The Geological Survey of Sweden (SGU) has initiated a project to calibrate models to simulategroundwater levels in monitoring wells of their Groundwater Network, based on a commission fromthe Swedish Government after experiencing historically low groundwater levels and shortage in 2016and 2017. A version of the HBV model with 4 parameters, focusing on calculating groundwaterrecharge and levels, was manually calibrated to 119 groundwater stations in 2017 and the modelresults were classified according to a ‘good’, ‘poor’ or ‘bad’ visual fit to observations. In this thesis,the process-based model CoupModel, which allows the user to freely setup a model structure, wasused to simulate groundwater levels. The objectives of this thesis were to evaluate the usability of theCoupModel in groundwater level simulations and forecasting, and compare the results to previoussimulations using the HBV model. 22 groundwater stations of fast and slow responding aquifers, distributed all over Sweden, wereused to simulate groundwater levels with the CoupModel. A model structure with 11 parameters tocalibrate was constructed to represent all groundwater stations. A split-sample test was performed withcalibration of 10,000 Monte Carlo simulations and validation of the 10 simulations with the highestNash-Sutcliffe efficiency (NSE). The NSE performance was highest, and consistent through calibration and validation, for fastresponding aquifers using the CoupModel, whereas the performance of slow responding aquifers waslower. Residual analysis showed periodicity with under- and overestimations for low and highgroundwater levels, respectively, indicating that the model structure is not sufficient in representing allgroundwater stations. No relationship existed between CoupModel performance and HBV calibrationperformance, topographic position, aquifer type, location or distance to climate station. The HBVperformance was lower than for the CoupModel, with residuals of larger spread and periodicity. The CoupModel can be used for simulation and forecasting of groundwater levels, but a newmodel structure or individual structures for all groundwater stations must be constructed. A sensitivityanalysis of the parameters in the model structure must be performed to study the systematic under- andoverestimations. / Grundvatten har en stor betydelse för att upprätthålla ekosystem och försörja människor meddricksvatten, där grundvattentillgång och nivåer beror av bland annat nederbörd, temperatur,snösmältning, växtupptag och antropogen påverkan på jord och mark. Förändringar i temperatur- ochnederbördsmönster på grund av klimatförändringar och en större vattenförbrukning påverkargrundvattennivåernas variationer inom och mellan år. Den här studien syftar till att undersöka hur ochi vilken uträckning den konceptuella modellen CoupModel kan användas för simulering ochprognostisering av grundvattennivåer, samt hur den står sig i relation till en annan, tidigare studeradmodell (HBV-modellen). Studiens relevans uppdagades hos Sveriges geologiska undersökning (SGU)i samband med historiskt låga grundvattennivåer under 2016-2017, genom initiering av ett projekt medmålet att kalibrera grundvattenmodeller till mätstationer i SGUs grundvattennät. Appliceringen avmodeller har stor samhällsnytta då förebyggande av och åtgärder mot låga grundvattennivåer kanplaneras och vidtas utifrån väderprognoser och klimatscenarier. En modellstruktur skapades i CoupModel och användes för att simulera grundvattennivåer i 22grundvattenstationer av olika karaktär och modellen kalibrerades och validerades mot observationer avgrundvattennivå. Resultatet av studien visade att CoupModel kan användas som verktyg försimulering och prognostisering av grundvattennivåer, men att modellstrukturen som användes behöverutvecklas. Systematisk över- och underestimering av observerade nivåer förkommer hos allasimuleringar och ingen relation kunde ses mellan modellens prestation och plats eller typ avgrundvattenstation. CoupModel presterade i de flesta fall bättre än HBV-modellen, men kräversamtidigt mer information om en grundvattenstations jordprofil och fler parametrar att kalibrera.

Uppsatsens syfte är att undersöka om kommuner i Mälarregionen drabbades av låga yt- och grundvattennivåer under sommaren 2017, hur situationen hanterades, deras dagliga arbete med vattenfrågor och om handlingsplaner fanns för låga nivåer före 2017. Vi vill även se hur kommunerna ställer sig till klimatförändringar samt sammanställa vilka roller och ansvar som olika myndigheter har när det kommer till vattenförsörjning. Arbetets undersökningsområde begränsades till 39 kommuner i fyra län: Södermanlands, Upplands, Västmanlands och Örebro län. För att besvara syftet skickades en enkät ut till kommunerna och intervjuer genomfördes med två av kommunerna. En litteraturstudie genomfördes för att kunna besvara ansvarsfördelningen mellan olika myndigheter. Enkäten besvarades av 26 kommuner. Det viktigaste resultat var att kommunerna, trots vattennivåer under det normala, inte upplevde vattenbrist i den omfattningen som vi trott. Fem kommuner angav att de drabbades av vattenbrist. Den huvudsakliga åtgärden som infördes var bevattningsförbud. Från enkäten framkom att det i stor utsträckning saknats handlingsplaner för att hantera en situation med vattenbrist innan 2017. Majoriteten av kommunerna tror att deras vattenförsörjning kan påverkas av klimatförändringar, men bara 14 angav att de har en handlingsplan för det. Resultatet som framkom från intervjuerna gällde främst processen för införandet av skyddsområden. Även i litteraturstudien framkom det att arbetet med vattenskyddsområden inte går i den takt som är nödvändig för att nå målen förhållbar och långsiktig dricksvattenförsörjning. / The aim of this paper is to examine how municipalities in the Mälar region of Sweden were affected by the low surface and groundwater levels in the summer of 2017, how municipalities handled the situation, how they work with water related questions in their daily work and whether they had an action plan for dealing with shortage of water prior to 2017. Lastly, we also aim to compile the roles and responsibilities for different authorities when it comes to water supply. The area of study was limited to 39 municipalities in four counties: Södermanlands, Upplands, Västmanlands and Örebro county. To answer the aim, a survey was sent out to all municipalities and interviews were done with two of the municipalities. A literature study was done in order to answer the division of responsibilities between different authorities. The survey was answered by 26 municipalities. The main result we got from the survey was that even though the water levels were below normal, the municipalities didn’t experience water shortages in the extent we had expected. Five municipalities indicated that they had been affected by the water shortages. The main measure that were done was the irrigation ban. From the survey it was found that most of the municipalities were lacking action plans to deal with a water shortage situation before2017. The majority of the municipalities believe that their water supply can be affected by climate change, but only 14 indicated that they have an action plan for it. The results obtained from our interviews primarily marks the division of responsibilities for water conservation areas. As conducted from the literature study, the processes to constitute water conservation areas does not seem to be smooth and quick enough to meet the goals of sustainable and long-term water supply.

För att enstaka uppmätta grundvattennivåer ska kunna användas för att kartlägga grundvattennivån även i områden där långtidsmätningar saknas behövs en korrektionsmetod. Det övergripande målet med den här studien var att sammanställa och åskådliggöra grundvattennivåmätningar som inkommit till Länsstyrelsen i Uppsala län i samband med vattenskyddsdispenser. Syftet med arbetet var att undersöka hur grundvattennivån fluktuerat i olika jordarter och ta fram en metod för att korrigera punktvis uppmätta nivåer så att de speglar grundvattennivån ett normalår. Det normalårskorrigerade långtidsmedelvärdet på en viss plats ska vara detsamma oavsett om mätningarna av grundvattennivån utförts på våren, sommaren eller hösten och det ska inte heller spela någon roll om mätningarna utförts ett regnigt eller torrt år. Långtidsmätningar av grundvattennivåer i olika jordarter studerades. Fokus låg på grundvattennivåns års- och månadsavvikelse från mätseriens uppmätta långtidsmedelvärde. Utifrån avvikelserna skapades korrektionsfaktorer som adderades till uppmätta punktmätningar av grundvattennivåer. Grundvattennivåer beräknades med den framtagna korrektionsmetoden. Dessa jämfördes sedan mot uppmätta nivåer och grundvattennivåer beräknade med S-HYPE-modellen. Metoden testades även på ett oberoende dataset från Tärnsjö och implementerades på en mindre del av grundvattennivåmätningarna i och runt Uppsala stad. För grundvattennivån i jordarterna sand och grus var variationer mellan olika år viktigast att korrigera, då inomårsvariationerna var små. Grundvattennivåerna i morän varierade kraftigt inom ett och samma år vilket resulterade i att månadskorrektionen var den viktigaste faktorn. Två typer av grundvattenkartor skapades utifrån uppmätta grundvattennivåer. Kartornas utbredning täcker Uppsala stad med omnejd. Den ena kartan visar grundvattennivån som meter under markytan. Den andra kartan visar grundvattennivån som en trycknivå i höjdsystemet RH 2000. / In areas where long-term measurements are missing, a correction method is required in order to map groundwater levels based on single groundwater level measurements. The overall objective of this study was to compile groundwater measurements submitted to the County Administrative Board as part of water protection permit applications. The aim of this work was to investigate how the water table fluctuates in different types of soil and to develop a method to correct particular measured point levels to reflect the water table in an average year. The corrected long-term average value in a specific location should be the same regardless of whether the groundwater level measurements were performed in the spring, summer or autumn, nor should it matter if the measurements were done in a rainy or dry year. Long-term measurements of groundwater levels in different soil types were studied. The focus was the annual and monthly deviation of groundwater levels from the long-term average. Based on the deviations correction factors were created that were applied to the point measured groundwater levels. Groundwater levels calculated with the produced correction model were compared to the measured levels as well as the groundwater levels calculated by the S-HYPE model. The method was also tested on an independent data set from Tärnsjö and implemented on a smaller portion of the groundwater level measurements in and around the city of Uppsala. For groundwater levels in sand and gravel formations, it was important to correct for the variations between years, while the variations within the same year were small. Groundwater levels in till varied widely within the same year, making the monthly correction the most important factor. Two types of groundwater maps were created from measured groundwater levels. The map distribution covers the vicinity of Uppsala city. One map shows groundwater level as meters below surface. The second map shows groundwater level as an elevation above sea level in the height system RH 2000.

Lidköpings kommun i Västra Götalands län tar ut en del av sitt råvatten till dricksvattenproduktion från grundvattenmagasinet Rådaås. Det görs genom tre olika uttagsbrunnar (Brunn 1, Brunn 2 och Brunn 3) som körs en i taget. På senare tid har kommunen börjat misstänka att salthalterna i uttagsvattnet ökar, och det finns ett intresse för att förstå vad problemet beror på och vad som kan göras åt saken.  Syftet med detta arbete är att undersöka förekomst och ursprung hos saltvattnet i magasinet och att undersöka hur brunnsdrift i samband med grundvattennivåer påverkar halten i uttagsvattnet. Eftersom det sedan tidigare finns misstankar om att det rör sig om relikt saltvatten utgör det en hypotes för detta arbete. Relikt saltvatten är salt grundvatten som avsatts under en tid då området varit täckt av salt hav, till exempel delar av Sverige under Östersjöns utveckling sedan den senaste istiden.   För att undersöka förekomst av saltvatten i magasinet funktionstestades och provtogs samtliga tillgängliga grundvattenrör för kloridhalt. Resultatet visar att kloridhalten ökar med grundvattenrörens djup och att de högsta salthalterna finns i en djuphåla eller ränna i berggrunden strax under Brunn 1 och 2. För att undersöka ursprunget hos det salta grundvattnet provtogs några av grundvattenrören och samtliga uttagsbrunnar för jodid. Med hjälp av jodid-/kloridkvoten kunde det fastställas att saltvattnet är av relikt ursprung.  För att undersöka hur brunnsdrift påverkar salthalten i uttagsvattnet togs start- och slutprover på kloridhalt i början och slutet på varje driftsperiod och brunn under tre månader. Mönstret i kloridhalt jämfördes med grundvattennivåer. Resultatet visar att kloridhalterna i uttagsvattnet ökar under driftsperioden för samtliga brunnar, men återhämtar sig då brunnen är vilande. Generellt är salthalten högst för Brunn 2 och lägst för Brunn 3. Det kan bero på att Brunn 2 ligger sist av de tre brunnarna i grundvattnets strömningsriktning medan Brunn 3 ligger först samt längst bort från rännan i berggrunden.  Resultatet från detta arbete visar också på att grundvattenuttaget ur Rådaåsmagasinet sedan 1990-talet har orsakat en höjning av salthalterna i råvattnet. Rekommendationer som ges till Lidköpings kommun för att minska eller bibehålla nuvarande salthalt är att installera kontinuerlig övervakning av konduktivitet i uttagsbrunnarna och av grundvattennivå i de två rör som ligger brunnarna närmast. Detta för att i realtid kunna följa hur uttagssätt och grundvattennivå påverkar salthalten. En idé är också att strategiskt placera ut en eller flera nya uttagsbrunnar och på så sätt undvika saltansamlingar i djupa jordlager. / Lidköping municipality in Västra Götaland county, Sweden, extracts some of its raw water for drinking water production from Rådaås aquifer. It is done by using three different pumping wells (Well 1, Well 2 and Well 3) which are run one at a time in a cyclic manner. Recently, the municipality personnel have started to suspect that the salinity of the raw water is increasing. They are therefore interested in understanding the cause of the problem and what could be done to mitigate it.  The purpose of this study is to investigate the occurrence and origin of saline groundwater in the Rådaås aquifer and to determine how operation of the pumping wells along with groundwater levels affect the salinity in the raw water. Since there is already a suspicion of the saline water being relict salt water, that is a hypothesis for this study. Relict salt water is saline groundwater deposited during times when an area was covered by marine water, for example some areas of Sweden during the development of the Baltic Sea since the latest ice age.    To investigate the occurrence of saline groundwater in the aquifer, all available piezometers were tested for functionality and sampled to analyse chloride concentration. The results show that the chloride concentration increases with the depth of the piezometer and that the highest concentrations are found in a depression or furrow in the bedrock just below Well 1 and 2. To investigate the origin of the saline groundwater, some of the piezometers and all pumping wells were tested for iodide. Using the iodide/chloride ratio, it was concluded that the salt water is relict. To investigate how operation of the pumping wells affect the salinity of the raw water, samples of chloride concentration were extracted in the beginning and in the end of each pumping period and well during three months. The resulting pattern of chloride concentration was compared to groundwater levels. The results show that the chloride concentrations in the raw water increase during the pumping periods for all wells, but recover when the well is resting. In general, Well 2 shows the highest salinity and Well 3 shows the lowest. The reason may be that of the three, Well 2 is located last in the groundwater flow direction, while Well 3 is located first and is also furthest away from the furrow in the bedrock.    The results of this study also show that groundwater withdrawal from Rådaås aquifer since the 1990’s has caused an increase of salinity in the raw water. Recommendations given to Lidköping municipality to reduce or maintain the salinity of the raw water are to install continuous surveillance of conductivity in the pumping wells and of groundwater levels in the two most adjacent piezometers. This is to enable live monitoring of how operating the pumping wells along with groundwater levels affect the salinity. Another idea is to strategically place one or more new pumping wells to insure that they avoid deep layers of soil where salt water is accumulated.