<p>Många svenska kommuner har idag problem med överbelastade avloppsledningssystem. Det kan bland annat resultera i källaröversvämningar i närbelägna fastigheter, överbelastade reningsverk eller bräddningar till recipienten. För att motverka dessa effekter kan olika åtgärder vidtas. Åtgärderna kan vara olika lämpliga beroende på typ av område och kostnaderna för genomförandet kan variera kraftigt och ha olika miljöpåverkan. Detta innebär att det är viktigt att väga samman effektiviteten av olika åtgärder, deras miljöpåverkan, kundnytta och kostnad.</p><p>Syftet med examensarbetet var att med hjälp av ett hydrauliskt modelleringsverktyg (PCSWMM) studera ett antal typområden och ta fram en förenklad modell. Modellen ska enkelt kunna anpassas till olika områden och ge en översiktlig bild av situationen i områdets ledningssystem. Därmed kan eventuella överbelastningsproblem lokaliseras och en kostnadseffektiv lösning testas.</p><p>En hydraulisk modell utvecklades för Viksängsvägens avrinningsområde i Södertälje kommun. Det är ett äldre område med underdimensionerade ledningar vilket orsakar problem vid hård belastning. Effekten av olika åtgärder testades i modellen och en kostnadsanalys gjordes för att utreda vilken åtgärd som var mest kostnadseffektiv.</p><p>En grenad modell visade sig ge bäst beskrivning av Viksängsvägens avrinningsområde. Det var en förenklad modell som gick relativt snabbt att sätta upp för ett nytt område och som tog hänsyn till avrinningsvolym, ledningskapacitet och ledningssystemets struktur. Modellen kräver dock en del information om ledningssystemets uppbyggnad och de hårdgjorda ytornas fördelning över området.</p><p>Den åtgärd som rekommenderades för Viksängsvägens avrinningsområde var att bygga utjämningsmagasin i anslutning till Viksängsvägen. Detta för att kostnaden var relativt liten jämfört med andra åtgärder samt för de positiva effekter åtgärden har på miljön och människorna som bor och vistas i området.</p>

Många svenska kommuner har idag problem med överbelastade avloppsledningssystem. Det kan bland annat resultera i källaröversvämningar i närbelägna fastigheter, överbelastade reningsverk eller bräddningar till recipienten. För att motverka dessa effekter kan olika åtgärder vidtas. Åtgärderna kan vara olika lämpliga beroende på typ av område och kostnaderna för genomförandet kan variera kraftigt och ha olika miljöpåverkan. Detta innebär att det är viktigt att väga samman effektiviteten av olika åtgärder, deras miljöpåverkan, kundnytta och kostnad. Syftet med examensarbetet var att med hjälp av ett hydrauliskt modelleringsverktyg (PCSWMM) studera ett antal typområden och ta fram en förenklad modell. Modellen ska enkelt kunna anpassas till olika områden och ge en översiktlig bild av situationen i områdets ledningssystem. Därmed kan eventuella överbelastningsproblem lokaliseras och en kostnadseffektiv lösning testas. En hydraulisk modell utvecklades för Viksängsvägens avrinningsområde i Södertälje kommun. Det är ett äldre område med underdimensionerade ledningar vilket orsakar problem vid hård belastning. Effekten av olika åtgärder testades i modellen och en kostnadsanalys gjordes för att utreda vilken åtgärd som var mest kostnadseffektiv. En grenad modell visade sig ge bäst beskrivning av Viksängsvägens avrinningsområde. Det var en förenklad modell som gick relativt snabbt att sätta upp för ett nytt område och som tog hänsyn till avrinningsvolym, ledningskapacitet och ledningssystemets struktur. Modellen kräver dock en del information om ledningssystemets uppbyggnad och de hårdgjorda ytornas fördelning över området. Den åtgärd som rekommenderades för Viksängsvägens avrinningsområde var att bygga utjämningsmagasin i anslutning till Viksängsvägen. Detta för att kostnaden var relativt liten jämfört med andra åtgärder samt för de positiva effekter åtgärden har på miljön och människorna som bor och vistas i området.

För att utreda ärenden kopplade till bräddning och källaröversvämningar blir det allt vanligare att använda hydraulisk modellering. I hydrauliska modeller ingår flera olika beståndsdelar,bland annat ledningar, brunnar, bräddavlopp och pumpstationer. Pumpstationer är en beståndsdel som är ganska komplex att beskriva i dessa modeller och att ta fram den relativt stora mängd indata som krävs för att beskriva modellparametrarna kan vara mycket tidskrävande. Genom att veta vilka modellparametrar i pumpstationer som har störst betydelse för modellberäkningarna skulle mer vikt kunna läggas vid att beskriva dessa och därmed skulle modelleringen kunna bli mer tidseffektiv och beräkningsresultatet bli bättre kvalitetsmässigt. En modellparameter som tros vara av stor betydelse för modellberäkningarna är pumpkapacitet. Hur verklig pumpkapacitet skiljer sig från teoretisk pumpkapacitet och hur detta påverkar modellberäkningarna är därför intressant att veta. Syftet med det här examensarbetet var att genom kapacitetsmätning i avloppspumpstationer undersöka hur uppmätt pumpkapacitet skiljer sig från teoretisk pumpkapacitet. Därtill var syftet att undersöka hur pumpstationer bäst beskrivs i modeller och hur variationer av utvalda modellparametrar påverkar beräkningsresultatet med avseende på flöde och bräddvolym.Pumpkapacitet mättes i totalt elva pumpstationer belägna i Uppsala och Västervik. Modeller av dessa pumpstationer konstruerades sedan i MIKE URBAN. Utgångspunkten var att beskriva pumpstationsmodellerna så verklighetsbaserat som möjligt och modellerna kalibrerades också mot uppmätt kapacitet. För modellparametrarna pumpkapacitet samt accelerations- och retardationstid genomfördes sedan en känslighetsanalys. Resultaten visade att uppmätt pumpkapacitet ofta skiljer sig från teoretisk pumpkapacitet och att skillnaderna kan bero på försämrad kondition hos både pump och tryckledning. Resultaten visade också på behovet att kalibrera modeller för att erhålla beräkningsresultat som i tillräcklig grad beskriver verkliga förhållanden vad gäller flöde. Enligt den här studien bör dessutom eventuella högpunkter före släppunkt på tryckledningen beskrivas i modeller för att beräkningsresultatet bättre ska beskriva verkliga förhållanden vad gäller flöde. Resultaten av känslighetsanalysen visade att variation av modellparametern pumpkapacitet tydligt påverkar resultatet av modellberäkningar med avseende på både flöde och bräddvolym. Variation av modellparametrarna accelerations- och retardationstid påverkade resultatet från modellberäkningar med avseende på flöde medan påverkan på bräddvolym endast var marginell.

Sveriges storstäder växer och infrastrukturen byggs ut. Infrastrukturen anläggs till stor del under mark speciellt i Sveriges två största städer, Stockholm och Göteborg. Anläggning under markytan måste beakta husbyggnader och närliggande bergrum. Nya tunnlar kan på många ställen få en liten bergtäckning mellan befintliga tunnlar och markytan, vilket kan ställa till med problem vid konventionell sprängning.  Urbaniseringen kräver även nya bostäder och kontor, där de nya byggnaderna och anläggningarna konstrueras ibland nära befintliga. Sprängning måste i dessa fall utföras kontrollerat inom acceptabla nivåer för att inte skada de befintliga konstruktionerna.   Detta sätter stora krav på själva sprängningsarbetet. I extremt känsliga miljöer är de alternativa metoderna till sprängning det enda valen ifall konstruktionen ska uppföras. I detta examensarbete har de två vanligaste alternativa metoderna vajersågning och hydraulisk spräckning detaljstuderats för att utvärdera metoderna i urban miljö.  En kvalitativ studie har genomförts som består av litteratur- och intervjustudie. Litteraturstudien behandlar omgivningspåverkan från sprängning och beskriver även hur de alternativa metoderna fungerar. Intervjustudien har genomförts semi-strukturerad med entreprenörer inom vajersågning och hydraulisk spräckning och visar att metoderna fungerar bra och är här för att stanna. Vajersågning är lämplig vid tunneldrivning och känsliga bergkonturer i ovanjordsprojekt. Hydraulisk spräckning utförs med fördel i kombination med vajersågning vid tunneldrivning och fungerar bäst för stora ytor med lågt djup i ovanjordsprojekt. Entreprenörerna uppfattar generellt att projektörerna saknar kompetens inom vajersågning och hydraulisk spräckning, vilket påvisar betydelsen för detta examensarbete.

Projektet har utförts på uppdrag av Mont Blanc som är en tillverkare av takräcken, takboxar och cykelhållare m.m. Uppdragsgivaren har intresse av att testa sina takräcken för vibrationer som orsakas av en bil i rörelse. Uppgiften har bestått i att ta fram förslag på utrustning som kan simulera vibrationer från vägbana samt rekommendation på hur takräckena skall fästas på utrustningen. Arbetet inleddes med datainsamling genom intervjuer samt möten med uppdragsgivaren och återförsäljare. För att ta reda på vilka typer av utrustning som finns på marknaden gjordes en marknadsanalys. Parallellt med detta gjordes idé- och konceptgenerering för fästanordningen. Resultatet blev ett system med en elektrodynamisk vibrator som skakar takräckena i en axel. Den elektrodynamiska vibratorn fungerar som en högtalare. Den verkar genom att en talspole rör sig upp och ner i ett magnetfält med hjälp av växelström och därmed får armaturen att skaka. Fästanordningen som rekommenderas består av en T-spårskena och T-spårmutter vilka först skruvas fast i en platta och sedan i monteringsbordet på skakutrustningen. Takräckena monteras på fixturer som sedan skruvas fast i T-spårskenan. Fästanordningen tillåter justering av fixturerna i en axel vilket var ett av uppdragsgivarens krav. I studien diskuteras behovet av en vibrationsutrustning som testar takräcken i fler än en axel i taget, samt svårigheterna med att jämföra olika systemförslag. Rekommendationen är ett system bestående av en elektrodynamisk vibrator och montering med T-spårskena.

Storm water runoff in urban areas will be collected in storm water systems and one typeof solution to receive a flow and pollution reduction is storm water ponds. This studyincludes a literature study that compiles knowledge and literature about storm water andtreatment of storm water by ponds. Compiled information and equations describingrunoff and processes in storm water ponds have been used as base for creating an Excelbased calculation tool specific for storm water ponds. By entering information about astorm water pond as input to the tool step by step it provides an estimated resultregarding the pollution reduction efficiency of the incoming storm water. The toolestimates the reduction efficiency for suspended soils (SS), phosphorus, (P), copper(Cu) and zinc (Zn). The reduction efficiency of SS is determined in the tool by usingtwo different methods that includes input data of the pond hydraulics depending on itsdesign, incoming concentration of SS and the pond volume relative to runoff area. Thetool also estimates the reduction efficiency of SS by particle fraction. Reduction of P,Cu and Zn is estimated in two methods by using the particle bound and the reductionefficiency of SS. The created tool has thereafter been applied on six well documentedponds located in Sweden. The estimated results by the tool is thereafter compeered tothe documented results regarding incoming flow, pollution concertation and reductionefficacy. The estimated tool is also compared with results from StormTac, which is aprogram for design of storm water facilities. The result indicates that the tool estimatesthe incoming flow and concentration relatively well but that it is complicated toestimates the big variations in storm water. Both the tool and StormTac generallyestimates lower reduction efficacy of SS than the actual for all selected ponds. Thereduction efficiency of P, Cu and Zn is also underestimated by the tool compared to theactual values. However, it can be observed that the estimated result follow the sametrend as the actual values and result from StormTac.

Geothermal energy can be extracted from an aquifer, where the groundwater is used as heat exchange medium while heat and cold are stored in the surrounding material in the aquifer and to some extent in the groundwater. Application of aquifer storage for the use of geothermal energy is mainly used in large scale facilities and is limited to sites with suitable aquifers in the form of ridges, sandstone and limestone aquifers. Löwenströmska hospital in the municipality of Upplands Väsby, north of Stockholm, is located nearby the northern part of the Stockholm esker. This means that it can be profitable and environmentally beneficial for the hospital to examine the possibilities of aquifer storage in the esker material next to its property. The purpose of this master thesis has been to investigate if geothermal energy storage with a seasonal storage of heat and cold can be applied within Löwenströmska hospital’s property area using groundwater modeling. A hydraulic groundwater model was constructed in MODFLOW based on a simplified conceptual model of the groundwater system. The hydraulic groundwater model was calibrated and validated against observed groundwater levels before and after a pumping test. The hydraulic groundwater model was then used to implement a fictitious geothermal energy storage with MT3DMS. MT3DMS is a modular function used with MODFLOW, which can be modified to simulate heat transport. The result shows that the geothermal energy storage can store seasonal heating and cooling of about 4 GWh, which covers 85 % of the hospital’s heating demand with an assumed SP-factor of 4, and the entire cooling demand. To cover 50 % of the peak heating power it was calculated that a flow of 63 l/s was needed, and according to the model this is possible. The geothermal energy storage does not need to be completely in energy balance, since the aquifer is recharged with its natural groundwater. The location of the wells influences which flows that are needed to create energy balance. A too close placement of the wells leads to a thermal breakthrough. The hydraulic conductivity of the esker material affects the amount of energy that can be stored. A higher hydraulic conductivity provides greater energy losses and a lower hydraulic conductivity favors the energy storage but gives a greater influence area. A number of assumptions have been made in the model construction of the hydrogeological model and further investigation of the geological and hydrogeological conditions are desirable to improve the model.

Hydraulisk spräckning – i debatten omnämnd som fracking – är en kontroversiell energiteknik som väckt starka känslor. Genom att borra horisontella cementrör i skifferformationer och sedan påföra en kemikaliespetsad vattenblandning under tryck har bunden gas kunnat utvinnas. Fracking medför en rad miljörisker och adderar ett nytt fossilt bränsle i en tid när världen står i behov av att lämna den fossila eran. Tekniken har mellan åren 2010-2013 påverkat den globala energisituationen i allmänhet och den amerikanska marknaden i synnerhet. EU:s strävan att kopiera the US shalegas-revolution innebar att en komplicerad teknikdebatt tog fart under 2012. Energisystem är bärare av en bred uppsättning värderingar varpå samhället vilar och utvecklas. Med hjälp av aktörs-nätverksteorin (ANT) har jag kartlagt aktörer och aktörsnätverkens utveckling i EU kring fracking under år 2013. Studien gör en fördjupning av utvecklingen i Sverige och jämför med Polen och Frankrike. I Sverige och i synnerhet Frankrike har de lokala mikro-aktörerna varit framgångsrika i att bilda aktörsnätverk och lyckats beskriva teknikens negativa påverkan. I Frankrike finns ett nationellt förbud mot fracking som åtnjuter brett stöd. I Polen där ett nationellt energioberoende är avgörande på nationell makro-nivå är stödet för fracking solitt. Utvecklingen av aktörsnätverken i USA har haft stor påverkan på den europeiska utvecklingen. I EU lyckades inte de aktörsnätverk som stred för en hårdare reglering att övertyga kommissionen att föreslå ny lagstiftning. Kommissionen föreslog, i strid mot Europaparlamentet, endast icke-bindande rekommendationer för fracking i EU. I Sverige har de lokala aktörerna lyckats med många översättningar och de har expanderat sitt aktörsnätverk så mycket att fracking sannolikt inte kommer i fråga. För utvecklingen av samtliga aktörsnätverk har vatten varit den artefakt som alla aktörer har tvingats förhålla sig till. Fracking kräver stora volymer vatten, förorenar vatten, påverkar det omkringliggande vattentäkterna och kräver transport av vatten. Vatten är en tydlig obligatorisk passagepunkt för fracking. / Hydraulic fracturing – fracking – is a controversial technology that generates strong feelings. Hydraulic fracturing is horizontal drilling and fracturing of shale rock by a pressurized liquid with water, sand and chemicals. Fracking involves a number of environmental hazards, and adds a new fossil fuel at a time when the world needs to leave the fossil fuel era. Fracking has between 2010 and 2013 affected the global energy policy in general and the U.S. market in particular. A complex technology debate took off in 2012 when European Union desire to copy the U.S. shale gas revolution. Energy politics is a carrier of a broad set of values upon which society is based and developed. With the help of the actor–network theory (ANT) I have mapped the development for actors and networks in the EU on fracking in 2013. The study describes the development in Sweden and compare with Poland and France. In Sweden and especially France, the local micro-actors have been successful in developing networks which has spread knowledge of the negative impacts of fracking. France got a broad support behind the national moratorium against fracking. In Poland, where the national energy dependency is of crucial macro importance the support for fracking is overwhelming. The development of actor-networks in the U.S. has had a major impact on the development in EU. In Europe the network who fought for stricter regulations failed. The Commission only enforced non-binding recommendations on fracking against the will of the European Parliament. In Sweden, the local actors succeeded with many translations and expanded its network which implies that fracking is not likely to expand. In all networks, water has been the artifact that all actors have had to address. Fracking requires large volumes of water, pollute the water, affects the surrounding water sources and require transportation of water. Water has become an obligatory passage point for fracking.

Detta projekt behandlar hur vatten rör sig i Gävleåsen, det vill säga åsens hydrogeologiska förhållanden. Gävle kommun tar sitt dricksvatten från Gävleåsens grundvattenmagasin. För att öka grundvattenbildningen i åsen används konstgjord infiltration av åvatten och grundvatten genom infiltrationsbassänger, infiltrationsbrunnar och en sprinkleranläggning. Projektet initierades med bakgrund att grundvattennivåerna i Gävle kommuns grundvattentäkt sjunker på grund av vattenuttaget. Syftet med projektet var att bestämma om variationer i halt löst syre, organiskt material, an- och katjoner samt stabila syre- och väteisotoper kunde användas för att förklara de hydrogeologiska förhållandena i Gävleåsen. Även storleken på flödet uppströms och nedströms om infiltrationsanläggningen samt blandningsförhållandet nedströms skulle fastställas. Tre modeller över hur flödet varierade i åsen utformades på grund av den stora osäkerhet som fanns vid uppskattning av åsens mättade hydrauliska konduktivitet som användes vid flödesberäkningarna. I den första modellen antogs att flödesmassbalansen i åsen stämde, det vill säga att flödet nedströms var en summa av flödet uppströms om och flödet från infiltrationsanläggningen. Den andra modellen byggde på att det skedde ett okänt nettoutflöde från åsen mellan flödet uppströms och flödet nedströms om infiltrationsanläggningen. Att vatten istället skulle ha tillkommit till akviferen från exempelvis Gavleån eller genom inträngning av äldre grundvatten undersöktes med den tredje modellen. Uppställning av en isotopmassbalans för de olika modellerna tydde på att alla modeller kunde vara en möjlig bild av hur flödena i Gävleåsens akvifer förhöll sig till varandra och infiltrationsflödet genom infiltrationsanläggningen. Vid beräkning av blandningsförhållandet mellan grund- och åvatten nedströms om infiltrationsanläggningen visade både syreisotopsberäkningar och beräkningar med kloridjoner att cirka 25 procent åvatten tillkommit i akviferen. De kemiska parametrarna löst syre och organiskt material visade sig inte vara lämpliga som spårämnen för att bestämma källor till ett flöde. Dock kan dessa parametrar användas för att bedöma om det skett en förändring i vattenkvaliteten.

Den här studien har sökt kartlägga och kvantifiera hur olika metoder att ansätta avrinningskoefficienter påverkar simuleringsresultaten vid hydraulisk modellering av spillvattenförande ledningssystem. Olika metoder att ansätta avrinningskoefficienter tillämpades på två modellområden av olika karaktär. Varje modellområde bestod av mindre delavrinningsområden kopplade till en ledningsnätsmodell i modellverktyget MIKE URBAN. I MIKE URBAN kopplas ledningssegment i ledningsnätsmodellen samman av noder, även tillrinningen från modellområdets delavrinningsområden har sitt inlopp i dessa noder. Noderna kan motsvara nedstigningsbrunnar, tillsynsbrunnar och rännstensbrunnar i det verkliga ledningsnätssystemet (Blomquist et al. 2016). Skillnader i absolut maximalt nodvattendjup mellan olika metoder att ansätta avrinningskoefficienter visualiserades i kartbilder. Resultaten visade att det uppstod skillnader i ledningsnätsmodellernas maximala simulerade nodvattendjup när olika metoder att ansätta avrinningskoefficienter användes. Med regressionsanalyser undersöktes samband mellan relativ förändring i reducerad area och relativ förändring i simulerade maximala nodvattendjup mellan olika metoder att ansätta avrinningskoefficienter. För noder längst uppströms i ledningssystemet påvisades ett positivt linjärt samband mellan relativ förändring i maximalt nodvattendjup och relativ förändring i ansluten reducerad area. Sambandet mellan relativ förändring i maximalt nodvattendjup och relativ förändring i reducerad area skiljde sig i styrka för olika modellsimuleringar. För modellområde J som har ett helt separerat spillvattennät och en homogen bebyggelse låg förklaringsgraden på omkring 50 procent för samtliga modellscenarier. I samtliga modellscenarier för modellområde J låg det maximala nodvattendjupet över nedströms ledningshjässa vilket kan tyda på att begränsningar i ledningsdimensioner har inverkan på det maximala simulerade nodvattendjupet. För modellområde E var sambandet mellan relativ förändring i maximalt nodvattendjup och relativ förändring i ansluten reducerad area starkare än för modellområde J för en majoritet av simuleringsscenarierna. Resultaten bör betraktas utifrån studiens begränsade omfattning samt utifrån att modellerna är teoretiska då de inte kalibrerats mot mätdata. Studien visualiserar dock att beroende på vilken metod som använts för att ansätta avrinningskoefficienter kan skillnader i simuleringsresultat bli stora för vissa delar av modellområdet. Fortsatta studier är därför viktiga för en ökad transparens vid hydraulisk modellering av ledningsnätssystem och för att tydliggöra osäkerheter som är kopplade till avrinningskoefficienter.