Search

With an expanding urbanization in the world, and thus the expansion of impermeable surfaces, the risk of pluvial floods is an increasing factor that needs to be considered. This, in combination with increasing rain intensities and frequency of rain events indicates a problem both today and for the future. With this in mind, it is an advantage to increase the knowledge of how different variations of extreme rainfall affects the hydraulic response of urban catchments, as well as which areas in urban environments contribute to the flood peak. The aims of this study are, with a particle tracking approach, to investigate how the peak runoff contributing areas differ geographically depending on the duration and time to peak of the rainfall event. This also includes the evaluation of what sizes of urban catchment areas are relevant to include when modelling the hydraulic response of Swedish urban catchment in relation to the characteristics of the hyetograph. The catchment area used in this study is made synthetically to represent a generic Swedish urban catchment with regards to the proportions of hardened surfaces, buildings and low points, as well as the slope of the catchment. Various variants of the Chicago Design Storm were implemented in the model. This included three different durations of 2-, 4- and 6 hours of which each, separately, constituted of three different time to peak that is decided by an r-value when creating the design storms. The r-values used in this study is 0.1, 0.4 and 0.8 where the values correlates to an early-, centred- and late peak of the hyetograph. To be able to investigate the peak contributing area, a particle tracking approach was initially used as an equivalent to tracers where the particles are first evenly distributed over the catchment area to then be concentrated to the locations that shows a variation in in the peak contributing area. This was done by using the modelling program MIKE 21 Flow Model FM powered by DHI, which also was used to run the hydrodynamic simulations of the inundation. The results of the hydrodynamic simulations showed that the rain events generated more runoff as the duration was extended. In addition, the timing of the peak of the rainfall intensity also had an impact on the result as the runoff increased with increasing r-value. Thus, as the peak of the hyetograph is delayed, it imposes an increasing risk of severe flooding. Furthermore, with the use of particle tracking, it could be concluded that the different design storm had an influence on the peak contributing distance where the distance grew larger when the duration of the rainfall event was extended and when the peak of the storm was delayed. Med en ökande urbanisering i världen, och med det även en ökning av hårdgjorda ytor, är risken för pluviala översvämningar en allt större faktor som måste beaktas. Detta i kombination meden ökande regnintensitet samt nederbördsfrekvens indikerar ett problem både för idag och förframtiden. Med detta i åtanke är det en fördel att öka kunskapen om hur olika variationer avextrem nederbörd påverkar den hydrauliska responsen i urbana avrinningsområden, samt vilka områden i stadsmiljöer som bidrar till den maximala översvämningen. Syftet med denna studie är att, med hjälp av partikelspårning, undersöka hur peak-bidragande områden skiljer sig geografiskt beroende på regnets varaktighet samt tid till regnintensitetsmaximum. I detta ingår även utvärdering av vilka storlekar av urbana avrinningsområden som är relevanta att inkludera vid modellering av den hydrauliska responsen i förhållande till hyetografens egenskaper. Avrinningsområdet som används i denna studie är syntetiskt gjort för att representera ett generiskt svenskt urbant avrinningsområde med avseende på andelen hårdgjorda ytor, byggnader och lågpunkter, samt avrinningsområdets lutning. För att studera nederbördens inverkan på den hydrauliska responsen i avrinningsområdet implementerades olika varianter av en designstorm kallad Chicago Design Storm. Detta inkluderade tre olika varaktigheter på 2-,4- och 6 timmar av vilka var och en, separat, bestod av tre olika tid till regnintensitetsmaximum,vilket bestäms av ett r-värde vid skapandet av designstormarna. De r-värden som används i denna studie är 0.1, 0.4 och 0.8 där det lägre värdet korrelerar med en tidig topp, mittvärdet är lika med en centrerad topp och det högre värdet motsvarar en sen topp på hyetografen. För att kunna undersöka det peak-bidragande området användes initialt en partikelspårningsmetod som en motsvarighet till spårämnen där partiklarna först är jämnt fördelade över avrinningsområdetför att sedan koncentreras till de platser som visar en variation i det peak-bidragande området. Detta gjordes genom att använda modelleringsprogrammet MIKE 21 Flow Model FM som drivs av DHI, vilket också användes för att genomföra de hydrodynamiska simuleringarna av översvämningen. Det upptäcktes relativt tidigt i simuleringsstadiet av arbetet att det skulle vara svårt att identifiera det peak-bidragande området i avrinningsområdet, då majoriteten av de partiklarsom släpptes ut på platser med antingen lågt flöde eller låg vattennivå hade svårt att ta sig tillutloppet av avrinningsområdet. Med anledning av detta vändes fokus i studien mot avrinningsområdets centrala dräneringsväg där partiklarna kunde röra sig mer fritt. Därför togs ett beslut att undersöka det peak-bidragande avståndet längs den centrala dräneringsvägen istället för det peak-bidragande området. Resultaten av de hydrodynamiska simuleringarna visade att regnen genererade mer avrinning när varaktigheten förlängdes. Dessutom hade tidpunkten för toppen av nederbördsintensiteten också en inverkan på resultatet då avrinningen ökade med ökande r-värde. Allteftersom toppen av hyetografen senareläggs, medför den en ökande risk för allvarliga översvämningar. Vidare, med användningen av partikelspårning, gick det att dra slutsatsen att de olika designstormarna hade en effekt på det peak-bidragande avståndet, då avståndet blev större när varaktigheten av regnen förlängdes och när regnets intensitetstopp inträffade senare under regneventet.

The availability of nutrients is the foundation of our ecosystems both on land and in the sea. The processes that control the surplus of nutrients and the biogeochemical cycle are linked to several important environmental issues and therefore important to know. At present, there is an excess of nutrients in our waters, mainly due to anthropogenic activities such as agriculture, emissions from operations or forestry. The abundance of nutrients leads to an overproduction of plant and zooplankton, which in turn creates problems such as oxygen deprivation, impaired depth of vision, changes in species composition and thus also changes in the structure of ecosystems. This study aims to increase the knowledge of which factors affect how nutrients are transported from land to sea. The focus is on the transport and uptake of macronutrients in a smaller catchment area with little anthropogenic influence. The study is based on analytical results from sampling surface water in the Forsmark area located on the coast of Uppland. The starting point has been to investigate how the availability of dissolved nitrogen, phosphorus, carbon and silicon differs in Lake Bolundsfjärden, its inflow and outflow, as well as which key factors control the mobility and transport of nutrients in the catchment area. The study has been carried out by analysing data from previous samplings in the area. The sampling has been carried out by SKB (Svensk kärnbränslehantering AB) for approximately 20 years as part of their research on nuclear fuel disposal. Relevant parameters from the sampling results were compiled and have been statistically analyzed through Spearman's correlation tests as well as Wilcoxon signed ranked tests. The key factors that have a major impact on the uptake and transport of nutrients are temperature, alkalinity, and pH. These parameters are part of the biogeochemical cycle and vary with the seasons of a temperate climate. Silicon, nitrogen and phosphorus co-vary with several seasonal parameters, while the DOC content in surface water is only indirectly affected by the seasons mainly in the form of precipitation and snowmelt. Over the past two decades, the annual nutrient flow has remained relatively stable for phosphorus and silicon, while nitrogen and DOC show rising trends, a likely explanation being ongoing climate change with more extreme weather.

Olika hårdlagda ytor och olika kombinationer av ledningssystem ger upphov till olika avrinningskoefficienter. Klassificering av avrinningsområden med avseende på bebyggelsetyp och anslutningsförhållanden används därför ofta i syfte att förenkla avrinningsberäkningar. Arbetet det innebär att utföra dessa klassificeringar är ofta tidsödande när det utförs manuellt. Därför ämnade examensarbetet att förenkla detta arbete. I examensarbetet utvecklades tre alternativa metoder för klassificering med avseende på bebyggelsetyp, samt en metod för klassificering av anslutningsförhållanden. De två första metoderna ämnade för bebyggelstyper omfattade rektangulärklassificering och klassificering baserad på största sannolikhet. Med dessa var ett parameterval och träningsdata nödvändigt. Den tredje metoden baserades på närmaste granne-algoritmen och krävde endast träningsdata i form av att ett visst antal områden hade klassificerats på förhand. Dessa tre första metoder utvärderades mot tidigare utförda klassificeringar med hjälp av förväxlingsmatriser. Metoden för klassificering av anslutningsförhållanden utvecklades utifrån ett givet antal villkor. Den metoden hade inte samma utvärderingsmöjligheter och validerades därför genom inspektion av exempelområden. För bebyggelsetypsklassificering uppvisade metoden baserad på närmaste granne-algoritmen lovande resultat med en överensstämmelsegrad som var nästintill perfekt under vissa förutsättningar. Metoden begränsas dock av städers utformning och områdesfördelning, varför användandet av metoden kräver en förståelse för hur den fungerar och under vilka förutsättningar den kan tänkas prestera sämre. Samtliga andra metoder ämnade för bebyggelsetypsklassificering gav otillräckliga resultat med de parameterval som testades. Metoden för klassificering av anslutningsförhållanden följde givna villkor och föreföll prestera väl vid inspektion av enskilda exempelområden. Dataunderlaget kan däremot utgöra en begränsning och metoden hade behövts utvärderas i flera städer för att skapa ett bättre underlag för utvärdering. Surfaces of varying permeability and different combinations of water pipelines within catchment areas result in different runoff coefficients. Classification of catchment areas with regards to building type and water pipeline connections are therefore commonly used in order to simplify runoff calculations. The work required to perform these classifications is often time consuming as it is performed manually. This master's thesis aims to make the task of classification less labour intensive. Three alternative methods for classification with regards to building type and one method for water pipeline connection were considered in this master's thesis. The first two building type classification methods were based on parallellepiped and maximum likelihood classification theory and required a choice of parameters and training data in order to perform classifications. The third method was based on a nearest neighbour algorithm and only required training data in the form of a number of previously classified areas. All three building type classification methods were evaluated against previously obtained classifications for catchment areas using confusion matrices. The method purposed for catchment area water pipeline connections was developed from a given number of predetermined conditions. That method did not have the same evaluation opportunities as no previously made classifications could be obtained. Instead, the method was validated by inspection of individual example areas. The method based on the nearest neighbour algorithm proved to perform very well, with a strength of agreement that was almost perfect under certain conditions. The performance of the method was however limited by city formation and area distribution. Hence, future usage of the method require an understanding of how the algorithm performs the classifications and under what circumstances the method may or may not produce sufficient results. All other methods purposed for building type classification produced inferior results with the parameters that were tested. The water pipeline connection classification method followed the outlined conditions and seemed to perform well. It is however subject to data limitations and the method would have to be validated in additional cities on several data sets in order to provide a better basis for evaluation.

Avrinningsområden är landområden där det ofta finns förutsättningar för stor biologisk mångfald. År 2017 var ett område som undersöktes Ölmans avrinningsområde, där man dokumenterade och räknade antal individer av de olika växtarter som fanns på olika avstånd från vattnet, samt de olika vegetationstypernas procentuella täckning av marken. Det här är en undersökning som, i hopp om att ge en bättre förståelse för vegetationszonering vid vattendrag, försöker upptäcka huruvida det finns en skillnad i artmångfald och artfördelning på två olika substrat och på tre olika avstånd från vattnet vid Ölmans avrinningsområde i Värmland, Sverige. Alla data som användes i undersökningen hade redan samlats in i juli 2017. Analysen skedde under hösten 2018. Resultaten påvisade inget samband mellan substrat och artmångfald och artfördelning. Avståndet från vattnet hade inte heller någon inverkan på artmångfald och artfördelning. Ölmans avrinningsområde är påfallande litet, vilket med sannolikhet påverkar förekomst av naturlig zonering – eller en brist därav. Det finns också flera andra biotiska och abiotiska faktorer som kan påverka växtlivet, såsom pH-värden i vattnet och jorden, mänsklig påverkan, påverkan från djur, och så vidare. Att enbart känna till grovleken på det underliggande substratet ger inte tillräckligt med information för att tillåta dragande av några definitiva slutsatser gällande vegetationsstrukturen. Watersheds are areas of land that often have the prerequisites for great biological diversity. In 2017 one area being examined was the Ölman watershed, where different plant species were accounted for, both by species and amount of individuals, on different distances from the water, as well as the percentage of ground coverage of different types' of vegetation. This is a study that, in an attempt to better understand vegetation zones along rivers and streams, tries to discover whether there is a statistically significant difference between the species diversity and species distribution on two different substrates and three different distances from the water of the Ölman watershed in Värmland, Sweden. All data used for the study were collected in July 2017 and analysed in autumn 2018. The results showed no relationship between substrate and species diversity or species distribution. The distance from the water did not have any effect on the species diversity or species distribution either. The Ölman watershed is quite small, which is likely to affect the presence of natural zoning – and the lack thereof. There are also several other biotic and abiotic factors that can influence plant life, such as pH of the water and soil, human and animal interference, etc. Only knowing the coarseness of the substrate does not provide enough information to be able to draw any definite conclusions on the vegetation structure.

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.

Syftet med denna rapport var att utreda hur föroreningsmängder och föroreningskoncentrationer i dagvattendammars sediment påverkas av markanvändningen i avrinningsområdet. Sedimentprovtagning skedde under april 2019 i tre dagvattendammar i Gävle, med olika markanvändningar: industri, villaområde samt två avrinningsområden innehållande trafik. Markanvändningen ”trafik vid Västerbacken” hade en trafikintensitet på cirka 2000 bilar/dygn och ”trafik vid Hamnleden” en intensitet på 7000 bilar/dygn. Provtagningen utfördes med rysskannborr och sedimentdjup mättes för att kvantifiera sedimentvolymen i dagvattendammarna. Proverna skickades till laboratorie för analys av metaller, fosfor, alifater, aromater samt polycykliska aromatiska kolväten [PAH]. Dagvattendammen med markanvändning industriområde hade sedimentet med högst föroreningskoncentrationer, följt av villaområde – trafik vid Hamnleden – trafik vid Västerbacken. Resultaten för denna studie visar att inga markanta skillnader kan ses vid jämförelse av föroreningskoncentrationer i sedimentet, utifrån omgivande markanvändning. Markanvändningarna visade liknande koncentrationsmönster i de grafiska figurer som jämfördes. Resultatet kan bero på att dagvattendammarna ligger geografiskt nära och därmed kan bli påverkade av samma atmosfäriska nedfall och bakgrundshalter. Det förväntades inte att föroreningskoncentrationerna i villaområdets sediment skulle vara näst högst. En förklaring kan vara den högre halten organiskt material i villaområdets sediment, vissa föroreningar tenderar att binda starkt till organiskt material. Däremot sågs stora skillnader mellan dagvattendammarnas föroreningsmängder i sedimentet (jämförelsetalet ”fastlagd förorening per år”), vilket återspeglades av sedimentvolymen. Störst mängd föroreningar och störst sedimentvolym sågs i dagvattendammen med markanvändning industriområde. I fallande skala följde trafik vid Hamnleden – trafik vid Västerbacken – villaområde. Resultatet kan bero på skillnader i andel partikulära fraktioner i dagvattnet från respektive markanvändning, där industriområdet i så fall har störst andel partikulära fraktioner enligt resultatet i denna studie. Beräkningar utfördes i StormTac för teoretisk föroreningstransport i inkommande dagvatten till dagvattendammarna. Beräkningarna genererade i totalmängder (lösta och partikulära fraktioner). När föroreningstransporten jämfördes med ”fastlagd förorening per år” för villaområde sågs att föroreningstransportens mängder var markant större, vilket delvis kan förklaras med att totalmängder jämfördes med partikulära mängder. En slutsats som dras är att omgivande markanvändning påverkar föroreningsmängderna i sedimentet och sedimentvolymen, snarare än koncentrationerna. This thesis addresses how human activities in the catchment area could influence the contaminant concentrations and amounts of contaminants in the sediments of stormwater ponds. Sediment sampling was done in April 2019. The storm water ponds had different land uses: industrial, residential (detached area) and two land uses of traffic with different intensities; “traffic by Hamnleden” (7000 cars/day) and “traffic by Västerbacken” (2000 cars/day). Samples were taken with a Russian corer and sediment depth was measured to quantify sediment volume. Samples were sent to laboratory for analysis of metals, phosphorus, aliphatics, aromatics and polycyclic aromatic hydrocarbons [PAH]. The stormwater pond with industry as land use had the highest concentration of contaminants in the sediment, followed by residential area – traffic by Hamnleden – traffic by Västerbacken. The results of this study showed that the land use concentrations of contaminants were all similar, and the patterns of concentration in the graphic figures were similar. The results could be explained by the narrow geographic area in which the three storm water ponds are situated. They could be affected by the same atmospheric downfall which could even out the concentrations. It was not expected that the residential area would have one of the highest concentrations in the sediment. This could be explained by the high content of organic matter, as some contaminants create strong chemical bonding with organic matter. Bigger differences were seen for the amounts of contaminants in the sediments and the comparative figure “fixated amount of contaminant per year”. The land use industry had the highest amount of contaminants followed by traffic by Hamnleden – traffic by Västerbacken – residential area. This is probably due to differences in particle quota in the storm water coming from the land uses. Calculations were done for the amount of transported contaminants in stormwater, via the watershed management tool and model StormTac. The calculated transportation of contaminants resulted in total amounts of contaminants, meaning both dissolved and particulate fractions. The calculations from StormTac were compared with the comparative figure “fixated amount of contaminant per year” for the land use residential area, and the amounts were significantly higher for the calculated transportation. This could partly be explained by comparing total amounts with particulate amounts. A conclusion of this report is that land use affects the amounts of contaminants and sediment volume in the studied storm water ponds, rather than the concentrations.

Sustainable intensification of agricultural will be crucial in the future to feed a growing population and address ongoing climate changes. Ethiopia is still dominated by traditional agricultural practices and the population is expected to increase from todays 110 million to 174 million in 2050, making sustainable implementations of intensified agricultural methods crucial. In this study, two watersheds with differences in agricultural intensification and geophysical attributes in Amhara region, north western Ethiopia, are evaluated based on nitrogen content in wells. An attempt to explain the differences in contamination levels of nitrate between the two watersheds are done by examining the usage of fertilisers, amount of livestock and irrigation habits as well as topography. The result showed that the less intensified watershed exceeded the WHO guidelines for nitrate more frequently than the more intensified watershed. Temporal patterns in contamination levels in specific wells could be seen in both watersheds, where the WHO guidelines being most frequently exceeded in July and September versus July and November for the watersheds respectively. No significant correlations between nitrate concentration and explaining parameters were detected in any of the watersheds. The methods used in this paper could not explain the variations in contamination levels. The results imply that the nitrate responses are very site-specific. Evaluations including more precise details on crop management and subsurface flow patterns as well as on other factors influencing contamination levels in wells, such as distance to household and cattle, are needed in further investigations as agriculture continues to intensify En hållbar utveckling av jordbruket kommer att vara avgörande för att föda en växande befolkning och möta pågående klimatförändringar. I Etiopien domineras jordbruket av traditionella metoder och befolkningen i landet förväntas öka från dagens 110 miljoner till 174 miljoner år 2050, vilket medför att hållbara lösningar gällande bevattning och gödslingsanvändning blir viktiga. Två avrinningsområden med olika karaktär gällnade intensifiering av jordbruk och topografi i Amhara-regionen i nordvästra Etiopien utvärderas utifrån kvävekoncentrationer i brunnar. Ett försök att förklara kvävekoncentrationer görs genom att utvärdera användningen av gödslingsmedel, mängd boskap och bevattningsvanor. Resultatet visade att det mindre intensifierade avrinningsområdet överskred WHO:s riktlinjer vid fler tillfällen än den mer intensifierade. Temporala skillnader i föroreningsnivåer kunde ses i specifika brunnar i båda avrinningsområdena, där WHO:s riktlinjer överskreds mest frekvent i juli och september respektive juli och november. Inga signifikanta korrelationer mellan nitratkoncentration och förklarande faktorer påvisades i någon av avrinningsområdena. Metoden som användes i studien kunde inte förklara de variationer som förekom i brunnarnas kontamineringsnivåer. Resultaten indikerar dock att orsakerna är platsspecifika och studier baserade på mer detaljerade data om odlingsätt och markvattenflöden samt andra påverkande faktorer, såsom avstånd till hushåll och boskap behöver göras då intensifieringen av jordbruket fortskrider.

Acid sulphate soils cover all around the world an area of approximately 170 000 km2. The soils can cause huge acidification problems for streams and lakes due to increasing concentration of hydrogen ions which will increasing the mobilization of heavy metals. This can result in huge complications for species living in the polluted water. The aim with this study was to see what kind of impact the ditching activity in a catchment area affected by sulfide soils have when it comes to the leaching of heavy metals and Al. This was studied by investigate the distribution of 27 different elements (such as heavy metals, trace metals, nutrient etc) and LOI in a 2,14 m long marine sediment core from a bay situated in the county of Västerbotten. The catchment area from the stream which has it outflow at the bay are predicted to be affected by the acid sulphate soils in a high extent. Furthermore the spatial distribution of the elements in the bay was studied, this was made by compare the results from two sediments samples taken by a HTH corer from two different locations. The results made it clear that some element highly correlated to each other followed a trend similar to the ones of Sulphur and LOI. The concentration for the elements (As, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb och Zn) was also compared by the Canadian guidelines which indicate that As and Fe had concentration that can cause severe negative effects for biota in the water. The conclusion made from this study indicate that the majority of the elements are affected by the LOI fluctuations due to the high positive or negative correlation to LOI. Therefore the highest concentration of elements such as Al, Co, Cu Mn, Ni and Zn which will be leached by acid sulphate soils are in this situation instead caused by LOI. However there occur some trends when the ratio between S/LOI and other heavy metals sharply increase, this could be seen as a sign of an effect caused by acid sulphate as a results of ditching activity.

Befolkningen i Stockholmsregionen har ökat kraftigt under de senaste decennierna och förväntas fortsätta öka i framtiden. Ökad urbanisering medför normalt att andelen hårdgjorda ytor ökar. På hårdgjorda ytor som tak, vägar och parkeringsplatser kan vattnet inte infiltrera marken utan rinner av längs ytan som dagvatten. En ökad andel hårdgjorda ytor antas därför resultera i högre och snabbare avrinning, särskilt vid kraftiga regn, vilket ökar risken för översvämningar. I Stockholms län förväntas den pågående klimatförändringen leda till ökad nederbörd, speciellt på vintern, och dessutom förväntas det bli vanligare med extremt kraftiga skyfall. I den här studien undersöker jag kopplingen mellan urbaniseringsgraden, mätt både som befolkningstäthet och som andelen hårdgjorda ytor, och storleken på de årliga maximiflödena i Hagbyån nära Vallentuna från andra hälften av 1900-talet och fram till nutid. Hårdgjorda ytor definieras i denna studie som byggnader, vägar, järnvägar och stigar och beräknas utifrån fastighetskartan som representerar nutid och den ekonomiska kartan som representerar studieperiodens början. Återkomsttiderna för årsmaximivattenflödena beräknas utifrån dagliga värden på vattenföringen vid Skällnora mätstation med frekvensanalys enligt de tre metoderna Weibullmetoden, Gringortenmetoden och Gumbelmetoden. Urbaniseringsgraden i studieområdet har som förväntat ökat vilket märks både på att befolkningen i kommunerna och i den största tätorten i studieområdet har ökat och på att andelen hårdgjorda ytor nästan har fördubblats från studieperiodens början till nutid. Trots detta har storleken på årsmaximiflödena minskat. När storleken på 100-årsflödena vid Skällnora mätstation beräknas baserat på årsmaximiflödena från första hälften av studieperioden blir 100-årsflödet 3,9 m3/s men när årsmaximiflödena från andra hälften av studieperioden används blir 100-årsflödet 2,4 m3/s. De största flödena har blivit ovanligare. Detta är tvärtemot det förväntade resultatet som var att årsmaximiflödena skulle öka med ökad andel hårdgjorda ytor. Detta resultat beror inte på minskad nederbörd. Den här studien inkluderade inte någon analys av hur evapotranspirationen i området har förändrats över tid. Ett varmare klimat med mindre snö och en förskjutning av nederbörden till vintern skulle kunna vara en bidragande orsak till att årsmaximiflödena har minskat. The population in the Stockholm region has increased in the last few decades and this population increase is expected to continue in the future. Increased urbanization normally means that the fraction of impervious surfaces increases. On impervious surfaces such as roofs, roads and parking lots water cannot infiltrate the ground but run off as surface runoff. An increased fraction of impervious surfaces is therefore assumed to result in higher and faster runoff, especially at heavy rainfall, which increases the risk of flooding. In Stockholm county the ongoing climate change is expected to result in increased precipitation, especially in winter, and extreme precipitation events are also expected to become more common. In this study I investigate the connection between the degree of urbanization, measured both as population density and as the fraction of impervious surfaces, and the size of the yearly peak flows in Hagbyån near Vallentuna from the second half of the 20th century until today. Impervious surfaces are defined in this study as buildings, roads, rail roads and paths and calculated based on the property map (fastighetskartan) which represents the present day and the economical map (ekonomiska kartan) which represents the beginning of the study period. The recurrence interval of the annual peak flows was calculated from the daily flow values at Skällnora hydrological station using frequency analysis according to the three methods the Weibull method, the Gringorten method and the Gumbel method. The study area has, as expected, become more urbanized during the study period. Both the population in the municipalities and the population in the largest town in the study area have increased and the fraction of impervious surfaces has nearly doubled from the beginning of the study period until today. Despite this the size of the annual peak flows has diminished. When the size of the 100-year flow at the Skällnora station is calculated based on the yearly peak flows of first half of the study period the 100-year flow is 3,9 m3/s but when the yearly peak flows from the second half of the study period are used the 100-year flow is 2,4 m3/s. The largest annual peak flows have become more rare. This contradicts the expected result which was that the annual peak flows would increase when the fraction of impervious surfaces increased. This result is not due to reduced precipitation. This study did not include an analysis of changes in evapotranspiration over time in the area. A warmer climate with less snow and a shift of the precipitation pattern to more precipitation in winter might be part of the explanation.

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.

HYPE-modellen utvecklades som ett hjälpmedel för att uppfylla målet om att alla svenska vattendrag ska ha uppnått åtminstone god ekologisk status år 2015, enligt EU:s ramdirektiv för vatten. I HYPE-modellen delas avrinningsområdet in i markklasser, som definieras utifrån kombinationen av jordart och markanvändning/marktäckeklass. I modellen finns det många parametrar. Vissa av dem är generella för ett större område eller kan hämtas ifrån tidigare forskning, medan andra måste kalibreras för varje avrinningsområde. De parametrar som kalibreras beror i de flesta fall antingen av jordart eller av markanvändning eller marktäckeklass. Syftet i den här undersökningen var att kalibrera HYPE-modellen för ett mindre avrinningsområde samt undersöka avrinningsvägar och utvärdera den utförda kalibreringen. Det undersökta avrinningsområdet kallas Krycklan och ligger i Vindeln kommun i Västerbottens län. Det är ett avrinningsområde som huvudsakligen består av skog, men även innehåller inslag av jordbruksmark och myrmark. Kalibreringen gjordes i två steg, först för ett mindre delavrinningsområde och sedan för hela avrinningsområdet. Två avrinningskalibreringar gjordes för det mindre delavrinningsområdet. Kalibrering A utfördes med ansatsen att få en så hög anpassning som möjligt, med utgångspunkt i det statistiska måttet NSE, vilket är kvadratsumman av residualerna dividerat i den totala kvadratsumman. Kalibrering B gjordes i samråd med SMHI om rimlig storlek på parametervärdena, men gav ett sämre värde på NSE. För hela avrinningsområdet utfördes endast en kalibrering. Ett försök till modellering av kväve- och fosforhalter i avrinnande vatten gjordes även. Resultatet visade att det gick att få en kalibrering av modellen att följa uppmätt flöde väl, även på mikroskala. Skillnaden mellan kalibrering A och kalibrering B var att den första bättre fångade uppmätta flödestoppar, men gav ett för högt basflöde. För både blöta och torra år gick det att få en hög anpassning, men kalibreringen fungerade generellt sätt bättre för blöta år. Det var betydligt svårare för modellen att fånga variationen i kväve- och fosforkoncentrationer, men samband mellan modell och mätvärdena kunde ändå ses. The HYPE-model was developed as an aid of achieving the goal of all Swedish watercourses should have reached at least well ecological status by the year of 2015, according to the EU Water Framework Directive. In the HYPE model, the catchment is divided into soil classes which are a combination of soil and land use. In the model, there are many parameters. Some of them are general for a larger area or can be obtained from previous research, while others must be calibrated for each catchment. The parameters to be calibrated depend in the most cases either on soil or land uses. The aim of this study was to calibrate and evaluate the HYPE model for a small catchment. The investigated catchment is called Krycklan and is located in the municipality of Vindeln in the province Västerbotten. The catchment consists mostly of forest, but there are also some agriculture and mire. The calibration was made in two steps, first on a small sub-basin and then to the entire basin. Two runoff calibrations were made for the smaller sub-basin. Calibration A was performed with the approach to obtain as high fit as possible, on the basis of the statistical measure NSE, which is the quadrate of the residuals divided in the quadrate of the total quadrate sum. Calibration B was made after consultation with SMHI (The Swedish Meteorological and Hydrological Institute) of the adequate size of the parameter values. For the entire basin only one calibration was performed. An attempt at modelling of nitrogen and phosphorus concentration in runoff was also made. The results showed that it was possible to get the model to follow the measured flow well, even at the micro scale. The difference between calibration A and calibration B was that the first one was better to catch the measured flow peaks, but resulted in too high base flow. For both wet and dry years it was possible to obtain a high fit, but the model generally got better for the wet years. There was much more difficult for the model to capture variation in nitrogen and phosphorus, but the connection between the model and the measurements could still be seen.

The purpose of the thesis was to map the hydraulic load on the Knivsta river from stormwater runoff, and build a platform for further studies of pollution loads on the rivers ecosystems. New residential areas are planned to be built in Knivsta municipality and it will have an impact on stormwater flows to Knivsta river. To examine the impact this will have, simulations were made in the area as it stands today and after expansion work. The work includes calculation of flows from the populated areas but also from the catchment area around it consisting of woodlands and fields. Because of expected climatic changes which may affect rainfall, the simulations have been performed with different return periods for rainfall data. Return periods of 1, 2, 10 and 50 years were chosen to get a result that reflects the current situation but also a possible climate change that would give rise to much greater rainfall.Simulation results showed that stormwater runoff would increase by 11 percent if new residential areas were built in the drainage area. Return times of rain had profound implications for the amount of runoff. A 50-year rainfall generated 7.6 times as much stormwater runoff for 1 hour as a 1-year rainfall and the amount of flooded water increased significantly as more and more pipes were flooded.In the simulations no consideration was taken to water already present in the system, only to water which is supplied through the storm water runoff. To get a better picture of flood risk and flows in the pipe system, additional analyses of flows and cross-sectional area of Knivsta river and flowing ditches are required. An analysis of the pipeline system in the detailed plans for the new areas should be done when these plans are available. Without these detailed plans, it is difficult to determine how the newly built areas will affect the pipes and ditches in the vicinity that the water must pass on the way to the recipient.

The purpose of the thesis was to map the hydraulic load on the Knivsta river from stormwater runoff, and build a platform for further studies of pollution loads on the rivers ecosystems. New residential areas are planned to be built in Knivsta municipality and it will have an impact on stormwater flows to Knivsta river. To examine the impact this will have, simulations were made in the area as it stands today and after expansion work. The work includes calculation of flows from the populated areas but also from the catchment area around it consisting of woodlands and fields. Because of expected climatic changes which may affect rainfall, the simulations have been performed with different return periods for rainfall data. Return periods of 1, 2, 10 and 50 years were chosen to get a result that reflects the current situation but also a possible climate change that would give rise to much greater rainfall.Simulation results showed that stormwater runoff would increase by 11 percent if new residential areas were built in the drainage area. Return times of rain had profound implications for the amount of runoff. A 50-year rainfall generated 7.6 times as much stormwater runoff for 1 hour as a 1-year rainfall and the amount of flooded water increased significantly as more and more pipes were flooded.In the simulations no consideration was taken to water already present in the system, only to water which is supplied through the storm water runoff. To get a better picture of flood risk and flows in the pipe system, additional analyses of flows and cross-sectional area of Knivsta river and flowing ditches are required. An analysis of the pipeline system in the detailed plans for the new areas should be done when these plans are available. Without these detailed plans, it is difficult to determine how the newly built areas will affect the pipes and ditches in the vicinity that the water must pass on the way to the recipient.

För att skydda vattenresurserna inom ett avrinningsområde från förorening krävs uppskattningar både av den vattenburna föroreningsspridningen från alla befintliga föroreningskällor i området och av risken för framtida föroreningsutsläpp från nytillkomna källor (till följd av t.ex. föroreningsolyckor). I den här rapporten presenterar vi en metodik för beräkning av vattenburen föroreningsspridning från befintliga och tänkbara framtida föroreningskällor samt för uppskattning av tillhörande föroreningsrisk i termer av sannolikheten att givna gränsvärden för föroreningsnivåer överskrids i känsliga vattenmiljöer inom och nedströms ett avrinningsområde. Vi undersöker och illustrerar också metodikens användbarhet med beräkningsexempel från Forsmarks och Norrströms avrinningsområden. Den föreslagna metodiken utgörs av två beräkningssteg: I Steg 1 beräknas och karteras transporttider och transporttidsfördelningar för strömmande vatten, och vattenburna icke-reaktiva ämnen som helt följer vattnets rörelse, från olika föroreningskällor till känsliga grundvatten- och ytvattenmiljöer inom och nedströms avrinningsområdet. Resultat från detta första, ämnesoberoende steg kan användas för att identifiera de särskilt föroreningspåverkande delarna av ett avrinningsområde, varifrån utsläppta föroreningar snabbast kan spridas till en nedströms grundvatten- eller ytvattenrecipient med minst tidsutrymme för nedbrytning och andra självrenande processer längs spridningsvägarna. I Steg 2 beräknas och karteras den ämnesspecifika transporten av reaktiva föroreningar med vattnet, samt medföljande föroreningsrisker. Detta görs genom att de ämnesoberoende vattentransporttiderna och deras fördelning längs olika spridningsvägar, som beräknades i Steg 1, kopplas ihop med lämpliga modellbeskrivningar av nedbrytning och andra självreningsprocesser (som avklingning av radioaktiva ämnen och avskiljning av närsalter och metaller ur det strömmande vattnet) för olika specifika ämnen, eller grupper av ämnen med liknande processegenskaper. Våra resultat visar att det i detta beräkningssteg är viktigt att räkna med hela fördelningen av olika möjliga transporttider som kan förekomma från källa till recipient vid beräkning av vattenburen föroreningstransport. Om man bara räknar med en genomsnittlig transporttid kommer man att systematiskt underskatta den totala föroreningsmassa som når recipienten. Beräkningsosäkerheter, vad gäller karakteriseringen av föroreningskällor, vattenflöden och ämnesspridningen med vattnet, hanteras också i den föreslagna metodiken, genom sannolikhetsbaserade känslighetsanalyser. Dessa omfattar både statistisk representation av den slumpmässiga parametervariation som naturliga system ofta uppvisar samt olika antagna scenarier för nuvarande eller framtida förhållanden vars osäkerhet inte kan uppskattas i statistiska termer. På så vis kan man relativt enkelt bedöma hur stora osäkerheterna är och identifiera de intervall av spridningsförhållanden och ämnesspecifika självreningsegenskaper där osäkerheterna har stor praktisk betydelse för vattenförvaltning i ett avrinningsområde, samt de resterande, ofta bredare intervall där de inte har det. I det sistnämnda fallet får man, trots osäkerheterna, genom känslighetsanalysen en relativt säker och robust grund för beslut om exempelvis olycksberedskap och åtgärder för att begränsa föroreningsspridning från befintliga föroreningskällor. Genom att klart identifiera de fall där osäkerheterna spelar stor praktisk roll får man också ett rationellt underlag för att i dessa fall välja mellan att antingen göra fler undersökningar för att minska osäkerheterna, eller bedöma föroreningsriskerna konservativt och agera efter det sämsta av alla möjliga scenarier i vattenförvaltning, åtgärdsprogram och olycksberedskap.

A monitoring project was initiated in 1990 aimed at investigating pesticide sources, pathwaysand occurrence in stream water within an agricultural catchment. The work was carried out inclose co-operation with the farmers operating in the selected area. Since 1995, farmers in thecatchment have received extensive information regarding best management practises forpesticides adapted to local conditions on the farm. The program has continued during theentire 1990's. The results demonstrate a considerable reduction in overall pesticide findings inthe stream, with concentrations down by more than 90%. The most notable decrease inconcentration levels and transported amounts occurred in 1995, coinciding with the onset ofthe site specific information efforts. The decreasing levels of pesticides in stream water fromthe catchment area can primarily be attributed to an increased awareness amongst the farmerson better routines for the correct handling of spraying equipment and application procedures,including the practice of total weed killing on farmyards.

Naturvårdsverkets miljöövervakningsenhet genomför Integrerad övervakning av miljötillståndet i skogsekosystem (IM) inom programområdet ”Skog”. Övervakningen är relaterad till FN-konventionen om effekter av långtransporterade luftföroreningar ”Long-range transboundary air pollution – LRTAP 1979” (UN/ECE). IVL Svenska Miljöinstitutet (IVL), Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) och Institutionen för vatten och miljö vid SLU (IVM, SLU) utför övervakningen på uppdrag av Naturvårdsverket. Miljöövervakningen omfattar ekosystemstudier på avrinningsområdesnivå med bestämningar av vattenbalans, kemiska ämnesbudgetar och effekter på biota, främst vegetation och studier av markprocesser. Syftet är dels att som referensområden ge relevanta bakgrundsdata, dels att söka skilja effekter av mänsklig påverkan från naturlig variation. Modellering för prognostisering av utvecklingen är ett viktigt inslag. IM programmet lämpar sig också väl till testning av modeller. Mätningarna utförs i skyddade områden med lång kontinuitet, utan skogliga aktiviteter. Deposition av luftföroreningar och potentiell klimatpåverkan är de enda mänskliga störningarna i områdena. Syftet med IM-övervakningen skiljer sig från syftena med övriga miljöövervakningsprogram genom att IM i detalj ska kunna förklara förändringar i miljön och därmed bidra till tolkningen av resultaten från de mer extensiva programmen. Föreliggande rapport redovisar undersökningar från år 2007 och inbegriper de fyra IMområdena Gårdsjön, Aneboda, Kindla och Gammtratten. Verksamheten under året beskrivs kortfattat i text med glimtar av intressanta resultat som framkommit. Bearbetade data och resultat återfinns i tabellbilagan i slutet på rapporten. Mark och vatten i IM-områdena är jonsvaga, med permanent sura förhållanden och med tämligen höga aluminiumhalter i bäckvatten. Endast Gammtratten uppvisade låga halter oorganiskt aluminium, på nivåer som är tämligen ofarliga för gälandande organismer som fisk (Lydersen et al. 2002). Anebodas bäckvatten uppvisade halter under de nivåer där man anser att det föreligger risk för biologisk skada med avseende på de övriga metallerna. Områdena uppvisade låga halter av oorganiska näringsämnen. Gårdsjöns närhet till havet återspeglas tydligt i kemin medan de höga halterna organiskt material påverkar vattenkvaliteten i Aneboda. Kindlas kemi förefaller präglas av vattnets snabba och ytliga transportvägar i marken, vilket är en vanlig företeelse i svensk skogsmark. Gammtratten, som är beläget längst norr ut och har låg depositionsbelastning, är det minst sura området med ett medel-pH runt 5,6 och frekvent förekommande vätekarbonatalkalinitet i bäckvattnet. Jonflödet i Gårdsjön styrs i hög grad av nedfallet av havssalter, medan jonflödet i Aneboda och Kindla påverkas till ungefär lika delar av havssalttillförsel, svaveldeposition och interna biologiska processer. I Gammtratten styrs jonflödena i huvudsak av interna biologiska processer. Under 2007 var den årliga medeltemperaturen högre än normalt för samtliga IM-områden och överskreds med som mest +1,5°C vid Gammtratten. För Kindla, Aneboda och Gårdsjön var överskottet +1,1 oC, +0,9 oC respektive +0,7°C. Nederbörden var högre än normalt i samtliga områden förutom Gammtratten som hade ett underskott på ca 76 mm. I Aneboda var överskottet 242 mm mer än normalt och stora nederbördsmängderna i januari och december i Gårdsjön gav ca 500 mm mer än normalt. Avrinningsregimen avvek från det normala vid Gårdsjön med ovanligt hög avrinning under juli månad. Vid Aneboda var avrinning tämligen jämnt fördelad under året men med något högre värden årets tre första månader och i december. Bergslagsområdet Kindla har vanligtvis en utpräglad vårflod och tämligen höga vattenflöden i samband med höstregn. Under 2007 var dock avrinning betydligt lägre än normalt på våren eftersom snösmältning mer eller mindre saknades. I Gammtratten dominerade vårfloden i april-maj. Baserat på de ca 10 år långa medelvärdena för IM-områdena har den högsta årliga nederbördsmängden uppmätts vid Gårdsjön (ca 1200 mm) och med en uppmätt avrinning på ca 560 mm ger det en avdunstning på ca 640 mm. Detta är en betydligt högre avdunstning än vad SMHI anger för området under perioden 1961-1990 (ca 500 mm). Avdunstningen vid Aneboda och Kindla ligger närmare de officiella värdena med 548 mm respektive 468 mm medan Gammtrattens 263 mm uppvisat lägre värden. Det senare området ligger dock högt (545 m ö.h.), vilket medför lägre temperaturer och därmed lägre avdunstning. Den lägre avdunstningen vid Aneboda än vid Gårdsjön indikerar att det vid Aneboda funnits otillräckligt med vatten under delar av året (växtperioden) för att den potentiella avdunstningen ska uppnås. Även temperaturskillnaden på ca 1°C kan ha viss betydelse för avdunstningen. Under 10-årsperioden förekommer flera år med avvikande mönster från de normala flödesregimerna. Den kalla vintern 2006 gav t.ex. låg avrinning under vintermånaderna och höga flöden i samband med snösmältningen både i Aneboda och Gårdsjön i likhet med vad som normalt uppmäts i mellersta och norra Sverige. Den varma hösten och vintern 2006/07 i Kindla gav upphov till ett avrinningsmönster liknande flödesregimen i södra Sverige med hög avrinning under denna period och mer eller mindre avsaknad av vårflödestopp eftersom snömagasinet var mer eller mindre obefintligt. Även Gammtratten uppvisade höga flöden långt fram i december 2006 på grund av högre temperatur än normalt. Om klimatet förändras i enlighet med vad som förväntas utifrån den globala uppvärmningen kan förhållandena under hösten och vintern 2006/07 förväntas bli betydligt mer vanligt förekommande. Många studier rapporterar ökande TOC-halter (humus) under de senaste 20 åren i sjöar och vattendrag i Europa, Kanada och USA. Flera olika processer har föreslagits förklara dessa trender bl.a. återhämtning från försurning p.g.a. minskad svaveldeposition. Svenska ytvatten och skogsjordar uppvisar tydliga signaler på återhämtning från försurning, vilket indikerar att de ökade TOC-halterna skulle kunna vara en effekt av ökad pH och minskade aluminiumhalter i marklösningen. Om denna hypotes är korrekt, skulle TOC-halterna öka både i marklösningen och i de omgivande ytvattnen i takt med att pH stiger och tillförseln av sulfat minskar. Vid Aneboda och Kindla uppvisade markvattnet i huvudsak statistiskt signifikanta minskande TOC-halter och tydlig återhämtning från försurning. Resultaten stöder följaktligen inte hypotesen om ökande TOC-halter på grund av återhämtning från försurningen vare sig i inströmnings- eller utströmningsområdena. IM-mätningarna visar att koncentrationerna av Pb, Cd och Hg ökar från nederbörd, via krondropp, förnafall till mårskiktet och att halterna vanligtvis minskat eller varit oförändrad i samtliga medier sedan 1990-talet. Respirationen i mårskiktet vid Aneboda och Kindla indikerar att de metallbiologiska effekterna av Pb försvagats eller upphört under 2000-talet, medan sambanden förstärktes i Gårdsjön. Pb-trenderna återspeglas även i sambanden för Hg. Resultaten indikerar olika metall- och koltillgänglighet för mikroorganismerna i de olika områdena. Under perioden augusti 2005 t.o.m. oktober 2006 utplacerades 28 krondroppsinsamlare systematiskt inom Gammtratten och 34 st inom Kindla. Syftet med studien var att undersöka om de ordinarie krondroppslinjerna ger en representativ bild av krondroppet i området. Resultaten visar att krontäckning, vattenvolym, konduktivitet och vätejonkoncentration inte skiljer sig nämnvärt mellan insamlare fördelade i avrinningsområdet och insamlare utmed krondroppslinjen. Utifrån dessa parametrar kan man därför utgå ifrån att linjerna representerar områdena tämligen väl.

Inom miljöövervakningsprogrammet Typområden på jordbruksmark undersöks ett antal små, jordbruksdominerade avrinningsområden för sambandet mellan odling och vattenkvalitet (främst kväve och fosfor) i ytvatten och grundvatten. Vattenföringsmätningar i typområdenas bäckar mäts kontinuerligt och vattenprov har tagits varannan vecka sedan undersökningarna startade (mellan 1988 och 1996). I en regional del av programmet undersöks 15 typområden och i en nationell del, s.k. Intensivtypområden, undersöks åtta typområden mer omfattande med bl.a. årlig odlingsinventering. För att öka kännedomen om olika delavrinningsområdens inverkan på vattenkvaliteten i vattendraget utfördes som ett specialprojekt en s.k. synoptisk vattenprovtagning i två intensivtypområden. Vattenprover togs då i ett flertal provpunkter i vattendragen och under olika flödessituationer. Resultaten visade att för typområde N34 i Halland med lättare jordarter på åkermarken var halterna av kväve högre från delavrinningsområden med stor andel åkermark. För halterna av fosfor som normalt är låga för området var skillnaden liten mellan delavrinningsområdena. I typområde C6 i Uppland med mellanlera som dominerande jordart var det liten skillnad i halter av kväve mellan provpunkterna. Däremot varierade halterna av kväve mellan provtagningstillfällena. Halter av fosfor varierade både mellan provtagningstillfällen och mellan provpunkter. Högst var halterna i de nedre och centrala delarna av avrinningsområdet. Generellt var det också högre halter vid högflöde. Vid dessa tillfällen var andelen partikulärt bunden fosfor stor och halterna av suspenderat material förhöjda. Trots det begränsade antalet provtagningstillfällen (tre i N34 och sex i C6) gav resultaten en god bild av de olika delavrinningsområdenas inverkan på vattenkvaliteten i vattendragen. Vid källfördelningsberäkning med modell är dessa data värdefulla. Fortsättningsvis bör ett urval av de synoptiska provpunkterna provtas varje år i samband med förändringar i flödet, såsom under höst och vid vårflod.

Inom miljöövervakningsprogrammet Typområden på jordbruksmark undersöks ett antal små, jordbruksdominerade avrinningsområden för sambandet mellan odling och vattenkvalitet i ytvatten och grundvatten. I programmet ingår undersökningar i regionala typområden (15 st) och i nationella Intensivtypområden (8 st). Vattenföringsmätningar i typområdenas bäckar mäts kontinuerligt och vattenprov har tagits varannan vecka sedan undersökningarna startade (mellan 1988 och 1996). Eftersom halterna av framförallt fosfor varierar stort speciellt vid högflöde, sker även automatisk flödesproportionell vattenprovtagning i Intensivtypområdena för att öka säkerheten i beräknade transporter av växtnäring. Utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning installerades i intensivtypområdena under 2004 och 2005. Vid flödesproportionell provtagning tas små delprov automatiskt via en sugslang i bäcken. Delproven (i genomsnitt 150 st per tvåveckorsperiod) samlas till ett samlingsprov i en glasflaska som står i ett kylskåp i ett provtagningshus. Ett vattenprov tas ut varannan vecka och skickas till laboratorium för analys. Flaskan töms helt när vattenprovet har tagits ut. Parallellt har också manuella vattenprover (stickprov) tagits och analyserats. Syfte med detta arbete var sammanställa och jämföra resultat från manuell respektive flödesproportionell vattenprovtagning samt bedöma hur resultat från de olika metoderna kan redovisas och användas. Jämförelsen visar att transporterna av totalkväve blev något mindre för sju av åtta typområden när de beräknades med analysresultat från samlingsprov jämfört med om de var från stickprov. För ett typområde blev transporterna av totalkväve däremot större när de beräknades från samlingsprov. Orsaken till detta är oklar och bör närmare utredas. För totalfosfor var det generellt tvärtom jämfört med för totalkväve, transporterna blev större när de beräknades från samlingsprov. Störst var skillnaderna för typområden med styv lera eller mellanlera. I ett typområde med normalt små transporter fick ett analysvärde av fosfor från stickprovtagning i vårflod stor inverkan på hela tidsperiodens medeltransport vilket medförde att transporten baserad på samlingsprovet blev mindre. Vid utvärdering bör tidsserierna baserade på de olika provtagningsmetoderna analyseras separat och därefter relateras till varandra. Detta eftersom de två metoderna är helt olika och att enkla samband som tar hänsyn till alla de faktorer som inverkar på variationen av de olika ämnenas halter inte kan tas fram.

I denna uppsats undersöks det hur det fungerar med enskilda avlopp utanför kommunens VA-nät. Hur enskilda avlopp är uppbyggda och hur de fungerar. Varför man bör ha avloppsrening, och vilka lagar och regler som styr enskilda avlopp. Jag utreder vidare varför man ska jobba för en ökad rening av avlopp och varför man ska jobba mot att uppnå ett uthålligt samhälle. Uppsatsen har en teoridel som handlar om hur och varför vi ska sträva efter en uthållig samhällsutveckling. En strävan som kommuner som Söderköping har när dom försöker få människor att byta till hållbara VA-system. Med dom här funderingarna som bakgrund och ett antal frågeställningar har jag skrivit en fyllig bakgrund som går igenom Östersjöns problematik och även relevant information om enskilda avlopp. Jag går igenom varför vi behöver en bra rening och hur man kan jobba för att uppnå en bättre rening. Bakgrunden ger en grund för att jag ska kunna genomföra min undersökning på ett bra sätt. I resultat delen undersöker jag hur Söderköpings kommun och Allren arbetar med enskilda avlopp. Jag valde Söderköpings kommun för att det är en kustnära kommun som av den anledningen alltid brottas med att inte få ut läckage av näring i Östersjön. Och det märks att dom har tagit detta ämne på allvar då dom jobbar för att skapa recirkulation av näringen genom exempelvis urinsorterande system. I slutet av uppsatsen har jag diskussions delar där jag flätar samman uppsatsen och för en diskussion om vad jag har kommit fram till och vad jag har för åsikter om arbetet med enskilda avlopp. Uppsatsen avslutas med att jag har med en didaktik del. En didaktisk del som gör det möjligt att lära ut de kunskaper man besitter efter en uppsats.

Chlorine is an element commonly found in the environment of our planet, in the atmosphere, the earth crust and the oceans. Chlorine occurs in two forms, inorganic chloride (Clin) and organically bound chlorine (Clorg), also called organochlorine. For a long time, the organic halogens (among them the organic chlorine) had been considered as produced only by human activities. However, the research of the recent decades suggests a considerably amount of naturally produced organic chlorine in soil and water. Through the research, a hypothesis have emerged, suggesting that there occur a formation of organic chlorine in the top soil layer where chloride is consuming, while the organic chlorine is degrading on deeper soil levels, causing a release of chloride. The study in this thesis attempts to explore the transportation of organic chlorine through soil. 49 soil water samples were collected at three transects, S04, S12 and S22, nearby a stream in northern Sweden and analysed for Clorg, using an AOX-analyser. The results suggest a decrease in concentrations of Clorg by soil depth for transects S04 and S12. The study also indicates that concentrations of Clorg are decreasing with increasing distance from the stream, where the highest mean concentration was found in the organic matter-rich riparian transect S04. Further conclusions are that the spring flood and changes in groundwater level may influence the concentrations of Clorg. Ämnet klor är vanligt förekommande på vår planet och finns både i atmosfären, jordskorpan och världens oceaner. Klor uppträder i två olika former: oorganisk klorid (Clin) och organiskt bundet klor (Clorg). De organiska halogenerna (bland vilka organiskt klor ingår) har under lång tid ansetts härstamma från enbart antropogena källor. De senaste decenniernas forskning har dock tytt på en naturlig produktion av organiskt klor i mark och vatten. Genom denna forskning har en hypotes tagit form som föreslår en bildning av organiskt klor i de övre marklagren, där klorid binds, medan det i djupare marklager sker en nedbrytning av det organiska kloret vilket medför ett frigörande av klorid. Denna studie syftar till att studera transporten av organiskt klor genom mark. 49 stycken markvattenprover insamlades vid tre provpunkter (S04, S12 och S22) på ett avrinningsområde i norra Sverige och analyserades med hjälp av ett AOX-instrument. Resultaten tyder på en minskning av Clorg med ökande markdjup för provpunkterna S04 och S12. Studien visar även en minskning i koncentration av organiskt klor med ökande avstånd till vattendraget, där den högsta medelkoncentrationen återfanns i provpunkten S04 som ligger nära bäcken och är rik på organiskt material. Vidare slutsater är att vattenflödena under vårflod samt variasionen i grundvattennivå har en påverkan på koncentrationerna av Clorg.

Naturvårdsverkets miljöövervakningsenhet genomför Integrerad övervakning av miljötillståndet i skogsekosystem (IM) inom programområdet ”Skog”. Övervakningen är relaterad till FN-konventionen om effekter av långtransporterade luftföroreningar ”Long-range transboundary air pollution – LRTAP 1979” (UN/ECE). IVL Svenska Miljöinstitutet (IVL), Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) och Institutionen för miljöanalys vid SLU (IMA, SLU) utför övervakningen på uppdrag av Naturvårdsverket. Miljöövervakningen omfattar ekosystemstudier på avrinningsområdesnivå med bestämningar av vattenbalans, kemiska ämnesbudgetar och effekter på biota, främst vegetation och studier av markprocesser. Syftet är dels att som referensområden ge relevanta bakgrundsdata, dels att söka skilja effekter av mänsklig påverkan från naturlig variation. Modellering för prognostisering av utvecklingen är ett viktigt inslag. IM programmet lämpar sig också väl till testning av modeller. Mätningarna utförs i skyddade områden med lång kontinuitet, utan skogliga aktiviteter. Deposition av luftföroreningar och potentiell klimatpåverkan är de enda mänskliga störningarna i områdena. Syftet med IM-övervakningen skiljer sig från syftena med övriga miljöövervakningsprogram genom att IM i detalj skall kunna förklara förändringar i miljön och därmed bidra till tolkningen av resultaten från de mer extensiva programmen. Föreliggande rapport redovisar undersökningar från år 2006 och inbegriper de fyra IMområdena Gårdsjön, Aneboda, Kindla och Gammtratten. Verksamheten under året beskrivs kortfattat i text med glimtar av intressanta resultat som framkommit. Bearbetade resultat återfinns i tabellbilagan i slutet på rapporten. Mark och vatten i IM-områdena är jonsvaga, med permanent sura förhållanden och med tämligen höga aluminiumhalter i bäckvatten. Endast Gammtratten uppvisade låga halter oorganiskt aluminium, på nivåer som är tämligen ofarliga för gälandande organismer som fisk (Lydersen et al. 2002). Övriga metaller uppvisade halter i bäckvattnet i Aneboda under de nivåer där man anser att det föreligger risk för biologisk skada. Områdena uppvisade låga halter av oorganiska näringsämnen. Gårdsjöns närhet till havet återspeglas tydligt i kemin medan de höga halterna organiskt material påverkar vattenkvaliteten i Aneboda. Kindlas kemi förefaller präglas av vattnets snabba och ytliga transportvägar i marken, vilket är en vanlig företeelse i svensk skogsmark. Gammtratten, som är beläget längst norr ut och har låg depositionsbelastning, är det minst sura området med ett medel-pH runt 5,6 och frekvent förekommande vätekarbonatalkalinitet i bäckvattnet. Jonflödet i Gårdsjön styrs i hög grad av nedfallet av havssalter, medan jonflödet i Aneboda och Kindla påverkas till ungefär lika delar av havssalttillförsel, svaveldeposition och interna biologiska processer. I Gammtratten styrs jonflödena i huvudsak av interna biologiska processer. Under 2006 var den årliga medeltemperaturen högre än normalt för samtliga IM-områden och överskreds med som mest +2,1°C vid Gammtratten. För Kindla och Aneboda var överskottet +1,6 oC respektive +0,5 oC. Vid Gårdsjön saknades data under tre vintermånader och årsmedeltemperaturen kunde ej beräknas. Nederbörden var högre än normalt i samtliga områden förutom Aneboda. I Kindla och Gammtratten var överskottet drygt 100 mm mer än normalt och stora nederbördsmängderna i oktober till december i Gårdsjön gav 426 mm mer än normalt. Avrinningsregimen var däremot normal för Gårdsjön med stor avrinning vår, höst och vinter. Vid Aneboda var avrinning tämligen jämt fördelad under året men med något lägre värden årets tre första månader och på sommaren. Bergslagsområdet Kindla har vanligtvis en utpräglad vårflod och tämligen höga vattenflöden i samband med höstregn. Under 2006 var dock avrinning betydligt lägre än normalt i början på hösten. I Gammtratten dominerande vårfloden i april-maj och avrinningen under oktober-december. I stort uppvisade avrinningen 2006 tämligen regiontypiska mönster. Aneboda ligger inom det område som drabbades av stormen Gudrun den 8-9 januari 2005. En kvantitativ sammanställning av hur mycket träd som blåste omkull visade att lågor utgjorde 24 % av alla stående och liggande träd i området 2006. Volymen på lågorna nästan tredubblats mellan 2001 och 2006. Totalvolymen lågor uppgick till 1910 m3 i hela avrinningsområdet, vilket motsvarar en box med sidorna 12,4 meter eller ungefär ett fyravåningshus med tre små lägenheter i varje våning. I den boreala skogen räknar man med att det tar mellan 70 och 90 år för en låga att försvinna helt och hållet. Utgående från detta så kommer effekter av stormen Gudrun att synas under mycket lång tid framöver. De klimatmodeller som används för att simulera framtida klimat indikerar en ökad frekvens av extrema förhållanden såsom höga flöden och torra perioder. Om dessa scenarier är riktiga kommer utlakningsmönstret för många ämnen att förskjutas och infalla under andra tider på året än vad vi är vana vid. Det kan också påverka intensiteten d.v.s. storleken på utlakningen. Resultat från Kindlaområdet indikerar att det kan bli ökad utlakning höst och vinter av bl.a. organiskt material i framtiden. Tack vare minskade luftutsläpp av svavel har försurningen avstannat och den naturliga återhämtningen påbörjats. MAGIC-simuleringar indikerar att inom loppet av 25-30 år kommer koncentrationen av oorganiskt aluminium (Ali) att ligga under gränsen 50 μg/l (gränsen för höga halter Ali enligt Naturvårdsverkets förslag till bedömningsgrunder) i bäckvattnet i båda de starkt försurade IM-områdena Gårdsjön och Kindla. Däremot är det enligt modellen tveksamt om pH och ANC kommer att återfå förindustriella värden inom en rimlig framtid, med undantag av Gammtratten. Jämförelse av resultaten från två markkemiska studier utförda med ca 10 års mellanrum i Gårdsjön respektive Aneboda visar att marken är tröga system och att det är svårt att tolka de olika trenderna i parametrarna kopplade till markförsurning. De markvattenkemiska undersökningarna i bl.a. Kindla visar dock mycket tydlig återhämtning från försurningen i marklösningen.

I denna uppsats undersöks det hur det fungerar med enskilda avlopp utanför kommunens VA-nät. Hur enskilda avlopp är uppbyggda och hur de fungerar. Varför man bör ha avloppsrening, och vilka lagar och regler som styr enskilda avlopp. Jag utreder vidare varför man ska jobba för en ökad rening av avlopp och varför man ska jobba mot att uppnå ett uthålligt samhälle. Uppsatsen har en teoridel som handlar om hur och varför vi ska sträva efter en uthållig samhällsutveckling. En strävan som kommuner som Söderköping har när dom försöker få människor att byta till hållbara VA-system. Med dom här funderingarna som bakgrund och ett antal frågeställningar har jag skrivit en fyllig bakgrund som går igenom Östersjöns problematik och även relevant information om enskilda avlopp. Jag går igenom varför vi behöver en bra rening och hur man kan jobba för att uppnå en bättre rening. Bakgrunden ger en grund för att jag ska kunna genomföra min undersökning på ett bra sätt. I resultat delen undersöker jag hur Söderköpings kommun och Allren arbetar med enskilda avlopp. Jag valde Söderköpings kommun för att det är en kustnära kommun som av den anledningen alltid brottas med att inte få ut läckage av näring i Östersjön. Och det märks att dom har tagit detta ämne på allvar då dom jobbar för att skapa recirkulation av näringen genom exempelvis urinsorterande system. I slutet av uppsatsen har jag diskussions delar där jag flätar samman uppsatsen och för en diskussion om vad jag har kommit fram till och vad jag har för åsikter om arbetet med enskilda avlopp. Uppsatsen avslutas med att jag har med en didaktik del. En didaktisk del som gör det möjligt att lära ut de kunskaper man besitter efter en uppsats.

År 2015 ska alla avrinningsområden i EU-länderna vara fastställda. Anledningen till detta är att år 2000 trädde ett vattendirektiv i kraft. Syftet med direktivet är att skapa en helhetssyn för vattenresurserna i Europa och för att få en enhetlig och övergripande lagstiftning. I Sverige har SMHI redan bestämt vattendelare och avrinningsområden för ett stort antal områden i landet, men i och med direktivet har det blivit ett krav. En helhetssyn på vattenresurser tillsammans med kunskaper om geologi är en förutsättning för en hållbar utveckling och ett effektivt tillvaratagande av naturresurserna. Inom samhällsplaneringen spelar geologin en tämligen betydande roll. Vid exempelvis planering av nya bostadsområden är det av stor vikt att veta markens egenskaper. Syftet med detta examensarbete var att fastställa Kungsbäckens avrinningsområde samt att göra en geomorfologisk undersökning av området. Arbetet syftade även till att redogöra för några fluvialmorfologiska förekomster kring del av Kungsbäcken - från utloppet vid Gavleån vid Stora Vall till viadukten vid Regementsvägen. Genom att utföra studien som en kombination av naturgeografi och GIT påvisas möjligheterna att utföra olika typer av analyser och beräkningar utifrån de naturresurser som finns i ett område och den moderna tekniken. Vidare kommer resultatet från denna studie att delges SMHI. De kan därmed få nytta av materialet när de, på uppdrag av Naturvårdsverket, skall utföra en kartläggning av Kungsbäckens avrinningsområde. För att möjliggöra en geomorfologisk kartläggning av Kungsbäckens avrinningsområde och fastställa dess gränser studerades initialt tillgängligt material såsom tidigare studier, litteratur, terrängkarta, jord- och bergartskartor samt flygfotografier. Vid genomförandet av fastställningen av områdets gränser nyttjades bland annat SMHI:s tidigare gjorda gränser, en av oss gjord analog analys, utifrån tryckta terrängkartan 13H SV samt en flödesmodellering av en i studien gjord höjdmodell över området. Därefter gjordes fältstudier till tre stycken områden med osäkra områdesgränser, vilka framkom av ovan nämnda analyser. Med hjälp av flödesriktningsinstrument och okulär besiktning kunde gränserna då fastställas. Även fältstudier av geomorfologiskt intresse har utförts, såsom studie av ändmoräner och hällar. Med hjälp av genomförda fältstudier, analyser, digitalisering och litteraturgranskning har gränserna för Kungsbäckens avrinningsområde bestämts samt beräknats till en area av 105,4 km2. Områdets geomorfologiska kartläggning har resulterat i en karta där de olika förekomsterna finns redovisade (se bilaga 1, karta i A3-format). Förutom detta finns olika begrepp och naturfenomen beskrivna i rapporten samt nyttan med denna typ av studie. In year 2000, the EU Water Framework Directive was adopted and by 2015, all European watersheds have to be established. The purpose with the directive is to create an overall view over the water resources in Europe and to get a comprehensive legislation. SMHI in Sweden has already established a few watersheds around the country. An overall view of the water resources together with knowledge of the geology is a requirement to a sustainable development and an effective taking care of the nature resources. Within the physical planning, the geology knowledge is very important. For example, it is vital to know the quality of the ground when planning new building complexes. The purpose with this bachelor thesis was to establish the watershed of Kungsbäcken and to do a geomorphologic survey of the area. The thesis also aimed to describe some of the fluvial morphologic presences, in a part of Kungsbäcken, i.e. from the outflow to Gavleån at Stora Vall, to the viaduct at Regementvägen. By doing the study as a combination of physical geography and GIT, the possibilities to do different types of analyses and calculations, on the basis of the nature resources in an area and the modern technique are pointed out. Furthermore, the result from this study will be given to SMHI. The result may be of benefit to SMHI, when mapping the watershed of Kungsbäcken later on. To make the geomorphologic survey of the watershed and to establish the boundaries of it, literature, earlier studies in the area, terrain- , rock, - soil maps and aerial photos were studied. Moreover, out of date-boundaries established by SMHI were used, together with an analogue analysis, based on the printed terrain map 13H SV. We also used a flow model, based on a digital elevation model over the area. The study also contained field trips. Three areas with uncertain boundaries were studied and with flow direction instruments and ocular examination, the boundaries were established. Field trips of geomorphologic interest were also made, like studies of recessional moraine and roch moutonnée. By field trips, analyses, digitizing and literature perusal, the boundaries of the watershed of Kungsbäcken has been established and the area is 105.4 km2. The result of the geomorphologic survey of the area can be seen in a map (appendix 1). Apart from that, concepts and nature phenomena are also described in the report along with observations of the benefits of studies like this one.

Validerat; 20101217 (root)

De senaste decenniernas forskning har påvisat att en omfattande bildning och nedbrytning av klororganiska föreningar sker i mark. Bildning av sådana föreningar sker genom att klorid binds in i organiskt material. Denna naturliga bildning har rönt uppmärksamhet dels för att många klorerade ämnen är giftiga och dels för man tidigare trott att alla klororganiska ämnen uteslutande kommer från mänsklig verksamhet. Huvudmålet för föreliggande avhandling var att (i) uppskatta transporten av klorerade föreningar i nederbörd och avrinningsvatten, (ii) diskutera de klorerade föreningarnas ursprung med utgångspunkt från hur deras förekomst varierar i avrinningsvatten, (iii) undersöka hur transporten av klorid (salt) påverkas av olika faktorer och (iv) studera hur frisättningen av flyktiga klorerade föreningar från mark påverkas av kväve. Avhandlingen bygger på en klorbudget som konstruerats utifrån fältstudier som genomförts i ett litet skogsbeklätt avrinningsområde i sydöstra Sverige. Dessutom har laboratoriestudier genomförts med jord som inhämtats från samma område. Resultaten visar att lagret av klor i marken är betydligt större än flödena och att det främst består av organiska ämnen medan flödet domineras av klorid (salt). Detta tyder på att en stor del av kloriden deltar i en biogeokemisk cykel vilket strider mot gängse uppfattning att klorid rör sig opåverkat genom mark. Hypotesen är att de översta marklagren fungerar som en sänka för klorid genom att omvandlas till organiskt bundet klor. De djupare jordlagren fungerar däremot som en kloridkälla genom att det klorerade organiska materialet transporterats med regnvatten från de ytligare till de djupare liggande lagren för att så småningom brytas ner, varvid klorid frisätts. Ovan beskrivna hypotes stöds av laboratoriestudierna där man kunnat notera att det sker såväl en fastläggning som en frisättning av klorid i mark. Resultaten från avhandlingen tillsammans med resultat från tidigare studier tyder på att en stor del av den klorid som finns i avrinningsvatten kommer från förmultnande organiskt material och att klorid med andra ord inte följer regnvattnets väg genom marken, vilket man tidigare trott. Studierna tyder alltså på att klorid till viss del ”gör en omväg” med en tidsfördröjning på troligen åtskilliga upp till hundratals år. Vidare tyder studierna på att flyktiga klorerade föreningar som kloroform och tetraklormetan bildas i mark och att tillsats av kväve orsakar en minskning av kloroform och en ökning av tetraklormetan. Avhandlingen visar tydligt att det är nödvändigt att rikta uppmärksamhet mot klors biogeokemi i mark och då inte minst mot de processer som påverkar transporten av klor från de övre marklagren till grundvatten och ytvatten om vi ska öka förståelsen av hur klorerade ämnen som tillförts naturen genom mänskliga aktiviteter beter sig. It is generally known that chlorine compounds are ubiquitous in the environment. In recent years, researchers have concluded that chlorine is part of a biogeochemical cycle in soil involving an interaction between chloride (Clin) and organic-matter-bound chlorine (Clorg). Even though there is indisputable evidence that Clorg is formed naturally, there are actually few simultaneous field measurements of Clorg and Clin. Previously stipulated conclusions with respect to underlying processes and transport estimates have thus been deduced from rather few concentration measurements. It is well known that the chemical composition in soil and runoff water varies widely over time and in space. The main objective of the thesis is to investigate the on-site variation of Clin, Clorg and VOCls in runoff water in order to (i) construct a chlorine budget on a catchment scale to visualize the relative contribution of Clin, Clorg, and VOCls; (ii) more reliably estimate how and why the concentrations of Clin, Clorg, and VOCls in runoff water vary; and (iii) analyze the influence of various environmental variables on the transport. The present thesis highlights the on-site variation and fluxes of Clin, Clorg, and VOCls in a small forested catchment in southeast Sweden. Field flux data collected during a twoyear period and a constructed overall chlorine budget were evaluated. The results show that the storage is dominated by Clorg whereas the transport is dominated by Clin and that the storage is far much larger than the transport. Still, input and output is nearly in balance for all investigated chlorine species. It is interesting to note that these observations resemble observations made for carbon, nitrogen and sulphur; i.e. a large storage, small transport, complex biogeochemical cycling processes at hand but still close to steady state conditions with respect to output-input balances. It appears as if topsoil acts as a sink for Clin, while deeper soil acts as a source of Clin. In addition, the results of the thesis suggest that on-site variation depend on seasonal variations. These variations are to some extent caused by water discharge, but also by water residence time, internal chlorination/dechlorination of organic matter, and different soil water origins. Furthermore, both a net retention and a net release of Clin were observed in laboratory studies. The study indicates that simultaneous retention and release of Clin takes place in soil, which probably has an impact on the Clin import and export fluxes. Finally, the results show for the first time that tetrachloromethane can be emitted from laboratory incubated soil, and that soil nitrogen concentrations has quite different effects on the emission rates of chloroform and tetrachloromethane. The results of the thesis, considered together with results of previous research, suggest that the turnover of chlorine in soils is extensive and potentially important for chlorine cycling in general, which must be taken into account if one wishes to increase the understanding of the cycling of anthropogenic chlorine compounds in the environment. On the day of the public defence the status of article IV was: Accepted.