Document
Development of a methodology to determine unknown groundwater pumping rates using experimental investigations and MODFLOW computations.
Source
Master's thesis
Other titles
تطوير منهجية لتحديد معدلات ضخ المياه الجوفية غير المعروفة باستخدام التحقيقات التجريبية وحسابات MODFLOW
Country
Oman
City
Muscat
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2024
Language
English
Thesis Type
Master's thesis
English abstract
Groundwater is an essential supply of freshwater that is stored in different aquifer
systems around the globe. The demand for this subsurface water is increasing compared
to the last few decades due to population growth. Groundwater withdrawal has become
important for crop irrigation in semi-arid countries because of a lack of precipitation and
an insufficient number of surface water bodies. The process of over-abstraction, where
the mean volume of withdrawal exceeds the average volume of recharge, results in a
decrease in water tables, posing a significant risk to the existence of subsurface waterdependent ecosystems. The groundwater system should be properly managed to avoid
negative sequences of over-pumping by monitoring and recording the pumping rates and
controlling illegal pumping activities in private wells. The purpose of this study is to
perform an experimental investigation, followed by MODFLOW simulations, to evaluate
the efficiency of the experimental study in estimating unknown pumping rates of
groundwater and hydraulic conductivity of the aquifer by utilising four pumping
scenarios. Lastly, develop a helpful method to identify unknown pumping rates by
estimating hydraulic conductivity values using hydraulic head readings from the
experimental investigations. The outcomes suggested that the experimental data was
consistent with the prediction made by the model in all four pumping cases. Where the
R² values varied between 0.775 and 0.839 and the RMS values varied between 0.007 m
and 0.008 m. Furthermore, an accurate estimate of hydraulic conductivity values was
obtained, allowing for the successful estimation of pumping rates utilizing hydraulic head
readings from several observation wells.
Arabic abstract
تعتبر المياه الجوفية مصدرا أساسيًا للمياه العذبة المخزنة في أنظمة طبقات المياه الجوفية المختلفة حول العالم. ويتزايد الطلب على هذه المياه الجوفية مقارنة بالعقود القليلة الماضية بسبب النمو السكاني. أصبح سحب المياه الجوفية مهًما لري المحاصيل في البلدان شبه القاحلة بسبب قلة هطول الامطار وعدم كفاية عدد المسطحات المائية السطحية. وتؤدي عملية الافراط في الاستخراج، حيث يتجاوز متوسط حجم السحب متوسط حجم التغذية، إلى انخفاض منسوب المياه الجوفية، مما يشكل خطرا كبيرا على وجود النظم البيئية التي تعتمد على المياه الجوفية. وينبغي إدارة نظام المياه الجوفية بشكل صحيح لتجنب التسلسل السلبي للإفراط في الضخ من خلال مراقبة وتسجيل معدلات الضخ والسيطرة على أنشطة ال ضخ غير القانونية في الابار الخاصة. الغرض من هذه الدراسة هو إجراء بحث تجريبي،متبو ًعا بمحاكاة MODFLOW، لتقييم كفاءة الدراسة التجريبية في تقدير معدلات ضخ المجهولة للمياه الجوفية والتوصيل الهيدروليكي لطبقة المياه الجوفية باستخدام أربعة سيناريوهات للضخ. وأخيرا، تم تطوير طريقة مفيدة لتحديد معدلات ً الضخ غير المعروفة عن طريق تقدير قيم التوصيل الهيدروليكي باستخدام قراءات الرأس الهيدروليكي من التحقيقات التجريبية. أشارت النتائج إلى أن البيانات التجريبية كانت متسقة مع التنبؤ الذي قدمه النموذج في جميع حالات الضخ الاربع. حيث تراوحت قيم ²R بين 0.775 و0.839 وتراوحت قيم RMS بين 0.007 م و0.008 م. عالوة على ذلك، تم الحصول على تقدير دقيق لقيم التوصيل الهيدروليكي، مما يسمح بالتقدير الناجح لمعدلات الضخ باستخدام قراءات الرأس الهيدروليكي من عدة آبار مراقبة.
Category
Theses and Dissertations