Groundwater interactions at a regional scale are of great importance to characterize subsurface flow processes. Extensive researches have been conducted previously to determine the main factors controlling the regional implications on groundwater flux circulation. Groundwater circulation occurs due to variation in the groundwater table (hydraulic gradient) across the spatial scale. Previous research highlighted the correlation between groundwater table with both topography variation and the recharge from precipitation. This study aims to highlight the impact of these boundary conditions. Five catchments located across different regions of Sweden with different topographical, hydrological, and meteorological properties considered for this study: Bodalsån, Forsmarksån, Tullstorpsån, Sävaån, and Krycklan. Relevant data were collected and numerical models were set up in steady- state conditions for each of these catchments, using 3D Multiphysics COMSOL. Models were set up for both of the boundary conditions, using 10 m grid resolution.Groundwater flux profiles along the depth of the catchments were obtained as a result, in which significant differences were observed. This was associated predominantly with the difference in the nature of the topography, the slope and soil permeability in these regions. The data thus collected and the models so established have increased the understanding in these regions from a research perspective. / En ökad förståelse för hur grundvatten interagerar med ytvatten är av stor betydelse för att karakterisera underjordiska flödesprocesser. Omfattande undersökningar har tidigare genomförts för att bestämma de viktigaste faktorerna som styr de regionala konsekvenserna för cirkulationen av grundvattenflöde. Grundvattencirkulation uppstår på grund av variationer i grundvattentabellen (hydraulisk gradient) över den rumsliga skalan. Tidigare forskning belyste korrelationen mellan grundvattentabellen med både topografivariation och laddning från nederbörd. Denna studie syftar till att belysa effekterna av dessa gränsförhållanden. Fem avrinningsområden placerade över olika regioner i Sverige med olika topografiska, hydrologiska och meteorologiska egenskaper som beaktas för denna studie: Bodalsån, Forsmarksån, Tullstorpsån, Sävaån och Krycklan. Relevanta data samlades in och numeriska modeller sattes upp under steady-state-förhållanden för vart och ett av dessa avrinningsområden med användning av 3D Multiphysics COMSOL. Modeller konfigurerades för båda gränsförhållandena med 10 m nätupplösning. Grundvattenflödesprofiler längs avrinningsdjupet erhölls som resultat, där signifikanta skillnader observerades. Detta var främst förknippat med skillnaden i topografins natur och lutningen i dessa regioner. De data som samlats in och de så etablerade modellerna har ökat skapat en värdefull grund för vidare hydrologisk forskning i dessa regioner.

This thesis aimed to evaluate the groundwater discharge distribution in the Krycklan catchment by developing a groundwater flow model using COMSOL Multiphysics and assuming a topography- controlled groundwater surface. Previous research has shown that the groundwater surface can be modeled as a subdued replica of the topography in humid climate regions where the permeability of the subsurface is low and where the groundwater surface is shallow. In earlier studies by Mojarrad (2021), it has been shown that the modeled infiltration becomes higher than the observed infiltration when a topography-controlled groundwater surface boundary is used and that a solution to this is to decrease the resolution in recharge areas. This method was therefore used in the thesis; however, the modeled infiltration was unsuccessfully lowered. This is thought to be due to differences between the model and the previous study and which are discussed further in this thesis. The discharge and recharge areas were identified using the direction of the vertical component of Darcy velocity, and the discharge flow distribution was evaluated in ArcMAP. The discharge flow distribution in the landscape was compared to real geographical data of surface water to identify a discharge threshold value for when the water balance is upheld by surface water flow or by evapotranspiration. The evapotranspiration discharge flow distribution was also evaluated, where the highest flow values were found in riparian zones of the landscape. / Syftet med denna avhandling var att utvärdera föredelningen av grundvattnets utflöde i Krycklans avrinningsområde genom att utveckla en grundvattenflödesmodell i COMSOL Multiphysics med antagandet av en topografikontrollerad grundvattenyta. Tidigare forskning har visat att grundvattenytan kan modelleras som en dämpad kopia av topografin i fuktiga klimatområden där permeabiliteten i underytan är låg och där grundvattenytan är grund. En implikation av att använda en topografikontrollerad grundvattenyta har visat sig vara att den modellerade infiltrationen blir högre jämfört med den observerade infiltrationen. Tidigare studier av Krycklans avrinningsområde har visat att genom att minska upplösningen i infiltrationsområden kan den modellerade infiltrationen framgångsrikt sänkas, därför användes denna mesh-utjämningsmetod i avhandlingen. För validering av modellen jämfördes den modellerade infiltrationen med den observerade infiltrationen i Krycklans avrinningsområde. Valideringen visade att mesh-utjämningen misslyckades med att minska infiltrationen, vilket tros bero på skillnader mellan modellen och den tidigare studien och som diskuteras vidare i denna avhandling. Grundvattnets infiltration- och utflödesområden identifierades med hjälp av riktningen på den vertikala komponenten av Darcy-hastighet, och utflödesfördelningen utvärderades i ArcMAP. Utflödesfördelningen i landskapet jämfördes med verkliga geografiska data för ytvatten för att identifiera ett tröskelvärde för utflödet när vattenbalansen upprätthålls av ytvattenflöde eller av evapotranspiration. Fördelningen av utflöden genom evapotranspirations utvärderades också, där de högsta flödesvärdena återfanns i områden nära ytvattenkroppar i landskapet.