Spatial distribution of precipitation in complex terrain can be very uneven and there are many factors to consider when studying it. The goal of this study was such a problem; to analyse the difference in observed annual precipitation in the complex terrain of Seyðisfjörður, a fjord in East-Iceland. The study was carried out in three parts. First, it was investigated if there was a systematic difference between measurement methods using different instruments. Second, the effect of the complex terrain on the spatial distribution of precipitation was investigated, and lastly if this observed difference could be linked to any certain kind of weather regimes. To simplify the analysis, only liquid precipitation was included in the data set.  In Seyðisfjörður there are three divergently located precipitation gauges of three different types and set up. At the Icelandic Meteorological Office in Reykjavík the same type of gauges are co-located with the exact same set up as in Seyðisfjörður. A statistical analysis of those measurements showed that there is a systematic undercatch in tipping bucket gauges compared to weighted capacity and standard accumulation gauges. However, the difference is insignificant in size compared to the observed difference in the complex terrain. The complex terrain was found to highly affect the airflow and therefore the spatial distribution of precipitation, as it almost only rains in synoptic wind directions with an easterly component (measured at a mountain station). To connect events where there was a great difference in precipitation measurements to the synoptic weather situation over the North-Atlantic, a projection connecting the geostrophic and local winds in the fjord was made. It showed that great precipitation as well as when great differences are observed, during two kind of weather regimes. One where a low pressure is travelling along the North-Atlantic storm track to the Norwegian Sea. The other were a low pressure is stationed southwest or west of Iceland in the Irminger Sea and a high pressure stretching up over Scandinavia. Convective precipitation makes up for a minimal part of the total precipitation and is not linked to events with great observed difference. Events with considerable precipitation but little observed difference are fewer and smaller than the events with much great observed precipitation and differences.

The simultaneous occurrences of several extreme events, known as compound extremes, are often associated with greater impact than univariate extremes. Flooding and windstorms are widespread hazards in Europe which can lead to severe property damage and fatalities. During winter, extreme wind and precipitation often co-occur, since they are associated with a common driver, namely extratropical cyclones. In this project, the occurrences of compound wind and precipitation events in Europe are investigated using the ERA5 reanalysis dataset. The analysis covers the years 1979-2019 with a focus on boreal winter. Areas that experience the highest occurrence of compound wet-windy extremes are the west coast of Norway, the Iberian peninsula, parts of central Europe, and southeast of the Black Sea. A few case studies are discussed with the purpose to give an idea of the magnitude of possible impacts. Further, the relationship between extreme wind and precipitation events and the North Atlantic Oscillation (NAO) is presented. During days with positive NAO, extreme precipitation and wind events occur in the central and northern parts of Europe while the negative phase brings extreme wind and precipitation to the southern parts of Europe. Lastly, a short analysis to discover changes in the occurrences of compound precipitation and wind events for the two periods 1979-1999 and 2000-2019 is performed. The result showed no clear changes. The number of compound extremes does not seem to vary for the two periods. / Olika extrema väderhändelser som sammanfaller orsakar ofta större skada än enskilda extrema händelser på många håll i samhället. Översvämningar och vindstormar är vanligt förekommande i Europa och kan leda till kostsamma skador och dödsfall. Extrema vind-och nederbördshändelser sammanfaller vanligen under vintern eftersom de båda ofta orsakas av Nordatlantiska cykloner, som är vanligast under den årstiden. I detta projekt kartläggs sammanfallande vind- och nederbördshändelser i Europa under vintermånaderna december-februari, med hjälp av ERA5 reanalysdata för åren 1979-2019. Områden med relativt hög förekomst av sammanfallande vind- och nederbördshändelser är Norges västkust, Iberiska halvön, delar av Centraleuropa och östra Turkiet. Några fallstudier kopplade till dessa områden är diskuterade för att ge en uppfattning om konsekvenserna av dessa sammanfallande händelser. Eventuella kopplingar mellan sammanfallande vind- och nederbördshändelser och den Nordatlantiska Oscillationen (NAO) är också undersökt. Under den positiva fasen av NAO sker extrema nederbörd- och vindhändelser i norra och centrala delar av Europa medan den negativa fasen ger extrem vind och nederbörd i de södra delarna av Europa.En kort analys för undersöka om förekomsten av extrema sammanfallande händelser har ändrats genomfördes genom att jämföra andelen sammanfallande händelser under de två perioderna 1979-1999 och 2000-2019. Ingen betydande förändring i andelen sammanfallande händelser mellan dessa perioder hittades.

During intensive rainfall, the ground is at risk of flooding if the water has no opportunity to infiltrate into the ground or drain. Cities are most heavily affected by such pluvial floods due to their predominantly solid surfaces. An example of such a city is Umeå, which experienced extensive floods causing up to 40 million Swedish kronor in damages. During the period 1970 to 2020, the population of Umeå has increased from 70,000 to 130,000 inhabitants, which means that both housing demand and thus the proportion of hardened surfaces in the municipality increased rapidly. To avoid future flooding problems, studying intensive precipitation trends as well as factors that affect the risk of pluvial floods is of the utmost importance. The purpose of this research is thus to investigate heavy precipitation trends as well as study how climate change and hardened surfaces affect the risk of flooding in Umeå. This study shows that the frequency of intense rainfall in Umeå has increased compared to the mean of the period 1963-1987 and that climate change could lead to an even higher frequency. Increased frequency of intensive precipitation in combination with an increased proportion of hardened surfaces increases the risk of flooding problems. Furthermore, heavy rainfalls, defined as precipitation above ten millilitres a day, occurred eighteen times a year during the period 1996-2020, which is four days more than the 1963-1987 average. By the end of the twenty-first century, climate change is expected to increase these number of days by a further 20-30% (equivalent to 7-12 days) according to SMHI predictions. Intense rainfall is likely to become more common in the future and population growth in Umeå will likely lead to an increase in the number of paved areas. These changes, in combination, place high demands on Umeå municipality to work efficiently with urban planning and climate adaptation.

Att samla in regnvatten för att använda till olika syften har under de senaste åren blivit allt vanligare i flera länder. Denna metod är fördelaktig ur flera miljömässiga och samhällsekonomiska aspekter då den bidrar till minskad dricksvattenförbrukning och förbättrad dagvattenhantering. I Sverige är tekniken relativt obeprövad men flera stora byggnader där det ska implementeras är nu under byggnation. En av dessa är Celsiushuset i Uppsala där regnvatten ska samlas in på taket för att användas till toalettspolning. I dagsläget finns bristfällig kunskap om sådana system inom sektorn för samhällsbyggnad. Syftet med examensarbetet var dels att undersöka effektiviteten (andelen av toalettspolningen som sker med regnvatten) hos Celsiushusets system och utifrån det föreslå en lämplig magasinstorlek, och dels att rekommendera vattenreningsmetoder för att inte mikrobiell tillväxt eller algtillväxt ska uppstå eller att regnvattnet ska bli missfärgat eller orsaka luktproblematik.  Effektiviteten undersöktes, tillsammans med relaterade parametrar såsom nederbörd, avrinning och insamlad nederbördsmängd, genom att utföra dagliga simuleringar för tre olika femårsperioder. Tidsperioderna motsvarade en nederbördsfattig period, en genomsnittsperiod och en nederbördsrik period mellan åren 1961-2017 och simuleringarna utgick från dygnsvärden för nederbörd och temperatur. Även förenklade kostnadsberäkningar utfördes för att undersöka kostnadens variation med varierande magasinstorlek. Reningsmetoderna rekommenderades utifrån en litteraturstudie samt beräkningar av takavrinningens föroreningsbelastning som utfördes med StormTac. För den planerade magasinstorleken på 50 m3 är systemets effektivitet störst under sommaren och hösten (60-100 % ett genomsnittsår) och lägst under årets första månader (30-40 % ett genomsnittsår). Den sammantagna effektiviteten för den planerade storleken är för den nederbördsfattiga perioden 40 %, för genomsnittsperioden 51 % och för den nederbördsrika perioden 56 %. En magasinstorlek på mellan 50 m3 och 75 m3 är lämplig för att uppnå relativt hög genomsnittlig effektivitet och årlig insamlad nederbördsmängd, utan att medföra alltför höga kostnader. Magasinet bör inte vara mindre än 50 m3 och en volym närmare 75 m3 vore fördelaktigt för den insamlade nederbördsmängden. Reningsmetoderna som rekommenderas för systemet är takbrunnar med kupolsil, avskiljning av det första flödet, sedimentering i sandfångsbrunnar och i magasinet samt ett snabbt sandfilter och UV-behandling. / In recent years, there has been an increased usage of rainwater harvesting globally. The technology reduces drinking water consumption and improves stormwater management. In Sweden, the implementation of rainwater harvesting is still at an early stage but several systems are now under construction. One of them is in Celsiushuset in Uppsala where rainwater will be used for toilet flushing. One aim of the project was to calculate the efficiency (the ratio between the volume of used rainwater and the water demand for toilet flushing) of the system. Based on the efficiency and economic calculations, an appropiate storage tank size was to be identified. An additional aim was to recommend water treatment methods that would prevent color or odour in water in the toilets and also prevent microbe and algae growth. The efficiency, along with other parameters, was examined with simulations for three periods between 1961-2017 with different precipitation amounts. Also, a simplified calculation of the systems' costs depending on tank size was carried out. The recommendation of treatment methods was made based on a literature review combined with a calculation of the roof runoff quality, which was performed in StormTac. For a tank size of 50 m3, the highest efficiency of the system is obtained during summer and autumn and varies between 60 % and 100 %. The mean efficiency for the different periods has a higher value with increased precipitation amount and the efficiency is 40 %, 51 % and 56 %, respectively. An appropiate size of the rainwater storage tank would be between 50 m3 and 75 m3. The recommended treatment methods include strainers on the roof, a first flush diverter, sedimentation, a rapid sand filter and UV treatment.

Models are important tools for understanding the hydrological processes that govern water transport in the landscape and for prediction at times and places where no observations are available. The degree of trust placed on models, however, should not exceed the quality of the data they are fed with. The overall aim of this thesis was to tune the modeling process to account for the uncertainty in the data, by identifying robust parameter values using methods from computational geometry. The methods were developed and tested on data from the Choluteca River basin in Honduras. Quality control of precipitation and discharge data resulted in a rejection of 22% percent of daily raingage data and the complete removal of one out of the seven discharge stations analyzed. The raingage network was not found sufficient to capture the spatial and temporal variability of precipitation in the Choluteca River basin. The temporal variability of discharge was evaluated through a Monte Carlo assessment of the rating-equation parameter values over a moving time window of stage-discharge measurements. Al hydrometric stations showed considerable temporal variability in the stage-discharge relationship, which was largest for low flows, albeit with no common trend. The problem with limited data quality was addressed by identifying robust model parameter values within the set of well-performing (behavioral) parameter-value vectors with computational-geometry methods. The hypothesis that geometrically deep parameter-value vectors within the behavioral set were hydrologically robust was tested, and verified, using two depth functions. Deep parameter-value vectors tended to perform better than shallow ones, were less sensitive to small changes in their values, and were better suited to temporal transfer. Depth functions rank multidimensional data. Methods to visualize the multivariate distribution of behavioral parameters based on the ranked values were developed. It was shown that, by projecting along a common dimension, the multivariate distribution of behavioral parameters for models of varying complexity could be compared using the proposed visualization tools. This has a potential to aid in the selection of an adequate model structure considering the uncertainty in the data. These methods allowed to quantify observational uncertainties. Geometric methods have only recently begun to be used in hydrology. It was shown that they can be used to identify robust parameter values, and some of their potential uses were highlighted. / Modeller är viktiga verktyg för att förstå de hydrologiska processer som bestämmer vattnets transport i landskapet och för prognoser för tider och platser där det saknas mätdata. Graden av tillit till modeller bör emellertid inte överstiga kvaliteten på de data som de matas med. Det övergripande syftet med denna avhandling var att anpassa modelleringsprocessen så att den tar hänsyn till osäkerheten i data och identifierar robusta parametervärden med hjälp av metoder från beräkningsgeometrin. Metoderna var utvecklade och testades på data från Cholutecaflodens avrinningsområde i Honduras. Kvalitetskontrollen i nederbörds- och vattenföringsdata resulterade i att 22 % av de dagliga nederbördsobservationerna måste kasseras liksom alla data från en av sju analyserade vattenföringsstationer. Observationsnätet för nederbörd befanns otillräckligt för att fånga upp den rumsliga och tidsmässiga variabiliteten i den övre delen av Cholutecaflodens avrinningsområde. Vattenföringens tidsvariation utvärderades med en Monte Carlo-skattning av värdet på parametrarna i avbördningskurvan i ett rörligt tidsfönster av vattenföringsmätningar. Alla vattenföringsstationer uppvisade stor tidsvariation i avbördningskurvan som var störst för låga flöden, dock inte med någon gemensam trend. Problemet med den måttliga datakvaliteten bedömdes med hjälp av robusta modellparametervärden som identifierades med hjälp av beräkningsgeometriska metoder. Hypotesen att djupa parametervärdesuppsättningar var robusta testades och verifierades genom två djupfunktioner. Geometriskt djupa parametervärdesuppsättningar verkade ge bättre hydrologiska resultat än ytliga, var mindre känsliga för små ändringar i parametervärden och var bättre lämpade för förflyttning i tiden. Metoder utvecklades för att visualisera multivariata fördelningar av välpresterande parametrar baserade på de rangordnade värdena. Genom att projicera längs en gemensam dimension, kunde multivariata fördelningar av välpresterande parametrar hos modeller med varierande komplexitet jämföras med hjälp av det föreslagna visualiseringsverktyget. Det har alltså potentialen att bistå vid valet av en adekvat modellstruktur som tar hänsyn till osäkerheten i data. Dessa metoder möjliggjorde kvantifiering av observationsosäkerheter. Geometriska metoder har helt nyligen börjat användas inom hydrologin. I studien demonstrerades att de kan användas för att identifiera robusta parametervärdesuppsättningar och några av metodernas potentiella användningsområden belystes.

This study aimed at describing the characteristics of daily precipitation and discharge extremes in the Adige river basin at the city of Trento. Annual maximum series for the period 1975−2014 were analyzed in terms of trends, seasonality indices and L-moments. A Mann-Kendall trend analysis showed a weak but significant signal of decreasing ex-tremes; the percentages of sites with significant negative trends were overall larger than the significance levels. Precipitation extremes were characterized primarily by autumn storms, while floods had a stronger seasonality with peaks occurring predominantly in June and July which indicated that the timing not solely explained by rainfall maxima. The Adige basin was found to be a homogenous region with respect to precipitation, but the results did not support a corresponding assumption for discharge. A regional fre-quency analysis was performed for precipitation data and found both the Pearson type III and generalized normal distributions to be adequate regional frequency distributions. The extreme daily precipitation at Trento with a 100-year return period was estimated to be between 114 and 148 mm/d. / Egenskaperna hos extremvärden av dygnsnederbörd och -vattenföring i Adigeflodens av-rinningsområde vid staden Trento undersöktes. Serier med årsmaxima för perioden 1975–2014 analyserades med avseende på trender, säsongsindex och L-moment. Trendanalys med Mann-Kendallmetod antydde en svag men signifikant signal om minskande extrem-värden, då andelen mätstationer med signifikant negativa trender överlag var större än signifikansnivån. Den extrema nederbörden karakteriserades huvudsakligen av höststor-mar, medan vattenföringen hade en starkare säsongsbundenhet då maxima inträffade främst under juni och juli. Vattenföringens extremvärden kunde därmed inte enbart för-klaras av nederbördsmaxima. Avrinningsområdet kunde betraktas som en homogen reg-ion för nederbörd, men resultaten gav inte stöd åt ett motsvarande antagande för vatten-föring. En regional frekvensanalys genomfördes för nederbördsdata och visade att Pear-son typ III och den generaliserade normalfördelningen var lämpliga regionala sannolik-hetsfördelningar. Över Trento uppskattades den extrema dygnsnederbörden med en åter-komstperiod på 100 år till mellan 114 och 148 mm/d.

Sjön Öjaren i Sandviken är den största dricksvattentäkten i kommunen, färgen på Öjarens vatten har med åren ändrats och blivit allt mörkare. Detta bekräftas vid analys av vattenprover mellan år 1995-2015 som utförts i denna studie. Denna förändring av vattenfärg är inte unik för Öjaren utan har påvisats i flera andra sjöar och vattendrag. Orsakerna till förändrad vattenfärg skiljer sig till viss del beroende på vilken vattenförekomst som undersöks, olika egenskaper som klimat, markbeskaffenhet samt föroreningar bidrar i varierad utsträckning till brunifiering. Gemensamt för Öjaren och andra vattenförekomster är att ökad tillförsel av löst organiskt kol och järn är orsaker till brunifiering. För Öjaren har även ökade manganhalter visat sig påverka brunifieringen. Syftet med denna studie är att undersöka ett eventuellt samband mellan färgen på vattnet i Öjaren och de faktorer som anses påverka färgen. De faktorer som analyseras och enligt tidigare studier anses vara relevanta är järn, pH, COD, mangan, temperatur och nederbörd. Syftet är även att undersöka möjliga åtgärder för att motverka brunifiering. Vattenprover från Öjaren mellan åren 1995-2015 har legat till grund för den statistiska analys som utförts. För att finna eventuella samband har Pearson´s korrelationskoefficient beräknats i programmet Minitab 17. För att ytterligare beskriva det eventuella sambandet mellan faktorerna har en principal component analysis (PCA) utförts. Trender och prognoser har även de tagits fram genom Minitab. Korrelationsanalyserna har visat på mest signifikant samband mellan färgtal och faktorerna järn, COD och mangan. Resultaten av korrelationsanalysen förstärks av PCA:n där det uppvisas att färgtal, järn och COD till störst del samvarierar. Trenden och den framtida prognosen för samtliga undersökta faktorer visar på stigande värden. Detta innebär att dricksvattenberedningen blir mer komplicerad och kostsam samt att dricksvattenkvalitén riskerar att försämras. Denna utveckling är något som förväntas beröra flera ytvattentäkter i bl.a. Europa och Nordamerika. Färgtalet i Öjaren förväntas stiga med 63 % fram till år 2050 vilket innebär att åtgärder för att motverka brunifieringen i Öjaren och andra liknande ytvattenförekomster är nödvändiga för att de ska kunna användas som dricksvattentäkter i framtiden. / The colouring of water in many lakes across the Northern hemisphere is increasing. This is also the case in Lake Öjaren in Sandviken municipality in Sweden. The lake is the main water source in Sandviken and has a high and increasing watercolour. This leads to more complex cleaning methods and higher costs for the society. This study focuses on the changing and increasing watercolour in the lake over a period from 1995-2015. The factors analysed in this study are those who is considered to have an effect on the watercolour in the lake. The reasons for increased brownification are different depending on which type of water body is studied. Climate, soil conditions and pollutants contributes in varying extent to brownification. Increased levels in dissolved organic carbon (DOC) and iron are common reasons for brownification in Lake Öjaren and other water bodies, in Lake Öjaren increased levels of manganese are also shown to affect brownification. The aim of the study is to evaluate the correlation between the watercolour and the factors: iron, pH, COD, manganese, temperature and precipitation. The aim is also to investigate which actions are possible to apply to prevent increased watercolour. Water samples from Lake Öjaren between the years 1995-2015 have been the basis for the executed statistical analysis. Evaluating the correlation between the factors we have used Minitab 17 and calculated Pearson´s correlation coefficient. To further explain the relationship between the factors a principal component analysis (PCA) has been performed. Future scenarios and current trends have also been produced, in order to develop a better foundation for further studies. The correlation analysis reveals that the most significant connection with watercolour are iron, COD and manganese. The result of the PCA also corroborates this connection where three factors are the ones that are most co-variating. The trend and the future scenario for all the factors in Lake Öjaren are that they all are increasing and the watercolour is expected to be increasing by 63 % until year 2050. This scenario means that actions are needed to counteract the increasing colouring of the water.

På skolan i Revinge utbildar Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) personer inom områdena skydd mot olyckor och krisberedskap. Vid ett flertal tillfällen har Kävlingeån översvämmat skolområdet vilket resulterat i att verksamheten blivit stillastående i flera veckor. Grundvattennivån ligger nära markytan på skolområdet och platsen är därför extra känslig för översvämningar både från ån och extrem nederbörd. För att kunna minimera konsekvenserna vid en översvämning identifierades olika objekt, byggnader och områden, som i rapporten är benämnda som skyddsobjekt, som drabbas mest vid översvämning. För att ta hänsyn till att framtida väderförhållanden kan bli mer extrema undersöktes två klimatanpassade scenarier, höga flöden från ån och extrem nederbörd. Olika åtgärder mot översvämningar som potentiellt kan passa skolområdet togs fram och viktades utefter kostnader, lagar och skyddskapacitet. Skyddsobjekten som togs fram är skolans övningytor, kontorsbyggnader, hus med källare, spillvattenbrunnar, områden som kan sprida miljöfarliga ämnen, elskåp samt fordonshall/förråd. Skyddsobjekten viktades utefter översvämningskonsekvensernas direkta kostnader, hinder för utbildning samt fara för människor och natur, i relation till hur sannolikt det är att objekten blir översvämmade. Övningsytor, spillvattenbrunnar och områden som kan sprida miljöfarliga ämnen fick högsta prioritet. De åtgärder mot översvämning som undersöktes var gröna tak, regnmagasin, regnbäddar, träd, kontrollerad översvämningsyta och permanent vall. De fyra förstnämnda bedömdes billiga och lagligt sett icke komplicerade i relation till permanent vall och kontrollerad översvämningsyta. En summering av vilka skyddsobjekt varje åtgärd skyddar lades till. En effektivitetsfaktor togs fram i relation till vilka scenarier åtgärderna verkar mot och i vilken grad de kan motverka ett scenario på egen hand. Detta gav värderingen, från högst till lägst, permanent vall, träd, översvämningsyta, regnmagasin, regnbäddar och gröna tak. Som ytterligare åtgärder rekommenderas det att utesluta användning av källare helt och bestämmelser kring nybyggnation bör tas i relation till var det finns störst risk för översvämning på området. Ett förslag till MSB finns om att ta kontakt med Kävlingeå-projektet som arbetar med att utöka andelen våtmarker utmed Kävlingeån, där ett av målen för projektet är att motverka översvämningar. Arbetet drivs av Kävlingeåns Vattenråd, vilka också kan ha mer information kring hur regleringen av Vombsjön kan påverka risken för översvämning på skolområdet.

Paramos are unique ecosystems situated in the tropical Andes at an elevation of 2800-4800 meters above sea level. They are home to a variety of endemic species and have a great water regulating capacity and supply around 80 % of the population in Colombia with freshwater. These ecosystems have been found to be particularly vulnerable towards climate change, which is a major challenge when it comes to safeguarding this water source. This study aimed to investigate paramos on three spatial scales: the large, medium and small scale. The large scale aimed at investigating the paramos of Colombia on a national level, the medium scale aimed at modeling the hydrology of a small paramo catchment, and the small scale aimed at exploring the general landscape and methods for monitoring the hydroclimate. At the national scale, the paramos were characterized based on hydrological and climatological variables, in the end focusing on precipitation and discharge, and producing descriptive statistics, in addition to finding temporal trends. The aim was to describe the paramos of Colombia hydroclimatologically on a spatial and temporal scale to get a more updated and comprehensive picture of the hydrology in these ecosystems and to investigate whether any possible relationships between the hydroclimatic variables could be detected that could affect the water availability, that is, if there were any signs of climatic forcing and hydrological response. Another aim was to investigate whether any significant trends could be seen in historical data and if there were any signs of climate change or ENSO (El Niño Southern Oscillation) events affecting the time series. The results showed that there was a large range in the amount of annual precipitation, between 500 and 5000 mm/yr, depending on the location of the precipitation station. The annual precipitation differed with up to around 2000 and 3500 mm/yr within and between different paramo regions, respectively. The annual mean daily discharge ranged between 0 and 25-30 m3/s and the total annual specific discharge ranged between 0 and 2500 mm/yr. It was not possible to detect any general, common temporal trend in neither precipitation nor discharge for all of the stations and the majority of the trends for individual stations were not significant. However, most locations that did present significant trends in precipitation showed an increase rather than a decrease, on a monthly rather than an annual scale. The trends that were significant for discharge were also increasing. No evident relationship between precipitation and discharge could be detected in neither amount nor pattern or trend over time, although some similarities and common traits could be found. Some local maxima and minima in precipitation and discharge coincided with ENSO events, but whether the significant trends are due to climate change remains unclear. The changes that were seen could have an impact on societies that are close to and rely on the paramos, but more studies on a seasonal and monthly scale are needed. At the medium scale, the HBV light model was used to simulate the hydrology in the small paramo catchment called Monterredondo. The aim was to investigate how a parsimonious model like the HBV model would perform compared to the more comprehensive SWAT model, which previously succeeded in modeling the hydrology in this watershed. Since the data is scarce in these regions, a simpler model could be more desirable. The results showed that the HBV was sufficient for the task, receiving a NSE value of 0.81 (calibration period) and 0.56 (validation period), and able to perform almost as well as the SWAT model, which received NSE values of 0.83 (calibration period) and 0.59 (validation period). Furthermore, since the paramos are vulnerable towards climate change, it was considered important to investigate how discharge might be affected by climate change. Simulations of future climate towards the end of the century, representing two emission scenarios, SSP2-4.5 and SSP5-8.5, were performed with data from the general circulation models EC-Earth3-CC (Europe) and MRI-ESM2-0 (Japan). The results from the EC-Earth3-CC model indicate a change towards drier dry seasons and wetter wet seasons. On an annual scale, it shows a decrease in discharge, but no change in annual precipitation. The MRI-ESM2-0 model was not considered reliable due to the large distance between the catchment area in question and the location where the data came from. Large uncertainties are associated with the data quality and quantity for both parts of this study. This is a well-known issue in these quite unapproachable locations, which is why the small scale investigation focused on learning more about the monitoring of these ecosystems. A horizontal precipitation station was built to capture horizontal precipitation. Even if built as a rather rough structure, it seemed to work and could be useful for future investigations. The results showed that horizontal precipitation contributed with a non-negligible amount to the total precipitation.  In summary, there is a risk that climate changes will have an impact on the water resources, due to drier dry seasons and wetter wet seasons. This could lead to water shortages in periods, but more studies are necessary to confirm the result. It is especially important to investigate more variables such as land use, soil moisture and radiation. It is also important to study more paramo areas in detail since they respond differently towards climate change. / Paramos är unika ekosystem som ligger på en höjd av 2800-4800 meter över havet i de tropiska Anderna. De är hem för en mängd olika endemiska arter och har en stor vattenreglerande förmåga och försörjer cirka 80 % av befolkningen i Colombia med dricksvatten. Dessa ekosystem har visat sig vara särskilt sårbara för klimatförändringar, vilket innebär en stor utmaning när det kommer till att skydda paramos som vattenkälla. Denna studie syftade till att undersöka paramos på tre rumsliga skalor: stor, medelstor och liten skala. Den stora skalan syftar till att undersöka paramos i Colombia på nationell nivå, den medelstora skalan syftar till att modellera hydrologin i ett litet paramoavrinningsområde, och den lilla skalan syftar till att utforska det allmänna landskapet och metoder för att övervaka hydroklimatologin. På nationell skala karaktäriserades paramos utifrån hydrologiska och klimatologiska variabler, i slutändan med fokus på nederbörd och avrinning, genom att producera beskrivande statistik, och därtill hitta trender över tid. Syftet var att beskriva paramos i Colombia hydroklimatologiskt både rumsligt och tidsmässigt för att få en mer uppdaterad och heltäckande bild av hydrologin i dessa ekosystem och för att undersöka om möjliga samband mellan de hydroklimatologiska variablerna kunde upptäckas som skulle kunna påverka vattentillgången, det vill säga om det fanns några tecken på klimatpåverkan och hydrologisk respons. Ett annat syfte var att undersöka om statistiskt signifikanta trender kunde ses i historiska data och om det fanns tecken på att klimatförändringar eller ENSO-händelser (El Niño Southern Oscillation) påverkade tidsserierna. Resultatet visade att det fanns ett stort spann i uppmätt årsnederbörd, mellan 500 och 5000 mm/år, beroende på nederbördsstationens lokalisering. Årsnederbörden skiljde sig med upp till cirka 2000 och 3500 mm/år, inom respektive mellan olika paramoregioner. Det årliga medeldygnsflödet låg mellan 0 och 25-30 m3/s och det totala årliga specifika flödet låg mellan 0 och 2500 mm/år. Det var inte möjligt att upptäcka någon generell, gemensam tidsmässig trend i varken nederbörd eller avrinning för samtliga stationer och majoriteten av trenderna för enskilda stationer var inte signifikanta. De flesta platser som faktiskt visade signifikanta trender i nederbörd visade en ökning snarare än en minskning, på månadsbasis snarare än årsbasis. Trenderna som var signifikanta för avrinning visade också en ökning. Inget uppenbart samband mellan nederbörd och avrinning kunde ses i varken kvantitet, mönster eller trend över tid, även om vissa likheter och gemensamma egenskaper kunde hittas. Vissa lokala maxima och minima i nederbörd sammanföll med ENSO-händelser, men huruvida de signifikanta trenderna beror på klimatförändringar är fortfarande oklart. De förändringar som kunde identifieras kan ha en inverkan på samhällen som är nära och förlitar sig på paramos, men fler studier på säsongs- och månadsskala behövs.  På den medelstora skalan användes HBV-lightmodellen för att simulera hydrologin i ett litet paramoavrinningsområde kallat Monterredondo. Syftet var att undersöka hur en mindre komplex modell som HBV-modellen kunde prestera jämfört med den mer omfattande SWAT-modellen, som tidigare lyckats modellera hydrologin i samma avrinningsområde. Eftersom mängden data i dessa regioner är begränsad kan en mindre komplex modell vara att föredra. Resultaten visade att HBV presterade tillräckligt bra för uppgiften då modellen erhöll ett NSE-värde på 0,81 (kalibreringsperioden) och 0,56 (valideringsperioden) och kunde prestera nästan lika bra som SWAT-modellen, som erhöll NSE-värden på 0,83 (kalibreringsperioden) och 0,59 (valideringsperioden). Då paramos är sårbara för klimatförändringar ansågs det dessutom viktigt att undersöka hur avrinningen kan påverkas av klimatförändringar. Simuleringar för framtida klimat motsvarande slutet av seklet modellerades med två utsläppsscenarier, SSP2-4.5 och SSP5-8.5. De representerades med data från de allmänna cirkulationsmodellerna EC-Earth3-CC (Europa)och MRI-ESM2-0 (Japan). Resultaten från EC-Earth3-CC-modellen indikerade en förändring mot torrare torrperioder och blötare regnperioder. På en årsskala visade modellen en minskning i avrinning, men ingen förändring i årsnederbörd. MRI-ESM2-0-modellen bedömdes inte vara tillförlitlig på grund av det stora avståndet mellan det aktuella avrinningssområdet och platsen där datan kom ifrån. Stora osäkerheter är förknippade med datakvalitet och kvantitet för båda delarna av denna studie. Detta är ett välkänt problem på dessa ganska otillgängliga platser, varför den småskaliga utredningen fokuserade på att öka förståelsen för den hydroklimatologiska övervakningen i dessa ekosystem. En horisontell nederbördsstation byggdes för att fånga horisontell nederbörd. Även om den byggdes med en ganska grov struktur, verkade den fungera och kan potentiellt vara användbar för framtida undersökningar. Resultaten visade att horisontell nederbörd bidrog med en icke-försumbar mängd till den totala nederbörden. Sammanfattningsvis finns det en risk att klimatförändringarna påverkar vattenresurserna, på grund av att torrperioderna blir torrare och regnperioderna blir blötare. Detta kan leda till en periodvis vattenbrist, men fler studier krävs för att bekräfta resultatet. Det är särskilt viktigt att undersöka fler variabler såsom markanvändning, markfuktighet och strålning. Det är också viktigt att studera fler paramoområden i detalj, eftersom de reagerar olika på klimatförändringar.

Regnvatteninsamling för olika syften är väl utbrett världen över och har blivit allt mer populärt i takt med ett förändrat klimat. Idag används regnvatten på många håll till hushållsanvändning men intresset har även ökat inom industrisektorn. Syftet med examensarbetet var att undersöka möjligheterna för att samla in och lagra regnvatten samt ersätta dricksvatten i Sandvik AB:s kylsystem. Detta genomfördes dels genom att undersöka vilka tillstånd som krävs för att samla in regnvatten, dels genom att föreslå en magasinutformning, storlek samt lokalisering av denna utifrån flödesberäkningar och dels genom att undersöka hur temperaturen förändras hos regnvatten i ett magasin för att bedöma dess funktion som kylvatten. I studien har först flödesberäkningar med avseende på effektivitet (hur mycket regnvatten som kan ersätta dricksvatten) simulerats för en nederbördsfattig, nederbördsrik respektive genomsnittlig tidsperiod. Därefter konstruerades två modeller i HYDRUS-1D, vilka representerade regnvattenmagasin med omgivande jord vid en lodrätt och en horisontell värmetransport. Enligt studien bedöms verksamheten idag ha alla tillstånd som krävs och behöver inte några ytterligare tillstånd. Valet av magasin blev ett avsättningsmagasin under mark med hänsyn till lokala förutsättningar. Hela anläggningen kan maximalt nå en effektivitet på 44 % under ett nederbördsrikt år med dagens totala förbrukningsdata för dricksvatten i kylsystemet samt totala takytan. Jämförelsen mellan olika lokaliseringar inom anläggningen ledde till att Stålverk 64 föreslogs samt presenterades närmare och utifrån dess effektivitet valdes magasinstorleken 1500 m3 för de 30 000 m2 som Stålverk 64 har i takyta. Effektiviteten för Stålverk 64 blev under ett nederbördsrikt år 77 %, ett genomsnittligt år 64 % och under ett nederbördsfattigt år 54 %. Värmesimuleringarna visade på att det är ytterst få dygn om året som regnvatten som lagras i ett avsättningsmagasin riskerar att vara för varmt för att användas som kylvatten. Slutsatsen är att Sandvik AB har goda möjligheter att samla in regnvatten för att ersätta dricksvatten i kylsystemet men behöver utveckla större lagringsmöjligheter för att uppnå en ännu högre effektivitet. / Rainwater harvesting is used for different purposes all over the world and has increased in popularity in line with climate change. Rainwater is today widely used for households, but interest has also increased within the industrial sector. The aim with this thesis was to investigate rainwater harvesting as a substitute for the use of drinking water in Sandvik´s cooling system. This was examined by investigating legislation concerning rainwater harvesting, different designs and sizes of storage systems and locations that would be suitable for storing rainwater. Also, temperature changes in a rainwater storage system were examined to estimate rainwater´s use for cooling. Firstly, calculations of water flow were simulated with respect to efficiency (how much rainwater that can substitute for drinking water) for three periods with different amounts of precipitation. Secondly, two models were implemented in HYDRUS-1D to represent a storage system for rainwater with surrounding soil with a vertical and horizontal heat transport. The results indicate that the industry has required permits for rainwater harvesting. Taking local conditions into account, an underground storage was chosen to store the rainwater. The entire facility can have a maximum efficiency of 44 % during a year with a high amount of precipitation with the total roof area and today’s consumption of drinking water in the cooling system. A comparison between different locations within the facility resulted in a more specific presentation of Stålverk 64 with respect to its efficiency; 1500 m3 was proposed as the storage size for the roof area of 30 000 m2. The efficiency for Stålverk 64 varied between 54-77 % for years with different amounts of precipitation. Simulated heat transport demonstrated that the risk for excessive water temperatures in an underground storage was low and with elevated temperatures occurring only a couple of days per year. The conclusion is that Sandvik AB has good opportunities for rainwater harvesting to substitute drinking water in the cooling system but need to develop higher capabilities for storage systems to achieve higher efficiency.