Sewer pipelines are deteriorating due to aging and sub optimal material selections, leading to the infiltration of clean ground and rainfall water into the pipes. It is estimated that a significant portion (up to 40-50%) of the water entering wastewater treatment plants is actually clean infiltrated water. This infiltration not only contributes to unnecessary energy consumption but also poses the risk of flooding the sewer network and treatment plants. Finding these broken pipes is utmost importance but is not straight forward due to the pipes being located a few meters below ground. There exist methods of pinpointing where these leaks occur, but they are often time consuming and expensive. This thesis seeks to address the following question; Can the estimation of infiltration be accomplished solely through the temperature data obtained from discrete pump stations, or is the inclusion of precipitation data essential for achieving accurate results? Two machine learning algorithms are investigated to solve the regression problem of estimating the amount of rainfall derived infiltration. The first model is a classical linear regression model. The second model is a Convolutional neural network (CNN). Both of these models are trained on the same data set. The temperatures recorded at the stations are reliable and can be trusted. However, the data labeling process involves utilizing calculated flows to the stations during both dry and wet weather periods. This means that the labels of the data cannot be trusted to be the actual ground truth, and there exists an uncertainty in the data set. Both models manage to capture large temperature drops which indicates infiltration has occurred. The linear regression model seems to be too sensitive towards small temperature drops and predicts infiltration when there is none. The CNN model on the other hand seems to be able to capture only large temperature drops when infiltration occurs. However, both models are trained with data from only one station, this means that the models are biased towards the average temperature of that particular station, other stations may have a higher or lower average temperature. When testing the models on a different station with lower average temperature the models predict infiltration when there is none.

Utbyggnation av städer och allt större andel hårdgjorda ytor leder till problem med dagvattenhanteringen. Flödena blir snabbare samtidigt som större mängder än tidigare bildar avrinning och då är det viktigt att de befintliga systemen klarar av att hantera dem. Dagvatten från tak och hårdgjorda ytor och dräneringsvatten från källarfastigheter kan vara kopplat till spillvattennätet och leda till att vattenflödena i ledningarna vid stora regn kan bli betydligt större än de är dimensionerade för, med kapacitetsproblem som följd. En lösning som många VA-huvudmän har implementerat är att använda öppna dagvattenlösningar istället för att välja det mer kostnadskrävande alternativet att bygga ut ledningssystemet. Att koppla om stuprör, brunnar och dräneringsledningar och gräva diken för att leda om vattnet är både kostnads- och resurskrävande. Syftet var därför att undersöka om multikriterieanalys kan fungera som ett lämpligt verktyg för att allokera resurserna till de områden som ger mest nytta per satsad krona. Detta genom att ta fram en metodik för detta syfte och testa dess robusthet för att avgöra om den är lämplig att applicera eller om osäkerheterna i parametervärdena blir för stora för att några slutsatser ska kunna dras. Metodiken som togs fram testades på Bjursås, ett litet samhälle två mil utanför Falun, eftersom omfattande utredningar gjorts i området tidigare, vilket innebar att mycket data fanns att tillgå. Undersökningar gjordes av var mängderna kunde förväntas bli stora, var det fanns stor risk för källaröversvämningar och vilka områden som bidrog mest till bräddningar. Detta utvärderades tillsammans med förväntade åtgärdskostnader och en samlad bedömning gjordes av var nyttan per satsad krona bör bli störst. Stora osäkerheter återfanns i bedömningen. Slutsatsen blev att metoden kan fungera som stöd vid beslutsunderlag, men att den inte är tillräckligt robust för att kunna användas uteslutande utan att efterföljande utvärderingar och kritisk granskning av resultaten måste göras. Detta kan lämpligtvis ske genom en känslighetsanalys. För att resultaten ska utgöra ett användbart verktyg för VA-huvudmannen måste också kostnaderna utvärderas noggrannare än de har gjorts i den här studien. / Urbanization along with a greater amount of hardened surfaces affects the storm water management. When the flows get faster and larger amounts create runoff, it is crucial that the available systems are able to handle the water. Storm water from roofs and asphalt surfaces and drainage water can be connected to the sewage water pipelines and make the flows in the conduits at rainfall much greater than they are designed for, leading to capacity issues. Many municipalities have implemented open storm water solutions instead of choosing the more cost-ineffective way of expanding the conduit system. Reconnecting downspouts, wells and drainage pipelines and digging trenches to lead the water is both cost and resource demanding. Therefore the aim of this study was to investigate whether multi criteria analysis can be used as an appropriate tool in order to allocate the resources to the most beneficial areas. This was done by developing a method for this aim and testing its robustness in order to determine if it is suitable to use in this context or if the uncertainties make the method too unreliable. The robustness in the method developed can be questioned since the uncertainties can be substantial. To be able to use this method, a lot of data is needed and the method needs to be updated relatively often in order to contain relevant information. It is recommended that a sensitivity analysis is performed along with the method, since the use of only one set of parameters can make the result relatively arbitrary. Using a Monte Carlo procedure with the uncertainties defined can reduce the time needed to measure and identify the values. The sensitivity analysis showed that the parameters that have the largest impact on the results are the number of residents living in every real estate with a basement, the catchment areas, the roughness parameters of the pipelines and the use of energy and chemicals in the system. In the future, the urbanization is expected to increase as well as the amount of rainfall and problems related to inflow and infiltration are expected to become more common. The hope is that the method used and its results will be useful for the municipalities’ future planning and to inspire to more studies on this topic.

Inflow and infiltration (I/I) water in the sewer network originates from groundwater, precipitation, seawater as well as over-leakage from drinking water pipes. It is the proportion of water in the sewer system that is not wastewater and causes problems both at the treatment plant as well as in the sewer network. Through overflows, floods and bypassing at the treatment plant I/I causes discharges of wastewater to recipients and nature and thus have negative environmental effects. I/I also stand for an overload in the system which, in addition to environmental consequences, also has social, economic and technical consequences. Despite efforts to reduce and mitigate the effects of I/I water for a long time, the problem remains and a large proportion of all the wastewater in the network and the treatment plan still is I/I.  Historically, and for many cases at present, there is little to no methodology for how the work with I/I water takes place and is prioritized in the municipalities and responsible water and sewerage organizations. Measures have instead been implemented with a reaction based approach, in other words when something has broken down or there is a failure in the system. A new discussion about I/I water has arisen in recent years due to new requirements from supervisory authorities. As there is not much follow-up or methodology around the work with I/I water, the process of developing a strategy to meet these new requirements for municipalities has shown to be difficult. In cases where analysis of measures against I/I water has been carried out, cost and effects in the treatment plant (i.e. the proportion of I/I water) have most often been used and dimensions other than economic have been left out of the analysis. As I/I water affects social and environmental factors to a great extent, this should be taken into greater account.  In this work, a multi-criterion analysis has been performed in a case study where similar measures to reduce I/I water and its effects in two different areas have been analysed. The included measures were separation, lining, pipe bursting and installation of a stormwater cassette. The results of the case study show that measure A2 has the greatest positive effect. However, there are major uncertainties in the case study conducted and the results are not considered to be robust enough to be used. However, what has been important to include from the work is that by defining and using criteria from all sustainability dimensions, a comprehensive action choice analysis is created and that it is a structured approach to apply. Here, the importance of opening up for discussion within the municipality/organization is emphasized to achieve a coherent view of the prioritization of I/I water and to achieve efficient management. Problems and amounts of I/I water are complex issues and vary from place to place, and are strongly linked to local geohydrological and climate conditions and design of local sewage systems. Therefore, it is important to coordinate the planning of I/I water to use a workflow that is general and can be used, regardless of conditions, in a simple way where adjustments in accordance with local conditions are possible. This work has shown that multi-criteria analysis is a clear and adaptable tool for meeting the difficulties that exist. / Tillskottsvatten härstammar från grundvatten, nederbörd samt havsvatten genom felaktiga anslutningar eller läckage i ledningsnätet samt från överläckage från dricksvattenledningar. Det är andelen av vatten i avloppsnätet som inte är spillvatten och orsakar, genom bräddning, översvämningar och förbiledning i reningsverket, utsläpp av avloppsvatten till recipienter och natur samt står för en överbelastning i systemet. Trots att man arbetat med att minska och lindra effekterna av tillskottsvatten under lång tid så kvarstår problemet och en stor andel av allt samlat vatten i ledningsnätet och som kommer till reningsverket är just tillskottsvatten.  Historiskt, samt för många fall i nuläget, så existerar det lite till ingen metodik kring hur arbetet med tillskottsvatten sker i kommunerna och ansvariga VA-organisationer utan åtgärder har implementerats på måfå eller när något har gått sönder. En ny diskussion kring tillskottsvatten har uppstått de senaste åren på grund av uppkomna nya kravställningar från tillsynsmyndigheter. I och med att det inte finns mycket uppföljning eller metodik kring arbetet med tillskottsvatten så har processen med att ta fram en strategi för att möta dessa nya krav för kommuner ofta varit svår. I de fall som analys av åtgärder mot tillskottsvatten har utförts så har kostnad och effekter i reningsverket (det vill säga andel mängd tillskottsvatten) oftast används och andra dimensioner än ekonomiska har lämnats utanför analysen. Då tillskottsvatten påverkar sociala samt miljömässiga faktorer i hög grad bör detta tas större hänsyn till.  I det här arbetet så har en multikriterieanalys utförts i en fallstudie där liknande åtgärder för att minska tillskottsvatten och dess effekter i olika områden har analyserats. De ingående åtgärderna var separering, infodring, rörspräckning samt anläggning av en dagvattenkassett. Resultatet av fallstudien visar att åtgärdsalternativ 2 har störst positiv effekt. Det finns dock stora osäkerheter i den fallstudie som utförts och resultatet anses inte vara tillräckligt robust för att användas. Det som dock har varit viktigt att ta med från arbetet är att genom att definiera och använda kriterier från alla hållbarhetsdimensioner skapas en heltäckande åtgärdsvalsanalys och att det är ett strukturerat arbetssätt att applicera. Här understryks vikten av att öppna upp för diskussion inom kommunen/organisationen för att nå en sammanhållen syn på prioriteringen av tillskottsvatten samt för att nå en effektiv hantering. Problem och mängder tillskottsvatten i olika ställen är komplext och starkt kopplat till lokala klimat och geohydrologiska förhållanden samt lokala avloppssystem. Därför är det viktigt för att samordna planeringen av tillskottsvatten att använda en arbetsgång som är generell och kan användas, oavsett förutsättningar, på ett enkelt sätt där justeringar i enlighet med lokala förutsättningar är möjligt. Det här arbetet har visat att multikriterieanalys är ett tydligt och anpassningsbart verktyg för att möta de svårigheter som finns.