An isotope analysis using stable water isotope ratios, δ18O and δ2H, paired together with PFAS monitoring has been conducted to achieve a comprehensive understanding of the groundwater origin, transport processes and PFAS contamination dynamics for a portion of the Uppsala Esker affected by artificial infiltration. This information is valuable in developing strategies to meet the water demand that is expected to increase with the growing population, manage and reduce the PFAS contamination and protect the drinking water supply in Uppsala. The foundation of this project is a large set of δ18O and δ2H isotope data stretching back to 2014 until today, provided by Uppsala Vatten, as well as water samples taken between September and November 2023 at six groundwater sampling points in the area around Tunåsen, Uppsala. These six sampling points consisted of four groundwater observation wells, Galgbacken’s wellfield and Tunåsen’s infiltration chamber where water from Fyrisån passes through before being infiltrated in the aquifer.     By determining the travel time of the water through the esker from the infiltration point to the wellfield using the stable isotopes δ18O and δ2H the travel time was found to be on average 225 days and the average speed of water at this site was found to be 1·10-4 m s-1. By calculating the percentage of infiltrated surface water from the Tunåsen infiltration chamber in Galgbacken wellfield, a blending ratio could be assessed. This blending ratio was found to be on average 89 % surface water from river Fyris and 11 % virgin groundwater originating from north of the study area. When investigating the PFAS concentration at the six sampling points between Tunåsen and Galgbacken sampling point D showed high concentrations of PFAS indicating that there might be a point source near that sampling point. The PFAS composition did not change drastically along the travel path and not all PFAS comes from infiltration.  The isotope analysis can be used as a tool to estimate when a high total PFAS concentration found at Tunåsen is likely to reach Galgbacken, however it cannot be used to draw conclusions about the transport of individual PFAS substances or composition profiles.

No description available.

<p>In many parts of the world snow melt runoff influence discharge from combined sewer overflows (CSO) and flooding in urban drainage systems. Despite this, urban snow hydrology is a field that has received little attention from the urban drainage community. The objectives of this research were to better understand urban snow hydrology and through field work and hydrological modelling quantify effects of anthropogenic activities (AA) on snow distribution, and melt in an urban environment. This means in principle how the presence (design geometry) and operation of roads and buildings influence the snow distribution and melt in urban areas. The Risvollan urban catchment (20 ha) located in Trondheim, Norway, was used as a study area. A literature review of urban snow hydrology was also carried out.</p><p>A gridded urban hydrology model (GUHM) was developed as part of the study. The principal idea of the GUHM is to subdivide an urban catchment into orthogonal equal area grid cells. The snow routine in the GUHM is based on an energy balance approach, which together with a soil-runoff routine is used to calculate a time series of rain, snow water equivalent (SWE), snow melt, and runoff, for each grid cell. In GUHM, processes such as snow clearing of roads, locally low albedos, heat/shadowing from buildings, and effects of slope and aspect are included in the model structure.</p><p>A technique for observing time series of snow covered area (SCA) for an urban catchment is presented. The method is based on image processing and neural network technology to calculate SCA from a time series of images taken from a tall building in the Risvollan catchment. It was shown that SCA on roads and roofs in general becomes more rapidly snow free during melt periods compared to the park areas of the Risvollan catchment. This can be explained by snow clearing of roads, snowdrift from roofs and high snow melt rates on roofs and roads. The high melt rates was attributed to locally low albedos in vicinity to roads, rooftop snow packs exposure to wind and solar radiation, in addition to anthropogenic heat release from the roofs themselves.</p><p>Field observations of SWE were carried out in the Risvollan catchment and it was shown that areal mean SWE located on/or nearby roads and buildings were significantly lower during mid and end of the winter, than in park areas. This can be attributed to higher melt rates caused by AA. A time series of SCA and SWE was obtained through field work for the period from 2000 to 2003 in the Risvollan catchment.</p><p>The GUHM was applied and calibrated for the Risvollan catchment for a three year period. Two seasons were used as validation period. Comparison between the simulated and observed SWE, SCA and runoff data showed that the GUHM was able to simulate snow accumulation and melt for whole seasons with short time resolution (1 hour) satisfactory.</p><p>The GUHM was used to quantify effects of AA on snow distribution and melt for six different land use scenarios in the Risvollan catchment for the period June 1998 to June 2003. The modelling results showed that when the area coverage of buildings and roads increased, the SCA and SWE more rapidly decreased during melt periods. Because of this more runoff will be produced in the early winter season (Jan-March) compared to if the catchment had been covered with only sparsely vegetated areas.</p><p>The simulation results showed that when the impervious surface covers of a catchment increase, the peak and volume runoff will also increase, as expected.</p><p>Both the field observations and the hydrological model study carried out in this work showed that AA lowers SCA and SWE more rapidly in an urban environment compared to more untouched terrain. The reasons for this are redistribution of snow, and strong snow melt rates on roads, roofs, and in snow deposit areas. Low albedos and anthropogenic heat release are the main reasons for the enhanced snow melt rates.</p>

In many parts of the world snow melt runoff influence discharge from combined sewer overflows (CSO) and flooding in urban drainage systems. Despite this, urban snow hydrology is a field that has received little attention from the urban drainage community. The objectives of this research were to better understand urban snow hydrology and through field work and hydrological modelling quantify effects of anthropogenic activities (AA) on snow distribution, and melt in an urban environment. This means in principle how the presence (design geometry) and operation of roads and buildings influence the snow distribution and melt in urban areas. The Risvollan urban catchment (20 ha) located in Trondheim, Norway, was used as a study area. A literature review of urban snow hydrology was also carried out. A gridded urban hydrology model (GUHM) was developed as part of the study. The principal idea of the GUHM is to subdivide an urban catchment into orthogonal equal area grid cells. The snow routine in the GUHM is based on an energy balance approach, which together with a soil-runoff routine is used to calculate a time series of rain, snow water equivalent (SWE), snow melt, and runoff, for each grid cell. In GUHM, processes such as snow clearing of roads, locally low albedos, heat/shadowing from buildings, and effects of slope and aspect are included in the model structure. A technique for observing time series of snow covered area (SCA) for an urban catchment is presented. The method is based on image processing and neural network technology to calculate SCA from a time series of images taken from a tall building in the Risvollan catchment. It was shown that SCA on roads and roofs in general becomes more rapidly snow free during melt periods compared to the park areas of the Risvollan catchment. This can be explained by snow clearing of roads, snowdrift from roofs and high snow melt rates on roofs and roads. The high melt rates was attributed to locally low albedos in vicinity to roads, rooftop snow packs exposure to wind and solar radiation, in addition to anthropogenic heat release from the roofs themselves. Field observations of SWE were carried out in the Risvollan catchment and it was shown that areal mean SWE located on/or nearby roads and buildings were significantly lower during mid and end of the winter, than in park areas. This can be attributed to higher melt rates caused by AA. A time series of SCA and SWE was obtained through field work for the period from 2000 to 2003 in the Risvollan catchment. The GUHM was applied and calibrated for the Risvollan catchment for a three year period. Two seasons were used as validation period. Comparison between the simulated and observed SWE, SCA and runoff data showed that the GUHM was able to simulate snow accumulation and melt for whole seasons with short time resolution (1 hour) satisfactory. The GUHM was used to quantify effects of AA on snow distribution and melt for six different land use scenarios in the Risvollan catchment for the period June 1998 to June 2003. The modelling results showed that when the area coverage of buildings and roads increased, the SCA and SWE more rapidly decreased during melt periods. Because of this more runoff will be produced in the early winter season (Jan-March) compared to if the catchment had been covered with only sparsely vegetated areas. The simulation results showed that when the impervious surface covers of a catchment increase, the peak and volume runoff will also increase, as expected. Both the field observations and the hydrological model study carried out in this work showed that AA lowers SCA and SWE more rapidly in an urban environment compared to more untouched terrain. The reasons for this are redistribution of snow, and strong snow melt rates on roads, roofs, and in snow deposit areas. Low albedos and anthropogenic heat release are the main reasons for the enhanced snow melt rates.

Urbanization is continuously growing all over the world. Both developing and developed countries encourage rapid expansion for increased growth and production. However, urbanization in combination with climate change can lead to higher chances of extreme flood events. Mankind always settled around rivers and floodplains that are naturally more flood prone areas, making stormwater modeling and urban planning indispensable for safety and reduction of flood risk.Until now many important studies have been conducted on the dangers of living in floodplains of urbanized cities, but most of them are about developing countries such as Bangladesh or Vietnam, leaving a noticeable gap in the developed world. However, all these researches share one thing in common as they do not take into account the interactions between water and society by ignoring the constantly changing human factor.Socio-hydrology is a new branch of hydrology closely related to Integrated Water Resource Management (IWRM) that tries to explore this dynamic relationship. This study explores the historical evolution of a highly urbanized industrial city in Finland and attempts to understand both the human and engineering effects of urbanization. The city of Pori is the most flood prone area in Finland, which makes for an important study that will yield important results and possible recommendations for future research, while for the first time incorporating socio-hydrology, the human factor and flood risk in a major European city.This is an empirical project with data collected from various different sources put all together for the first time that could change the perceptions of both inhabitants and scientists and be the basis for a more thorough, modeling based research in the future. The research question of this dissertation is how socio-hydrological dynamics have affected flood risk changes over the past decades in the city of Pori. / Urbaniseringen växer fortlöpande över hela världen. Både industriländer och utvecklingsländer befrämjar snabb expansion för ökad tillväxt och produktion. Dock leder urbanisering i kombination med klimatförändring till högre risk för extrema översvämningar. Människor har i alla tider bosatt sig runt vattendrag och flodslätter som naturligt är mer benägna att översvämmas, något som gör att dagvattenhantering och stadsplanering är absolut nödvändigt för ökad säkerhet och reducerad översvämningsrisk.Fram tills nu har många viktiga studier genomförts som behandlar farorna för människor bosatta i urbaniserade städer intill flodslätter, men de flesta av dem har utgått från utvecklingsländer som Bangladesh eller Vietnam, något som lett till en märkbar avsaknad av information gällande industri-länder. Gemensamt för dessa studier är dock att de ignorerar den ständigt föränderliga mänskliga faktorn och på så sätt inte tar i beaktning interaktioner mellan vatten och samhälle.Socio-hydrologi är en ny gren inom hydrologi som är nära besläktad med Integrerad Vattenresurs-förvaltning och som försöker utforska detta dynamiska samspel. Denna studie undersöker den historiska utvecklingen av en starkt urbaniserad industristad i Finland och försöker tolka de mänskliga och tekniska effekterna av urbanisering. Staden Pori (Björneborg på svenska) är den mest översvämningsbenägna platsen i Finland, vilket gör denna studie till ett viktigt arbete för att ta fram betydelsefulla resultat och eventuella rekommendationer för framtida forskning. Dessutom inkorporeras socio-hydrologi, den mänskliga faktorn och översvämningsrisk för första gången i forskning gällande en större europeisk stad.Detta är ett empiriskt projekt med data insamlat från olika källor som sammanställts för första gången och som kan förändra både invånares och forskares synsätt, samt vara en grund för mer utförlig och modellbaserad forskning i framtiden. Frågan som denna avhandling försöker besvara är hur socio-hydrologisk dynamik har påverkat förändringar av översvämningsrisker i staden Pori i Finland över de senaste årtiondena.

<p>Interception av snö eller regn på trädkronor är en viktig del av det hydrologiska kretsloppet. Upp till en tredjedel av all snö som faller över skogsområden når aldrig marken på grund av stora avdunstningsförluster av interceptionsförrådet, vilket minskar vårflöden i älvar. Goda prognoser av dessa flöden är viktiga för vattenkraftsindustrin. För att kunna förbättra modeller, i vilka interceptions-avdunstningsprocessen ingår, krävs lämpliga mätmetoder för interceptionförrådet av snö. Syftet med detta arbete var att undersöka om impulsradarutrustning kan användas för att mäta interceptionsförrådet av snö på barrträd. Metoden bygger på att mäta hastigheten och utsläckningen hos en elektromagnetisk impulsvåg, vilken skickas från en sändarantenn genom ett avsnitt skog till en mottagarantenn. Både utsläckningen och hastigheten påverkas av snö och vatten på trädens kronor, och kan med så kallade blandningsformler relateras till mängd vatten. Blandningsformler beskriver de elektromagnetiska egenskaperna hos heterogena material. Laboratorietester visade att interception av flytande vatten på små trädkronor gav upphov till förändringar av impulsvågens hastighet och utsläckning mätbara med radarutrustningen. Uppskattningar av mängden intercepterat vatten från radarmätningarna gav en överskattning jämfört med oberoende referensmätningar, däremot stämde relativa variationer väl överens mellan mätningarna. Tydliga samband mellan impulsvågens utsläckning och mängden intercepterat vatten kunde inte bestämmas från experimenten. Utsläckningsresultaten var svårtolkade och lämpliga blandningsformler hittades inte i litteraturen. Metoden testades även en vecka i fält i norra Sverige. Trots att installationen inte var den bästa visade resultaten ändå god överensstämmelse mellan uppskattade förändringar av interceptionsförrådet från radarmätningarna, och observerade väderförändringar samt oberoende referensmätningar med en trädvågsanordning. Resultaten tyder på att metoden kan ge goda uppskattningar av interceptionsförrådet, då en väl fungerande installation av utrustningen används och efter att vidare kalibreringsförsök genomförts.</p> / <p>Interception of rain or snow in forest canopies is an important component of the hydrological cycle. Up to one third of the total winter precipitation never reaches the ground in forest areas due to evaporation losses of intercepted snow, which reduces spring-time water flow in rivers. Accurate spring flow predictions are important for the hydro-power industry. Appropriate measurement methods of intercepted snow are needed in order to improve models involving the interception evaporation process. The aim of this study was to explore the possibilities of an impulse radar system to measure the snow interception storage on coniferous trees. The method is based on measurements of the velocity and attenuation of an electromagnetic impulse wave, generated in a transmitting antenna and sent through a forest section and detected by a receiving antenna. The attenuation and velocity is affected by ice and water in the canopy air space, and can be related to amounts of water using so-called mixing formulas that describe the average electromagnetic properties of heterogeneous materials. Controlled laboratory measurements on small canopies showed that interception of liquid water was well above the detectable limits of the radar system, with respect to both attenuation and velocity changes. Estimations of the mass of intercepted water based on velocity changes overestimated the reference measurements, but relative variations were well captured. No clear relation could be found between amount of water on canopies and impulse wave attenuation from the experiments. The attenuation results were difficult to interpret, and appropriate mixing formulas were not found in the literature. The method was further tested for one week under field conditions in northern Sweden. In spite of a non-optimal equipment installation results of estimated changes of the interception storage showed a good agreement with observed weather variations and reference measurements using a tree weighing device. The method can have good conditions to give correct estimations of the snow interception storage, using appropriate installation and further calibration measurements.</p>

<p>Övergödning utgör ett av de allvarligaste hoten mot Östersjöns miljö. Storleken av näringsbelastningen till havet behöver därför bestämmas med hjälp av tillgängliga matematiska modeller. Modellen ”Generalised Watershed Loading Functions” (GWLF), en ickedistribuerad parametermodell som uppskattar hydrologi och månatlig näringsbelastning, tillämpades på avrinningsområdet till Daugava som mynnar i Östersjön. Syftet med studien var att genom modellering av historisk transport av näringsämnen till Östersjön ta fram parametrar och indata som sedan kan användas vid applicering av GWLF på omkringliggande avrinningsområden. Data från 1990-talet användes för kalibrering av modellen och data från 1980-talet för validering. Årlig kvävebelastning modellerades med R2värdet 0,78 för kalibreringsperioden. Modellerad årlig kvävebelastning för valideringsperioden underskattades med ungefär 30 % vilket troligen beror på att kvävekoncentrationer i grundvatten och ytavrinning minskade mellan 1980- och 1990-talen.</p><p>Fosforbelastningen underskattades jämfört med rapporterade värden vilket troligen beror på att enskilda avlopp inte inkluderades och att rapporterade punktutsläpp är för låga.</p><p>Modifikationer av modellen föreslås för prediktion av näringsbelastningar under lång tid och behovet av harmoniserad, uppdaterad och lättillgänglig data för näringstransportsmodellering diskuteras.</p> / <p>Eutrophication is one of the most serious threats to the Baltic Sea environment. Nutrient loading into the sea therefore needs to be quantified by available mathematical models. The Generalised Watershed Loading Functions (GWLF), a lumpedparameter model that predicts hydrology and monthly nutrient loads, was applied to the Daugava River Basin, discharging into the Baltic Sea. The aim of the study was to model historic transport of nutrients into the Baltic Sea and thereby produce estimates of parameters and input data needed for a spatial extension of the GWLF to surrounding river basins.</p><p>Calibration data were taken from the 1990’s and validation data from the 1980’s. Yearly nitrogen loads were modelled with an R2 value of 0.78 for the calibration period. Predicted yearly nitrogen loads for the validation period were about 30 % lower than reported values, probably depending on decreasing groundwater and runoff concentrations between the 1980’s and 1990’s. Phosphorus loads were underestimated compared to reported values, the main reason probably being the exclusion of septic systems and too low reported point sources.</p><p>Modifications of the model are suggested for longterm predictions of nutrient loads and the need for harmonised, uptodate and generally accessible data for nutrient transport modelling discussed.</p>

<p>A distributed hydrological rainfall-runoff model has been developed using a GIS integrated with a dynamic programming module (PCRaster). The model has been developed within the framework of the EU-project TWINBAS at IVL Swedish Environmental Research Institute, and is intended for use in WATSHMAN – a tool for watershed management developed at IVL. The model simulates runoff from a catchment based on daily mean values of temperature and precipitation. The GIS input data consist of maps with soil type, land-use, lakes, rivers and a digital elevation model. The model is a hybrid between a conceptual and a physical model. The snow routine uses the degree-day method, the evapotranspiration routine uses the Blainey-Criddle equation, the infiltration routine is based on Green-Ampt, groundwater is modelled assuming a linear reservoir and the flow routing is done with the kinematic wave equation combined with Manning’s equation.</p><p>The GIS and the hydrologic model are embedded in one another, allowing calculation of each parameter in each grid cell. The output from the model consists of raster maps for each time step for a pre-defined parameter, or a time series for a parameter at a specified grid cell. The flow network is generated from the digital elevation model and determines the water flow on the grid scale. The smallest possible grid size is thus obtained from the resolution of the digital elevation model. In this implementation the grid size was 50 m x 50 m. The raster structure of the model allows for easy use of data from climate models or remotely sensed data.</p><p>The model was evaluated using the River Kölstaån catchment, a part (110 km2) of the Lake Mälaren catchment, which has its outflow in central Stockholm, Sweden. The integration of the GIS and the hydrologic model worked well, giving significant advantages with respect to taking lakes and land-use into account. The evaluation data consisted of observed run-off for the period 1981 to 1991. The result from the calibration period shows a great variation in Reff (Nash & Sutcliffe) between the years, the three best years having Reff-values of 0.70 – 0.80. The Reff-value for the entire calibration period was 0.55 and 0.48 for the validation period, where again there was great variation between different years. The volume error was 0.1 % for the calibration period and -21 % for the validation period. The evapotranspiration was overestimated during the validation period, which is probably a result of excess rain during the calibration period. The results are promising and the model has many advantages – especially the integrated GIS-system – compared to the present WATSHMAN model. It could be further developed by introducing a second groundwater storage and refining the evapotranspiration and infiltration routine. Given the promising results, the model should be evaluated in other larger and hillier areas and preferably against more distributed data.</p> / <p>En helt distribuerad GIS-baserad hydrologisk modell för modellering i avrinningsområden på lokal/regional skala har byggts upp i PCRaster. Arbetet utfördes på IVL Svenska Miljöinstitutet AB inom ramen för EU-projektet TWINBAS, som har som mål att identifiera kunskapsluckor inför implementeringen av EU:s ramdirektiv för vatten. Modellen är tänkt att användas i WATSHMAN (Watershed Management System), IVLs verktyg för vattenplanering i avrinningsområden där bland annat källfördelningsberäkningar och åtgärdsanalyser ingår. Den uppbyggda modellen är en hybrid mellan en fysikalisk och en konceptuell hydrologisk modell och predikterar vattenföring på pixelnivå i avrinningsområden. Simuleringen drivs av dygnsmedelvärden för temperatur och nederbörd och modellen tar hänsyn till markanvändning, jordart, topografi och sjöar. De modellekvationer som används är grad-dagsmetoden för snö, Blainey-Criddle för evapotranspiration, Green-Ampt för infiltration, linjärt magasin för grundvatten och Mannings ekvation för flödesrouting.</p><p>Det geografiska informationssystemet och den hydrologiska modellen är helt integrerade, vilket gör att alla parametervärden beräknas för varje enskild pixel. Som utdata ger modellen en rasterkarta för varje tidssteg för en i förväg bestämd parameter, eller tidsserier över parametervärden i definierade punkter. Vattnet transporteras i ett utifrån höjdmodellen genererat flödesnätverk och vattnets flödesväg bestäms därmed på pixelnivå. Minsta möjliga pixelstorlek bestäms således utifrån höjdmodellens upplösning, och var vid denna tillämpning 50 m gånger 50 m. Modellens uppbyggnad med raster gör det enkelt att använda data från klimatmodeller eller fjärranalys.</p><p>Avrinningsområdet för Kölstaån, ett biflöde till Köpingsån i Mälardalen, har använts för att utvärdera modellen. Integreringen av GIS och hydrologisk modell fungerade mycket väl och gav stora fördelar t ex vad gäller att ta hänsyn till sjöar och markanvändning. Modellen kalibrerades med data från åren 1981 till 1986 och det erhållna volymfelet var då 0,1 % och Reff-värdet (Nash & Sutcliffe) 0,55. Stora variationer erhölls dock mellan åren; för de tre bästa åren låg Reff-värdet mellan 0,70 och 0,80. Ett mycket kraftigt nederbördstillfälle samt regleringar i huvudfåran av vattendraget ligger troligtvis bakom de mindre väl beskrivna åren. Även under valideringsperioden (1987 till 1991) fungerade modellen väl, så när som på att avdunstningen överskattades på vårarna (antagligen beroende av det stora regnet under kalibreringen), och Reff-värde och volymfel hamnade på 0,48 respektive -21 %, även här med stora variationer mellan åren. Resultaten är lovande och modellen har många fördelar jämfört med den nuvarande WATSHMAN-modellen. Den skulle kunna förbättras ytterligare genom att dela upp grundvattnet i två magasin samt förfina evapotranspirations- och infiltrationsrutinerna. Den höjdmodellsbaserade modellen bör utvärderas även i andra mer kuperade områden samt mot mer distibuerade data.</p>

<p>Present master of science thesis has been carried out at the Swedish Road Administration consulting services (Vägverket Konsult) in Karlstad. The purpose of the study is to investigate how well the calculated drawdown of the groundwater table predicts the actual drawdown when the road and railway gates at the studied sites are built. For this purpose the groundwater levels at the three bridges were measured during 6 months. The bridges in question are two railway bridges situated in Ölme and Ulvåker and one road bridge crossing a pedestrian and cycling path in Lidköping.</p><p>In Ölme the calculated area of influence was smaller than the measured one. It differed up to 30 meters, i.e. 80 %.</p><p>In Lidköping the calculated area of influence agreed well with the measured one, but the groundwater level that the calculations were made from was more than one meter too low.</p><p>In Ulvåker the measured groundwater levels were influenced by other factors and no conclusions could be drawn.</p><p>When calculating how the groundwater level is affected from road and railway bridge constructions it is important to make sure to measure the groundwater level before the construction is made so that the unaffected level is known. Moreover the radius of the well should be set to a value less than 0.5 meters. It is also important that the conductivity is investigated thoroughly especially for confined aquifers. When measuring groundwater levels the examiner must make sure to plan the distances and depths of the piezometer wells, when to perform the measurements and how to protect the water in the wells from freezing.</p> / <p>Detta examensarbete är utfört på Vägverket Konsult i Karlstad. Syftet med arbetet är att med några exempel undersöka hur väl den beräknade permanenta grundvattensänkningen överensstämmer med den verkliga grundvattensänkning som görs vid byggen av vägportar. Arbetet utfördes genom att under 6 månader mäta grundvattennivåerna vid tre vägportar. De undersökta portarna är en väg – järnvägport i Ölme, en gång- och cykelväg – vägport i Lidköping och en väg – järnvägport i Ulvåker.</p><p>I Ölme framkom att den permanenta grundvattensänkningen har ett större influensområde än den beräknade. Differensen uppgick som mest till 30m vilket motsvarar en avvikelse på ca 80 %.</p><p>I Lidköping överensstämmer beräkningen av influensradierna väl med de uppmätta, medan grundvattennivån som beräkningarna gjordes från ligger drygt en meter för lågt.</p><p>I Ulvåker är den uppmätta avsänkningen påverkad av yttre faktorer och därför kan inga slutsatser dras.</p><p>Vid grundvattensänkningsberäkningar är det viktigt att den opåverkade grundvattennivån är känd, att brunnsradien sätts till ett tal mindre än 0,5 meter och att bestämningen av konduktiviteten är extra noga vid sluten akvifer. När grundvattennivåerna ska mätas bör avstånd och höjdnivå på grundvattenrören bestämmas noga, mätningarna utföras kontinuerligt under en längre tid och eventuell tillsats av frostskydd i grundvattenrören tänkas igenom.</p>

<p>Water hardness indicates the concentration of calcium and magnesium ions in water. Water with high concentrations of these ions is described as hard water and water with low concentrations is described as soft water. Water that is too hard or too soft can lead to technical and economical problems. In collaboration with Midvatten AB, groundwater hardness in the Badelunda esker between Leksand and Avesta has been mapped, and an attempt has been made to explain the variations. For this purpose, different GIS programs, such as ArcView, ArcInfo, IDIRISI, and one geochemical modelling program, PHREEQC, has been used. GIS programs were used for digitising geological and hydrological maps and then for combining them with other kinds of data. Simulations of chemical equilibria have been accomplished using PHREEQC.</p><p>The absolutely most important factor that affects groundwater hardness is dissolution of carbonate minerals. The dissolution is controlled by access to these minerals and pH value of groundwater. Soil samples taken along Badelunda esker indicated the presence of carbonate minerals, and showed significant variation in carbonate content. PHREEQC simulations have indicated that samples from most of wells were saturated with calcite, it means there is no lack of carbonates. The simulations indicated even the importance of carbon dioxide pressure for pH and hardness in groundwater. Because this pressure is much higher under the ground than in the atmosphere the pH value will change as soon the water comes in contact with atmospheric air. Measurements of pH in field are quite complicated and are not usually performed in the field. In this work, pH values were obtained from laboratory analyses, and no measurements were made in the field.</p><p>Also road salt effects hardness. From several wells located closely to way 70 were received data showing rising chloride contents and hardness during last 30-40 years. The direct effect of road salt on hardness (exchange of Ca2+ by Na+) was investigated using simulation in PHREEQC. Results of simulations showed that effect of road salt on groundwater hardness are of secondary significance.</p><p>In some cases, extreme values in groundwater hardness could be explained by infiltration of surface water or by the occurrence of relict seawater.</p> / <p>Hårdhetsgrad anger koncentration av kalcium- och magnesiumjoner i vatten. Vatten med höga koncentrationer av dessa joner betecknas som hårt och vice versa. Både för hårt och för mjukt vatten innebär tekniska och ekonomiska problem. På uppdrag av Midvatten AB har ett försök att kartlägga och förklara variationen i grundvattnets hårdhet i Badelundaåsen mellan Leksand och Avesta genomförts. I arbetet användes olika GIS-program, såsom ArcView, ArcInfo, IDRISI, och ett geokemiskt modelleringsprogram, PHREEQC. GIS-programmen användes för digitalisering av geologiska och hydrologiska kartor och sammanställning av dessa kartor med andra typer av data. I PHREEQC genomfördes simuleringar av kemiska jämvikter.</p><p>Den absolut viktigaste faktorn som påverkar grundvattnets hårdhet är upplösning av kalkrika mineral. Upplösningen styrs av tillgången på kalkrika mineral och vattnets pH-värde. Jordprover som upptogs längs Badelundaåsen visar på att det finns kalkrika mineral i marken och att karbonathalten i materialet varierar betydligt. Jämviktssimuleringar med PHREEQC visade dock att prover från de flesta brunnar var mättade med avseende på kalcit. Det innebär att tillgången på karbonat inte är den begränsande faktorn. Dessa simuleringar visade dessutom att koldioxidtrycket är en viktig faktor som påverkar pH-värde och hårdhet. Koldioxidtrycket i atmosfären är mycket lägre än det som råder under markytan och därför förändras den kemiska jämvikten i grundvattnet så fort det kommer i kontakt med atmosfärsluften. pH-mätningar i fält är tidskrävande och brukar inte utföras vid vanlig provtagning. I examensarbetet ingick inte några egna vattenprovtagningar. Analysresultat som användes i examensarbetet var framtagna på laboratorium, d.v.s. pH-mätningar utfördes inte i fält.</p><p>Salt som sprids ut på vägar under vintertid har också en hårdhetsökande effekt. Från flera vattentäkter som ligger i närheten av riksväg 70 (Rv70) erhölls tidsserier som visade på stigande trender i både kloridhalter och hårdhet. Den ökade trafikbelastningen på riksväg 70 har sannolikt en betydande påverkan på grundvattenkvalitet. Beräkningar och simuleringar utförda inom ramen för detta examensarbete visade att vägsaltets effekt på grundvattenhårdhet är av sekundär betydelse.</p><p>Inblandning av ytvatten respektive relikt vatten förklarade exceptionellt låga respektive höga hårdhetsvärden i vissa brunnar.</p>