En gruva kan orsaka stor påverkan på den omgivande miljön, bland annat påverkas grundvattennivåerna kring gruvan eftersom den länspumpas. För att få starta en gruva i Sverige måste tillstånd erhållas och då krävs en miljökonsekvensbeskrivning med bland annat en utredning om hur gruvan kommer att påverka omgivande grundvatten. Syftet med det här arbetet var att undersöka hur ett teoretiskt djupt vertikalt gruvschakt påverkade grundvattnet i det omgivande berget. Gruvan i den här studien antogs vara omgiven av sprickigt berg. Sprickigt berg har mycket heterogena hydrauliska egenskaper vilket gör beräkningarna av grundvattnets strömning komplicerade. Grundvattenavsänkningen beräknades dels med analytiska metoder, dels med numeriska metoder.  De numeriska beräkningarna gjordes med en finit differensmetod i programmet GEOAN. Berget beskrevs som ett kontinuum och flödet beräknades i tre dimensioner. Utvärdering gjordes av hur olika parametrar påverkade avsänkningsområdet kring schaktet och flödet av inläckande vatten i schaktet. De parametrar som undersöktes var: modelldomänens storlek, cellstorlek, potentiell grundvattenbildning, hydraulisk konduktivitet, topografi och schaktets utformning. Förutom olika storlek på konduktiviteten undersöktes hur anisotropi, djupberoende och heterogenitet i konduktiviteten påverkade. När konduktiviteten beskrevs som heterogen modellerades berget som ett stokastiskt kontinuum. De analytiska metoder som användes beräknade tvådimensionellt grundvattenflöde i en homogen akvifer. Utvärderingen av de analytiska metoderna visade att de metoder som användes krävde så pass mycket förenkling av verkligheten och så många antaganden att de bara kan ge en grov uppskattning av ett influensområde. Från utvärderingen av modellering med den numeriska metoden drogs bland annat följande slutsatser: (i) hydraulisk konduktivitet och potentiell grundvattenbildning har stor påverkan på influensområde och inläckage, (ii) ett heterogent konduktivitetsfält ger ett större avsänkningsområde men ett mindre inläckage jämfört med ett homogent konduktivitetsfält med samma effektiva konduktivitet och (iii) en horisontell tunnel som ansluts till schaktet på stort djup påverkar inte grundvattenytans avsänkning när konduktiviteten är djupavtagande. Utvärdering av grundvattenbildningen visade att en stor del av det vatten som läckte in i schaktet kom från områden utanför avsänkningsområdet. För att veta hur bra resultaten från den numeriska metoden stämmer i ett verkligt fall skulle resultaten behöva jämföras med uppmätta värden av inläckage i ett schakt och grundvattenavsänkning kring detsamma. / A mine can cause a major impact on the surrounding environment, including a drawdown of the groundwater table caused by dewatering of the mine. In order to start a mine in Sweden, permission must be obtained. This requires an environmental impact assessment, including an investigation of how the mine will affect surrounding groundwater. The aim of this project was to investigate the impact of a theoretical deep vertical mine shaft on ground water in the surrounding rock. In this study the mine was assumed to be surrounded by fractured rock. Fractured rock has very heterogeneous hydraulic properties, which makes the calculations of groundwater flow complex. The drawdown of the groundwater table was calculated both with analytical and numerical methods. The numerical calculations were made with a finite difference method in the program GEOAN. The rock was described as a continuum and the flow was calculated in three dimensions. Evaluation was made of how different parameters affected the size of the drawdown area around the shaft and the inflow to the shaft. The analyzed parameters included: size of the model domain, cell size, potential groundwater recharge, hydraulic conductivity, topography and the design of the shaft. In addition to different magnitude of the conductivity, investigation was done of how anisotropy, depth dependency and heterogeneity affected the results. When conductivity was described as heterogeneous it was modeled as a stochastic continuum. The analytical methods used calculated two-dimensional ground water flow in a homogeneous aquifer. The evaluation of the analytical methods showed that the used methods required so many simplifications and assumptions, that they were only able to give a rough estimate of an area of influence. From the evaluation of the modeling with the numerical method the following conclusions, among others, were drawn: (i) hydraulic conductivity and potential recharge have a major impact on the drawdown area and the inflow to the shaft, (ii) a heterogeneous conductivity field enlarges the drawdown area but decreases inflow to the shaft compared with a homogeneous conductivity field with the same effective conductivity and (iii) a horizontal tunnel connected to the shaft at great depth does not affect drawdown of the groundwater table when conductivity decreases with depth. Evaluation of the groundwater recharge showed that a large part of the water flowing in to the shaft came from areas outside the drawdown area. To know how well the numerical method works in a real case the results would need to be compared with measured values of inflow to a shaft and drawdown of the groundwater table around it.

Klimatförändringarna kan komma att påverka den hydrologiska cykeln på en global skala. Förändringarna kommer tydligast att märkas på ytan, med ökande neder-bördsmängder, en ökad avdunstning och ett minskat snötäcke. Det som sker vid ytan har dock en stor inverkan på vad som sker med grundvattnet och varierar i hög grad mellan magasin, rådande klimat och markanvändning. Den Europeiska miljöby-rån har därför eftersökt att framtida grundvattenförhållanden undersöks på lokala ni-våer. Hedesundaåsen valdes till denna studie på grund av att dess vattenmagasin an-vänds som dricksvattentäkt, utan mänsklig modifiering på dess tillrinning. Inga lik-nande studier har tidigare utförts på Hedesundaåsen. Den är en rullstensås i Gävle-borgs län som förser befolkningen i Hedesunda med dricksvatten. Syftet med detta arbete har varit att presentera en bild över hur grundvattnet i Hedesundaåsen kan komma att påverkas i ett framtida klimat. Den hydrologiska modellen HBV-light kalibrerades för tidsperioden 2000-2009 med hjälp av meteorologiska mätvärden från SMHI, och validerades mot tidsperioden 2011-2017. Simuleringar utfördes för tidsperioderna 2022-2050 samt 2072-2100. I simuleringarna användes två vitt skilda framtidsscenarier för att täcka in en stor bredd över framtida möjliga scenarier. Simuleringarna i studien visade genomgående på trender med ökande grundvattennivåer och -bildning oavsett scenario. Beroende på valt scenario kan grundvattennivån enligt simuleringarna komma att öka med mellan 6,3–11,5 % och grundvattenbildningen med mellan 4,8–13,6 % för tidspe-rioden 2072-2100 jämfört med tidsperioden 1988-2017. En liknande studie som ti-digare genomfördes i ett närliggande område visade på en ökning av grundvatten-bildning med upp till 15 % i slutet av seklet. En jämförelse av resultaten mellan stu-dierna gör det troligt att resultaten från Hedesundaåsen mycket väl kan vara kor-rekta. Det står klart efter denna studie att klimatförändringarna kommer att påverka grundvattnet i Hedesunda i framtiden. Osäkerheterna om detaljerna är dock många, då de framtida scenarierna endast är en uppskattning över hur nederbörd, tempera-tur etc. kommer att påverkas i ett framtida klimat. Osäkerheten byggs på av att dessa faktorer används som en prognos i en hydrologisk modell som också innehåller osäkerheter från den matematiska modellen och framtidsscenarierna. Trots de många osäkerheterna kan simuleringarna ge en indikation över hur klimatföränd-ringarna kan komma att påverka grundvattnet i framtiden, och de kan användas för att förbereda samhället för möjliga framtida konsekvenser av grundvattnets föränd-rade kvantitet och i förlängningen även vattenkvaliteten. / Climate change may affect the hydrological cycle on a global scale. The changes will most clearly be noticed on the surface, with increasing precipitation amounts, in-creased evaporation and a reduced snow cover. What happens at the surface has a great impact on what happens to the groundwater, and varies greatly between the different water storages, the prevailing climate and land use. The European Environ-ment Agency has therefore sought to investigate future groundwater conditions at local levels. The Hedesunda esker was chosen for this study because it is used as a water source without human modification of its inflow. No similar studies have pre-viously been performed on the Hedesunda esker. It is an esker in Gävleborg County, which supplies drinking water to the population in Hedesunda. The purpose of this study has been to present how the groundwater in the Hedesunda esker may be af-fected in a future climate. The hydrological model HBV-light was calibrated for the time period 2000-2009 us-ing meteorological measurements from SMHI, and validated against the time period 2011-2017. Simulations were performed for the time periods 2022-2050 and 2072-2100. In the simulations, two widely different future scenarios were used to cover a large range of possible future scenarios. The simulations in the study consistently showed trends with increasing groundwater levels and recharge, regardless of the scenario. Depending on the chosen scenario, the groundwater level according to the simulations may increase by between 6.3–11.5 % and the groundwater recharge by between 4.8–13.6 % for the period 2072-2100. A similar study, previously con-ducted in a nearby area, showed an increase in groundwater recharge by up to 15 % at the end of the century. A comparison of the results between the studies makes it likely that the results from the Hedesunda esker may well be correct. It is clear after this study that climate change will affect the groundwater in Hede-sunda in the future. The uncertainties about the details are many, as the future sce-narios are only an estimate of how precipitation, temperature etc. will be affected in a future climate. The uncertainty is based on the fact that these factors are used as a forecast in a hydrological model, which also contains uncertainties from the mathe-matical model and the future scenarios. Despite the many uncertainties, the simula-tions can give an indication of how climate change may affect the groundwater in the future, and can be used to prepare society for possible future consequences of the groundwater's changed quantity and, in the long run, also the water quality.

För att framställa konstgjort grundvatten används idag infiltrationsbassänger som främsta metod i Sverige. Ytvatten pumpas upp till bassänger med sandfilter i botten där vattnet kan infiltrera för att sedan spridas och vidare filtreras genom underliggande rullstensås för att slutligen fylla på grundvattenmagasinet. I infiltrationsbassänger sker dock igensättningar till följd av lösa partiklar, kemiska utfällningar eller att porerna i sanden växt igen av biologiska processer. Detta är ett oundvikligt problem då allt ytvatten som används innehåller mer eller mindre löst kol. Dessutom sker igensättningarna i nuläget på okänd yta och djup. Uppsala Vatten och Avfall AB har en hypotes att en bassäng med sluttande botten, istället för den nuvarande plana botten, skulle kunna ge ökad kontroll över var igensättningen sker. Syftet med projektet var att ta fram underlag till Uppsala Vatten och Avfall AB och utreda om deras hypotes stämmer. Frågeställningen för projektet var hur kontrollerat och effektivt infiltrationen sker med avseende på igensättning i en infiltrationsbassäng med plan botten jämfört med en bassäng med sluttande botten. För att undersöka detta sammanställdes en litteraturstudie och sakkunniga inom området tillfrågades för utlåtande via både e-post och personlig kontakt. Ett flertal olika beräkningsmodeller skapades och dessa modeller användes för att beräkna horisontella hastigheter, storlek på infiltration, vattenpelare, tider att fylla bassänger med mera. Modellerna programmerades för att kunna varieras med olika värden för olika parametrar, detta för att koden enkelt skulle kunna anpassas efter olika förutsättningar. Resultatet av beräkningarna med antagna begynnelsevärden visar att den totala infiltrationen för en plan bassäng kommer att vara betydligt större än den för en sluttande bassäng. Detta förklaras med att den plana bassängen har en dubbelt så stor volym och på grund av detta en dubbelt så stor vattenpelare. Om volymen istället skulle vara lika stor för de båda typerna av bassängerna skulle det dock vara svårare att avgöra vilken som infiltrerar mest. Utifrån studiens resultat är det dock svårt att presentera tydliga slutsatser. Detta eftersom beräkningarna gjorts på begynnelsevärden och antaganden som inte speglar verkligheten helt. Det finns däremot indikationer på att igensättning i en bassäng med sluttande botten sker gradvis över filtersanden, vilket är till fördel för ökad kontroll. Drift och underhåll av bassängen kommer inte skilja särskilt mycket mellan en plan eller en sluttande bassängbotten. Det som dock förblir svårt att avgöra är vilket alternativ av botten som ger en effektivare infiltration. Detta då data saknas kring hur påverkad den hydrauliska konduktiviteten i filtersanden blir av igensättningar. Projektet är komplext och det kan därför vara en god idé att följa upp teorin med praktiska försök. För fortsatta undersökningar bör det testas hur en sluttande botten kommer att fungera i praktiken, närmare bestämt hur skillnaden i infiltrationskapacitet skiljer sig och vad skillnaden i drift är för en plan gentemot en sluttande botten. Vidare bör det undersökas om sanden förflyttar sig på grund av isbildning vintertid för en sluttande bassängbotten, om det kan vara en god idé att ha ett djupare sandlager i den djupare delen av bassängen samt huruvida idén att exempelvis använda en mer finkornig sand i den djupa delen av den sluttande bassängbotten är tillämplig.

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.

Detta projekt genomfördes på uppdrag av Forskningsrådet för miljö, areella näringar och samhällsbyggande, Formas, som en mindre del av en större forskningssammanställning om de hydrologiska effekterna av anlagda och restaurerade våtmarker. Syftet med studien var i första hand att se om det gick att karaktärisera svenska våtmarker anlagda eller restaurerade för hydrologiska syften utifrån fem utvalda faktorer; jordart, marktäcke, topografiskt läge i avrinningsområdet, placering i förhållande till tätort och typ av åtgärd. Studien tittade också på om det fanns data för att undersöka våtmarkers effekt på hydrologin, och i sådana fall om några effekter kunde ses. I ett tidigt skede av projektet skapades en databas i vilken det samlades information om våtmarker anlagda, restaurerade eller planerade för hydrologiska syften. Informationen erhölls från länsstyrelser, kommuner och Naturvårdsverket. Den slutgiltiga databasen innehöll totalt 51 våtmarker med fakta såsom koordinater, areor, anläggningsår och beskrivning av åtgärder. Denna databas tillsammans med kartlager från SGU, Lantmäteriet och SMHI var grunden för de faktoranalyser som gjordes i ArcMap. Resultaten från karaktäriseringen visade att våtmarkerna till stor del var lokaliserade vid underliggande jordarter såsom lera-silt, morän och torv. Vidare förekom våtmarkerna vanligen på områden av åkermark, men även i ganska stor utsträckning på andra marktäcken, såsom skog eller öppen mark. Från analysen av läge i avrinningsområdet konstaterades det att våtmarkerna generellt sett topografiskt låg i lägre terräng i delavrinningsområdet. Våtmarkernas placering i förhållande till tätorter visade på att över hälften av våtmarkerna som analyserades låg inom 2 km från närmaste tätort. I de fall det gick att undersöka förhållandet noggrannare visade det sig att de flesta våtmarkerna låg uppströms tätorten i fråga. För den hydrologiska analysen hittades data för att kunna analysera våtmarkers effekter på vattenflöden och grundvattennivåer i ett fåtal delavrinningsområden. Två anlagda våtmarker med respektive delavrinningsområde ansågs lämpliga för att studera effekten på vattenflöden och tre områden med våtmarker ansågs lämpliga för att undersöka grundvattennivåer. Vad gäller vattenföringen sågs ingen tydlig effekt på flödena som skulle kunna ha orsakats av de anlagda våtmarkerna. Resultatet för grundvattennivåer visade en sänkning av nivåerna sedan våtmarkerna anlades, men en något mindre sänkning i områdena med våtmarker jämfört med referensområdena utan våtmark. Mycket osäkerhet råder dock kring om den mindre sänkningen faktiskt hade med våtmarkerna att göra.

Målet med projektet var att beskriva de biogeokemiska processer som påverkar grundvattenkvaliteten i Tranås nya vattentäkt. Grundvattenbildningen på platsen sker framför allt genom inducerad infiltration av vatten från sjön Sommen. I syfte att avskilja järn och mangan pumpas grundvattnet upp, syresätts och injekteras sedan i brunnar för att skapa en oxiderande grundvattenmiljö. Metoden kallas Vyredox. Med en 15 månader lång provtagningsserie och automatiskt registrerade processvärden och driftdata från anläggningen som underlag görs i rapporten bedömningar om trender, säsongsmässiga variationer och samband mellan driftsituation och kvalitet på utgående vatten. Dessutom görs en provtagning på flera platser runt anläggningen för att undersöka rumsliga variationer av grundvattnets sammansättning. Den statistiska metoden principalkomponentanalys har använts i syfte att utreda vattnets ursprung. Arbetet resulterade i en beskrivning av vattenkvalitetens utveckling under vattentäktens första år i drift, och en diskussion om framtida scenarion. En slutsats är att en form av mark/vatten-kemisk jämvikt uppstår i akviferen ungefär 6 månader efter det att den nya anläggningen började köras. En annan slutsats är att manganhalten kommer minska i framtiden. Provtagningen visar att utgående råvatten i högre grad än vad som förutspåtts innehåller vatten med annat ursprung än sjön. Samband mellan driftsituation och vattenkvalitet förtydligas och resultaten pekar mot att det utgående vattnets sammansättning påverkas av de förändrade flödesvägar och avsänkningar kring uttagsbrunnarna som uppstår vid olika driftfall.

I denna rapport undersöks hur mängden organiskt kol, TOC (Totalt organiskt kol), varierar i tid och rum i Mälarens avrinningsområde, samt vad det är som styr TOC-halten i Mälaren. Det är viktigt att förstå dynamiken hos TOC i Mälaren och i dess avrinningsområde eftersom ökat TOC i vattnet påverkar vattenkvaliteten och orsakar problem vid beredning av dricksvatten. TOC kan bland annat reagera med klor/UV-ljus och bilda cancerframkallande ämnen. Det kan också öka antal mikrober i vattnets distributionssystem. Arbetet omfattar analys av samband mellan elementen, transportberäkningar per ytenhet av elementen till Mälaren och en modelleringsansats för ett av avrinningsområdena. Rapporten innehåller även en jämförelse mellan de olika vattenföringsmodellerna samt uppmätt vattenföring för analys av eventuella systematiska skillnader mellan dessa som påverkar beräkningen av TOC och de andra elementens transport till Mälaren. Analysen av sambanden mellan variablerna TOC (mg/l), kaliumpermanganat förbrukning (KMnO4, mg/l), absorbans_F (F=filtrerad), järn (mg/l), mangan (mg/l) och SO4_IC (sulfat mätt med hjälp av jonkromatografi, mg/l), visade att vissa av dessa variabler är korrelerade med varandra. TOC mot KMnO4 och TOC mot absorbans_F hade de bästa anpassningarna med respektive R2- värden 0,65 och 0,59 och p-värden <0,001. Årsnederbörd är positivt korrelerad med TOC per ytenhet för Kolbäcksån med R2-värde 0,63 och p-värde <0,01, vilket innebär att sambandet är signifikant. Ökad årsnederbörd leder till ökad tillförsel av TOC till Mälaren. Det finns däremot inget signifikant samband mellan TOC-transport per ytenhet och årsmedeltemperatur. Arealflödesberäkningar tyder på att den största tillförseln av TOC- transport per ytenhet kommer från den nordöstra delen av Mälaren. Fyrisån står för den största tillförseln av TOC. Hydrologiska, kemiska och meteorologiska data inkluderades i modeller för att kunna skatta TOC-halten i Mälaren. Temperatur-, evapotranspirations- och nederbördsdata användes i en hydrologisk modell, HBV- modellen, för att simulera vattenföringen från avrinningsområdet. Sedan användes en processbaserad modell, INCA- C, som drivs av hydrologisk data och beräknade grundvattenbildning och markfuktighet för att simulera tidsmässiga mönster i TOC. Invariablerna till INCA-modellen, markfuktigheten och HER (grundvattenbildning), simulerades med hjälp av HBV- modellen. Dessa modeller tillämpades i Kolbäcksån (ett av Mälarens största avrinningsområden). Modelleringen av Kolbäcksåns TOC- halt resulterade i en modell som anpassade dynamiken mellan 1996 och 2009, men missar den mellan 2009 och juni 2010, med bäst anpassning mellan 2006 och 2008. R2- och NS värden som erhölls för modellen var 0,086 och -0,059. / In this report, it has been investigated how the amount of organic carbon, TOC, varies in time and space in the basin of Mälaren, and what controls the TOC content in the lake. It is important to understand the dynamics of the TOC in the lake and its catchment because increased TOC in the water affects water quality and causes problems in the preparation of drinking water. Particularly, it can react with chlorine / UV- light and form carcinogenic substances. It can also increase the number of microbes in water distribution systems. In addition the work includes analysis of the relation between water chemistry variables, annual fluxes calculations (g/m2/year) of element flows to the lake and a modeling approach to a watershed. Annual fluxes calculations (g/m2/year) indicate that the largest supply of TOC to the lake comes from the northeast of the lake. Fyrisån accounts for the largest input of TOC to the lake. The high TOC-flux is due to a small proportion of open water in the catchment. Hydrological, chemical and meteorological data have been included in models to estimate the TOC content in the Mälaren. Input data processing, especially precipitation data, has been an important part of the work as it affects the whole model. Temperature, evapotranspiration and precipitation data were used in a hydrological model, HBV model, to simulate the flow from the catchment area. Then a process-based model, INCA-C, operated by the hydrological data and soil moisture, has been used to simulate the temporal patterns in TOC. The input variables to INCA-C- model, soil moisture and HER (Hydrological effective rainfall), have been simulated using the HBV- model. Those models were applied in Kolbäcksån, one of the lake's largest catchments. The modeling of Kolbäcksån resulted in a model that captured the dynamics of a few periods of the whole time series. The modeling of Kolbäcksån TOC-concentration resulted in a model that captured the dynamics between 1996 and 2009, but misses it between 2009 and June 2010. R2 and NS values obtained for the model were 0.086 and -0.059, respectively.

Sveriges geologiska undersökning (SGU) ansvarar för den nationella övervakningen av grundvattennivåer. I Grundvattennätet finns drygt 300 mätstationer där grundvattennivåer observeras två gånger varje månad. Grundvattensituationen i Sverige och grundvattenmagasinens fyllnadsgrad presenteras med kartor som konstrueras med data från de uppmätta grundvattennivåerna. För att öka detaljgraden i kartorna syftade detta arbete till att undersöka om beräkningar från den hydrologiska beräkningsmodellen S-HYPE kunde användas för att fylla ut med data där mätningar inte finns tillgängliga. Arbetet utfördes genom korrelationsanalyser mellan uppmätta och beräknade grundvattennivåer för att avgöra noggrannheten i S-HYPEs beräkningar av grundvattennivåer. Korrelationsanalyserna visade vilka egenskaper hos mätstationerna (miljövariabler) som gav upphov till avvikelser mellan beräknade och uppmätta nivåer. Två typer av modellerade grundvattennivåer har jämförts med uppmätta grundvattennivåer i SGUs Grundvattennät; grundvattennivåer som beräknas med avseende på arealandelarna av jordklasser och markanvändningen i varje delavrinningsområde (viktade medelgrundvattennivåer), samt grundvattennivåer som beräknas separat för varje specifik jordklass i ett delavrinningsområde. Resultaten visade att jordartsspecifikt beräknade nivåer gav bättre korrelation med uppmätta nivåer. Vidare analyser visade att S-HYPE beräknade nivåer i jordklassen grovjord med stor osäkerhet och att jordklassen kunde behöva delas upp för att öka modellens noggrannhet. En stark korrelation erhölls med beräknade nivåer i moränjordar där omättade zonen generellt är liten. Alla miljövariabler påverkade korrelationen mer eller mindre. Den känsligaste faktorn var dock den omättade zonens mäktighet, vilket visade sig då beräknade grundvattennivåer från S-HYPE blev för snabbreagerande när avståndet till grundvattennivån var stort. Speciellt tydligt blev det vid snösmältningen på våren då stor grundvattenbildning sker och mycket vatten under kort tid perkolerar till grundvattnet. / The geological survey of Sweden (SGU) is responsible for the national monitoring of groundwater levels. In the Groundwater network there are just over 300 stations where groundwater levels are measured twice each month. The groundwater situation in Sweden and the “degree of filling” of groundwater are presented with maps made with data from measured groundwater levels. To increase the amount of information in the maps, this work intended to examine if calculated data from the hydrological model S- HYPE could be used to fill the spatial and temporal gaps where measured data were not available. The work was performed with correlation analyzes to determine the accuracy of the calculated groundwater levels from S-HYPE. Correlation analyses indicated which site characteristics (environmental variables) of the monitoring stations that caused possible deviations in the correlation. Two types of modeled groundwater levels were compared to measured levels; groundwater levels that were calculated with respect to the proportions of soil classes and land uses in each sub-basin (weighted mean groundwater levels), and groundwater levels that were calculated separately for a specific soil class. The results showed that levels calculated for specific soils gave better correlation with measured levels. Further analyzes showed that S- HYPE calculated levels in coarse soils with considerable uncertainty and that this soil class needs to be better defined. A strong correlation was obtained with the calculated levels in till soils. All environmental variables influenced the correlation to some degree. The thickness of the unsaturated zone, however, was the most sensitive factor in the correlation, which was evident because the calculated groundwater levels from S- HYPE were too fast-responding when the groundwater level was deep. This became particularly clear during the spring snowmelt, when groundwater recharge is large, and a large amount of water percolates to the groundwater zone.

Wikområdet vid Lårstaviken sydväst om Uppsala har sedan sommaren 2018 haft problem med vattentillgången. Region Uppsala som förvaltar området har tillsammans med STUNS Energi beställt en undersökning av möjliga tekniska systemlösningar som kan lösa vattenproblematiken. Undersökningen har bestått av en litteraturstudie och en fallstudie där ett platsbesök på Wikområdet ingick. Systemlösningarna som analyseras i den här undersökningen är högtrycksspolning av brunnarna på området, konstgjord grundvattenbildning via infiltration, regnvatteninsamling, ytvattenrening, recirkulation av vatten samt vattenbesparande tekniker. Idag tar Wik vatten från brunnarna på området och när dessa inte producerar tillräckligt mycket vatten kör lastbilar ut vatten till Wik. Denna systemlösning analyseras också i undersökningen, men används främst som referens. För att bedöma vilken lösning som är bäst lämpad för området undersöktes dessa med avseende på en mängd olika kriterier i en multikriterieanalys. Exempel på kriterier i multikriterieanalysen är kostnad, hälsorisker, färg och lukt på vattnet, kemikalieanvändning, platskrav samt hur stor andel av vattenbehovet lösningen kan tillgodose. Kriterierna viktades mot varandra och lösningarna tilldelades betyg inom varje kriterium. Lösningen med högst poäng från multikriterieanalysen var högtrycksspolning av brunnarna, delvis på grund av de låga kostnaderna. Om högtryckspolningen inte lyckas rekommenderas ytvattenrening med nanofilter. Vattenbesparande tekniker visade sig vara en bra lösning för Wik, då den minskar vattenförbrukningen. De sämre lösningarna visade sig vara regnvatteninsamling och återcirkulation av vatten på grund av att de inte täcker hela behovet och har dyra installationskostnader. / Ever since the summer of 2018 the Wik-area by Lårstaviken, a part of the lake Ekoln, southwest of Uppsala in Sweden, have had issues regarding their water assets. The proprietor of the area, Region Uppsala, has therefore together with STUNS Energi ordered an analysis with the aim to examine different technical system solutions to solve the issue. The analysis consisted of a literature study and a case study which included an excursion to Wik. The system solutions analysed in this review are hydraulic fracturing of the wells situated in the area, artificial groundwater recharge through infiltration, rainwater harvesting, surface water treatment, recirculation of water and finally water-saving devices. Wik is currently retrieving water from the wells situated on the area and when they do not produce enough water, trucks are hired to drive complimentary water to Wik. This solution is analysed as well, but mostly for reference purpose. A multi-criteria analysis was implemented to assess which of the different solutions were best suited for the area regarding different criteria. Examples of criteria making up the multi-criteria analysis are cost, health concerns, colour and odour of the water, use of chemicals, space requirement and finally how much of the water consumption that is satisfied. The criteria were ranked against each other and the solutions were awarded a score within each criterion. Hydraulic fracking of the wells was awarded the highest score from the multi-criteria analysis, partly because of the low cost. However, if hydraulic fracking does not satisfy the water needed for the area, surface water treatment with nanofiltration is recommended.  Water-saving devices turned out to be an appropriate solution for Wik since it decreases the water consumption. The solutions less applicable to Wik were rainwater harvesting and recirculation of water due to the fact that they do not satisfy the whole amount of water needed and the expensive cost of installation.

Uppsalas dricksvattenförsörjning baseras på konstgjord grundvattenbildning som innebär att vatten från Fyrisån får rinna ned till grundvattnet från infiltrationsbassänger. Detta examensarbete syftar till att undersöka vad som händer med naturligt organiskt material (NOM) i Uppsalaåsen vid konstgjord grundvattenbildning. De viktigaste processerna för minskning av NOM är biologisk avskiljning genom nedbrytning, fysikalisk-kemisk avskiljning genom sorption till metalloxider samt utspädning genom inblandning av naturligt grundvatten. Arbetet bestod av tre delar: 1) analys av vattenkemidata från grundvattenprover, 2) analys av extraktion av TOC, Al och Fe från jordprover för att undersöka utfällning av NOM med metalloxider samt 3) ett inkuberingsexperiment för att utvärdera potentialen för biologisk nedbrytning i löst organiskt material (DOC). Jordproverna hämtades från borrkärnor som tagits på fem platser längs åsen under sommaren 2014. Grundvattenprover togs i 19 brunnar minst en gång per månad från november 2014 fram till april 2015. TOC-halten i grundvattnet är som högst vid infiltrationsbassängerna, ca 15 mg/l. TOC- minskar med 30 % de första 200 metrarna i flödesriktningen men minskningen avtar under grundvattentransporten. I den omättade zonen avskiljs mindre än 10 %. Vattnet i Fyrisån har en varierande sammansättning över ett år, vilket också observerades i provtagningspunkter som ligger närmast infiltrationsanläggningarna. Analys av uran och stabila isotoper visar att dispersion i åsen utjämnar dessa variationer. Analys av UV-absorbans och fluorescens tyder på att det organiska materialet i grundvattnet byter karaktär i den mättade zonen och blir hydrofilt. Resultaten från extraktionerna i jordprover visar på god korrelation mellan Fe och TOC. Bidning till järnoxider antas därför vara den viktigaste avskiljningsmekanismen i åsen. Resultaten indikerar på anrikningar av humuskomplex i de ytligaste jordlagren under sandfiltren samt precis under grundvattenytan i närheten av bassängerna. Inkuberingsexperimentet utfördes genom att grundvatten från fem olika provpunkter sterilfiltrerades. 15 vattenprover tillsattes med inockulat innehållande mikroorganismer och övriga 15 sterila prover användes som referenser. TOC undersöktes varannan vecka på samtliga vattenprover under 1,5 månader. Efter två veckor minskade halten TOC i samtliga prover och referenser med cirka 25 % och var därefter relativt konstant. Sammanfattningsvis sker en snabb minskning av NOM i grundvattnet nära infiltrationsbassängerna. Det antas bero på adsorption till metalloxider och fasta partiklar och biologisk nedbrytning. Minskningstakten av NOM avtar med transportsträckan. Längre bort antas inblandning av naturligt grundvatten vara den viktigaste orsaken till att halten NOM minskar. / The drinking water supply in Uppsala is based on this technique which involves surface water from Fyrisån percolating to the ground water through an infiltration basin. This master thesis aims to evaluate the fate of natural organic matter (NOM) in the Uppsala esker during artificial groundwater recharge. The most important processes for the removal of NOM are biological degradation, physical-chemical sorption to metal complexes and dilution by mixing with natural ground water. The work consisted of three parts: 1) analysis of water chemistry data from groundwater samples, 2) analysis of extractions of TOC, Al and Fe from soil samples to evaluate deposition of NOM with metal oxides, and 3) an incubation test to evaluate the potential for biological degradation in dissolved organic carbon (DOC). Soil samples were collected from drill cores taken from five locations along the Uppsala esker in the summer of 2014. Ground water was sampled in 19 wells at least once every month from November 2014 to April 2015. The levels of TOC in ground water are highest at the infiltration basins, about 15 mg/l. The TOC levels drop by 30 % the first 200 meters in the flow direction, but the removal rate decreases during the ground water transport. Less than 10 % is removed in the unsaturated zone. The water in Fyrisån has a variation in composition during a year, which is also observered in sampling points close to the infiltration basins. Analysis of uranium and stable isotopes shows that dispersion in the esker evens these variations. The analysis of absorbance and fluorescence shows that the NOM changes character in the saturated zone and becomes less humificated and becomes hydrophilic. The results from the extractions in the soil samples show a good correlation between Fe and TOC. Complexes of NOM and iron oxides are thought to be the most important complex in the Uppsala esker. The extractions also indicate that enrichments of humus complexes in the uppermost soil of the infiltration basins and right below the ground water table in several locations near the basins. The incubation test was done by sterilization filtering of ground water from five different locations. Inoculate with microorganisms was added to 15 of these samples, while 15 without inoculate was used as reference samples. Analysis of TOC was done every two weeks during 1,5 months. The levels of TOC decreased by 25 % after two weeks in all samples and reference samples, and were stable afterwards. In summary, a quick decrease of NOM occurs in the groundwater close to the infiltration basins. This is mainly caused by sorption and biological degradation. The removal rate of NOM decreases with distance. Further away from the basins, the most important process for decrease of NOM is mixing with local ground water.