Ground water are referred to one of Sweden’s most essential natural resources and constitutes an important part of the water management in Sweden, especially for the smaller municipalities. The ground water recharge in pore aquifer is mainly controlled by the difference between evapotranspiration and the amount of precipitation. The impact of climate change on ground water recharge was considered as a gap of knowledge with the release of IPCC’s fourth assessment report in 2007 and have just recently undertake research by scientists. The publications of scientific papers regarding this subject has increased and shows different and uncertain results. SGU has concluded that for both moraine and esker reservoirs, the annual average ground water table will fall in southeast Sweden as a result of climate change. This appears to occur in both emissions’ scenario RCP 4,5 and RCP 8,5. The objective of this study was to contribute knowledge concerning ground water recharge in eskers by quantifying the relationship between ground water levels and the amount of precipitation in an unconfined esker (Nybroåsen), outside Nybro, SE Sweden. Ground water level and precipitation data between 1970 and 2019 were obtained from Nybro Energi and SMHIs data observation stations, respectively. A correlations analysis was performed between average seasonal ground water level and the amount of seasonal precipitation, for autumn and spring during the years 1970–1989 and 2000–2019. The analysis demonstrates a moderate relationship during spring between 1970–1989, probably due to snowmelt and the percolation of accumulated precipitation. During spring in the 2000s, the analysis demonstrates a very weak relationship probably due to changes in temperature patterns during winter observed by SMHI in the country Kalmar, in which milder winters and the absence of ground frost have become more common. The analysis demonstrates a very weak relationship during autumn because of the meteorological and hydrological factors that inhibit ground water recharge until December.

Groundwater is an important natural resource in Sweden due to almost 50 % of the produced drinking water origins from groundwater, 50 % of the groundwater is artificially made. Artificial recharge is necessary in some areas in Sweden to enable enough groundwater extraction for the drinking water supply. Artificial recharge will affect the groundwater levels in the system. The infiltration of water can also affect the spread of pollution in the area. The effect of pollution spreading is due to the change in available oxygen in the system. When infiltrating water, the soil can go from anaerobic- to aerobic conditions, which in turn can cause mobilization of pollutants. This master project was carried out in collaboration with the consultancy company WSP. In this thesis, an esker assessed as suitable for artificial recharge from a hydrogeological point of view, is investigated regarding the contamination spread. Stockholm vatten och avlopp (SVOA) is investigating the possibilities for producing drinking water by artificial recharge in the esker. The area has been identified as a potential hazardous area by the Swedish environmental protection agency and increased levels of zinc, lead and copper have been found in the soil. The aim with this project is to investigate how zinc, lead and copper could spread in the groundwater for the current situation. This project also aims to investigate how the artificial recharge would affect the groundwater levels in the system as well as the effect of the spread of zinc, lead and copper regarding the mass transport, transportation time and the contaminant plume. A hydrogeological model was created in MODFLOW where the effect of infiltration was simulated. Models for groundwater transport as well as mass transport was created in MODPATH respectively in MT3DMS. The hydrogeological model´s Normalized root mean square (nRMS) was 7,4 % and the maximal residual between observed and simulated groundwater levels was 0, 16 meters. Two different scenarios for artificial recharge were investigated, one called pilotförsöket and the other called fullskaleanläggningen. For the pilotförsöket was 100 L/s infiltrated and for fullskaleanläggningen was 280 L/s infiltrated, the amount of extracted groundwater was assumed to be equal as the amount of infiltrated surface water. The simulations were indicating that the groundwater levels could rise up to 7 meters locally around the infiltration area. The groundwater levels closer to the extraction wells could decrease by 4 meters in pilotförsöket and decrease by 10-15 meters in fullskaleanläggningen. The simulations of zinc, copper and lead in the infiltration area, are indicating an increase in maximal concentration as well as an increase for the plume of contaminants as a result of infiltration. The maximal concentrations in the simulations of pilotförsöket were found to be in the following ranges 4x10-5 to 2,8x10-8 mg/L for lead; 8 x10-4 to 2,5x10-6 mg/L for copper and 0,012 to 9x10-4 mg/L for zinc. Fullskaleanläggningen resulted in the highest concentrations of the simulated scenarios. The following ranges were observed in the simulations of fullskaleanläggningen 4,5x10-5 to 4x10-8 mg/L for lead; 0,014 till 2,5x10-6 mg/L for copper, and 0,035 till 3x10-3 mg/L for zinc. The plume of contaminants was observed to increase with an increasing amount of infiltrated water. During the simulation period of 10 years, the simulation implies that zinc, copper and lead mainly will be transported close to the infiltration area. The results for simulations in all scenarios indicate that the plume of contaminant will not reach the extraction wells. These results can be due to longer transportation times than 10 years, as well as that the increase volume of water in the system will dilute the levels of metals. This master project indicates that the artificial recharge in the area will affect the groundwater levels in the system. Due to the change in groundwater levels can also the spread of zinc, copper and lead increase in magnitude and in size. This master project also indicates that zinc, copper and lead would not reach the extraction wells in high levels within a 10 years period. The simulations indicate that the area could be appropriate to use for artificial recharge, when considering zinc, copper and lead. This assessment is only based on the simulations of the mass transport of zinc, copper and lead and with the assumption that the contaminated soil would be excavated if an infiltration area is built. Even though the simulations indicate that the area could be appropriate. Other pollutants that was found, but not simulated, at increased levels could have a different transportation time as well as mass transport from the infiltration area. Regarding the age of the landfill it is likely in the methanogenic phase and leaching of contaminants could already have happened decades ago. With these two aspects in mind, my recommendation is that more investigations are made regarding the spread of other pollutants as well as the level of zinc, lead and copper in the groundwater closer to the extraction wells.

Vattenbehovet stiger i världen till följd av ökande befolkning. Med ökad urbaniseringskapas mer hårdgjorda ytor där föreningar ackumuleras. Dagvattnet transporterar dessa föroreningar som således kan nå grundvattnet. Ett miljömål har antagits i Sverigeför att skydda grundvattentäkter och därmed säkra framtida dricksvattenförsörjning. Rullstensåsar innehåller stora grundvattenmagasin och har hög infiltrationsförmåga för vatten från markytan. Uppsala kommun tar 95 % av sitt dricksvatten från rullstensåsenUppsalaåsen. Ulleråker ligger strax söder om Uppsala stadskärna och i området planerasen ny hållbar stadsdel. Stadsdelen ligger delvis rakt på Uppsalaåsens kärna och det ärviktigt att inget förorenat dagvatten kan infiltrera åsen då det kan påverka dricksvattenförsörjningennegativt. Syftet med detta projekt är att bidra till en djupare förståelse för hur grundvattnet kan påverkas av dagvattenhanteringen vid den planerade nybyggnationen av Ulleråker. Målet med projektet är att utvärdera vad hållbar dagvattenhantering innebär och hur tekniken är planerad att implementeras i Ulleråker. Projektet innefattar även utvärderingav alternativa tekniker som applicerats i andra stadsbyggnadsprojekt med hållbarhetsprofil som skulle kunna tillämpas i Ulleråker. Projektet är till största delen en litteraturstudie där planprogram för Ulleråker studeratsför att identifiera och utvärdera risker som kan uppstå till följd av dagvattenhanteringen,men även för att utvärdera de åtgärder som planeras. En modellering utfördesäven för att studera föroreningsspridning från en bilväg i området. Slutligen studeradesandra stadsbyggnadsprojekt för att se om deras lösningar skulle kunna implementeras i Ulleråker. De främsta riskerna för grundvattenkvaliteten relaterade till dagvattenhantering i Ulleråker har identifierats till släckvatten vid brand, dagvatten- och avloppsledningarsamt utsläpp under byggnationen. Planerade åtgärder är att utifrån sårbarhetsområdensätta restriktioner för markanvändningen och hur byggnationen ska gå till, särskilt vidåskärnan. Dagvattenhantering ska utgå från ett robust dagvattensystem baserat på ettsystemtänk genom att inget dagvatten ska infiltrera marken i sårbara områden. Detta ska säkerställas genom ett tätt vattenledningssystem som avleder dagvattnet till dagvattendammardär det fördröjs och renas. Hantering av släckvatten vid bränder ska ske genom att täta markytor kring byggnader hindrar släckvatten från markinfiltration. Endast vatten får användas som släckvätska. Modelleringen över föroreningsspridning frånen bilväg i Ulleråker visar att föroreningar avsätts på en yta upp till 6 meter från vägbanansmitt. Ett annat stadsbyggnadsprojekt som studerades var Augustenborg i Malmödär dagvattensystemet bygger på öppna lösningar med bland annat kanaler, dammar ochgröna tak. Slutsatserna är att hållbar dagvattenhantering generellt går ut på att fördröja ochrena dagvattnet lokalt. De lösningar som tagits fram för Ulleråkers dagvattenhanteringbygger på täta ledningar och dammar som fördröjer vattnet innan det når ytvattenrecipienten Fyrisån eller kopplas på Uppsala kommuns dagvattenledningar. I Ulleråker blir det viktigt att kontrollprogram finns och efterföljs för att minska risken för förorening av grundvattnet. Föroreningar från Ulleråkersvägen sprids upp till 6 meter ut från vägensmitt och det är således viktigt att täta denna yta så att föroreningarna inte kan infiltreramed dagvattnet ner till Uppsalaåsen. Lösningar från Augustenborg som skulle kunna implementeras i Ulleråker är gröna tak med tjocka jordlager då de renar vatten mer effektivtän tak med tunnare jordlager. / Water demand rises in the world as a result of increasing population. Increased urbanizationcreates more impervious surfaces where pollutants accumulate. The stormwater transports these pollutants, which can thus reach the groundwater. An environmental goal has been adopted in Sweden to protect the groundwater and thus secure future drinking water supply. Eskers contain large groundwater storages and have high infiltration capacity for water fromthe ground surface. Uppsala municipality takes 95 % of its drinking water from the Uppsalaesker. Ulleråker is located just south of Uppsala city centre and in the area a new sustainabledistrict is planned. The district is partly located on the Uppsala esker’s core and it is importantthat no contaminated water is able to infiltrate the esker as it may affect the drinking watersupply negatively. The purpose of this project is to contribute to a deeper understanding of how the groundwatercan be affected by the stormwater management in the planned new construction of Ulleråker.The aim of the project is to evaluate what sustainable stormwater management means andhow the technology is planned to be implemented in Ulleråker. The project also includesevaluation of alternative techniques applied in other urban construction projects with sustainability profile that could be implemented in Ulleråker. The project is mainly a literature study where Ulleråker's plan program has been studied to identify and evaluate risks that may occur as a result of stormwater management, but also to evaluate the planned measures. A modelling was also conducted to study pollutant dispersio nfrom a roadway in the area. Finally, other urban construction projects were studied to see if their solutions could be implemented in Ulleråker. The main risks of groundwater quality related to stormwater management in Ulleråker have been identified as extinguishing water in the event of fire, stormwater and sewage pipelinesand leakage during construction. The planned measures are to impose restrictions on land usebased on vulnerability areas and how the construction is executed, especially at the core of the esker. Stormwater management should be based on a robust water system based on a system thinking so that no water will infiltrate the soil in vulnerable areas. This is to be ensured by a dense water pipeline system that leads the stormwater into surface water dams where it isdelayed and cleaned. Handling of extinguishing water should be done by sealing land surfaces around buildings preventing extinguishing water from soil infiltration. Only water may beused as extinguishing fluid. The modelling of pollution dispersion from a roadway inUlleråker shows that contaminants are deposited on a surface up to 6 meters away from the centre of the roadway. The studied urban building project Augustenborg in Malmö has its stormwater system based on open solutions, including channels, ponds and green roofs. The conclusion is that sustainable stormwater management in general is based on delayingand cleaning stormwater locally. The solutions developed for Ulleråker’s stormwatermanagement are based on dense conduits and ponds that delay the water before reaching thesurface water receptor Fyrisån or are connected to Uppsala municipality's water pipelines. In Ulleråker it becomes important that control programs are in place and followed to reduce therisk of groundwater contamination. Pollution from Ulleråkersvägen is spread up to 6 meters out of the middle of the road and it is therefore important to seal this area so that thecontaminants cannot infiltrate with the stormwater to Uppsalaåsen. Solutions from Augustenborg that could be implemented in Ulleråker are green roofs with thick soil layers asthey clean water more efficiently than roofs with thinner soil layers.

Gävle kommuns VA-huvudman Gästrike Vatten AB ansvarar för dricksvattenproduktionen i Gävle. För Gävles tätort tas vatten från Valboåsen som sträcker sig från öster om staden, genom staden och vidare norrut. Denna rapports syfte är att genom mätning av halten löst syre undersöka Valboåsens förbindelse till Gavleån. Detta kommer ge en ökad förståelse för åsens komplexitet. Resultatet kommer också att användas för att verifiera och utveckla den konceptuella modellen över flödena i åsens grundvattenmagasin som tagits fram av Midvatten AB. För att kunna mäta halten löst syre har en provtagning skett på grundvattenrör. I provtagningen ingick även så kallade slugtest där rörens kapacitet och anslutning till grundvattenmagasinet säkerställdes. Efter mätningen sammanställdes resultatet för att kunna jämföra halten löst syre i grundvattenrören mot den konceptuella modellen. Resultatet visade att halten löst syre i vattnet i de olika grundvattenrören stöder den konceptuella modellen till stora delar och gav även mer information om områden längs åsen där kunskap om flödesförhållandena tidigare var osäkra. Metoden i den utförda studien har visat stor användbarhet för att påvisa flödesförhållanden och ytvattenpåverkan i Valboåsen vilket visar att mätning av syrehalt kan vara mycket användbart i grundvattenutredningar angående ytvattenpåverkan. För att utöka studien av Valboåsen i framtiden behövs mer provtagning i grundvattenmagasinet på områden som inte ingick i denna studie. / Gävle municipality's water company is Gästrike Vatten AB. They manages the drinking water production for the City of Gävle. The production starts in the ridge of Valbo which extends between Överhärde (located in the south part of Valbo) and Strömsbro (located in the north part of Gavle). Purpose of this report is to measure the dissolved oxygen content in the aquifer throughout the whole area to investigate where the infiltration from the nearby Gavle River occurs. The aim of the study is to get a better understanding of the complexity of the Valbo ridge. The measurements will help to verify or modify the conceptual model of the directions of water flow in the Valbo ridge, developed by Midvatten AB. Dissolved oxygen content was measured through ground water pipes. To assess the pipes’ capacity and connection to the aquifer, slug tests were performed. The dissolved oxygen data were analyzed and compared with the conceptual model. The results showed that the dissolved oxygen content in the water supported the conceptual model to a large extent and also gave previously unknown information on some stretches of the ridge. The method shows great potential for additional future studies in Valbo ridge and elsewhere. To expand the study further, a need for more sampling of the aquifer throughout the areas that were not included in this study.

Syfte med examensarbetet har varit att upprätta en grundvattenmodell överEnköpingsåsen med hjälp av programvaran MODFLOW för att därefter försöka skattagrundvattenmagasinets parametrar. Parameterskattningen utfördes med detmodelloberoende programmet PEST. Parallellt med detta gjordes även enpumptestutvärdering av dessa parametrar där typkurvor passades till en tidigare utfördprovpumpning av akviferen. Därefter jämfördes dessa båda metoder. Vidare utfördesäven en känslighetsanalys av grundvattenmodellen i MODFLOW för att försökalokalisera nya undersökningsplatser.Grundvattenmodellen uppfördes över Enköpingsåsen i och kring Enköping. Där är åsenlokaliserad i nord sydlig riktning och strax söder om Enköpings centrala delar korsasåsen av Enköpingsån. Det råder osäkerhet angående grundvattenmagasinetsvattenbalans och var åsen får sitt tillskott av vatten ifrån. Enköpingsåsen fungerar somhuvudvattentäkt i Enköpings stad vilket gör att detta har ansetts viktigt att utreda.Grundvattenmodellen byggdes upp genom att främst använda redan insamlad data frångeotekniska, geofysiska och hydrogeologiska undersökningar utförda i området samtdata från SGU och SMHI. Därifrån togs data om områdets uppbyggnad och struktursamt dess yttre betingelser som till exempel nederbörd och Mälarens vattenstånd för attskapa en numerisk modell i MODFLOW.Resultaten visar på ett överensstämmande resultat mellan parameterskattningen gjord iMODFLOW och pumptestutvärderingen. Vidare tyder resultaten i MODFLOW på attde största osäkerheterna i modellen ligger kring Enköpingsån och är då beroende av omvattnet tillförs från grundvattenmagasinets laterala delar eller från Enköpingsån.Känslighetsanalysen tyder även på att för ytterligare undersökningar av åsenshydrogeologiska betingelser bör fokus ligga på förhållandena i Enköpingsåns sedimentoch dess genomsläpplighet. / The purpose of this thesis is to establish a groundwater model of the Enköping eskerusing MODFLOW simulation and then estimate groundwater parameters with themodel-independent program PEST. In parallel, a pump test evaluation of theseparameters where type curves are fitted to a previously performed pump test of theaquifer is done to estimate the aquifer parameters. Eventually, these two methods arecompared. Furthermore, a sensitivity analysis of the groundwater model is performed totry to locate additional measurement points.The groundwater model was built for the Enköping esker in and around Enköping. Theesker is located in the north-south direction and just south of Enköpings central partswhere Enköpingsån crosses the esker. There is uncertainty regarding the water balanceof the aquifer and where the esker recharges its water from. Enköping esker serves asthe main water source in Enköping city and this is why it is considered important toinvestigate.The groundwater model was constructed primarily by using already collected data fromgeotechnical, geophysical and hydrogeological studies conducted in the area as well asdata from the SGU and SMHI. The data on the area's composition and structure as wellas its external conditions is taken to create a numerical model in MODFLOW.The results show consistent outcomes between parameter estimates made withMODFLOW/PEST and the pump test evaluation.The results made with MODFLOW makes it possible to do further analysis. Resultsshow large model uncertainties around Enköpingsån and the esker is dependent onwater supplied from either the groundwater aquifer’s lateral parts or Enköpingsån. Thesensitivity analysis also suggests that further studies of the hydrogeological conditionsshould be concentrated to Enköpingsån’s sediments and its water penetration capacity.

Eskers are long winding ridges that originate from gravel that has travelled in meltwater streams in glaciers. At the study site, Virttaankangas plane in southwest Finland, there are esker structures covered by sediments. One reason why it is important to study eskers is because they are used for purifying drinking water. The data used in the study were collected during a seismic survey in July 2014. During the survey a controlled source created seismic waves that travelled down through the earth and then reflected back up again. By detecting the travel time of the waves and estimating the velocity of the geologic layers, the depth to the reflecting structures could be calculated. There are two types of waves that travel through the body of the earth, pressure waves (P-waves) and shear waves (S-waves). In a previous study (Maries et al., 2017) P-wave data from the same survey have been analyzed, so this work focuses on S-wave data but also compares the result from the two. Some structures related to eskers were identifiable, such as fractures in the bedrock from the pressure of the main esker core. By comparing S- and P-wave results it was possible to see hints of the arched esker cores and esker fan lobes. Overall the result confirmed the model that was achieved of the profile in the previous study. The location of the bedrock both matched with the previous study, and added information about its orientation. An additional goal was to demonstrate the insensitivity of S-waves to water content by showing that if there was a water table reflection in the P-wave data, this reflection was missing in the S-wave data. The results showed water table reflections in the P-wave data, but there were no distinguishable water table reflections with appropriate velocity for S-waves in the S-wave data. / Rullstensåsar definieras som långa åsar med storlekssorterat grus som avlagrats av smältvattenströmmar i glaciärer. Vid undersökningsplatsen, Virttaankangasheden i sydvästra Finland, finns rullstensåsstrukturer som är begravda under sediment. En anledning till varför det är viktigt att undersöka rullstensåsar är att de används för filtrering vid framställning av dricksvatten. De data som användes i denna studie inhämtades under en seismisk undersökning i juli 2014. Undersökningen gick till på så vis att en kontrollerad källa skapade seismiska vågor som färdades ner i jorden för att sedan reflekteras tillbaka upp mot ytan. Genom att notera tiden det tog för vågorna att färdas, samt uppskatta hastigheten i de geologiska lagren, kunde djupet till de reflekterande strukturerna beräknas. Det finns två sorters vågor som kan färdas genom jorden, tryckvågor (P-vågor) och skjuvvågor (S-vågor). I en tidigare studie (Maries et al., 2017) analyserades P-vågsdata från samma seismiska undersökning, så detta arbete fokuserar på S-vågsdata men jämför också resultaten av båda två. Vissa strukturer kopplade till rullstensåsar kunde identifieras, så som sprickor i begrgrunden från trycket av den största rullstensåsen. Genom att jämföra resultat från S- och P-vågor kunde man se reflektioner från rullstensåsar och sediment. Sammantaget bekräftade resultatet den modell över profilen som framtagits i den tidigare studien. Berggrundens läge stämde överens med den förra studien och tillförde ny information om dess orientering. Utöver detta försökte man också demonstrera S-vågors okänslighet för vatten genom att visa att om det fanns reflektioner från grundvattenytan i P-vågsdatan så skulle de reflektionerna inte synas i S-vågsdatan. I P-vågsdatan visade det sig att det fanns grundvattenreflektioner, men det gick inte att urskilja några liknande reflektioner i S-vågsdatan.

Detta kandidatarbete har haft som mål att ta fram en exkursionsguide för naturvetenskapsstudenter som är i ett tidigt stadie i deras utbildning och för den intresserade allmänheten. Syftet har varit att exkursionsguiden ska ge en översiktlig version av Uppsala läns kvartärgeologiska landskapsutvecklingsom är lätt för potentiella läsare att ta till sig. Kandidatarbetet är uppdelat i två delar, med en första del som introducerar läsarna till de geologiska och hydrologiska processer som ägt rum under perioden kvartär. Dessa är nödvändiga för att förstå den andra delen, som består av själva exkursionsguiden. Eftersom exkursionsguidens fokusär geologiska strukturer som bildats under och efter den senaste istiden, så består den första delen huvudsakligen av inlandsisens mekanismer och processer, olika typer av jordavlagringar samt hur de strukturer som inlandsisen bildat kan identifieras i fält. I första delen ingår även en tidslinje över landskapsutvecklingen i Uppsala län med början i inlandsisens tillbakadragande. Den andra delen av arbetet består som nämnt ovan av exkursionsguiden. Denna innehåller 10 lokaler som visar på de mest vanligt förekommande strukturer från kvartär. Fotografier har använts för att visa de mest intressanta strukturerna från varje lokal, dessa har även tillhörande informationsrutor som ger läsarna nödvändig information om den specifika landformen eller strukturen. Båda delar av arbetet innehåller kartor gjorda i programmet ArcGIS. Dessa kartor har tagits framför att visa istäckets utbredning vid olika tidpunkter och jordarter vid och omkring lokalerna. Vägbeskrivningskartor finns även för varje lokal samt en virtuell guide i Google Earth, passande för tider med pandemi-restriktioner. Detta kandidatarbete har inte kommit fram till traditionella resultat, utan exkursionsguiden utgör resultatet. Arbetet med detta projekt visade sig vara mer utmanande än förväntat. Det stora perspektivet var isynnerhet en aspekt som var hindrande. För att ta fram en mer detaljerad exkursionsguide skulle någotav följande behövts: en begränsning av ämnesområdet, mer tid, alternativt mer kunskap om ämnet av författarna. / This bachelor’s thesis has been about creating an excursion guide for natural sciences students in theearly stages of their education, as well as for the interested public. The aim has been to give the students a condensed, easy to grasp version of the quaternary landscape development in Uppsala län, Sweden. The thesis is made up of two parts, where the first part introduces the students to quaternary processes and terms necessary to understand the second part, which is the excursion itself. Since the excursion is centered around the geological structures left by the last glaciation, the first part contains information mostly about the glacier's mechanisms and processes, different types of soil and how the structures left by the glacier is recognizable in the field. Featured in part one is also a timeline of the landscape development in Sweden since the last glaciations regression. The second part features 10 localities that show off landforms and geological structures of interest from the quaternary period. Photographs are used to illustrate what parts are important for each locality and infographics have been used to give students easy access to the most crucial knowledge for that specific landform, structure or mechanism. Both parts of this thesis contain maps made in ArcGIS. These maps show off a few different things, like the ice-sheets extent at different points in time, the types of soil in and around each locality aswell as an overview map that shows the localities whereabouts. In addition to the maps, a virtual guide was created in Google Earth suitable for a time with travel restrictions. Because of the nature of this thesis, no results of the traditional kind were arrived at. The result is the excursion guide itself. This project proved to be more difficult than anticipated, the scope of it in particular made it challenging. In order to make a detailed excursion guide, one would need to either be more knowledgeable within the field, have more time or need to restrict the scope of the project.

In Sweden, drinking water is easy to access and often taken for granted. The drinking water systems have to be maintained in order to keep the high quality. The Uppsala esker, which is a part of the Uppsala municipality’s water system, provides a large number of the municipality’s population with drinking water. The Uppsala esker has been used to produce drinking water since 1956 by infiltrating water from the Fyris river into the esker. This reduces the amount of organic material in the water. A reduction is desirable since the organic material is causing odorous water and binds to substances that may harm people’s health. The reduction of organic material has been assumed to depend on degradation carried out by microorganisms above the esker’s groundwater table, dilution with additional groundwater and attachment of organic material to the esker’s material. However, recent studies have shown that only 10-15 % of the organic material is degraded above the groundwater table. The aim with this master thesis was to examine if the mineralization of the organic material in the anaerobic part of the Uppsala esker is greater than previously assumed. The size of the fungal and bacterial communities have also been examined as well as how microorganisms and the degradation of organic material relates to different chemical and physical factors in the soil. To get an understanding of the organic material’s degradability, soil was incubated and the aerobic respiration with gas chromatograph was measured. The bacteria and fungi were quantified using quantitative real-rime PCR. Various chemical and physical factors, such as the content of organic carbon and amount of aluminium, were already available. Pearson’s product-moment correlation coefficient (Pearson's r) was used to examine the the linear correlation between two variables. Wilcoxon’s rank score test was used to determine which of the differences between different sampling areas that were significant. The results showed that bacteria dominate in the Uppsala esker and the infiltration basins. Complex binding by iron- and aluminium compounds do not affect the degradation of organic matter, nor decrease the presence of fungi and bacteria in the esker and the infiltration basins. It seems as if the degradation rate’s sensitivity decreases with the depth. The amount of bacteria and fungi decreased with the distance to the infiltration basin, but not the quality of the organic material, if measured by the respiration rate divided by the amount of organic carbon. / I Sverige är tillgången på dricksvatten god. Det ses ofta som en självklarhet och för att detta synsätt ska kunna fortsätta krävs att dricksvattensystemen underhålls på ett bra sätt. Uppsalaåsen, som är en del av Uppsalas dricksvattensystem, förser stora delar av kommunens befolkning med dricksvatten. Uppsalaåsen har använts för konstgjord grundvattenbildning för att framställa dricksvatten sedan 1956. Detta innebär att vatten från Fyrisån filtreras genom åsen. På så sätt minskas halten organiskt material i vattnet. Anledningen till att en minskning eftersträvas är att det organiska materialet orsakar illaluktande vatten samtidigt som hälsoskadliga ämnen kan binda till det. Reduceringen av organiskt material i det infiltrerade vattnet har antagits bero på mikroorganismers nedbrytning av organiskt material ovan grundvattenytan, utspädning med övrigt grundvatten och fastläggning av organiskt material på åsmaterialet. Tidigare studier av liknande system för artificiell grundvattenbildning har dock visat att bara 10-15 % av det organiska materialet bryts ned ovan grundvattenytan. Examensarbetets syfte har varit att undersöka om nedbrrytningen av det organiska materialet under grundvattenytan i Uppsalaåsen är större än vad som tidigare antagits. Det har även undersökts om svampar eller bakterier dominerar liksom hur materialets kvalitet och mikrobsamhället påverkas av kemiska och fysiska faktorer i marken. Undersökningarna utfördes genom att inkubera jordprov där den aeroba respirationen mättes med gaskromatograf för att få en uppfattning om kolets nedbrytbarhet. qPCR användes för kvantifiering av bakterier och svampar. Mätvärden för olika kemiska och fysiska faktorer, såsom halten organiskt kol och mängden aluminium, erhölls från tidigare utförda analyser. Pearsons korrelationskoefficient (Pearson’s r) beräknades för att undersöka hur olika variabler samvarierade med varandra. Ett Wilcoxon rank score test användes för att undersöka vilka av skillnaderna mellan olika provtagningsplatser som var signifikanta. Resultaten visade att det finns fler bakterier än svampar i Uppsalaåsen och i filtreringsbassängerna. Komplexbindning av organiskt material av järn och aluminiumföreningar verkar inte hindra dess nedbrytning, eller minska förekomsten av svampar och bakterier i filtersanden och åsmaterialet. Respirationshastighetens temperaturkänslighet tycks minska något med djupet. Mängden bakterier och svampar avtar med avståndet från infiltrationspunkterna men kvaliteten på det organiska materialet, uppskattad som respirationshastigheten uttryckt per gram organiskt kol, avtar inte.

Grundvatten är ett hett ämne i dagens samhälle, speciellt då grundvattenbristen är mer förekommande vid varma och torra somrar. Det är nog många som minns sommaren 2018 där det mättes rekord i temperatur och soltimmar, men även i låga grundvattennivåer.  De rådande klimatförändringarna medför mer extrema väder där samhället, inklusive kommunerna, behöver anpassa sig och öka beredskapen. Värmdö kommun är en av dessa kommuner, som vill se över dricksvattentillgångarna och säkra dricksvattnet för en kommande klimatförändring och befolkningsökning. Kommunen ligger i Stockholm skärgård där många från Stockholm har sina fritidsboenden, men nu ökar även permanenta boende för varje år. För att säkra dricksvattenförsörjningen, inte endast inför klimatförändringar, utan även för större befolkning behöver de tänka ut ett alternativ för att öka dricksvattenresurserna om det skulle behövas.  Ett alternativ är att pumpa upp vatten från sjön Återvallsträsk på Ingarö, och låta det infiltrera i Ingaröåsen genom infiltrationsbassänger. Kommunen använder sig redan av Ingaröåsen för dricksvattenanvändningen genom tre brunnar belägna vid Fladen, Rosenmalm och Fågelvik, men alternativet är att utöka åsens resurser för ett större grundvattenmagasin. Ingaröåsen är en rullstensås som består av sorterat och rundat material vilket lämpar sig bra åt dräneringsalternativ då vattnet lätt infiltrerar marken utan att det stannar kvar i porerna.  Kandidatarbetets syfte är att, utifrån kemiska analyser och kornstorleksanalys, samt litteraturstudier, undersöka om Ingaröåsen som är placerad i närheten av Återvallsträsk lämpar sig för en återinfiltration av ytvatten från sjön Återvallsträsk. Studien undersöker även om kvaliteten på sjön lämpar sig för att återinfiltreras. Kandidatarbetet är en del av ett större arbete som Geoveta utför. Geoveta är ett konsultbolag som inriktar sig på miljö-och geovetenskapsfrågor och problem kopplade till det. Litteraturstudien gjordes för att ta fram information om åsens uppbyggnad, tillkomst, problem kopplade till åsen som deponier och täkter. Fältarbetet innebar att åsen inventerades, jord och vattenprover togs för både kemisk analys och mekanisk torrsiktning för att analysera jordartens uppbyggnad.  Materialet i Ingaröåsen består främst av sand och då mest mellan- och finsand med ensgraderat och sorterat material. Kemiska analysen på jordmaterialet påvisade att kvaliteten var god utan några anmärkningar. Sjön Återvallsträsket har visat sig ha goda möjligheter för en konstgjord infiltration, men analyserna visade på förhöjda halter av bakterier och organiskt material vilket inte är så lämpligt för dricksvattenanvändning.  Slutsatsen är att Ingaröåsen lämpar sig för infiltration av ytvatten i och med dess goda kvalitet och att de bör återanvända den gamla infiltrationsanläggningen som redan finns vid Rosenmalm. Dels eftersom det är störst jorddjup där och dels att grundvattnet flödar neråt mot fladen därifrån. Återvallsträsk behöver analyseras vidare och sedan utredas om bakteriehalterna är för höga eller om det går att åtgärda innan det infiltreras i åsen. Den förhöjda halten av organiskt material bör gå att åtgärdas genom luftning av vattnet i bassängerna. / The question about groundwater in today’s society is a controversial subject where the current climate change leads to more extreme weather and the society has to increase the readiness to it.  Värmdö kommun has taken action to this and has given Geoveta the work to determine if it is possible to re-infiltrate water from the lake Återvallsträsk into the esker on Ingarö. This bachelor’s work is a small project within the larger one and aiming to investigate if the esker on Ingarö is suitable for re-infiltration from the lake Återvallsträsk. This work includes a literature study in order to get information about the structure of the esker and origin and problems linked to it used for landfills and gravel pits. It also includes a field study where soil and water samples were taken to be analyzed in a chemistry lab and for dry sieving to see what the samples contains and how the particle size distribution is formed. The material in the esker contains mostly sand and some gravel and the quality turned out fine. The quality in the lake turned out to not be so good, containing elevated levels of bacteria and organic material.  The conclusion is that the esker is suited for re-infiltration of lake water, but the lake needs to be continuously tested again and further analyzed and determine if the elevated levels of organic material and bacteria can be reduced.

Estimation of the variation in the integrated hydraulic conductivity around the Tunåsen infiltration facility - An investigation of the effects of uncertainties in existing information Almost half of Sweden’s drinking water volume is produced from groundwater. The main fraction of this is extracted from eskers, some of which allow for very large extraction rates. Despite this, the groundwater volume is not sufficient in some areas. This has led to an extensive use of artificial recharge. In Uppsala, the total volume added through artificial recharge is divided between four infiltration facilities. The largest of these facilities is Tunåsen basin infiltration facility, which is situated along the Uppsala esker. For Tunåsen as well as for other recharge facilities, it is of great importance that the infiltrated water is allowed a sufficient transport time before it is extracted further down the flow path. This is in order to ensure that the water obtains characteristics similar to those of natural groundwater. A way to estimate the transport time is to model the groundwater flow in the area between the infiltration facility and the extraction site. However, due to the fact that groundwater flow in eskers often is very complex, modeling such a system requires data of high quality and resolution. The aim of this master’s thesis was to document the variation in estimated values of integrated horizontal hydraulic conductivity and to investigate how the variation was affected by uncertainties connected to existing information for the area between the Tunåsen infiltration facility and the extraction sites in Storvad and Galgbacken. The thesis was done as a pilot study for Uppsala vatten och avfall AB’s upcoming construction of a high-resolution model of the Uppsala and Vattholma eskers. The investigation began with a literature review, from which existing information was compiled. An integrated horizontal hydraulic conductivity was calculated based on two types of information: descriptions of the layers in borehole profiles and information from sieve analyses. The obtained values were then compared to a rough estimate based on information about groundwater flow and hydraulic gradient. The compilation of existing material showed that the largest uncertainties were related to borehole profiles. This was due to the use of different ways to describe soil layers and to lack of information of a soil layer’s true grain size composition. The calculations of integrated hydraulic conductivity showed the largest variation when based on descriptions of borehole profiles. The calculations that were made based on sieve analyses as well as the rough estimate based on groundwater flow and hydraulic gradient showed a smaller variation. However, without the existence of measurements of the actual hydraulic conductivity, it is impossible to say for certain how the documented uncertainties affect the variation. In the upcoming work with the construction of the high-resolution model it is therefore of great importance that such information is obtained, for example by performing pumping tests. / Skattning av den integrerade hydrauliska konduktivitetens variation kring Tunåsens infiltrationsanläggning - En utredning av påverkan från möjliga osäkerheter i befintlig information I Sverige utgörs nästan hälften av den totala dricksvattenvolymen av grundvatten. Den största delen av grundvattnet utvinns ur rullstensåsar, vilka i vissa fall tillåter mycket stora uttag. Trots detta är grundvattenvolymen på vissa håll inte tillräcklig. Detta har lett till att den naturliga grundvattenmängden i sex procent av landets grundvattentäkter kompletteras genom konstgjord infiltration. I Uppsala sker konstgjord infiltration på fyra platser, där Tunåsens infiltrationsanläggning belägen på Uppsalaåsen är den största. För Tunåsen såväl som för andra områden där konstgjord infiltration används, är det av stor betydelse att det infiltrerade vattnet har en tillräckligt lång transporttid mellan infiltrations- och uttagspunkt för att möjliggöra att det får grundvattenliknande egenskaper innan det pumpas upp. Ett sätt att uppskatta denna transporttid är genom att modellera grundvattenflödet i området mellan infiltrationsanläggningen och den eller de grundvattentäkter där vattnet pumpas upp. Till följd av att grundvattenströmningen i rullstensåsar ofta är komplex, ställer dock en modellering av ett sådant område stora krav på både kvalitet och upplösning hos den information från vilken modellen byggs upp. Syftet med detta examensarbete var att dokumentera variationen i en skattad integrerad horisontell hydraulisk konduktivitet och utvärdera hur denna påverkades av osäkerheter relaterade till den idag befintliga informationen för området mellan Tunåsens infiltrationsanläggning och Storvads respektive Galgbackens grundvattentäkt. Detta gjordes som en förstudie till Uppsala vatten och avfall ABs kommande arbete med upprättandet av en noggrann modell över hela Uppsala- och Vattholmaåsen. Arbetet började med en litteraturstudie och en informationsinsamling, genom vilka den idag tillgängliga informationen sammanställdes. Utifrån den sammanställda informationen beräknades sedan värden på hydraulisk konduktivitet baserat på beskrivningarna i de upprättade lagerföljderna och baserat på information från tidigare utförda siktanalyser. De beräknade värdena jämfördes därefter med värden framtagna genom en överslagsberäkning baserad på information om grundvattenflöde och hydraulisk gradient. Sammanställningen av befintlig information visade på att de mest betydande osäkerheterna var relaterade till jordlagerdata, där de kunde kopplas till såväl användandet av olika beskrivningssätt i lagerföljderna som till brister i informationen om verklig kornstorleksfördelning. Skattningarna av integrerad horisontell hydraulisk konduktivitet resulterade i störst variation när de baserades på jordlagerföljderna, då det högsta värdet i många fall var 107 gånger så stort som det lägsta. De beräkningar som utfördes på siktanalyser visade på en mer begränsad variation, vilket även var fallet för överslagsberäkningarna. Utan mätningar på den verkliga hydrauliska konduktiviteten går det dock inte att säkert avgöra hur mycket de funna osäkerheterna påverkar variationen. Inför utvecklingen av den kommande modellen är det därför nödvändigt att komplettera den idag befintliga informationen med ny data, till exempel genom att provpumpningar utförs.