där bergytan når höga nivåer. Förändringar i Loddbyvikens vattennivå visade sig ha en viss påverkan på mängden vatten i systemet, men bedömdes inte medföra en större effekt på strömningsmönstret i området. Känslighetsanalysen visade att modellen var mycket känslig för värdet på grundvattenbildningen, samt att även den hydrauliska konduktiviteten för moränen hade en stor effekt på resultatet. Ett lågt värde på lerans genomsläpplighet visade sig kunna leda till modelleringssvårigheter och fyllnadsmaterialets konduktivitet hade generellt en liten påverkan på resultatet. / Loddby sulphite pulp factory was during its active days located next to Loddbyviken, approximately five kilometers north of Norrköping. Production of sulphite paper pulp was conducted between the years 1899 and 1977 within an area of 18,6 hectares. The former sulphite pulp factory is today considered polluted to the extent that it is entailing a great risk for human health and the environment, but to be able to decide what measures to take, the hydrogeological conditions in the area need to be clarified. The objective of this master’s thesis was to map the groundwater flow pattern within Loddby former sulphite pulp factory by developing a site-specific groundwater model with the groundwater flow model MODFLOW in the software Groundwater Modeling System (GMS). The master’s thesis also aimed at examining how the groundwater movement in the area is affected by fluctuations in the water level of Loddbyviken. A conceptual model was initially created to describe the hydrological system in a simplified way with regards to the geology, hydrology and climate within the area. The model domain was delimited by topographical water divides and hydrological boundaries, and was thereafter divided into three horizontal layers based on the main materials that have been identified during investigations within the area: filling material, clay and till. In GMS, the model domain was divided into a 5x5 meter grid and its borders were assigned appropriate boundary conditions. By interpolating the three model layers from scatter point data of known geology, the conceptual model could be described mathematically within the software. To increase the reliability of the model, the hydraulic conductivities of the materials were then calibrated against observed hydraulic head in several groundwater monitoring wells in the area. After the calibration, the hydraulic conductivities of the filling material, clay and till were 2,1ˑ10-4 m/s, 5,7ˑ10-7 m/s and 3,9ˑ10-5 m/s respectively. A sensitivity analysis was then performed in order to examine how the values of hydraulic conductivity and groundwater recharge would affect the model results. Simulations with the calibrated model showed that the groundwater generally moves from the western parts of the area towards Pjältån and Loddbyviken in the north and east. However, it moves around the areas where the impermeable bedrock is close to the ground surface. Changes in the water level of Loddbyviken proved to have some effect on the amount of water in the system, but they did not entail a greater influence on the groundwater movement pathways in the area. The sensitivity analysis showed that the model was very sensitive regarding the groundwater recharge and the hydraulic conductivity for the till. A very low conductivity of clay turned out to lead to some modeling difficulties and the conductivity of the filling material showed to only have a small effect on the result.

No description available.

Light transmission can be used to measure the amounts of certain constituents within a system by analyzing the amount of light they have absorbed. The aim of this study was to improve methods for light transmission measurements in two phase systems. In this study, the main reason is to be able to use light transmission for measurements of CO2-trapping in natural sandstone. The latter is something that does not exist today. The study investigated the possibility to use selected liquids that both represent an analogue CO2-brine system and have similar refractive index as each other to simplify Beer-Lamberts law. The simplification suggested that a change in light intensity within a system was controlled solely by the length of a liquid that had replaced another liquid. Two methods were implemented to test this. A tank containing high transparency sand and glycerol was injected several times with dyed oil in order to test equations developed to calculate the length of oil that light had passed. The glycerol and oil were chosen due the ratio between them in density and viscosity. These are properties that make them ideal for modelling the trapping of supercritical CO2 in sandstone saturated with brine. The other method for testing was to measure a coefficient of light absorption for the oil, then applying that coefficient to an injection of a known volume of oil. The analysis results showed that a linear relationship exists between difference in light intensity and the volume of oil in a system. The developed equation for oil length, as a function of light absorption specific for that oil, is sufficient for calculating the volume of oil in the system. It could not be used for calculating exact values in each part of the tank. The placement of oil was crucial to the measured light intensity for a single point. Oil occuring further back in the tank gave lower values of light intensity than oil occuring in the front. The study show that with further investigation into the role of oil placement in the light path, a simpler method could be developed for some light transmission measurements. The method could be used in its current form for modelling CO2 in sandstone but should be further developed if exact values are important / Light transmission är en teknik som används för att mäta mängden av en vätska eller gas genom att låta ljus passera genom det och se hur mycket ljuset minskade i styrka. Tekniken används idag bl.a. för att titta hur föroreningar sprider sig i sand. Vid dessa mätningar så har man en tank med glasväggar fylld av sand och vätska. Syftet med denna studie är att ta fram en metod som gör light transmission mer tillgängligt och enklare att använda. Målet är att ta fram en metod som är så pass allmän att den går att applicera på naturlig sand och sandsten. I sandstenen testas CO2-trapping i djup berggrund. Modelleringen av CO2-trapping i sandsten är något som inte existerar idag med hjälp av light transmission teknik. Metoden i denna studie bygger på att förenkla den formel som normalt används för att beräkna ljusförluster när en stråle ljus passerar genom ett material, Beer-Lamberts lag. Förenklingen sker genom att noggrant välja konstituenterna som används så att den refraktion av ljus som normalt sker mellan två medium försvinner. De konstituenter som skall anpassa är vätskor som ska representera flytande CO2 samt saltvatten. Genom att ta en bild som sedan jämförs med bilder under tiden en injektion av olja sker, så skall enligt teorin endast längden olja som ljuset passera förändra ljusets styrka. De vätskor som väljs är en hydraulolja och glycerol. Dessa väljs eftersom att de beter sig liknande hur CO2 beter sig i saltvatten under högt tryck. 2D experiment på skalor av tiotals cm gör det möjligt att studera hur heterogenitet i sandstenen påverkar hur mycket CO2 som kan fastläggas och därmed lagras på ett säkert sätt. Mer avancerade visualiseringstekniker klarar ofta bara små prover med längdskalor på någon cm. Dessa använder t.ex. röntgenstrålning. I studien används flera kyvetter fyllda med olja som placeras efter varandra för att mäta hur ljusmängden förändras beroende på längden olja den passerar. Detta samband testas sedan på en tank fylld med sand, glycerol och en känd mängd olja. Oljans ljusabsorption framtagen med kyvetter visade sig att inte gå att använda på den uppställning den testades på. Ett annat försök att ta fram ljusabsorptionskoefficienten för oljan gjordes genom att injicera en känd mängd olja i flera steg i samma uppställning som tidigare testats på. Inte heller detta försök gick att använda eftersom koefficienten varierade kraftigt beroende på injektionstillfälle samt mängden olja den beräknades för. Det visade sig finnas en stark korrelation mellan mängden olja i tanken och skillnad i ljusmängd. Det gick dock inte att skapa något generellt samband mellan mängden olja i en specifik punkt och skillnaden i ljus. Det visade sig ha stor betydelse i vilken del av tanken som oljan befann sig. Den olja som låg längre bak i tanken gav mindre ljusskillnad än den som låg längst fram mot glaset. På grund av det starka sambandet mellan ljusskillnad och oljemängd så tyder det på att metoden borde gå att bygga vidare på, men vidare studier krävs. Den metod som testas här måste utvecklas ytterligare för att gå att applicera på sand eller sandsten.

Idag pågår det utredningar för upprättandet av en nationalpark och ett biosfärområde i Nämdöskärgården varav Östanvik och Sand antas tillhöra de områden som kan få en ökad exploatering i samband med detta. Det innebär ett ökat grundvattenuttag och en ökad belastning på grundvattenakvifererna. Projektet omfattar en inventering av Östanvik och Sands grundvattentillgångar. Inventeringen har inneburit undersökningar av tillrinningsområden till akviferer, akviferens storlek, maximal boendegrad, grundvattenuttag och risk för saltvatteninträngning. Resultatet visade att grundvattentillgången för Östanvik var tillräcklig för befintlig bebyggelse samt för viss framtida exploatering. Däremot visade resultatet att grundvattentillgången i Sand var begränsad och bedöms inte kunna belastas mer utan att vidta åtgärder som bättre lokalisering av brunnar och/eller avsaltningsanläggningar. Risken för saltvatteninträngning var hög för strandnära brunnar och något lägre för brunnar belägna längre bort från strandlinjen (>100 m). / A future establishment of a national park is planned in the Nämdö archipelago and an entrance to the park could possibly be established somewhere on Nämdö. At the same time, a biosphere reserve is planned for Nämdö and its surroundings, which could lead to an increased development in the area. With an increased development in the archipelago the strain on the already fragile groundwater assets intensifies. The aim of this project was to examine the groundwater situation in Östanvik and Sand, which is located on Nämdö, in order to evaluate how an increase of the groundwater outtake would affect the aquifers and the future groundwater assets. Using field studies, groundwater budget calculations, geotechnical investigations and calculations of the risk for salt water intrusion, an estimate of the local groundwater supply was done. The groundwater capacity in Sand was limited and considering the grade of development in the area further development would most likely impact the groundwater quality. In order to extract more groundwater, new wells would have to be established further away from the developed area and the shore. The groundwater capacity in Östanvik was adequate for the current grade of settlements and tourism, but also for a future increase of both these. In order to protect the existing wells in the area, new wells should be located away from the shore and in areas with good groundwater supply.  The results showed that Östanvik both had bigger aquifers and a currently smaller outtake than Sand and therefore is better suited for an expanded groundwater outtake. The risk for saltwater intrusion in both areas was shown to be relatively high with an increasing risk closer to the shoreline (<100m). In addition to other approaches, this risk can be reduced by a more constrained and scattered outtake in areas further away from the shore, but also by using desalinated seawater.

As much as 80 000 sites, including landfills from glass production industries, are estimated to be contaminated in Sweden. One of these landfills is located near the glassworks factory of Pukeberg, in the municipality of Nybro, Southeast Sweden. It has been found to be severely contaminated with heavy metals, which have toxic effects to humans and biota. The aim of this study is to investigate hydrologic properties at Pukeberg, including groundwater velocities and their potential (spatial) heterogeneity that would affect the transport of metals. Metal concentrations in soil, pore water and groundwater were measured to investigate such metal transport and retention at the site. Slug tests were conducted at the site to determine local discharges and water velocities. For comparison, total groundwater flows through the landfill were estimated by considering water balances of the upstream catchment. Results showed a much higher groundwater flow through the landfill at Pukeberg when estimated from water balance constraints of the upstream catchment, compared to when up-scaled from local measurements of hydraulic conductivities and gradients within the landfill. This points to the existence of aquifer heterogeneity, including preferential flow paths and low-flow zones. Depending on flow path, transport velocities of heavy metals could therefore differ considerably. With a pH of 7 in pore water, and relatively low DOC (dissolved organic carbon) concentrations, environmental conditions were found likely to favour a strong retention for most of the metals investigated. This conclusion is supported by our estimates of Kd (the soil-water partitioning coefficient), derived from the in-situ ratio between soil concentrations and pore water concentrations at the landfill. These estimates were consistently higher than previously reported laboratory results from leaching tests, as well as guideline values from the Swedish EPA. For instance, Kd for Pb and As was found to be 50600 l/kg and 16400 l/kg, respectively. Thus, for most metals, a limited transport downstream could be expected. Indications of high aquifer heterogeneity within the limited area investigated in this study however give rise to uncertainties, for instance regarding the representativeness of the taken samples. Possible future analyses of extended sampling schemes could decrease these uncertainties.

During the recent summers, Gotland has suffered from drinking water shortage and due to the climate change, the water shortage can possible increase in the future. To find a solution, the Swedish Environmental Research Institute IVL and Region Gotland are going to build a testbed at Storsudret located on the south of Gotland, to investigate different sustainable solutions. One possible solution is to increase the water level in Lake Mjölhatteträsk, located at Storsudret, to increase the water storage. This master thesis has focused on the water balance of the lake to understand whether it is possible to store more water in the lake and how large areas that would be flooded in the event of an increase in the water level. This has been done using a combination of field data sampling with geophysical methods, hydraulic tests, water depth measurements, existing hydrometeorological data from Lantmäteriet and the Geological Survey of Sweden (SGU) and modelling with the tools MIKE SHE and MIKE HYDRO River created by DHI and also GIS. The result of this master thesis showed that there is a very thin soil layer with possibly high clay and silt content to the west of the lake. At the bottom of the lake, a thick clay layer exists which reduces the hydraulic connection between the lake and the surroundings. The potential to store and extract water in the sand layer in the west is therefore small. However, there is potential to produce enough water in the lake to meet the water demand at Storsudret, according to the model created in MIKE SHE. This would require a dam at a suggested location at the outflow with a height of 0.12 m. / Gotland har under de senaste åren lidit utav vattenbrist under somrarna och på grund av klimatförändringarna är det möjligt att vattenbristen kan komma att öka i framtiden. För att hitta en lösning har Svenska Miljöinstitutet (IVL) och region Gotland fått i uppgift att anlägga en testbädd på Storsudret på södra Gotland, där olika hållbara lösningar ska testas. En möjlig lösning är att höja vattennivån i sjön Mjölhatteträsk på Storsudret för att på så vis kunna lagra mer vatten. Den här masteruppsatsen har fokuserat på hur sjöns vattenbalans ser ut för att förstå om det är möjligt att lagra mer vatten i sjön och hur stora områden som skulle bli översvämmade vid en ökning av vattennivån. Detta har gjorts med hjälp av en kombination av fältstudier med geofysiska mätningar, hydrauliska tester, vattendjupmätningar och flödesmätningar tillsammans med digitala databaser från Lantmäteriet och Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) samt modellering med verktygen MIKE SHE och MIKE HYDRO River som skapats av DHI och även GIS. Resultatet för den här masteruppsatsen visade att det finns ett mycket tunt jordlager med eventuellt högt ler och silt innehåll väster om sjön. Vid botten av sjön finns ett tjockt lerlager som minskar den hydrauliska förbindelsen mellan sjön och omgivningen. Potentialen att lagra och utvinna vatten i sandlagret i väst är därmed liten. Däremot finns det potential att producera tillräckligt med vatten i sjön för att kunna uppfylla vattenbehovet på Storsudret, enligt modellen skapad i MIKE SHE. Detta skulle innebära en dam vid en föreslagen punkt vid utflödet som har en höjd på 0.12 m.

Detta examensarbete är en ansats mot en förenklad metod för sprickkartering i borrkärna och utvärderar huruvida en förenklad metod är tillämpbar vid projekt som anläggs under aktiv design och tid är en kritisk faktor. Det föreliggande arbetet är en studie baserad på data från Boliden Mineral AB, från undersökningar utförda i syfte att lokalisera en lämplig, lågpermeabel bergvolym för anläggandet av ett slutförvar för miljöfarligt avfall. Vattenflöde i kristallin bergmassa, liksom den i Sverige, förmodas traditionellt påverkas mest av sprickornas karaktär så som sprickdensitet, sprickvidd, råhet, sprickfyllning etc. Vidare påverkar sprickegenskaperna bergmassans hållfasthet, varför karaktärisering av bergmassan utgör en central roll vid byggande i berg. Effektivisering av sprickkartering under aktiv design undersöktes genom att utvärdera hur väl de parametrar som används vid karaktärisering verkar för identifiering av vattenförande strukturer. Vidare utvärderades möjligheten att minska antalet sprickor att kartera och karaktärisera vid den fysiska kärnan. Resultat i denna studie visar inte några tydliga kopplingar mellan mätsektionernas hydrauliska konduktivitet (K) och de individuella karterade parametrarna. Osäkerheterna är dock stora då mätsektionerna för de hydrauliska testerna utgörs av 10 m för uppskattande av K, som dessutom påverkas av storskaliga företeelser (t.ex. grad av sammankoppling) som vidare inte är möjligt att uppskatta från borrhålsdata. Fjärrkartering av borrhålsfilm underestimerar överlag bergkvaliteten för de tre borrhål som analyserades. En förenklad metod med ett representativt urval sprickor för fysisk kartering beskriver fördelningen av parametervärden väl, vid jämförelse mot en fullständig fysisk kartering för två borrkärnor. Lerfyllda sprickor och höga Ja-värden överestimeras dock vid den förenklade karteringen vilket potentiellt kan leda till en mer konservativ förstärkningsåtgärd än nödvändigt. Fler studier behöver dock genomföras för att utvärdera huruvida den förenklade metoden kan reflektera parametervärdenas fördelning för individuella sprickgrupper. Vidare krävs ytterligare undersökningar för utvärdering av hur robusta de presenterade metoderna är vid kartering av borrkärnor med högre sprickighet än de som använts för analys i denna studie. / This master thesis is the inception of a simplified method for logging fractures in drill holes and comprises an evaluation on whether a simplified method is applicable for projects where the observational method is used and time is a critical factor. The following work is a study based on data from Boliden Mineral AB, acquired from investigations for locating a suitable, low-permeable rock mass for a repository for hazardous waste. Water flow in crystalline bedrock, such as that found in Sweden, is traditionally thought to be most influenced by fracture characteristics like fracture density, aperture, roughness, fillings etc. Moreover, these same characteristics influence the rock mass strength, which is why the characterization of fractures is fundamental for construction in rock. To improve efficiency of fracture logging in projects maintained under the observational method, an evaluation on how well the quantified fracture characteristics work for identification of large-scale water bearing structures was performed. Furthermore, the possibility of decreasing the number of fractures to log and characterize in the core was investigated.  The results show no apparent correlations between hydraulic conductivity (K) in test sections and the individually mapped parameters. However, the uncertainties are significant, mainly because of the large sections in which the hydraulic tests were conducted, but also because of largescale features influencing K (e.g. interconnectivity) which are not possible to estimate from core data.  Remote logging of borehole images generally underestimates the quality of the rock mass for the three analyzed boreholes. A simplified method with a representative selection of fractures for physical core logging was found to describe the distribution of parameter values well, when compared to a complete physical core log for two drill cores. Clayfillings and high Ja -values are however overestimated when the simplified method is applied which may lead to a more conservative reinforcement measure than necessary. However, more studies need to be carried out to evaluate whether the simplified method can reflect the distribution of parameter values for individual fracture sets. Moreover, additional studies are required to evaluate the robustness of the suggested simplified methods in drill cores from areas of more heavily fractured bedrock than those analyzed in this study.

Arsenic-contaminated drinking water exposes ~230 million people worldwide to increased risks of several diseases and is considered one of the greatest threats to public health. In Bangladesh, arsenic-contaminated water has been declared the largest poisoning of a population in history, where 39 million people are exposed to arsenic levels above the WHO guidelines (>10 μg/L). Drinking water is mainly provided by tube-wells installed by local drillers and the majority are located in aquifers with high arsenic levels. The major challenges of identifying arsenic-safe aquifers consist of a lack of a common tool for quality assurance of hydrogeological data, post-processing of the data, and a possibility to forward analyzed data to national and local stakeholders. Therefore, the purpose of this study was to investigate the potential of applying a digital solution for collecting and managing hydrogeological data in a quality assured platform. This study was a pilot-project in the sub-district Daudkandi, Bangladesh in collaboration with the KTH-International Groundwater Research Group. To fulfill the purpose, a method was developed for systematic and automated data capturing of hydrogeological information in GeoGIS, an advanced software that proved to be an efficient tool for visualizing hydrogeological data. The results show that collecting a few field data in a systematic and automated way is helpful for interpreting aquifer sequences and will enable better prerequisites for targeting safe aquifers and installing safe tube-wells. Conclusions are that the integration of a digital platform as a decision tool may significantly improve arsenic mitigation strategies. Furthermore, providing information to public and private sectors in Bangladesh would increase the transparency of hydrogeological conditions and may help improve safe water access to high arsenic areas of Bangladesh. / Över 230 miljoner människor världen över exponeras dagligen för arsenik-förorenat dricksvatten vilket kan ge upphov till hjärt- och kärlsjukdomar, diabetes samt olika cancersjukdomar. Arsenik (As) är en extremt giftig halvmetall som är naturligt förekommande i grundvatten och klassas som ett utav de största hoten mot allmän folkhälsa, vilket gör reducerande åtgärder till en samhällsutmaning av global karaktär. Ett land som är hårt drabbat av höga arsenikhalter är Bangladesh, där miljontals människor utsätts för arsenik-nivåer som överstiger WHO:s rekommenderade riktlinjer (>10 μg/L). Dricksvattenförsörjningen tillhandahålls framförallt genom vattenbrunnar installerade av lokala borrare och där majoriteten är placerade i akviferer med skadligt höga arsenikhalter.  Utmaningarna med att identifiera arseniksäkra akviferer är flera, bland annat saknas ett gemensamt verktyg för att hantera, kvalitetssäkra och analysera hydrogeologisk data, samt för att delge denna till olika parter på lokal, regional och nationell nivå. Syftet med den här studien var således att undersöka potentialen i att tillämpa ett digitalt verktyg för insamling och hantering av fältdata från olika databaser till en kvalitetssäkrad plattform. Studien genomfördes som ett pilotprojekt i distriktet Daudkandi, Bangladesh i samarbete med forskningsgruppen KTH-International Groundwater Research Group. För att uppfylla syftet utvecklades en metod för systematisk och automatiserad datainsamling av hydrogeologisk information i GeoGIS, en avancerad mjukvara som visade sig vara ett effektivt verktyg för visualiseringar av hydrogeologiska data. Resultaten visar att insamling av en liten mängd fältdata är till stor hjälp för att tolka akvifersekvenser samt för att urskilja arseniksäkra akviferer, vilket skapar bättre förutsättningar för installation av säkra vattenbrunnar. En slutsats som dras är att integreringen av en digital plattform för datainsamling avsevärt kan förbättra beslutsfattandet för arsenikreducerande strategier samt underlättar ett transparent informationsflöde. Genom att tillhandahålla transparent hydrogeologisk information till privat och offentlig sektor i Bangladesh kan även tillgången på säkert dricksvatten förbättras.

The organotin compound tributyltin (TBT) has been used as a biocide on boats for anti-fouling paint and has been banned 1993 on all boats in Sweden. Storage sites for boats are therefore a contamination source, hull scraping and painting contribute to littering and spread to the waterbodies ultimately accumulating in Brunnsviken’s sediments. TBT is toxic in very small amounts for organism’s nerve-, immune- and production system and therefore becomes a threat to the bays ecosystem. The concentration of TBT in Brunnsviken’s sediments exceed acceptable threshold levels of what is considered hazardous to the environment. TBT bind to sediments and particles and are transported by the water currents, it is therefore of great importance to know the flow dynamics in Brunnsivken to get a larger understanding for the spread and accumulation of TBT. The origin and dissemination of TBT have to be evaluated for the right action to be made. According to new directive from EU, all surface waters must reach good chemical status. Whit in the frame of this Bachelor thesis and on behalf of the environmental administration Stockholm City, a field study has been conducted, regarding Brunnsviken’s water dynamics. The aim has been to see if a flow pattern could be found and explain the spread and high levels of the pollution of TBT in the northern parts of Brunnsviken’s sediments. Field investigations have been conducted using sonde and current floater in order to determine the stratification of water bodies and their propensity to behave vertically based on temperature, salinity and turbity. A second parameter was also considered in order to account for flow velocity and flow direction. High-resolution measurements were performed at 11 transects in Brunnsviken to determine if there are any geographical differences that could account for the spread of TBT. Calculations were made regarding volumetric flow, transport time and mass load at each transect, which was subsequently compared to turnover time previously established by the Swedish Metrological and Hydrological Institute (SMHI) and previous studies by Karlsson (2016) with longer time reference were used, in order to corroborate the momentary high-resolution results from this study, by integrating them into a broader perspective. The results elucidate geographical variations in different water bodies in regards to temperature, salinity and turbidity. A pronounced stratification was identified in waterbodies located in the southern- and middle parts of the bay, whereas the northern part was less well defined as stratified, indicative of a more homogenous water body. The direction of flow appeared to move toward Brunnsivken’s central region with a relatively uniform flow velocity throughout the bay. No conclusions regarding a spread of TBT form south to north have been drawn. This is because the narrowest point in Brunnsviken, which separates the north form the south, have the lowest transport time and mass transport values. However, interactions of water bodies with different origins seems play an important role in the central parts of the bay and mixing in the northern regions has been found, which may explain the spread of suspended matter and TBT between the central and northern parts. Proposal of further studies has been made in order to get a better understanding of the high level of TBT in the northern parts of Brunnsivken, providing preliminary evidence where the result of this study can be used as a foundation. / Den organiska tennföreningen tributyltenn (TBT) har används som biocid i båtbottenfärger och är sedan 1993 helt förbjuden i Sverige. Båtuppläggningsplatser ses som en föroreningskälla i och med skrovskarpning och bottenfärgmålning, vars spill sprids vidare till Brunnsvikens vatten och avsätts i dess bottensediment. TBT är ett hormonstörande ämne som är skadlig för organismers nervsystem, immunförsvar och fortplantningssystem vid mycket små koncentrationer och ses därför som ett hot mot vikens ekosystem. Halten TBT i Brunnsvikens sediment överstiger de Svenska riktvärdena för kemisk status. Vattnets strömningsförhållanden är därför viktiga att förstå då de påverkar transporten och avsättningen av sediment och partikelbundet TBT. Dess ursprung och spridning måste därför undersökas för att rätt åtgärder skall kunna framtas för att nå god kemisk status till år 2027, i enlighet med EUs ramdirektivför vatten (2000/60/EC). Inom ramen för detta kandidatarbete och på uppdrag av miljöförvaltningen i Stockholm stad, har en fältstudie utförts gällande Brunnsvikens vattendynamik för att se om det förekommer strömningsmönster som kan förklara spridningen och de svårförklarade höga halterna av TBT i vikens norra delar. Fältundersökningar har utförts där sond- och strömkors har använts för att ta reda på hur skiktningen i vattenmassorna ser ut för att vidare kunna beräkna strömningshastigheter och flödesriktning i de olika vattenmassorna. Högupplösta mätningar utfördes längs 11 transekter i Brunnsviken för att se om det förekommer geografiska skillnader i vattenmassorna som kan förklara spridningen av TBT. Enklare överslagsberäkningar utfördes gällande vattenföring, transporttid och masstransport vid vardera transekt. Beräkningar gällande vattenföring och transporttider har kompletterats med omsättningstider från Sveriges metrologiska och hydrologiska institut (SMHI) och tidigare utredningar av Karlsson (2016) med längre tidupplösning, för att bädda in de egna mätningarna i ett bredare perspektiv och för att se om dessa kan stödja de momentana resultaten från denna studie. Vid mättillfällena observerades variationer i vattenmassorna i de olika delarna i viken gällande temperatur, salinitet och tubiditet, med en tydligare skiktning i vikens södra och mellersta delar jämfört med de norra delarna. Strömningsriktningen ser ut att röra sig mot vikens mellersta delar, vilket möjligen kan förklaras av utpumpning av vatten som sker i dessa områden. Hastigheterna är relativt jämn i hela viken förutom i de norra delarna. Baserat på resultaten i denna studie, har inga slutsatser gällande spridning från söder till norr har kunnat göras då vikens smalaste delar som även separerar delarna åt visar sig ha lägsta transporttiderna och masstransporterna. Det har dock hittats interaktioner mellan ett möjligt möte av vattenmassor i vikens mellersta delar och en effektiv omblandning i vikens norra delar som skulle kunna förklara en spridning av suspenderat material och där med TBT från de mellersta till de norra delarna. Förslag på fortsatta studier har gjorts för att kunna få en större förståelse för de höga halterna av TBT i vikens norra delar, där resultat från denna studie kan användas som underlag.

Uppsala esker is the main source of drinking water in Uppsala city and it provides the city with clean water all year around. The demand of drinking water is growing, and the municipality plans on increasing the artificial infiltration in order to meet future demands. During the last years, the concentration of organic carbon in Uppsala’s drinking water has increased which has raised concerns regarding the future drinking water quality. A decrease in the residence time as a result of increased infiltration may partly cause these increasing concentration levels. The aim of this master’s thesis was therefore to recreate the groundwater dynamics in the Uppsala esker with a model and hence, an improved understanding of the transport of organic carbon in order to predict the consequences of an increased artificial infiltration. The thesis also aimed to investigate the potential risk of the concentration of organic carbon in the drinking water to exceed the reference value from the Swedish food agency. The computer code used in this project was MODFLOW together with GMS which together helped creating a simplified, three-dimensional groundwater model of a delimited part of the Uppsala esker that covers Tunåsen infiltration facility down to the well area in Galgbacken.  A conceptual model was constructed in GMS for the model domain and was then converted into a numerical MODFLOW steady-state model. The model was then calibrated after both measured groundwater levels with a 40 cm deviation and after the already known residence time for the distance Tunåsen – Galgbacken. Four scenarios with varying infiltration and outtake were then simulated. Each scenario was then simulated with three different incoming concentrations of organic carbon in the infiltration: 7, 15 and 50 mg/L.  Results show that the groundwater dynamics can be reconstructed with a simplified model however, it is likely that the simplifications resulted in a less precise model. The transport simulations indicated that the residence time decreases with increased artificial infiltration and outtake. Transport simulations furthermore showed that residence time is the most crucial factor effecting the transport distance of the organic carbon. Lastly, the result indicated that there is a risk that the reference value for organic carbon will be exceeded for incoming concentrations of 15 and 30 mg/L respectively, mainly in scenario C where the maximum infiltration and outtake capacities were simulated. In addition, it was concluded that there may be a risk that the reference value will even be exceeded in the other scenarios with an increased simulation time. / I Uppsala är Uppsalaåsen central för vattenförsörjningen då den förser staden med rent dricksvatten året om. De senaste åren har det observerats en oroväckande ökande trend av halten löst organisk kol (DOC) i grundvattnet. Med ett ökande dricksvattenbehov finns det även planer på att öka den konstgjorda grundvattenbildningen vilket riskerat att öka halterna ännu mer. Examensarbetets syfte var att återskapa grundvattendynamiken med en modell och öka förståelsen för transport av organisk kol i Uppsalaåsen och därefter prediktera möjliga konsekvenser av ökad infiltration. Projektet ämnade dessutom att undersöka om det i framtiden finns en risk att gränsvärdet för organiskt kol i Uppsalas dricksvatten överskrids. I projektet användes modellkoden MODFLOW tillsammans med GMS för att skapa en förenklad, tredimensionell grundvattenmodell. Modelldomänet var en avgränsad del av Uppsalaåsen från Tunåsens infiltrationsanläggning till Galgbackens uttagsområde.  Inledningsvis upprättades en konceptuell modell i GMS som sedan konverterades till en numerisk steady-state modell. Modellen kalibrerades efter uppmätta grundvattennivåer och efter tidigare känd transporttid för sträckan Tunåsen – Galbacken. Därefter utfördes simuleringar för fyra scenarion, 0, A, B och C, med varierande infiltration och uttag. För varje scenario utfördes sedan simuleringar med tre olika koncentrationer av halten löst organiskt material i infiltrationsvattnet; 7, 15 och 30 mg/L. I modellen togs det ej hänsyn till någon nedbrytning av DOC, tillskillnad från den nedbrytning på 50 % som har observerats i åsen.  Resultatet visade att det är möjligt att återskapa den grundvattendynamik som observerats inom modelldomänet med en förenklad modell. För de olika scenariona visade resultaten att transporttiden minskar med ökad infiltration och ett ökat uttag. I förhållande till scenario 0 visade resultaten på en procentuell minskning av transporttiden på 24, 28 och 60 % för respektive scenario A, B och C. Den kortaste transporttiden erhölls således i scenario C på 183 dagar, jämfört med 293 dagar i scenario 0. Resultaten som erhölls visade även att transporttiden är den dominerande faktorn som påverkar det organiska materialets transportsträcka. Slutligen visade resultatet att det finns en risk att halten av organiskt material överstiger Livsmedelverkets gränsvärde för dricksvatten om koncentrationen av DOC i infiltrationsvattnet är hög i kombination med en kort transporttid.