As rain events are likely to intensify and the proportion of impervious areas in cities increases, greater demands are put on stormwater management. Nature-Based Solutions (NBS) have become more popular over the past decades to be integrated into the stormwater strategy in order to reduce the volume of runoff in cities. For NBS to be effective over long term, maintenance must be prioritized. This study addressed two questions, what are the difficulties in modeling (lack of) maintenance over time and what are the consequences in terms of water quantity with inadequate maintenance on the long- term efficiency of NBS?. This was found by developing a hydrodynamic model in SWMM, where three NBS types were modeled, rain garden, permeable pavement, and infiltration trench. The efficiency of maintenance was investigated by creating several scenarios where different parameters were identified to represent maintenance. The parameters were varied for different precipitation events, as the effect of maintenance depends on the type of precipitation used. In general, inadequate maintenance has been proven to have little impact on rain events with a return period of 2-years, while a large difference could be seen for intense rains. Two consequences as a result of an absence of maintenance are overgrown vegetation and clogging of the media. Clogging was investigated for all three NBS types, and was found to have a large impact on its efficiency over time. The result also shows that despite the inadequate management, NBS can still contribute to manage stormwater, but with lower efficiency. / I takt med att regnen kommer att intensifieras och andelen hårdgjorda ytor i städer ökar, så ställs allt högre krav på dagvattenhantering. Naturbaserade lösningar (NBS) har under senaste decenniet blivit alltmer populära att integrera i dagvattenstrategin för att minska mängden dagvatten i städer. För att NBS ska vara effektiv över tid behöver skötseln prioriteras. Den här studien adresserar två frågor, vilka är svårigheterna med att modellera (bristfällig) underhåll över tid och vad är konsekvenserna av bristfälligt underhåll på NBS effektivitet över tid. Detta besvarades genom att skapa en modell i SWMM där tre NBS typer modellerades, regnbädd, genomsläpplig yta och infiltrationsdike. Effekten av underhåll undersöktes genom att skapa flera scenarion där olika parametrar som identifieras för att representera underhåll. Parametrarna förändrades sedan för olika nederbördstyper, då effekten av underhåll beror på vilken nederbördstyp som studeras. Bristfälligt underhåll sågs generellt inte ha någon större påverkan på 2-års regn, medan en stor differens kunde ses för de intensiva regnen. Igenvuxen vegetation på ytan och igentäppning av media, som konsekvens av undermåttligt underhåll, undersöktes bland annat för de tre NBS typerna, och resultatet visade att det har stor påverkar på dess effektivitet över tid. Resultatet visar också, trots otillräckligt underhåll, att kan NBS ändå bidra till att hantera dagvatten, men med betydligt lägre effektivitet.

With increased urbanization and climate change, heavy rainfall events and urban floods are becoming more frequent. To meet the demands for effective climate adaptation strategies and mitigation measures, Nature-Based Solutions (NBS) have received increased attention. The city of Stockholm has a long history of implementing such solutions for local stormwater management, to capture surface runoff by infiltration and retention at its source. Implementing urban trees with skeletal soil is a well-established approach with the potential as an effective mitigation measure. Nevertheless, the literature review found few studies with evidence of their effectiveness in terms of flood risk mitigation. To contribute to this knowledge gap, the aim of this study was to quantitatively assess the effectiveness of urban trees with skeletal soils. By investigating their effectiveness in reducing flood extent, runoff volumes, and peak flows during different rainfall events, the results are thought to provide new insights and support decision-makers. In fulfilling the study objectives, the hydrological functions of plant beds with skeletal soils were investigated, and an urban flood model was developed within the MIKE+ 2D Overland Module. Three scenarios, including a baseline scenario and two full-scale implementations of skeletal soils, were evaluated under different design storms. The results revealed that urban trees with skeletal soils have low effectiveness in flood risk reduction under heavy rainfall events, but are an effective measure for rainfalls with low return periods. For flood risk mitigation, this study emphasizes a hybrid approach, combining multiple NBS with traditional grey infrastructure. Uncertainties related to model performance and hydrological parameters raised concerns about the reliability of the results. Therefore, plant beds with skeletal soils should not be disregarded, but require further investigations. This study recommends alternative modelling approaches, such as coupling the 2D overland flow model with a 1D network model, and emphasizes the need for comprehensive analyses, empirical data, and field measurements. Future research should explore the collective impact of various NBS, and incorporate economic valuation through cost-benefit analysis (CBA). / Med en ökad urbanisering och påverkan av klimatförändringar blir intensiva nederbördshändelser och stadsöversvämningar allt vanligare. För att möta kraven på mer effektiva strategier för klimatanpassning och riskbegränsande åtgärder har naturbaserade lösningar fått ökad uppmärksamhet. Stockholms stad har en lång historia av att använda sådana lösningar för lokalt omhändertagande av dagvatten, med fokus på att fånga upp ytavrinning genom infiltration och fördröjning. En väletablerad metod innefattar användandet av stadsträd med skelettjordar, med potential som en effektiv skyfallsåtgärd. Trots detta visade litteraturstudien att det finns begränsat vetenskapligt stöd för deras effekt när det gäller översvämningshantering. För att fylla denna kunskapslucka syftar denna studie till att kvantitativt bedöma effekten hos stadsträd med skelettjordar. Genom att analysera deras effekt när det gäller att minska översvämningsmängder, avrinningsvolymer och toppflöden under varierande nederbördshändelser hoppas studien kunna bidra med nya insikter samt stödja beslutsfattare. För att uppnå dessa mål genomfördes en analys av de hydrologiska funktionerna hos skelettjordar, och en skyfallsmodell togs fram inom ramen för MIKE+ 2D Overland Module. Tre scenarier, inklusive ett nulägesscenario samt två fullskaliga användningar av skelettjordar, utvärderades under varierande typregn. Resultaten visade att skelettjordar har generellt låg effekt vid intensiva regn, men kan betraktas som en effektiv åtgärd för dagvattenhantering vid normala flöden. För att minska risken för översvämningar betonar denna studie vikten av att kombinera flera naturbaserade lösningar med traditionell grå infrastruktur. Osäkerheter relaterade till modellens prestanda och hydrologiska parametrar väckte dock tvivel kring resultatens tillförlitlighet. Således bör stadsträd med skelettjordar ej helt förkastas som skyfallsåtgärd. Studien föreslår alternativa modelleringsmetoder, såsom att koppla 2D-modellen med en nätverksmodell, samt understryker behovet av avancerade analyser och empiriska data för att förbättra modellens precision och tillförlitlighet. Framtida forskning bör inriktas mot att undersöka den samlade effekten av olika naturbaserade lösningar samt inkludera ekonomisk värdering genom kostnadsnyttoanalys.

Global urbanization trends have made people move to cities where they tend to have less access to nature. Urban nature is important for human well-being and biodiversity, therefore urban planners are increasingly integrating Nature-based Solutions (NbS) projects in urban environments.  This research investigated how to support citizen engagement for NbS while evaluating the urban environment, focusing on young people as they are often excluded from decision-making and planning processes.  The research design included a literature review and interviews with city planners, to develop a Participatory Photo Mapping (PPM) tool to enhance resident participation and stimulate discussion around social and environmental aspects for effective urban NbS.  The prototype tool consists of a multi-layer map combined with NbS projects, locations, and photos reported by participants (from two Swedish cities, Malmö and Karlskrona), and two environmental indicators: land cover and biodiversity occurrence. Participants identified locations they perceived as improving or hindering the quality of life and the natural environment.  Participants valued ‘nature’ as the key multi-beneficial factor for the socio-ecological systems. The prototype supports strategic sustainable development by allowing holistic mapping and evaluation of the city to increase communication between the residents and municipalities and to strengthen residents’ engagement in shaping their cities.

There is an urgent need to mitigate carbon emissions to the atmosphere to reduce the negative effects of climate change. Countries have pledged national strategies to reach their climate change mitigation goals in their Nationally Determined Contributions (NDC). In the case of Colombia, the country envisions becoming carbon neutral by 2050.  A pathway to reach this goal is emission reduction through nature-based solutions (NBS). Biochar is an NBS with the potential to be used as a land-based emission mitigation technology. Records indicate that it was first used by indigenous communities in the Amazon about a thousand years ago. Biochar can be obtained through thermochemical conversion by slow pyrolysis of residual biomass. The original organic carbon present in the biomass is sequestered in the biochar as it is pyrolyzed and thus, CO2 emissions are prevented. Biochar is not yet considered in Colombia´s carbon neutrality strategy. The aim of this thesis project is to investigate the potential of biochar production in Colombia as a land-based mitigation technology (LMT). Therefore, a comprehensive assessment is performed with the purpose of identifying the status of biochar in the country. The motivation behind the assessment is to gain an understanding of the variables involved in biochar production. Factors such as the production sectors involved, feedstocks, production technologies, project costs and emission mitigation are of interest. The study explores these factors by following five methodological steps. First, the current research on the technology is mapped to understand biochar’s status at a national level. Second, experts are interviewed to collect their views regarding biochar and a PESTEL (Political, Economic, Social, Technological, Environmental & Legal) analysis is employed based on their point of view on the technology. Third, the potential sources of residual biomass which could be used to produce biochar in the agricultural sector are quantified. The approach to biochar’s potential is enriched with a focused in-person case study of biochar production from oil palm residues. Fourth, these residual biomass sources are subsequently employed to estimate the emissions sequestered in their biochar production. Lastly, project feasibility implementation is evaluated through a techno-economic to identify the project’s main cost drivers. The results are then discussed using a SWOT (Strength, Weaknesses, and Opportunities & Threats) analysis. The existing studies and the local experts’ opinion indicate that biochar potential is in the agricultural sector and that it can be thought of for soil adaptation. Biochar’s emission mitigation is considered an added value. In 2021, the agricultural sector produced near 73 million tonnes of agricultural products. The residues from agriculture could be used for biochar production. If the residues from the most produced agricultural products are transformed into biochar, about 1 to 2,2 tonne of CO2 per tonne of biochar could be avoided. The published literature and the in-person study visit confirmed that the largest advance in biochar production and use in Colombia is in the oil palm sector. Palm kernel shell, fibre and empty fruit bunches are the oil palm residues that could be used to produce biochar. From 1 tonne of these three oil palm residues, about 60 kg of biochar can be obtained. The results show that currently there is no market for trading with biochar in Colombia. High investments, transport and feedstock costs are identified obstacles. An Advanced Technology pyrolizer cost can cost around 330.000 USD while a Basic Technology one can be around 100 USD. Taxes associated with revenue from the biochar trade can negatively impact a biochar project’s feasibility. In this study, a price for biochar is estimated using break-even analysis. Under the assumptions used, the biochar price per tonne is around 200 to 1.000 USD. Price variability is explained in the technologies used for production, feedstock biomass availability and variable revenues from biochar sales. / Koldioxidutsläppen till atmosfären behöver minskas för att undvika de negativa effekterna av klimatförändringar. Olika länder har presenterat på sina nationellt fastställda bidrag (NDC) hur sina mål för begränsning av klimatförändringarna skulle kunna uppnås. I Colombia är planen att uppnå koldioxidneutralitet år 2050. Ett sätt att uppnå detta mål är att minska utsläpp genom naturbaserade lösningar (NBS). Biokol är en NBS som kan användas som landbaserade åtgärder för att minska växthusgasutsläpp eller öka koldioxidupptag. Forskning har bevisat att biokol användes i Amazonas för ungefär tusen år sedan. Biokol framställs genom långsam pyrolys av restprodukter av biomass. Kolet i biomassan binds i biokolet genom pyrolysis, vilket förhindrar koldioxidens utsläppning till atmosfären. Biokol inkluderas ännu inte i Colombias strategi för koldioxidneutralitet. Syftet med detta projekt är att undersöka biokolets produktionspotential i Colombia son ett landbaserade åtgärder (LMT). En analys gjordes för att identifiera statusen av biokol runt om i landet. Faktorer såsom berörda produktionssektorer, råvaror, produktionstekniker, projektkostnader och koldioxidutsläppen var av intresse. Studien undersöker faktorerna ovan genom att tillämpa en femstegsmetod. Först identifierades den aktuella forskningen om biokol i Colombia. Sedan intervjuades experter för att samla in deras åsikter om biokol och en PESTEL analys (Political, Economic, Social, Technological, Environmental & Legal) användes. Nästa steg i metoden var att kvantifiera potentialen av restprodukter inom jordbrukssektorn. Detta steg kompletterades med en fallstudie som fokuserade på biokolproduktion från rester från oljepalmer och sedan beräknades utsläppen som binds i biokol. Till sist utvärderades projektets genomförbarhet genom en teknoekonomisk analys som identifierade viktigaste drivkrafterna bakom kostnaderna. Resultaten diskuterades med hjälp av en SWOT analys (Strength, Weaknesses, and Opportunities & Threats). Experter och forskningsresultat om biokol i Colombia anger att det finns stor potential nom jordbrukssektor där biokol skulle kunna användas för jordförbättring, medan utsläppsminskningar endast anses vara en ytterligare fördel. År 2021 Colombias jordbrukssektor producerade nästan 73 millioner tonne av jordbruksprodukter och restprodukter från jordbruket kan användas för produktion av biokol. För varje ton biokol som produceras undviks ungefär 1 till 2,2 tonne koldioxid. Litteraturen och studiebesöket bekräftade att största framsteget inom produktion och användning av biokol i Colombia händer inom oljepalmssektorn. Palmkärnor, fibrer och tomma fruktknippar är restprodukterna som kan användas för att producera biokol. En ton av dessa tre typer av oljepalmsrester ger cirka 60 kg biokol. Resultaten visar att det inte finns en marknad för biokol i Colombia. Höga investeringskostnader, transport-och råvarukostnader är främsta hindarna som identifierades. En pyrolysanläggning med avancerad teknik kostar cirka 330 000 US-dollar, medan en pyrolysanläggning med grundläggande teknik kostar cirka 100 US -dollar. Skatter på inkomster från biokolsförsäljning kan ha en negativ effekt på genomförbarhet. Studien uppskattas ett pris för biokol med hjälp av en break-even-analys och visar att cirka 200 till 1.000 USD per tonne biokol vore ett möjligt prisintervall. Prisvariationerna förklaras av tekniken som används för produktion, tillgång på biomassa som råvara och varierande intäkter från biokolförsäljning.

Behovet av klimatanpassning i kustområden är stort, och fortsätter öka världen över. Naturbaserade lösningar (NBS) är flexibla och multifunktionella åtgärder som samverkar med naturliga processer, vilket gör dem anpassningsbara till förändrade förhållanden, till skillnad från hårda kustskydd. Genom denna studies kvalitativa intervjuer med fyra skånska kustkommuner har förutsättningar för NBS att främja klimatanpassning visats vara på god väg. Kustkommunerna ser NBS som ett självklart förstahandsval inom kustskydd. NBS har fått större genomslag i och med ökat samarbete på lokal, regional, nationell och internationell nivå genom nätverk och projekt, vilket har möjliggjort stort utbyte av praktiska lärdomar och kunskap om NBS, naturliga processer och klimatförändringars effekt i kustområden. Samverkan är en viktig del i klimatanpassningsarbetet där samlad expertis bidrar till gemensam förståelse för NBS funktion och mervärden. Idag finns konsensus om ett naturbaserat arbetssätt, där tjänstepersoners och eldsjälars kunskap, intresse och engagemang spelar en avgörande roll för det kommunala arbetet med NBS. Deltagande i NBS-projekt ger mer praktisk erfarenhet och synliggör åtgärdernas positiva effekter, vilket i sin tur kan skapa lokala politiska incitament för att integrera och använda NBS ytterligare i klimatanpassningsarbetet. Dock påträffas flertalet svårigheter, i huvudsak gällande förlegad lagstiftning som inte är kompatibel med NBS flexibilitet, tidskrävande och komplicerade tillståndsprocesser samt frånvaron av uttalat tillvägagångssätt gällande gränsöverskridande åtgärder för hur kommuner, myndigheter samt enskilda fastighetsägare ska samarbeta och dela på ansvaret. För att kunna normalisera och skala upp implementering behöver NBS bli inkluderade som standardalternativ vid beslut om olika kustskyddsåtgärder. Svenska kustkommuner kommer behöva ta ställning och diskutera acceptansen för klimatförändringars olika grad av påverkan i kustområden, där obekväma beslut och övervägandet av andra strategier såsom förändrad markanvändning och planerad reträtt väntas bli mer påträngande. Studiens resultat kan förhoppningsvis uppmuntra naturbaserade insatser inom svenskt klimatanpassningsarbete ytterligare, för att säkerhetsställa levande kustområden där natur och samhällen kan bevaras och klimatsäkras för dagens och framtida klimatförändringar. / The need for climate adaptation in coastal areas is great, and continues to increase worldwide. Nature-based solutions (NBS) are flexible and multifunctional measures that interact with natural processes, which makes them adaptable to changing conditions, as opposed to hard coastal protection. Through this study's qualitative interviews with four southern Swedish coastal municipalities, the conditions for NBS to promote climate adaptation have been shown to be on the right track. The coastal municipalities see NBS as an obvious first choice in coastal protection. NBS have had a greater breakthrough by increased cooperation at local, regional, national and international level through networks and projects, which has enabled a great exchange of practical lessons and knowledge about NBS, natural processes and the effect of climate change in coastal areas. Collaboration is an important part of the climate adaptation work, where collective expertise contributes to a common understanding of NBS' function and co-benefits. Today, there is consensus on a nature-based approach, where the knowledge, interest and commitment of officials and champions play a crucial role in the municipal work with NBS. Participation in NBS projects provides more practical experience and highlights the positive effects of the measures, which in turn can create local political incentives to further integrate and implement NBS in climate adaptation work. However, many difficulties are encountered, mainly regarding outdated legislation that is not compatible with NBS flexibility, time-consuming and complicated permit processes, and the absence of a stated approach regarding cross-border measures for how municipalities, authorities and individual property owners should cooperate and share responsibility. To be able to normalize and scale up implementation, NBS needs to be included as a standard alternative when deciding on various coastal protection measures. Swedish coastal municipalities will need to take a stand and discuss acceptance of climate change's different level of impact in coastal areas, where uncomfortable decisions and the consideration of other strategies such as changed land-use and planned retreat are expected to become more intrusive. The results of the study can hopefully encourage nature-based initiatives in Swedish climate adaptation work further, to ensure living coastal areas where nature and communities can be preserved and climate-secured for current and future climate change.