Determination of hydraulic parameters of an unconf

Authors: Madan K Jha K Jayalekshmi Deepesh Machiwal Y Kamii K Chikamori

Publish Date: 2004/09/10

Volume: 12, Issue: 6, Pages: 628-642

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Abstract

Groundwater constitutes a vital component of the waterresource system Adequate knowledge of aquifer parameters is of utmost importance for proper groundwater management In the present study an attempt has been made to critically analyze the river–aquifer interaction and to explore the practicability and reliability of the floodwaveresponse technique in estimating the hydraulic parameters of the Konan aquifer Japan The analysis of the pertinent hydrologic and hydrogeologic data revealed a strong relationship between the Monobe River stage and the groundwater levels over a major portion of the Konan basin Inverse modeling using the floodwaveresponse model at four sites yielded high values of hydraulic diffusivity that ranged from 16 to 194 m2/s However the overall average aquifer diffusivity was found to be reasonable 07–35 m2/s All the selected flood events were not found suitable for determining reasonable values of hydraulic diffusivity at a given site Using the optimal diffusivities at two sites and the aquifer transmissivity from the pumping tests at these sites the storage coefficient values were estimated as those of truly confined aquifers In contrast reasonable values of storage coefficient were obtained based on the average aquifer diffusivity estimates The sensitivity analysis of the floodwaveresponse model indicated that the optimal hydraulic diffusivity is very sensitive to the distance parameters of the model which necessitate precise measurement of these parameters It is concluded that a judicious application of the floodwaveresponse technique is essential especially in the case of unconfined aquifersL’eau souterraine constitue une composante vitale des systèmes de ressource en eau Une connaissance adéquate des paramètres des aquifères est importante pour une gestion correcte de ces systèmes Dans cette étude la démarche consiste à analyser l’interaction rivière–aquifère de manière critique et d’explorer la technique permettant d’estimer les paramètres hydrauliques de l’aquifère Konan Japon L’analyse pertinente des données hydrologiques et hydrogéologiques révèle une relation forte entre le niveau de la rivière Monobe et les niveaux piézométriques sur une grande partie du bassin de Konan La modélisation inverse utilisant le modèle de réponse aux vagues de crue sur quatre sites fournit des valeurs de diffusivité comprises entre 16 et 194 m2/s Néanmoins la valeur moyenne de diffusivité est apparue raisonnable entre 07 et 35 m2/s Tous les évènements de crue n’ont pas été retenus comme permettant de calculer avec une bonne fiabilité la diffusivité sur un site donné En utilisant les données optimales de diffusivité provenant de deux sites et la transmissivité fournie par les essais de pompage le coefficient d’emmagasinement a été déterminé et correspond bien à un aquifère confiné Par contraste des valeurs raisonnables de coefficient d’emmagasinement ont été déterminées par estimation de la diffusivité moyenne de l’aquifère L’analyse de sensibilité du modèle de réponse aux vagues de crue indique que la diffusivité hydraulique optimale est très sensible à la distance utilisée dans le modèle qui nécessite dés lors une mesure précise En conclusion il est essentiel que ce type d’application doit ętre judicieusement mis en oeuvre et spécialement dans le cadre d’aquifères captifsEl agua subterránea constituye un componente vital de los sistemas de recursos hídricos El conocimiento adecuado de los parámetros del acuífero es de suma importancia para el manejo apropiado del agua subterránea En el presente estudio se ha realizado un intento para analizar críticamente la interacción ríoacuífero y explorar la confiabilidad y utilidad de la técnica de respuesta de onda de crecida para estimar los parámetros hidráulicos del acuífero Konan Japón El análisis de datos hidrológicos e hidrogeológicos pertinentes muestra una relación fuerte entre el nivel del Río Monobe y los niveles de agua subterránea en gran parte de la cuenca Konan El modelizado de inversión utilizando el modelo de respuesta de onda de crecida en cuatro sitios generó valores altos de difusividad hidráulica que varían de 16 a 194 m2/s Sin embargo se encontró que la difusividad promedio global del acuífero tenía valores razonables 07 a 35 m2/s Todos los eventos de crecida seleccionados no fueron encontrados satisfactorios para determinar valores razonables de difusividad hidráulica en un sitio determinado Utilizando las difusividades óptimas en dos sitios y la transmisividad del acuífero proveniente de pruebas de bombeo en esos sitios se estimaron valores del coeficiente de almacenamiento como los que se obtendrían para acuíferos completamente confinados En contraste se obtuvieron valores razonables del coeficiente de almacenamiento basados en los cálculos de difusividades promedio del acuífero Los análisis de sensitividad del modelo de respuesta de onda de crecida indicaron que la difusividad óptima hidráulica es muy sensitiva a los parámetros de distancia del modelo por lo que se necesitan mediciones precisas de esos parámetros Se concluye que es esencial una aplicación sensata de la técnica de respuesta de onda de crecida especialmente en el caso de acuíferos no confinadosThe authors are grateful to the staff of the Kochi Prefecture Office Japan and to other local offices for providing the necessary data and for their kind cooperation during field investigations Sincere thanks are also due to the two reviewers and associate editor for their insightful comments to improve the original manuscript as well as for providing useful suggestions for future studies The financial support from the Japan Society for the Promotion of Science JSPS is also gratefully acknowledged

Keywords: