• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 80
  • 16
  • Tagged with
  • 96
  • 49
  • 42
  • 38
  • 34
  • 24
  • 23
  • 22
  • 21
  • 20
  • 20
  • 20
  • 20
  • 14
  • 14
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
91

Förstärkt grundvattenbildning genom bortpumpning av salt grundvatten : modellering av lokala effekter och identifiering av plats för pilottest på Gotland

Edlund, Harald January 2020 (has links)
Gotland suffers from a shortage of drinking water at infrequent intervals which is onlypredicted to get worse with time. The problem is not a shortage of precipitation, the shortagelies in the combined problem of runoff and high water usage during the summer months.From September to March there is an abundance of water which mostly goes to runoff intothe sea surrounding Gotland. Due to the fact that Gotland is an island, a concave boundryis formed between the deeper saline groundwater and the fresh groundwater closer to thesurface. In an effort to possibly help in solving the water shortage, an idea was introducedto pump out the saline groundwater from the deep and thus creating an increase in storageof fresh groundwater.Firstly an investigation into suitable locations for modeling was conducted where two siteswere chosen. To test this concept and see if the idea was feasable a 2D-model was establishedusing GMS, MODFLOW, MT3DMS and SEAWAT with the aim of simulating the groundwaterat the well chosen sites on Sudret, Gotland. Two wells were implemented in the model,one for extracting fresh groundwater and one for extracting saline groundwater. The hopeswere to be able to simulate an increase of the storage of fresh water during the rechargeperiod and thus helping to solve the problem with insufficient water during the strenuoussummer months. Hopefully the results of the simultations can make up the foundations foran implementation of the concept at a location at Gotland.Results for site 1 indicate that the volume of fresh water in the akvifer can be increasedby 13of the extraction volume when only saline groundwater is removed. The maximumflow of only saline extraction at site 1 has been determined to 35m3år per meter. For example,with only an extraction of saline water of 35m3år at site 1 the fresh water in the aquifer willincrease by 340m3 per metre after 10 years.The model indicates that the volume of fresh water in the akvifer can be increased bya minimum of 15 of the saline extraction volume when only saline water is removed. Themaximum flow of only saline groundwater at site 2 was decided to be 65m3år per meter. Forexample, with only an extraction of saline water of 65m3år at site 1 the fresh water in theakvifer will increase by 940m3 per metre after 10 years. / Gotland lider till och från av vattenbrist under sommaren, problemen förväntas även ökai samband med klimatförändringar och expanderande antropogen påverkan. Under vinterhalvåretfår Gotland mer än tillräckligt med sötvatten för att täcka efterfrågan, problemetuppkommer från att majoriteten av vattnet evapotranspireras samt går till ytavrinning tillÖstersjön. Ytterligare en orsak till vattenbristen beror på att Gotlands grundvatten omgesav saltvatten. Saltvattnet kring Gotland bildar en konkav gräns mellan sött och salt vatten igrundvattenmagasinet vilket väsentligt begränsar den möjliga lagringen av sött grundvatten.För att hjälpa till att lösa problemen med vattenbrist på Gotland introducerades en idé attutöka andelen sött vatten i grundvattenmgasinen genom att pumpa salt grundvatten fråndjupet under återhämtningsperioden.Arbetet påbörjades genom att undersöka en lämplig plats på Gotland, både ur en modelleringssynpunktsamt inför ett eventuellt fortsatt arbete. Två platser valdes slutligen dären 2D-grundvattenmodell skapades vid båda platserna med hjälp av GMS, MODFLOW,MT3DMS och SEAWAT. I modellen implementerades två uttagsbrunnar, en för salt grundvattenfrån djupet och en för sött grundvatten närmare ytan. Eftersom modellen skapats i 2Dinnebär det det en förenkling av geometrin och modellresultat motsvarar då en horisontelltborrad brunn, därför anges resultaten som flöde per meter horisontell brunn. Förhoppningenvar att genom simulering kunna påvisa en ökning av sötvatten i grundvattenmagasinet genomatt extrahera salt grundvatten under återhämtningsperioden. målet är att undersökningarnaska leda till en implementering av metoden i verkligheten i ett försök att minska vattenbristen.Modellresultat för plats 1 indikerar att volymen sött vatten i akviferen ökar med 13 avuttaget när endast salt vatten extraheras. Det maximala uttagsflödet vid plats 1 för endastsalt vatten bestämdes till 35m3år per meter. Vid ett saltvattenuttag på 35m3år vid plats 1 ökarsötvattenvolyem i akviferen t.ex. med 340m3 per meter efter 10 år.Modellresultat för plats 2 indikerar att volymen sött vatten i akviferen ökar med 15 avuttaget när endast salt vatten extraheras. Det maximala uttagsflödet vid plats 2 för endastsalt vatten bestämdes till 65m3år per meter. Vid ett saltvattenuttag på 65m3år vid plats 2 ökarsötvattenvolyem i akviferen t.ex. med 940m3 per meter efter 10 år. / diva2:1345440
92

Resiliensanalys för trygg dricksvattenförsörjning : Problemidentifiering av stadsbyggnadsprojektet Ulleråker i Uppsala / A Resilience Assessment for Water Security : Problem identification of the urban development project Ulleråker in Uppsala

Wängdahl, Malin January 2016 (has links)
Detta examensarbete består av en resiliensanalys av ett stadbyggnadsprojekt i området Ulleråker, straxsöder om Uppsalas stadskärna. Resiliensanalysen kan bidra med perspektiv till planeringen för att säkraUppsalas dricksvattenförsörjning då stadsbyggnadsprojektet, enligt programförslaget, är planerat attligga på känsliga delar av Uppsalas grundvattentäkt och därför riskerar att förorena grundvattnet.Området Ulleråker ligger inom zon för vattenskyddsområde. Resiliensanalysen har tidigare inte använts i stor utsträckning för planeringkontexten och metoden hardelvis kritiserats för brister i praktisk användbarhet. Examensarbetet ämnar därför till att fylla håletmellan teori och praktik och därför testa metoden på ett praktiskt planeringsfall (Ulleråker) och ommöjligt föreslå förbättringar för dess användbarhet. Dessutom ska examensarbetet bidra till denpraktiska fallstudien för Ulleråker där Sweco och Uppsala kommun får nya perspektiv kring vilkaaspekter som är relevant att inkludera i planeringen. Metoden följer Resilience Alliance praktikerns handbok ”Assessing Resilience in Social-EcologicalSystems: Workbook for Practitioners”, vilken används för att analysera systemet utifrån handbokensfem steg, inkluderat vägledande frågor. Det första steget fokuserade på att definiera systemgränser samtidentifiera huvudproblem. Det andra steget handlade om systemdynamik i form av den adaptiva cykelnoch önskvärda eller icke önskvärda systemlägen. Det tredje steget fokuserade på tvärvetenskapligasamverkansprocesser mellan andra system på högre och lägre nivåer. Det fjärde steget handlade omaktörssamverkan. Slutligen, i det femte steget, sammanfattades analysen och adaptiva lösningar försystemet diskuteras vilka kan användas för att bygga ett resilient system. Analysen avstadsbyggnadsprojektet Ulleråker gjordes utifrån tillgängligt underlag från planprocessen samtintervjuer av nyckelpersoner, och fokuserade på riskerna för grundvattentäkten och ytvattnet i Fyrisån. Slutsatserna från resiliensanalysen är att metoden är svår att använda i en komplex planeringkontextutifrån handbokens utformning och fokus på mindre komplexa system. Även om det finns vissabegränsningar i analysmetodens praktiska användbarhet finns det faktorer som kan bidra tillplaneringskontexten, t.ex. ett ökat systemtänkande (Ulleråker som system), risktänk kringtröskeleffekter (irreversibel förorening av grundvattentäkten) samt längre tidsperspektiv (framtidaosäkerheter). Modellen ball-in-the-basin med systemlägen är relevant för att förstå ett systems önskade,oönskade eller irreversibla förändring liksom den adaptiva cykeln för att systemet ständigt utvecklas.Dessutom är en viktig poäng med de tvärvetenskapliga interaktionerna att kunskapen från systemetsminne bör utnyttjas i större grad. Finns redan kunskapen inom kommunen bör det social-ekologiskasystemet mycket snabbare kunna återhämta sig och återgå till ett fungerande dricksvattensystem (högresystemnivå). Resiliensanalysen har också identifierat och diskuterat strategiska åtgärder, som skullekunna skapa ett mer resilient Ulleråker, bland annat i form av att öka samverkansprocesserna(governance) och att initiera förändring. Avslutningsvis är de viktigaste slutsatserna kopplade till de tre pelarna: Social-ekologiska system(systemtänk), komplexa adaptiva system (risker för tröskeleffekter och att utvecklingen inte alltså skerlinjärt och förutsägbar utan inkluderar stora osäkerheter) samt utveckling över skalor av tid och rum(långa tidsperspektiv, men också olika geografiska skalor). Eftersom det utifrån handbokens utformningkrävs kunskap kring resiliens från analysören och dessutom mycket tid och resurser som det sällan finnsgott om i planeringsprocessen bör dessa tre pelare, tillsammans med anpassningsbarhet,omställningsbarhet och specifik samt generell resiliens, implementeras i traditionell planering. / This master thesis contains of a resilience assessment of an urban development project in the area called Ulleråker, a bit south of the center of Uppsala city. The resilience assessment aims to give newperspectives for obtaining water security in Uppsala, since the program proposal affects sensitive areasof the groundwater aquifer of Uppsala and is posing risks of contaminating the ground water aquifer.The area of Ulleråker is highly sensitive and therefore secured by a water protection area. The resilience assessment has not earlier been used to a large extent in the urban planning context andthe method has earlier been criticized for lack of practical usefulness. The thesis aims to fill the gapbetween scientific studies of practical cases. The method is therefore used on a practical case (Ulleråker)and propose improvements connected to the usability. The thesis should also contribute to the case,Ulleråker, where Sweco and the municipality of Uppsala are given new perspectives of what should beimportant to consider in planning. The method is based on the Resilience Alliance’s workbook ”Assessing Resilience in Social-EcologicalSystems: Workbook for Practitioners”, which is used to analyze the system based in five steps, includingguiding questions. The first step of the workbook focused on defining the system and limiting the systemtogether with identifying main problems. The second step of the assessment focused on the systemdynamic exploring the adaptive cycle as well as desired and undesired system regimes. The third stagefocused on interactions between different hierarchical levels of time and scale. The fourth stage focusedon governance, and on how actors cooperate with decision-making. The last stage focused onsyntezeising the assessment findings and adaptive solutions for building resilience. The analysis ofUlleråker is based on already completed investigations and material from the planning process togetherwith interviews of main actors and is focused on risks connected to ground- and surface water. The conclusions are that the resilience assessment is hard to use in a planning context with theconformation of today. Even though there are difficulties, the assessment can contribute with factors asthe resilience thinking about social-ecological systems (Ulleråker as a system with social and ecologicalsystems interacting), risks of thresholds (contaminating the groundwater) and the longer timeperspective (future uncertainties), to the planning context. The model ball-in-the-basin with systemregimes are relevant to understand the systems desirable, undesirable or irreversible development andthe adaptive cycle for the constant development (adaptation and transformation) of the system. Anotherimportant aspect with the cross-scale interactions (between levels) are to a higher extent use the memoryof the system. If the knowledge already exists in the municipality, the social-ecological system wouldbe able to reorganize faster and return to a functional drinking water system (on higher level). Theresilience assessment has also identified strategic actions that possibly could create a more resilientUlleråker, by for example increase the governance and initiating change. In conclusion, the most important aspects of the assessment to bring in to the planning process are thethree aspects: Social-ecological system (resilience thinking), complex adaptive system (risks connectedto thresholds and non-linear development including uncertainties) and cross-scale interactionsdevelopment (long time perspectives and geographical scales). The conformation of the workbookrequires great knowledge about resilience from the assessor, and there are seldom enough time andresources available in the conventional process. The three aspects together with adaptability,transformability and specified and general resilience should be implemented in conventional planning.
93

Modellering av grundvattendynamiken och transport av löst organisk kol i Uppsalaåsen

Jarmander, Anna January 2021 (has links)
Uppsala esker is the main source of drinking water in Uppsala city and it provides the city with clean water all year around. The demand of drinking water is growing, and the municipality plans on increasing the artificial infiltration in order to meet future demands. During the last years, the concentration of organic carbon in Uppsala’s drinking water has increased which has raised concerns regarding the future drinking water quality. A decrease in the residence time as a result of increased infiltration may partly cause these increasing concentration levels. The aim of this master’s thesis was therefore to recreate the groundwater dynamics in the Uppsala esker with a model and hence, an improved understanding of the transport of organic carbon in order to predict the consequences of an increased artificial infiltration. The thesis also aimed to investigate the potential risk of the concentration of organic carbon in the drinking water to exceed the reference value from the Swedish food agency. The computer code used in this project was MODFLOW together with GMS which together helped creating a simplified, three-dimensional groundwater model of a delimited part of the Uppsala esker that covers Tunåsen infiltration facility down to the well area in Galgbacken.  A conceptual model was constructed in GMS for the model domain and was then converted into a numerical MODFLOW steady-state model. The model was then calibrated after both measured groundwater levels with a 40 cm deviation and after the already known residence time for the distance Tunåsen – Galgbacken. Four scenarios with varying infiltration and outtake were then simulated. Each scenario was then simulated with three different incoming concentrations of organic carbon in the infiltration: 7, 15 and 50 mg/L.  Results show that the groundwater dynamics can be reconstructed with a simplified model however, it is likely that the simplifications resulted in a less precise model. The transport simulations indicated that the residence time decreases with increased artificial infiltration and outtake. Transport simulations furthermore showed that residence time is the most crucial factor effecting the transport distance of the organic carbon. Lastly, the result indicated that there is a risk that the reference value for organic carbon will be exceeded for incoming concentrations of 15 and 30 mg/L respectively, mainly in scenario C where the maximum infiltration and outtake capacities were simulated. In addition, it was concluded that there may be a risk that the reference value will even be exceeded in the other scenarios with an increased simulation time. / I Uppsala är Uppsalaåsen central för vattenförsörjningen då den förser staden med rent dricksvatten året om. De senaste åren har det observerats en oroväckande ökande trend av halten löst organisk kol (DOC) i grundvattnet. Med ett ökande dricksvattenbehov finns det även planer på att öka den konstgjorda grundvattenbildningen vilket riskerat att öka halterna ännu mer. Examensarbetets syfte var att återskapa grundvattendynamiken med en modell och öka förståelsen för transport av organisk kol i Uppsalaåsen och därefter prediktera möjliga konsekvenser av ökad infiltration. Projektet ämnade dessutom att undersöka om det i framtiden finns en risk att gränsvärdet för organiskt kol i Uppsalas dricksvatten överskrids. I projektet användes modellkoden MODFLOW tillsammans med GMS för att skapa en förenklad, tredimensionell grundvattenmodell. Modelldomänet var en avgränsad del av Uppsalaåsen från Tunåsens infiltrationsanläggning till Galgbackens uttagsområde.  Inledningsvis upprättades en konceptuell modell i GMS som sedan konverterades till en numerisk steady-state modell. Modellen kalibrerades efter uppmätta grundvattennivåer och efter tidigare känd transporttid för sträckan Tunåsen – Galbacken. Därefter utfördes simuleringar för fyra scenarion, 0, A, B och C, med varierande infiltration och uttag. För varje scenario utfördes sedan simuleringar med tre olika koncentrationer av halten löst organiskt material i infiltrationsvattnet; 7, 15 och 30 mg/L. I modellen togs det ej hänsyn till någon nedbrytning av DOC, tillskillnad från den nedbrytning på 50 % som har observerats i åsen.  Resultatet visade att det är möjligt att återskapa den grundvattendynamik som observerats inom modelldomänet med en förenklad modell. För de olika scenariona visade resultaten att transporttiden minskar med ökad infiltration och ett ökat uttag. I förhållande till scenario 0 visade resultaten på en procentuell minskning av transporttiden på 24, 28 och 60 % för respektive scenario A, B och C. Den kortaste transporttiden erhölls således i scenario C på 183 dagar, jämfört med 293 dagar i scenario 0. Resultaten som erhölls visade även att transporttiden är den dominerande faktorn som påverkar det organiska materialets transportsträcka. Slutligen visade resultatet att det finns en risk att halten av organiskt material överstiger Livsmedelverkets gränsvärde för dricksvatten om koncentrationen av DOC i infiltrationsvattnet är hög i kombination med en kort transporttid.
94

Risker och åtgärder för saltvatteninträngning i dricksvattenbrunnar i ett nutids- och framtidsperspektiv / Risks and preventive measures of saltwater intrusion in drinking water wells in a present and future perspective

Bizet, Alicia January 2022 (has links)
Drygt en miljon invånare i Sverige är beroende av enskild dricksvattenförsörjning från grundvatten. För låga grundvattennivåer i grundvattenmagasin, kan bland annat leda till saltvatteninträngning i dricksvattenbrunnar. Syftet med studien var att fastställa om topografi, avstånd till hav, brunnsdjup, jorddjup och jordart är kopplat till kloridhalter i dricksvatten, att undersöka om och vad det finns för risker för saltvatteninträngning i ett framtida förändrat klimat, av klimatförändringar, samt om det finns några åtgärder mot saltvatteninträngning.  Korrelationstestet Kendall’s tau användes för att undersöka om det fanns en signifikant korrelation mellan kloridhalter och topografi, avstånd till hav, brunnsdjup och jorddjup och Wilcoxon rank sum test användes för att undersöka om det fanns någon signifikant skillnad mellan de olika jordarterna. I denna studie fastställdes negativ korrelation mellan kloridhalter och avstånd till hav (p=0,000341), samt kloridhalter och topografi (p=0,0124). Studien visade på att det inte fanns någon signifikant korrelation mellan kloridhalter och resterande parametrar, vilket tidigare forskning dock indikerar. Vad gäller brunnsdjup, fanns en signifikant korrelation mellan topografi och brunnsdjup, vilket kan tyda på att brunnar generellt är borrade grundare i låglänta områden. Gällande jorddjupet kopplat till kloridhalter, antogs det vara för tunt (cirka en meter) för att kunna se något tydligt resultat av korrelationstestet, då ett för tunt jordlager inte påverkar grundvattenbildningen i tillräckligt stor utsträckning. Detta bidrog även till att det inte fanns någon signifikant skillnad mellan jordarterna.  För den andra delen av studien utformades en modell i Matlab, för att undersöka om och hur klimat- förändringar kommer påverka grundvattennivåförändring och därmed även saltvatteninträngning. Referensperioden var 2004-2020 och framtidsscenariona var RCP4.5 och RCP8.5, vilka delades upp i två olika perioder: 2021-2060 och 2061-2099. Modellen visade på att grundvattennivåer blir lägre i ett framtida påverkat klimat, vilket kan tyda på att det är en större risk för saltvatteninträngning. Dock fanns det många osäkerheter och modellen skulle kunna göras mer nyanserad.  För den tredje delen av studien gjordes en litteraturstudie där sju olika åtgärder undersöktes: kontrollering av grundvattenuttag, vattensnåla åtgärder i hemmet, att borra grundare brunnar i riskområden, anslutning till kommunalt vatten, omvänd osmos, ADR (abstraction, desalination, recharge) och SWT (subsurface water technologies). Dessa jämfördes därefter mot varandra genom att ställa upp för- och nackdelar för alla åtgärder. Överlag är förebyggande åtgärder att föredra, dock tycks SWT eller ADR vara bättre än omvänd osmos för redan kontaminerat vatten. / Just over one million inhabitants in Sweden are dependent on individual drinking water supply from groundwater. When the groundwater levels are too low in a groundwater reservoir, it can lead to saltwater intrusion in drinking water wells. The purpose of this study was to establish whether topography, distance to sea, well depth, soil depth and type of soil correlated with chloride in drinking water, to investigate whether there is a risk for saltwater intrusion in a future changed climate, due to climate change, and to investigate if there are any measures to minimize saltwater intrusion.  Kendall’s tau was used to investigate if there were any significant correlations between chloride and topography, distance to sea, well depth and soil depth. Wilcoxon rank sum test was used to investigate if there was a significant difference between the soil types. In this study the results only showed a significant correlation between chloride and distance to sea (p=0,000341) and between chloride and topography (p=0,0124). There was no significant correlation between chloride and the rest of the parameters. However, earlier research has shown that there is a correlation between chloride and all previous mentioned parameters. There was a significant correlation between topography and well depth, which can imply that the wells are drilled shallower in lowland areas. Regarding the soil depth connected to chloride, it is assumed that the soil depth is too thin (about one meter) to see any clear results, since a shallow soil depth won’t affect the groundwater recharge enough. This could also contribute to no significant difference between chloride and soil types.  For the second part of the study a model was built in Matlab, to investigate if and how climate change will affect changes in groundwater levels and therefore if it will influence saltwater intrusion. The reference period was 2004-2020 and the future scenarios were RCP4.5 and RCP8.5, which were divided into two periods: 2021-2060 and 2061-2099. The model showed lower groundwater levels in the future, which can imply there is a greater risk of saltwater intrusion. Although there are multiple limitations and the model could be made more nuanced.  For the third part of this study, a literature study was made, where seven different measures where investigated: to control groundwater abstraction, to install waterefficient techniques in households, to drill shallower wells in risk areas, reversed osmosis, ADR (abstraction, desalination, recharge) and SWT (subsurface water technologies). These were compared to each other, where advantages and disadvantages were balanced against each other. Overall, preventative measures are preferable, although SWT and ADR are better than reversed osmosis for already contaminated water.
95

Prediktering av grundvattennivå i område utan grundvattenrör : Modellering i ArcGIS Pro och undersökning av olika miljövariablers betydelse

Lood, Olof January 2021 (has links)
Myndigheten Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) har ett nationellt ansvar för att övervaka Sveriges grundvattennivåer. Eftersom det inte är möjligt att få ett heltäckande mätstationssystem måste grundvattennivån beräknas på vissa platser. Därför är det intressant att undersöka sambandet mellan grundvattennivån och utvald geografisk information, så kallade miljövariabler. På sikt kan maskininlärning komma att användas inom SGU för att beräkna grundvattennivån och då kan en förstudie vara till stor hjälp. Examensarbetets syfte är att genomföra en sådan förstudie genom att undersöka vilka miljövariabler som har störst betydelse för grundvattennivån och kartlägga modellosäkerheter vid grundvattenprediktering. Förstudien genomförs på sju områden inom SGUs grundvattennät där mätstationerna finns i grupper likt kluster. I förstudien används övervakad maskininlärning som i detta examensarbete innebär att medianvärden på grundvattennivån och miljövariablerna används för att träna modellerna. Med hjälp av statistisk data från modellerna kan prestandan utvärderas och justeringar göras. Algoritmen som används heter Random Forest som skapar ett klassifikations- och regressionsträd, vilket lär modellen att utifrån given indata fatta beslut som liknar männiksans beslutfattande. Modellerna ställs upp i ArcGIS Pros verktyg Forest-based Classification and Regression. På grund av områdenas geografiska spridning sätts flera separata modeller upp. Resultatet visar att det är möjligt att prediktera grundvattennivån men betydelsen av de olika miljövariablerna varierar mellan de sju undersökta områdena. Orsaken till detta lär vara geografiska skillnader. Oftast har den absoluta höjden och markens lutningsriktning mycket stor betydelse. Höjd- och avståndsskillnad till låg och hög genomsläpplig jord har större betydelse än vad höjd- och avståndsskillnad har till medelhög genomsläpplig jord. Höjd- och avståndsskillnad har större betydelse till större vattendrag än till mindre vattendrag. Modellernas r2-värde är något låga men inom rimliga gränser för att vara hydrologiska modeller. Standardfelen är oftast inom rimliga gränser. Osäkerheten har visats genom ett     90 %-igt konfidensintervall. Osäkerheterna ökar med ökat avstånd till mätstationerna och är som högst vid hög altitud. Orsaken lär vara för få ingående observationer och för få observationer på hög höjd. Nära mätstationer, bebyggelse och i dalgångar är osäkerheterna i de flesta fallen inom rimliga gränser. / The Swedish authority Geological Survey of Sweden (SGU) has a national responsibility to oversee the groundwater levels. A national network of measurement stations has been established to facilitate this. The density of measurement stations varies considerably. Since it will never be feasible to cover the entire country with measurement stations, the groundwater levels need to be computed in areas that are not in the near vicinity of a measurement station. For that reason, it is of interest to investigate the correlation between the groundwater levels and selected geographical information, so called environmental variables. In the future, SGU may use machine learning to compute the groundwater levels. The focus of this master's thesis is to study the importance of the environmental variables and model uncertainties in order to determine if this is a feasible option for implementation on a national basis. The study uses data from seven areas of the Groundwater network of SGU, where the measuring stations are in clusters. The pilot study uses a supervised machine learning method which in this case means that the median groundwater levels and the environmental variables train the models. By evaluating the model's statistical data output the performance can gradually be improved. The algorithm used is called “Random Forest” and uses a classification and regression tree to learn how to make decisions throughout a network of nodes, branches and leaves due to the input data. The models are set up by the prediction tool “Forest-based Classification and Regression” in ArcGIS Pro. Because the areas are geographically spread out, eight unique models are set up. The results show that it’s possible to predict groundwater levels by using this method but that the importance of the environmental variables varies between the different areas used in this study. The cause of this may be due to geographical and topographical differences. Most often, the absolute level over mean sea level and slope direction are the most important variables. Planar and height distance differences to low and high permeable soils have medium high importance while the distance differences to medium high permeable soils have lower importance. Planar and height distance differences are more important to lakes and large watercourses than to small watercourses and ditches.  The model’s r2-values are slightly low in theory but within reasonable limits to be a hydrological model. The Standard Errors Estimate (SSE) are also in most cases within reasonable limits. The uncertainty is displayed by a 90 % confidence interval. The uncertainties increase with increased distance to measuring stations and become greatest at high altitude. The cause of this may be due to having too few observations, especially in areas with high altitude. The uncertainties are smaller close to the stations and in valleys. / SGUs grundvattennät
96

Utvärdering av faktorer för optimering av biologisk in situ-sanering av bensinförorenad mark / Evaluation of factors for optimisation of biological in situ remediation in petrol-polluted soil

Johansson, Niklas January 2021 (has links)
En av de vanligaste föroreningarna i mark och grundvatten är aromatiska kolvä- ten såsom bensen, toluen, etylbensen och xylener. Dessa härstammar från ex. ben- sin och har läckt ut till omgivande miljö från drivmedelsanläggningar. I stället för schaktning och bortforsling av de förorenade jordmassorna som mest förekom- mande ex situ-saneringsmetod behövs mer forskning kring in situ-saneringsmetoder där föroreningen alltså kan angripas på plats. I denna rapport undersöks förhöjd biologisk nedbrytning genom att redogöra för de önskvärda (bio)kemiska reak- tionerna i marken, de parametrar som styr den biologiska nedbrytningen samt huruvida dessa parametrars inverkan har kunnat påvisas i tre stycken fallstu- dier där in situ-sanering utförts vid drivmedelsanläggningar. Studien kommer fram till ett antal primära (ursprungliga) variabler såsom föroreningen i fråga, jordtätheten och klimatet, samt ett antal sekundära (förändringsbara) variabler såsom oxidationsmedlet, mikroorganismerna, näringsämnena och markvattnet. Dessa presenterades sedan i en schematisk skiss som visar hur de växelverkar med parametrarna för optimal biologisk nedbrytning, vilka visade sig ha vissa optimala värden. Dessa konstaterades vara föroreningshalten (<5-10 viktprocent torr jord), pH-värdet (6-9), temperaturen (20-35◦C), vattenmättnaden (40-80%), syrehalten (> 2 500 viktprocent kolväten), C:N:P-kvoten (100:10:1) samt koncent- rationen mikroorganismer (> 103 CFU/ml). När de olika parametrarnas inverkan  i fallstudierna undersöktes kunde slutsatsen dras att det skulle behövas ytterliga- re data och mätningar vid varje sanering för att kunna garantera att parametrarna varit inom sina respektive optimala värden. / One of the many goals for a sustainable living and a healthy environment is the reduction of toxic substances in soil and groundwater. Within this ambit, one of the most common pollutants is aromatic hydrocarbons such as benzene, tolue- ne, ethylbenzene and xylenes (BTEX) which are spread from e.g. filling stations for fuel as they are constituents of petrol. These are volatile and can constitute a risk for humans and the environment as they percolate through the soil and groundwater resources as well as can exfiltrate from the ground to surrounding buildings and pollute the indoor air. Once these pollutants are present in the soil, the site needs to be remediated, something which is mainly done ex situ by exca- vating the polluted masses to be sent to a treatment facility. An alternative to this is in situ remediation where the pollution can be treated without being excavated and thus having a smaller impact on the environment.  In this report, one of these techniques called enhanced biodegradation was studied, which implies the application of oxidisers to faciliate microbial activities. It investigated (1) how this remediation technique works and what (bio)chemical reactions are desired in the soil; (2) what are the principal parameters that enable this remediation process and how do they interact with the surrounding factors, and (3) whether the impact of these parameters can be estimated in three case studies where this technique has been used. The three case studies were filling stations located in Sweden, having similar pollutants and geology, and two diffe- rent oxidisers had been used.  The study resulted in the identification of a number of primary (initial) varia- bles such as the pollutant characteristics, the soil density and the climate; as well as a number of secodnary (modifiable) variables such as the oxidiser, microorga- nisms, nutrients and soil moisture. These were then presented in a scheme which shows how their interactions with the parameters for optimal biodegradation. Each parameter was found to have a certain optimum such as the concentration of hydrocarbons (<5-10 mass percent of the dry soil) , pH value (6-9), tempe- rature (20-35◦C), soil water saturation (40-80%), oxygen concentration (> 2,500 mass percent of the hydrocarbons), C:N:P ratio (100:10:1) as well as concentration of microorganisms (> 103 CFU/ml). A negative correlation could be identified between the soil density and the oxygen concentration in the soil, as well as a po- sitive correlation between the soil water saturation in the and the soil moisture, alternatively additional water via irrigation. The impact of each parameter in the case studies of in situ remediation was assessed and the it could be concluded that they would need additional data and measurements for most parameters in order to guarantee that they are within the respective optima.

Page generated in 0.0777 seconds