Delineation of recharge areas for aquifers is performed in the groundwater mapping process at the Swedish geological survey, SGU. This work is time consuming and performed manually. It is therefore desirable to develop a more general and repeatable method for defining recharge areas for aquifers. The purpose of this study was to investigate two other possible methods to delineate recharge areas for aquifers. The first method was to examine the possibility of using the topography of the bedrock to define the recharge areas for aquifers. To enable this, a method for generating the topography of the bedrock was developed. The recharge area could then be defined by using the Arc Hydro Tools in ArcMap. The second method was to examine whether topographic water divides delimited from the ground surface topography could be used to delineate recharge areas for aquifers. For this purpose, topographic water divides from Svenskt Vatten ARkiv (SVAR) were used. The results show that it is possible to generate the topography of the bedrock by using information about the soil depth from the databases at SGU for small areas with a lot of data. In order to do the same over a larger area, for example the whole of Sweden, more data and perhaps other methods are needed. The topography of the bedrock gives a lot of new information in areas where the topography of the groundwater surface does not follow the topography of the ground surface, for example where deep soils with high hydraulic conductivity occur. In the outer part of the recharge areas thin layers of soil and outcrops often occur. This means that the topography of the bedrock is very similar to the topography of the ground surface and therefore does not give much new information. Recharge areas delineated from the bedrock topography are very large. This method is not complex enough to calculate the delineation of recharge areas using only the bedrock topography as an input. However, the bedrock topography can be used together with other information, especially the topography of the groundwater surface but also information about soil types and bedrock. The bedrock topography can also serve as background information in the work with delimiting recharge areas as it is done today. It is further shown that the topographic sub-catchments from SVAR are not suitable for defining recharge areas for aquifers. This is partly because the areas of the sub-catchments are entirely dependent on which point they are defined from and these points are chosen arbitrarily along the streams, and partly because the drainage direction of the sub-catchments is difficult to take into account when using this method. / Arbetet med att avgränsa grundvattenmagasin och deras tillrinningsområden sker idag inom grundvattenkarteringen på Sveriges geologiska undersökning, SGU. Detta arbete är tidskrävande och utförs manuellt. Det finns därför en önskan om att utveckla ett mer generellt och repeterbart arbetssätt för att avgränsa tillrinningsområden till grundvattenmagasin. Syftet med detta examensarbete var att undersöka två andra tänkbara metoder för framtagande av grundvattenmagasins tillrinningsområden. Den första metoden innebar att undersöka möjligheterna att avgränsa ett magasins tillrinningsområde utifrån berggrundens topografi. För att möjliggöra detta utvecklades en metod för framtagande av berggrundens topografi. Därefter har tillrinningsområden till grundvattenmagasin avgränsats med hjälp av programmet ArcMap och verktyget Arc Hydro Tools. Den andra metoden innebar att undersöka huruvida topografiska vattendelare avgränsade utifrån markytans topografi kan användas för att avgränsa tillrinningsområden till grundvattenmagasin. För detta ändamål har topografiska vattendelare från Svenskt Vatten ARkiv (SVAR) använts. Resultaten visar att det går att interpolera fram berggrundens topografi utifrån den jorddjupsinformation som finns lagrad i SGUs databaser inom små områden med täta jorddjupsdata. För att göra detsamma över ett större område, kanske till och med hela Sverige, krävs mer data och eventuellt också en annan typ av metod. Berggrundens överyta ger mest ny information i områden där grundvattenytan inte följer markytans topografi, som i mäktiga jordlager med hög hydraulisk konduktivitet. I tillrinningsområdens yttre gräns förekommer ofta hällar och tunna jordlager. Berggrundens topografi följer då markytans topografi till stor utsträckning och ger därmed inte mycket ny information. Tillrinningsområden avgränsade utifrån berggrundens topografi blir till ytan mycket stora. De förenklingar av verkligheten som metoden kräver bedöms vara för omfattande för att metoden ska kunna användas för avgränsning av tillrinningsområden med endast berggrundens topografi som underlag. Däremot kan berggrundens topografi användas i kombination med annan information, främst grundvattenytans topografi men även information om jordarter och bergarter. Berggrundens överyta kan också vara till hjälp i arbetet med att avgränsa tillrinningsområden såsom det utförs på SGU idag genom att fungera som bakgrundsinformation. Vidare visas att topografiska delavrinningsområden från SVAR inte lämpar sig för att avgränsa tillrinningsområden till grundvattenmagasinet. Detta dels på grund av att delavrinningsområdenas utbredning är helt beroende av från vilken punkt de avgränsats och dessa punkter väljs godtyckligt längs vattendragen, dels på grund av att områdenas dräneringsriktning är svår att ta hänsyn till i metoden.

Nordost om Uppsala finns sedan 1977 en av Uppsala Vatten och Avfall AB:s mindre grundvattentäkter, och inför en tillståndsansökan om ett ökat vattenuttag behöver den befintliga kunskapen om täkten utökas. Syftet med detta arbete är att ta fram en modell för att undersöka storleken på ett hållbart vattenuttag, om enskilda avlopp kan ligga bakom mikrobiella föroreningar i vattnet och om en alternativ placering av brunnen i så fall skulle åtgärda problemet. Sveriges Geologiska Undersökning har beräknat formen på grundvattenmagasinet och dess tillrinningsområde, ett område som består av en flack lertäckt dal omgiven av morän och berg. På 1960- och 1970-talen undersöktes området med slagsondering och rörsättning tillsammans med provpumpning, vilket lade grunden för detta examensarbete. I början av arbetet genomfördes ytterligare sonderingar och rördrivningar följt av en fyra veckor lång provpumpning vars resultat användes för att kalibrera modellen. Denna modell byggdes i programmet FEFLOW som använder sig av finita element för att lösa ekvationer som beskriver flöde i porösa media. Modellen byggdes upp av lager som motsvarade jordlagerföljden, där markytan baserades på Lantmäteriets nationella höjdmodell. Bergytan och gränsen mellan friktionsmaterial och lera togs fram genom interpolering av sonderingsdata. Ytterligare vertikal uppdelning skedde utifrån jordarter och magasinform. Värden på hydraulisk konduktivitet, vattenavgivningstal och grundvattenbildning i lagren togs fram genom en litteraturstudie. Dessa parametervärden kalibrerades sedan med hjälp av mätvärden från provpumpningen, följt av en känslighetsanalys. Ett tak för storleken på ett hållbart uttag beräknades utifrån grundvattenbildningen tillsammans med areorna för jordarterna i området. Påverkansområden modellerades för det nuvarande uttaget och två hypotetiska uttag. För det nuvarande uttaget undersöktes den kortaste transporttiden från det närmast liggande bostadsområdet till dricksvattenbrunnen. Med grundvattenbildningen från den kalibrerade modellen blev taket för vattenuttaget 3 L/s, med initialvärdena blev taket i stället 4 L/s. Dessa värden är sannolikt underskattningar då den verkliga grundvattenbildningen troligtvis är högre. De beräknade påverkansområdena indikerar platser för närmare undersökning i framtiden. Det befintliga uttaget på 1,3 L/s hade pågått under lång tid utan kända negativa konsekvenser, och ligger därför sannolikt under gränsen för ett hållbart uttag. I modellen var transporttiden mellan bostadsområde och brunn dubbelt så lång som Havs- och vattenmyndighetens rekommendation. Modellen kan därför inte styrka att de mikrobiella föroreningarna skulle komma från enskilda avlopp, och någon alternativ brunnsplacering undersöktes därför inte närmare. / The Lejsta well field, located northeast of Uppsala, has supplied public drinking water since 1977 and is managed today by Uppsala Water and Waste AB. Further investigation of the aquifer is needed in preparation for increasing withdrawal of groundwater and application for required permits. The purpose of this thesis is to develop a model for investigating the size of a sustainable water yield, whether individual sewage treatment may be the source of microbial contaminants in the water and if an alternative location of the well would solve that problem. The Geological Survey of Sweden previously delineated the aquifer and its catchment basin, the basin consisting of a flat clay-covered valley surrounded by till and bedrock. In the 1960s and 70s the area was surveyed using test drilling and installation of observation wells combined with pumping tests, which laid the groundwork for this thesis. At the beginning of the project, further test drillings and installations of observation wells were carried out followed by a four-week pumping test, the result of which was used to calibrate the model. This model was built in the program FEFLOW which uses finite element analysis to solve equations for flow in porous media. The model was constructed with layers corresponding to the soil layer sequence where the ground surface was based on the Swedish Mapping, Cadastral and Land Registration Authority’s national height model. The bedrock surface and the boundary between clay and coarser material were constructed by interpolating borehole data. The layers were further divided vertically based on soil types and the aquifer delineation. Values for hydraulic conductivity, specific yield, and groundwater recharge in the layers were decided based on a literature review. These parameter values were then calibrated using measurements retrieved from the pumping test, followed by a sensitivity analysis. A limit for the size of a sustainable yield was calculated based on groundwater recharge and the areas of the different soil types. Areas of impact were modeled for the current yield and two hypothetical yields. For the current withdrawal, the shortest transport time from the nearest residential area to the drinking water well was examined. When applying the groundwater recharge of the calibrated model, the water yield limit was 3 L/s, for the initial values the limit was 4 L/s. These values are likely underestimations as the actual groundwater recharge is likely higher. The estimated areas of impact indicate locations for closer examination in the future. The current withdrawal of 1.3 L/s had been sustained without any apparent negative consequences and is therefore likely below the limit of a sustainable yield. According to the model, the shortest transport time from the residential area to the well was twice the minimum time recommended by the Swedish Agency for Marine and Water Management. The model therefore cannot support that individual sewage treatment is the source of microbial contaminants, and no alternative well location was investigated.

Drygt en miljon invånare i Sverige är beroende av enskild dricksvattenförsörjning från grundvatten. För låga grundvattennivåer i grundvattenmagasin, kan bland annat leda till saltvatteninträngning i dricksvattenbrunnar. Syftet med studien var att fastställa om topografi, avstånd till hav, brunnsdjup, jorddjup och jordart är kopplat till kloridhalter i dricksvatten, att undersöka om och vad det finns för risker för saltvatteninträngning i ett framtida förändrat klimat, av klimatförändringar, samt om det finns några åtgärder mot saltvatteninträngning.  Korrelationstestet Kendall’s tau användes för att undersöka om det fanns en signifikant korrelation mellan kloridhalter och topografi, avstånd till hav, brunnsdjup och jorddjup och Wilcoxon rank sum test användes för att undersöka om det fanns någon signifikant skillnad mellan de olika jordarterna. I denna studie fastställdes negativ korrelation mellan kloridhalter och avstånd till hav (p=0,000341), samt kloridhalter och topografi (p=0,0124). Studien visade på att det inte fanns någon signifikant korrelation mellan kloridhalter och resterande parametrar, vilket tidigare forskning dock indikerar. Vad gäller brunnsdjup, fanns en signifikant korrelation mellan topografi och brunnsdjup, vilket kan tyda på att brunnar generellt är borrade grundare i låglänta områden. Gällande jorddjupet kopplat till kloridhalter, antogs det vara för tunt (cirka en meter) för att kunna se något tydligt resultat av korrelationstestet, då ett för tunt jordlager inte påverkar grundvattenbildningen i tillräckligt stor utsträckning. Detta bidrog även till att det inte fanns någon signifikant skillnad mellan jordarterna.  För den andra delen av studien utformades en modell i Matlab, för att undersöka om och hur klimat- förändringar kommer påverka grundvattennivåförändring och därmed även saltvatteninträngning. Referensperioden var 2004-2020 och framtidsscenariona var RCP4.5 och RCP8.5, vilka delades upp i två olika perioder: 2021-2060 och 2061-2099. Modellen visade på att grundvattennivåer blir lägre i ett framtida påverkat klimat, vilket kan tyda på att det är en större risk för saltvatteninträngning. Dock fanns det många osäkerheter och modellen skulle kunna göras mer nyanserad.  För den tredje delen av studien gjordes en litteraturstudie där sju olika åtgärder undersöktes: kontrollering av grundvattenuttag, vattensnåla åtgärder i hemmet, att borra grundare brunnar i riskområden, anslutning till kommunalt vatten, omvänd osmos, ADR (abstraction, desalination, recharge) och SWT (subsurface water technologies). Dessa jämfördes därefter mot varandra genom att ställa upp för- och nackdelar för alla åtgärder. Överlag är förebyggande åtgärder att föredra, dock tycks SWT eller ADR vara bättre än omvänd osmos för redan kontaminerat vatten. / Just over one million inhabitants in Sweden are dependent on individual drinking water supply from groundwater. When the groundwater levels are too low in a groundwater reservoir, it can lead to saltwater intrusion in drinking water wells. The purpose of this study was to establish whether topography, distance to sea, well depth, soil depth and type of soil correlated with chloride in drinking water, to investigate whether there is a risk for saltwater intrusion in a future changed climate, due to climate change, and to investigate if there are any measures to minimize saltwater intrusion.  Kendall’s tau was used to investigate if there were any significant correlations between chloride and topography, distance to sea, well depth and soil depth. Wilcoxon rank sum test was used to investigate if there was a significant difference between the soil types. In this study the results only showed a significant correlation between chloride and distance to sea (p=0,000341) and between chloride and topography (p=0,0124). There was no significant correlation between chloride and the rest of the parameters. However, earlier research has shown that there is a correlation between chloride and all previous mentioned parameters. There was a significant correlation between topography and well depth, which can imply that the wells are drilled shallower in lowland areas. Regarding the soil depth connected to chloride, it is assumed that the soil depth is too thin (about one meter) to see any clear results, since a shallow soil depth won’t affect the groundwater recharge enough. This could also contribute to no significant difference between chloride and soil types.  For the second part of the study a model was built in Matlab, to investigate if and how climate change will affect changes in groundwater levels and therefore if it will influence saltwater intrusion. The reference period was 2004-2020 and the future scenarios were RCP4.5 and RCP8.5, which were divided into two periods: 2021-2060 and 2061-2099. The model showed lower groundwater levels in the future, which can imply there is a greater risk of saltwater intrusion. Although there are multiple limitations and the model could be made more nuanced.  For the third part of this study, a literature study was made, where seven different measures where investigated: to control groundwater abstraction, to install waterefficient techniques in households, to drill shallower wells in risk areas, reversed osmosis, ADR (abstraction, desalination, recharge) and SWT (subsurface water technologies). These were compared to each other, where advantages and disadvantages were balanced against each other. Overall, preventative measures are preferable, although SWT and ADR are better than reversed osmosis for already contaminated water.