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.

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.