<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.

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.

The anadromous Atlantic salmon (Salmo salar) is dependent on river connectivity to reach spawning and rearing habitats in rivers. Most rivers are today fragmented by artificial barriers such as hydroelectric powerplants (HEP) which impede this migratory movement. As an effort to mitigate river fragmentation, upstream passages have been built at some impediments, but passage facilitating downstream migration has been commonly disregarded until recently. The increased mortality associated with downstream movement through hydroelectric turbines have caused population declines and extirpation in some areas. A common first measure to improve downstream passage is to increase spill discharge during critical time periods. In this study we aim to evaluate the efficiency of increased spill as a management tool and investigate the effect on environmental and physiological factors on fish passage in River Mörrumsån, Sweden. This was done by tracking salmon smolt using high resolution acoustic telemetry and time-to-event models. The results were then further explored in relation to 2D-hydraulic models of different spill scenarios. The results show that increasing the spill at Upper Hemsjö HEP resulted in a relatively high impediment passage efficiency. Spill gate passage was best explained by the proportion of spill in relation to intake channel discharge and diel period. Increased spill and nights without ambient lights where positively associated with spill gate passage rate. Increased levels of spill seamed to increase the attraction to the spill gate passage zone which could be explained by the increased area of flow directed toward the spill gate observed in the hydraulic model, showing the usefulness of hydraulic models as an additional tool in evaluation and planning of remedial measures. The result in this study shows that increased spill can be an effective way to ameliorate river fragmentation, however this should be put in relation to the goal of the mitigation measure as increased spill only creates a temporary solution for a permanent problem. / Den anadroma Atlantlaxen (Salmo salar) är beroende av fria vandringsvägar mellan hav och älv, då de nyttjar olika habitat under olika delar av livscykeln. Laxen vandra mellan dess tillväxt område i havet och deras parnings samt uppväxt område i älvar. Det flesta vattendrag är i dag fragmenterade av artificiella barriärer som tillexempel vattenkraftverk. För att minska de negativa effekterna av dessa har uppströmspassager konstruerats, men passage för nedströmsvandring har ofta åsidosatts. Den ökade dödligheten associerad med nedströmspassage genom vattenkraftturbiner har haft kraftig påverkan på många populationer. En vanlig första åtgärd för att förbättra nedströmspassagen är att öka mängden vatten som spills under kritiska perioder, som laxsmoltens nedströmsvandring under våren. Målet med denna studie är att utvärdera ökat spill som en förvaltningsåtgärd och analyserar hur olika miljöfaktorer och fysiologiska faktorer påverkar passageeffektiviteten för nedströmsmigrerande smolt. Detta undersöktes genom att använda högupplöst hydroakustisk telemetri för att spåra fisken och genom att analysera rörelsen med hjälp av time-to-event modeller. Tvådimensionella hydrauliska modeller skapades för att ytterligare utforska resultaten i förhållande till olika spill regimer. Den ökade spill regimen resulterade i relativt hög passage effektivitet förbi hindret. Passage genom spill porten kunde bäst förklaras av period på dygnet samt proportionen av spill i förhållande till flödet genom intagskanalen. Ökad passage effektivitet kunde associeras med passage under natten när belysningen på dammen var avstängd samt ökad andel spill i förhållande till flödet genom intagaskanalen. Ökat spill verkade resultera i ökad attraktion till området framför spill porten, vilket skulle kunna förklaras av den ökade ytan av vatten som rör sig mot spill porten som observerades i den hydrauliska modellen. Dessa resultat visar hur hydrauliskmodellering kan användas som ytterligare ett förvaltningsverktyg för att utvärdera eller planera förbättringsåtgärder. Resultaten Vidare indikerar studien att ökat spill är en metod som kan förbättrar laxsmoltens möjligheter till nedströms passage, detta bör dock sättas i relation till vad som är målet med åtgärden, ökat spill gynnar ett fåtal arter under en begränsad tid på året. Således kvarstår problemet med begränsad konnektivitet i vattendraget under resterande delar av året.

Metoden för att avgränsa modellområdet i delavrinningsområden med homogena hydrologiska parametrar inför hydrauliska ledningsnätssimuleringar kan vara tidsödande. Olika metoder och tillvägagångssätt finns att tillgå, men kunskapen om hur valet av avgränsningsmetod påverkar simuleringsresultaten är begränsad.   I examensarbetet undersöktes hur fyra enkla avgränsningsmetoder, i jämförelse med två detaljerade metoder, påverkade en hydraulisk simulering av en regnhändelse på sex olika modelluppsättningar av spill- och dagvattennät. De detaljerade metoderna byggde på information om markhöjder i kombination med byggnaders placering, medan de enklare metoderna byggde på information om markhöjder respektive Thiessenpolygoner. Avgränsningsmetoderna testades för en dagvattenmodell, en kombinerad spill- och dagvattenmodell, och fyra spillvattenmodeller. Alla modellparametrar förutom de associerade med delavrinningsområdena (bidragande yta, koncentrationstid) hölls konstanta medan en regnhändelse med återkomsttid tio år och en maximal regnintensitet av 22,8 µm/s (82.1 mm/h) simulerades för varje avgränsningsmetod och modelluppsättning.    De olika metoderna gav upphov till skillnader i simulerat maximalt vattendjup i modelluppsättningarnas brunnar. De enklare metoderna tenderade att underskatta de simulerade vattendjupen och avvikelsen mot de detaljerade metoderna översteg 0,1 m, vilket utgjort en gräns för när avvikelsen får praktisk betydelse. Fler avvikelser erhölls uppströms i ledningsnätet och för modelluppsättningar med större avrinningsbildning. Inga entydigt upprepande förhållanden mellan metodernas påverkan på simuleringsresultaten mellan modelluppsättningarna fanns, varvid modellområdesegenskaper tros påverka effekten av vald avgränsningsmetod. Resultaten indikerade att det kan vara mer motiverat att använda enklare avgränsningsmetoder för spillvattenmodeller i förortsmiljö än för dagvattenmodeller i stadsmiljö, samt att metoder baserat på Thiessenpolygoner ger bättre överensstämmelse mot detaljerade metoder än de topografibaserade. / The method of delineating a model into sub-catchments with homogenous hydrological parameters, before performing hydraulic simulations, can be tedious work. Different approaches and methods for this purpose exist, but the understanding for how the choice of delineation method affects the modeling process and in the end the simulation results is limited.    This thesis explored how four simplified delineation methods, in comparison with two detailed methods, affected hydraulic simulation of a rain event on six different model set ups. The detailed methods were based on terrain analysis and property boundaries. The simplified methods were composed of twomethods based on terrain analysis of elevation models, and two methods based on Thiessen polygons. The delineation methods were applied on one stormwater model, one combined storm- and wastewater model, and on four wastewater models. All model parameters except for those associated with the sub-catchments (time of concentration, imperviousness) were kept constant as a scenario of a rain event with a return time period of 10 years and maximum intensity of 22.8 µm/s (82.1 mm/h) were simulated for every delineation method and model set up.   The different methods resulted in differences in simulated maximal water depth in the modelled manholes. The simplified methods tended to underestimate the water depth. Additionally, the deviation from the detailed methods exceeded 0.1m, which is a threshold value for when the deviations will be of practical importance. Greater deviations occurred upstream in the sewer system and for models with greater runoff volume. No unambiguous patterns were found between the methods and the model setups. Hence, the delineation methods cannot by themselves explain the observed deviation in the simulated water depths. The results indicate that it is more suitable to apply a simple method on a sewage model in a suburban area, than for a stormwater model in an urban area. In addition, the simplified methods based on Thiessen polygons showed more agreement with the detailed methods than the simple methods based on terrain analysis.

I Sverige finns idag en vedertagen metod för att bestämma dimensionerande flöde för dammanläggningar. De teoretiska beräkningarna av dimensionerande flöde för dammanläggningar tillhörande flödesdimensioneringsklass I baseras på HBV-modellen, en begreppsmässig hydrologisk beräkningsmodell som beskriver samspelet mellan de meteorologiska och hydrologiska förhållanden som råder inom ett avrinningsområde. Begreppsmässiga hydrologiska modeller baseras på vattenbalansen och används för att bestämma tillrinning till vattendrag, sjöar eller andra vattenförekomster. Vid hydrologisk modellering med begreppsmässiga modeller tas ingen explicit hänsyn till vattendragets geometri. Trånga sektioner i naturliga vattendrag kan hindra vattnets framfart och orsaka dämning uppströms den trånga sektionen. Till följd av det kan en del av flödestoppen kvarhållas i terrängen och därmed dämpas och fördröjas. Hydrauliska modeller beskriver vattnets flöde genom vattendraget. Högupplöst höjddata utgör grunden i en hydraulisk modell och vid hydraulisk modellering tas således hänsyn till avrinningsområdets topografi såväl som vattendragets batymetri. Syftet med detta examensarbete var att analysera tillförlitligheten i beräknade dimensionerande flöden framtagna enligt Flödeskommitténs Riktlinjer för bestämning av dimensionerande flöden för dammanläggningar. Genom att upprätta hydrauliska modeller över två specifika vattendragssträckor som berörs av trånga sektioner kunde det undersökas huruvida de trånga sektionerna orsakar någon flödesdämpning samt om flödesdämpningen beror av storleken på vattenflödet. De områden som var föremål för denna studie var en delsträcka av Övre Lagan samt en del av Bolmån som är Lagans största tillflöde. Resultaten visade att flödestopparna dämpades och att det var de trånga sektionerna som orsakade den huvudsakliga flödesdämpningen. Vidare visade resultaten att den relativa dämpningen beror av storleken på inflödet i de hydrauliska modellerna. Den relativa dämpningen av det dimensionerandet flödet vid Övre Lagan var marginell, 1,2 % respektive 2,0 %, medan den vid Bolmån uppgick till 6,7 %. Det faktum att de dimensionerande flödena emellertid dämpades i de båda fallen bör vara skäl nog att se över metoden för bestämmandet av dimensionerande flöden för dammanläggningar tillhörande flödesdimensioneringsklass I och undersöka huruvida det är möjligt att innefatta hydraulisk modellering i den idag vedertagna beräkningsmetodiken. / In Sweden there is currently an accepted method for determining the design floods for dams which is described in The Swedish Design Flood Guidelines. The theoretical calculations of the design floods for dams associated with Flood Design Category I are based on the HBV model, a conceptual hydrological model that describes the interaction between the meteorological and hydrological conditions within a basin. Conceptual hydrological models are based on the water balance and are used to determine runoff to streams, lakes or other bodies of water. Conceptual hydrological models do not take explicit account for the geometry of the watercourse. Narrow sections in natural streams may prevent water flow and cause impoundment upstream from the narrow section. Following that, a part of the flow peak can be retained in the terrain and thereby attenuated and delayed. Hydraulic models describe the flow of water through the watercourse. High resolution elevation data is the foundation of a hydraulic model and hydraulic models thus take into account the basin topography as well as the watercourse bathymetry. The objective of this study was to analyze the reliability of design floods that have been determined according to The Swedish Design Flood Guidelines. By establishing hydraulic models of two specific streams affected by narrow sections it could be examined whether the narrow sections cause flow attenuation and whether the flow attenuation depends on the size of the water flow. The areas which were the subject of this study were a subsection of River Lagan and part of River Bolmån, which is River Lagan’s largest tributary. The results of the hydraulic model simulations showed that the flow peaks were attenuated and that it was the narrow sections that caused the main flow attenuation. Furthermore, the results showed that the relative attenuation depends on the size of the inflow in the hydraulic models. The relative attenuation of the design floods was 1.2 % and 2.0 % at River Lagan and 6.7 % at River Bolmån. The relative attenuation of the design flood was thus marginal at River Lagan. The fact that the design floods nevertheless were attenuated at both areas which were the subject of this study should be reason enough to review the method for the determination of design floods for dams associated with Flood Design Category I and examine whether it is possible to include hydraulic modeling in today’s conventional calculation methodology.

Ett allt vanligare uppdrag inom hydraulisk modellering är att undersöka hur nya bostads- och handelsområden påverkar statusen för äldre befintliga ledningsnät. I nya områden anläggs nästan uteslutande separatsystem och eftersom nya områden oftast uppförs utanför den befintliga bebyggelsen måste spillvattnet från dessa områden transporteras genom det befintliga avloppsnätet, vilket kan vara helt eller delvis kombinerat. I stadsdelen Hjorthagen i Stockholm planeras 5000 nya lägenheter att byggas och spillvattenflödet från dessa skall anslutas uppströms det befintliga kombinerade ledningsnätet i området. Examensarbetet har gått ut på att undersöka hur det kombinerade ledningssystemet påverkas av den tillkommande spillvattenbelastningen. Syftet var att undersöka hur den dimensionerande spillvattenavrinningen påverkar de åtgärder och kostnader som behövs för att få det utökade ledningsnätet att fungera, samt att utreda behovet av ytterligare anpassningar av ledningsnätet inför framtida klimatförändringar. Vid beräkning av bräddvolymer simuleras vanligen spillvattenavrinningen från medeldygnsförbrukning av vatten. I studien har det även ingått att undersöka om detta sätt ger lägre bräddvolymer jämfört med att variera vattenförbrukningen med ett veckomönster. Med modelleringsprogrammet MIKE Urban undersöktes tre fall av dimensionerande spillvattenflöde från det tillkommande området i Hjorthagen. Olika stor säkerhetsmarginal användes vid dimensioneringen. I alla tre fallen fick det tillkommande spillvattenflödet kapaciteten i det kombinerade ledningssystemet att överskridas redan vid torrväder, med bräddning som följd. Undersökningen visade att ju högre säkerhetsmarginal dimensioneringen innebar desto mer omfattande blev de åtgärder som krävdes för att få bräddningen att upphöra. Fallet med störst säkerhetsmarginal krävde ett utjämningsmagasin på 142 m3 och att dimensionen på 670 m ledning ökades från 400 mm till 600 mm med en uppskattad åtgärdskostnad på omkring nio miljoner kronor. De åtgärder som krävdes för att undvika bräddning vid torrväder var i alla tre fallen tillräckliga för att både minska bräddningen vid regnväder och för att klimatanpassa ledningsnätet. I de fall som undersöktes kunde ingen trend ses som visade att simulering av dag- och spillvattenavrinning, utan veckovariationer i vattenförbrukningen, skulle ge för låga bräddvolymer. / An increasingly common assignment in hydraulic modeling is to investigate how sewage from new residential and commercial areas affect the status of existing sewer systems. In new areas the sewer systems are constructed to operate separately from storm drains and since new areas often are founded in the outskirt of existing areas the sanitary sewage from these areas must be transported through the older existing sewer system, which can be completely or partly combined. In the district of Hjorthagen in Stockholm 5,000 new apartments are planned to be built and sewage from these must be connected upstream of existing combined sewer system in the area. The purpose of this master thesis was to investigate how combined sewer system is affected by additional sewage load. The aim was to investigate how the choice of design sewage flow affects the measures and costs necessary to get the extended sewer system to function, and to consider the need for further adjustments to future climate change. When calculating volumes of combined sewer overflow the sewage flow usually is simulated as discharge from average water use. One objective with this thesis was to investigate whether this method gave lower volumes of combined sewer overflow as compared to using a weekly pattern. By using the modeling program MIKE Urban three choices of design sewage flow, from the new area in Hjorthagen, were investigated. The margin of safety when designing the sewage flow was increased in each case. The results showed that the capacity of the combined sewer system was exceeded during dry weather, with overflow as a result. The investigation showed that the higher margin of safety used the more extensive measures was needed. The greatest margin of safety required a storage basin of 142 m3 and that the dimension of 670 m of pipes was increased. To stop the overflow at dry weather the measures required in each case were sufficient to both reduce overflow during wet weather and to adjust the sewer system to future climate. Simulating the rainfall runoff and sewage flow, without weekly variations in water consumption did not underestimate the volumes of combined sewer overflow compared to varying the water use.

Expansion of cities and major infrastructure projects lead to changes in land use and river flows. The probability of flooding is expected to increase in the future as a result of these changes in combination with climate change. Hydraulic models can be used to obtain simulated water levels to investigate the risk of flooding and identify areas that might potentially be flooded due to climate change. Since a model is a simplification of the reality it is important to be aware of a model’s uncertainties. A part of this study is therefore aimed to perform a sensitivity analysis to determine which parameter has the largest impact on the model result and has to be treated more careful and accurately. In this study the 1-dimensional flow model Hydrologic Engineering Center-River Analysis System (HEC-RAS) were assed to simulate predicted water levels within the studied river. Topographic data was used to draw cross sections in Geographic Information Systems (GIS) with additional tools of HEC-GeoRAS, in order to get information about the streams geometry. The purpose of doing a sensitivity analysis was attained by investigating changes of the model results when changing different input parameters. This work is based on a reach along Mora river, in Södertälje, Sweden, as a case study. The sensitivity analysis indicate that the number of cross sections has a significant effect when simulating water levels of low flows and that the absolute error of simulated water levels increases as the average spacing between cross sections increases. The second part of the study aims to examine the effects of climate change and how it will affect water levels for the studied river. The results of the study showed that simulated water levels with flows of 100, 200 and 500 years return periods stay within the river channel and do not indicate flooded areas. The results also showed that a backwater effect due to sea level rise would affect the water levels in the stream up to a specific critical point along the studied reach. The lower reach indicated results to contain more uncertain region, where floodplain delineation changed easily as the number of cross section was changed. It is therefore important to identify the areas where uncertainties can be more critical for the results. Because of the uncertainties associated to the model used, it is important to notice that the results of this work correspond particularly to the case study in Mora River. / Studien genomförs inom Ostlänken, som är den första delsträckan av en ny höghastighetsjärnväg mellan Järna och Linköping. Bebyggelse och stora infrastrukturprojekt kommer förändra markanvändning och flöden i vattendrag. I följd av dessa förändringar, tillsammans med framtidens förändrade klimat, kommer risken för översvämningar kunna öka. För att undersöka riskerna för översvämningar och kartlägga områden som riskerar att översvämmas är en hydraulisk modell ett verktyg som kan användas. Då en modell endast är en förenkling av verkligheten och påverkas av flera olika parametrar är det viktigt att vara medveten om modellers osäkerheter. För att få modellen att efterlikna verkligheten så bra som möjligt kan det vara bra att veta vilka parametrar som har störst inverkan på modellens resultat och som bör bearbetas mer noggrant. Därmed är en del av studiens syfte att göra en känslighetsanalys för att utreda vilka modellparametrar och indata som påverkar modellresultaten, med fokus på att analysera simulerade vattennivåer. Känslighetsanalysen utförs genom en fallstudie över Moraån, där den endimensionella flödesmodellen HEC-RAS används för att beräkna vattendragets vattennivåer. Den andra delen av studiens syfte är att undersöka om hur framtidens klimatförändringar kommer kunna påverka det studerade området. En effekt av framtidens förändrade klimat är stigande havsnivåer som leder till ökad risk för översvämning vid kustnära områden. Till följd av dämningseffekter kommer de stigande havsnivåerna även ge ökade vattennivåer uppströms vattendragen, och beroende på vattendragens egenskaper och geometri kommer vattendrag längs med kusten att påverkas på olika sätt. För att undersöka riskerna för översvämningar i ett framtida klimat har modeller med olika klimatscenarios byggts upp där stigande havsnivåer kombinerats med flöden av varierande återkomsttider.

Växande städer leder till att naturmark omvandlas till stadsmiljöer. Det skapar mer hårdgjorda ytor och därmed ökade volymer dagvatten som behöver hanteras. Modellering av dagvattennätet används ofta för att bedöma kapaciteten och risk för översvämningar. Avrinningsområdets storlek är en avgörande parameter för att bedöma hur mycket vatten som kommer till en viss ledning. Traditionellt har automatisk bestämning av avrinningsområden gjorts enbart utifrån topografin. I områden med dagvattennät styr däremot ledningarnas sträckning i första hand hur vattnet rinner, och de följer inte nödvändigtvis terrängen. ArcHydro Tools, som är ett tilläggsprogram till ArcMap, har utvecklats för att beräkna topografiska avrinningsområden. Genom att programmera en tilläggsfunktion i Python har processen i ArcHydro Tools anpassats för att kunna ta hänsyn till dagvattennätet. Dagvattennätet approximerades som vattendrag. Tryckledningar och tunnlar tillåter inte något inflöde av vatten. Därför beskrevs dessa som ändpunkter i ledningsnätet, varifrån vattnet inte rann vidare. Funktionen som skapades i det här examensarbetet tillät att vattnet stannade i dessa punkter, till skillnad från i den ursprungliga metoden. Den utgick istället från att vattnet rann till kanten av det undersökta området, vilket i de här fallen skulle ha resulterat i felaktigt avgränsade avrinningsområden. Tilläggsfunktionen anpassades för att användas som övriga funktioner i ArcMap och testades på data över Lidingö stad. Resultatet visade att det var möjligt att utnyttja topografiskt baserade metoder för bestämning av avrinningsområden så att avgränsningen istället skedde med utgångspunkt i dagvattennätet. Det är ett steg mot att effektivisera processen för bestämning av avrinningsområden för användning vid hydrologisk modellering av dagvattennätet. Behovet av manuell bearbetning minskas. Ett försök att i ArcMap implementera en funktion för efterbehandling av avrinningsområden gjordes också. Funktionen letar upp avrinningsområden som bedöms som för små och lägger ihop dem med ett närliggande område. Avrinningsområden som beräknats med den modifierade metoden har senare använts vid modellering av dagvattennätet i Molkom, Värmland. / Growing populations result in expanding cities. An increase in the amount of impervious surfaces in the area will follow and thereby generate more storm water. The capacity of the drainage system can be evaluated using hydraulic modelling. The model highly depends on the catchment areas, which will determine the water volume each pipe section receive. Watershed delineation is usually done based on the topography. However, if a storm water drainage system is present, it may route the water in a different direction than the slope indicates. ArcHydro Tools is an extension to ArcMap and is commonly used to delineate catchment areas. The method heavily relies on topography during this process. A function has been developed during the course of this project to allow for the drainage system to be the primary source of information for watershed delineation. This function made sure that outlets in the model were to be evaluated as such, even if they happen to be located in the middle of the area of interest. The water is therefore not necessarily routed to the edge of the elevation model, but can be allowed to stay at the appropriate position. In order to do this, the drainage system was represented as a stream network. The new method was applied to test data supplied by Lidingö city, Stockholm, Sweden, and included elevation data and information about the drainage system. The result implies that it is indeed possible to use the drainage system as a base for delineation of catchment areas. A more efficient method of calculating catchment areas will reduce the required amount of manual processing, thereby saving time and resources. Another function, for finishing up the resulting catchment areas, is proposed but not fully implemented. The whole process was used to delineate catchment areas for Molkom, County of Värmland, Sweden. The resulting watersheds were later successfully used for modelling the storm water drains in the area.