Användning av datormodeller i förbindelse med riskbedömning av föroreningsspridning i mark- och grundvatten har på senare tid ökat. Modellerna blir mer och mer avancerade och komplexa och som redskap utmärker de sig genom att kunna sammanställa data, som framkommer som underlag på ett konsistent och sammanhängande sätt.För att korrekt simulera transport och utspädning av lösliga ämnen krävs en korrekt beskrivning av hydrologin. Eftersom flödesförhållandena ofta varierar stort och med stora rumsliga variationer, rekommenderas fysiskt baserade modeller med begränsad rumslig och begreppsmässig förenkling av parametrar vid detaljerade riskbedömningar. Förutom beskrivning av flödesförhållanden, påverkas transporten av lösliga ämnen av den effektiva porositeten, dispersionen och de kemiska och geokemiska egenskaperna hos jorden och de lösliga ämnena. Användning av modeller för förutsägelse av transport och omsättning av olika ämnen innebär alltid utveckling av en strömningsmodell och en efterföljande transportmodellering. För att etablera och bygga upp pålitliga modeller för simulering av flöde och transport krävs en stor mängd indata med rumslig och tidsmässig variation, t.ex. jordegenskaper, hydrologiska och meteorologiska egenskaper, hydrogeologiska egenskaper (hydraulisk konduktivitet och porositet), externa och interna randförhållanden samt kalibreringsdata, men även lösliga ämnens egenskaper gällande dispersion i jord, nedbrytning, geokemi, biogeokemi och diffusion. Genom att endast etablera en modell, sker en kvalitetssäkring och bearbetning av data och information, men en strömningsmodell kräver även en kalibrering och validering, och en känslighetsanalys rekommenderas, för att kunna kvantifiera osäkerhetsnivån i modellen. Denna nivå kommer sedan att reflekteras i resultaten från den efterföljande transportmodelleringen. Det är dock ofta svårt att kalibrera – och validera – en modell på grund av sparsamt dataunderlag, men det är avgörande, att erhållna modellresultat eller prognoser sammankopplas med en osäkerhet. Modellbegränsningar bidrar till resultatens osäkerhet. Det är därför uppenbart att man måste överväga lämpligheten hos en viss modell vid en viss riskbedömning. Valet av modellverktyg i förbindelse med genomförandet av ett modelleringsprojekt kommer typiskt att avgöras av vilka strömningsmässiga och ämnestransportmässiga förhållanden som ska beskrivas med modellerna, vilket i sin tur ställer en rad krav på modellen. Det finns många alternativ gällande modellsystem som kan användas i samband med riskbedömningar kring grundvattenföroreningar. Detta projekts övergripande syfte har varit att värdera olika modellsystems relevans, lämplighet och förmåga att beskriva strömning, transport och omsättning av ämnen i jord och grundvatten, och därmed dess lämplighet och förmåga att skapa underlag till en riskbedömning. Delmomenten i denna fas 2 har varit att testa två utvalda modellers lämplighet till att beskriva problemställningarna vid tre praktikfall, analysera effekten av osäkerheten i olika modellparametrar på resultaten och ge rekommendationer omkring användningen av datormodeller vid riskbedömning av grundvattenförorening. De två utvalda modellsystemen är Visual MODFLOW Pro och MIKE SHE. MODFLOW är troligtvis det idag mest etablerade och använda modellsystem för simulering av grundvatten och erkänt som en industristandard för grundvattenmodellering. MODFLOW simulerar tredimensionellt grundvattenflöde genom att använda en finit differensteknik för lösning av de styrande flödesekvationerna. MIKE SHE är ett integrerat hydrologiskt modellsystem som simulerar hela markdelen av den hydrologiska cykeln. MIKE SHE är därför inte enbart en tredimensionell, numerisk grundvattenmodell. Den inkluderar även moduler för avdunstning, ytavrinning, omättat flöde, transport av lösliga ämnen, geokemi, jordbruk. Modellresultaten från de två modellerna har jämförts med modellresultaten från en modell, som heter DarcyTools, som är ett datorprogram främst utvecklat för simulering av flöde och salttransport i sprickigt kristallint berg, men även poröst medium, t.ex. jordlager ovan sprucket berg, kan simuleras. DarcyTools är ett generellt program för grundvattenströmning, men tillämpningar som rör analyser av förvar för uttjänt kärnbränsle står i fokus. Två av de tre praktikfallen är tagna ifrån pågående undersökningar dels vid Kristianstad gällande riskbedömning av en avfallsdeponi dels ifrån Forsmark gällande risker kopplade till djupförvaring av använt kärnbränsle. Utgående från de geohydrologiska förhållandena i Forsmark, har dessutom en tänkt problemställning konstruerats, med potentiell föroreningsspridning från en ytlig deponi mot en grundvattentäkt för ett mindre samhälle. Modellerna har använts till att undersöka betydelsen av olika modellkomplexiteter, vad gäller bl.a. betydelsen av att beskriva ythydrologin på olika vis, betydelsen av att inkludera sorption och nedbrytning samt betydelsen av att använda en simpel partikelmodell kontra att använda en advektions-dispersions modell. Betydelsen av numerisk upplösning och dispersion har också undersökts. Dessutom har de använda modellsystemen värderats och jämförts med varandra. Således har ett stort antal modellsimuleringar genomförts, med många viktiga delresultat, som kan användas i det dagliga arbetet med riskbedömning. Slutligen är resultaten sammanfattade i ett antal rekommendationer: 

• Riskbedömning av föroreningsfall som domineras av transport i djupa grundvattenmagasin, kan beskrivas under antagande om stationära förhållanden.
• Riskbedömning av föroreningsfall som domineras av transport i marknära grundvattenmagasin bör inkludera dynamiska randförhållanden i form av ”full ythydrologi”. 
• Inledande partikelberäkningar kan rekommenderas för att snabbt få fram en bild av transportvägarna och uppehållstiderna. 
• Var observant på numerisk dispersion vid val av beräkningsnät om en AD-modell används, speciellt i vertikal riktning. 
• Inkludera om möjligt sorptions- och nedbrytningsprocesser i riskbedömningen.x Inkludera information om sprickzoner i berg så långt som möjligt. 
• Genomför känslighetsanalys av förhållanden som är osäkert bestämda. 
• Den initiella placeringen av partiklar i en PT-simulering kan ha betydelse för resultaten och en känslighetsanalys bör genomföras som analyserar denna osäkerhet. 
• MIKE SHE bör användas i situationer då ythydrologin har avgörande betydelse för riskbedömningen. 
• Vid enklare analyser är MODFLOW snabbare att arbeta med än MIKE SHE, men det omvända förhållandet gäller då det handlar om komplexa, heterogena problemställningar

Rekommendationerna ovan gäller under generella förhållanden, men en lång rad av delresultat med tillhörande kommentarer som återges i denna rapport, kan ge ytterligare inspiration och mer detaljerad information om hur datormodeller används vid riskbedömning. Detta projekt har även påvisat en rad svagheter med dagens modellkoncept som man bör ta hänsyn till i en konkret riskbedömning. Speciellt gäller detta spridningen av reaktiva föroreningar. Vidare forskning och utveckling av metoder och modeller rekommenderas därför inom detta område för att minska osäkerheterna. Praktiska erfarenheter från mätningar och provtagning i fält bedöms också vara sparsamma, varför även detta ska beaktas. För konkreta projekt som handlar om riskbedömning av reaktiva ämnen föreslås att både föroreningskomponenter i källan och deras nedbrytningsprodukter kartläggs, samt att även redoxförhållanden försöker kartläggas och vägas in vid riskbedömningen. Det är här också av extra stor betydelse att osäkerheterna i de mest betydande parametrarna bedöms och att en känslighetsanalys genomförs för dessa. Om vissa förhållanden utesluts i bedömningen, ska detta dokumenteras och innebörden kvantifieras. Slutligen understryks att modellprognoser av ämnestransport kan innehålla stora osäkerheter, speciellt när sorption, nedbrytning och/eller andra geokemiska reaktioner är inblandade. Modellerna bör därför användas med yttersta försiktighet och respekt.