Modeling the drinking water catchment for the city of Görlitz by applying MODFLOW-NWT with script-based pre- and post-processing = Modelado de la captación de agua potable para la ciudad de Görlitz aplicando MODFLOW-NWT con pre y posprocesamiento basado en scripts
Abstract:
The drinking water catchment of the city of Görlitz has been broadly studied to evaluate and predict its behavior in response to evolving challenges. For that reason, after reviewing existing groundwater flow models and identifying certain relevant deficiencies, it became essential to develop a reliable teady-state groundwater flow model for the periods spanning 2013 to 2017 and 2018 to 2020, enhancing the model’s hydrogeological characterization using bore-hole data analysis. These updates included the comprehensive review of the hydrogeological conceptual model, the modification of boundary conditions considering new available data from real observations of water levels, the calculation of natural recharge per land uses with a water balance approach and water table fluctuation method, the valuation of the artificial re-charge values using three different estimation rates based on previous studies, the assignation of corresponding pumping rates per period and the calculation of the river conductance parameters using Frisch (2023) methodology. Additionally, the involvement of the development of a script-based pre- and post-processing approach facilitated both model automation and model calibration using PEST. Subsequently, an assessment of parameter sensitivity was conducted to verify the changes in the general performance of the model regarding the variation of parameters. The newly developed groundwater flow model was calibrated for the time period from 2013 to 2017 and it provides a sum of squared error of 70.7 with 40 observations and a water budget of 12837.435 m3/d as total input and 12837.369 m3/d as total output, while the calibrated model performed for the time period from 2018 to 2020 a sum of squared error of 136.13 with 43 observations and a water budget of 16859.28 m3/d as input and 16861.87 m3/d as output. In both cases, the most important influx source was the west boundary followed by the river leakage and recharge. As a result of the parameter sensitivity assessment, the hydraulic conductivities emerged as the most sensitive to the model performance, followed by the natural recharge rates, artificial recharge, and river leakage.
Descripción:
La cuenca de captación de agua potable de la ciudad de Görlitz ha sido ampliamente estudiada para evaluar y predecir su comportamiento en respuesta a los desafíos cambiantes. Por esa razón, después de revisar los modelos de flujo de agua subterránea existentes e identificar ciertas deficiencias relevantes, se volvió esencial desarrollar un modelo confiable de flujo de agua subterránea en estado estacionario para los períodos que abarcan 2013 a 2017 y 2018 a 2020, mejorando la caracterización hidrogeológica del modelo mediante el análisis de datos de pozos.
Estas actualizaciones incluyeron la revisión integral del modelo conceptual hidrogeológico, la modificación de las condiciones de contorno considerando nuevos datos disponibles a partir de observaciones reales de niveles de agua, el cálculo de la recarga natural por usos del suelo con un enfoque de balance hídrico y método de fluctuación del nivel freático, la valoración de los valores de recarga artificial utilizando tres tasas de estimación diferentes basadas en estudios previos, la asignación de tasas de bombeo correspondientes por período y el cálculo de los parámetros de conductancia del río utilizando la metodología de Frisch (2023). Además, la participación del desarrollo de un enfoque de preprocesamiento y posprocesamiento basado en scripts facilitó tanto la automatización como la calibración del modelo utilizando PEST. Posteriormente, se realizó una evaluación de la sensibilidad de los parámetros para verificar los cambios del desempeño general del modelo con respecto a la variación de los parámetros. El modelo de flujo de agua subterránea recientemente desarrollado se calibró para el período de 2013 a 2017 y proporciona una suma de error al cuadrado de 70,7 con 40 observaciones y un balance de agua de 12837,435 m3/d como entrada total y 12837,369 m3/d como salida total. mientras que el modelo calibrado realizó para el periodo de tiempo 2018 a 2020 una suma de error cuadrático de 136,13 con 43 observaciones y un balance hídrico de 16859,28 m3/d como entrada y 16861,87 m3/d como salida. En ambos casos, la fuente de afluencia más importante fue el límite oeste seguido por la fuga y recarga del río. Como resultado de la evaluación de sensibilidad de los parámetros, las conductividades hidráulicas emergieron como las más sensibles al desempeño del modelo, seguidas por las tasas de recarga natural, la recarga artificial y las fugas de ríos.
Citación recomendada (normas APA)
Tania Stefania Agudelo Mendieta, "Modeling the drinking water catchment for the city of Görlitz by applying MODFLOW-NWT with script-based pre- and post-processing = Modelado de la captación de agua potable para la ciudad de Görlitz aplicando MODFLOW-NWT con pre y posprocesamiento basado en scripts", Görlitz (Sajonia, Alemania):-, 2023. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/3711832/), el día 2025-05-09.
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