Identification of the Aquifer Parameters by using an Optimization based Curve Matching Approach

Year 2020, Volume: 31 Issue: 5, 10211 - 10228, 01.09.2020

M. Tamer Ayvaz , Gürhan Gürarslan

https://doi.org/10.18400/tekderg.536342

Abstract

Aquifer parameter
estimation is an important problem in groundwater engineering. In practice,
these parameters are determined by using the curve matching approaches.
However, accuracy of these approaches mostly depends on the modeler’s ability.
To overcome this problem, an optimization based curve matching approach is
proposed. In the proposed approach, nonlinear generalized reduced gradient
(GRG) method is used to determine the aquifer parameters by automatically
superimposing the time-drawdown and type curves. The performance of the
proposed approach is evaluated by solving two examples for confined and
leaky-confined aquifers. Identified results indicate that the proposed approach
can effectively determine the aquifer parameters.

Keywords

Aquifer, Pumping Test, Type Curve, Optimization

Akifer Parametrelerinin Optimizasyon Tabanlı Bir Eğri Çakıştırma Yaklaşımı Kullanılarak Belirlenmesi

Abstract

Akifer parametrelerin belirlenmesi yeraltı suyu mühendisliğinde dikkate
alınan önemli bir problemdir. Pratikte bu parametreler tip eğri çakıştırma
yaklaşımları kullanılarak belirlenmektedir. Ancak bu yaklaşımların doğruluğu
genellikle modelleme yapan kişinin becerisine bağlı olmaktadır. Bu problemin
üstesinden gelebilmek için bu çalışma kapsamında optimizasyon tabanlı bir eğri
çakıştırma yaklaşımı önerilmiştir. Önerilen yaklaşımda doğrusal olmayan
indirgenmiş gradyan yaklaşımı (GRG) kullanılarak zaman-düşü ve tip eğriler
otomatik bir şekilde çakıştırılacak şekilde akifer parametreleri
belirlenmektedir. Geliştirilen yaklaşımın performansı basınçlı ve sızıntılı
akifer sistemlerine ait iki örnek çözülerek değerlendirilmiştir. Elde edilen
sonuçlar önerilen yaklaşımın akifer parametrelerini etkin bir şekilde
belirleyebildiğini göstermiştir.

Keywords

Akifer, Pompaj Testi, Tip Eğri, Optimizasyon

References

• Huang, Y. C., Yeh, H. D., Lin, Y. C., A computer method based on simulated annealing to identify aquifer parameters using pumping-test data. Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech., 32, 235–249, 2008.
• ayvaz, M. T., Gurarslan, G., Identification of the aquifer parameters from pumping test data by using a hybrid optimization approach. 13th International Conference on Hydroinformatics (HIC 2018), Palermo, Italy, Jul 1-6, 2018.
• Sahin, A. U., A particle swarm optimization assessment for the determination of non-darcian flow parameters in a confined aquifer. Water Resour. Manag., 32, 751–767, 2008.
• Sun, N.Z., Inverse Problems in Groundwater Modeling. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, the Netherlands, 1994.
• Willis, R., Yeh, W. W. G., Groundwater System Planning and Management. Prentice Hall, New Jersey, 1987.
• Samuel, M. P., Jha, M. K., Estimation of aquifer parameters from pumping test data by genetic algorithm optimization technique. J. Irrig. Drain. Eng., 129, 348–359, 2003.
• Theis, C. V., The relation between the lowering of the Piezometric surface and the rate and duration of discharge of a well using ground-water storage. Trans. Am. Geophys. Union, 16, 519, 1935.
• Kresic, N., Quantitative solutions in hydrogeology and groundwater modeling, 1st ed. CRC Press, New York, 1997.
• Hantush, M. S., Jacob, C. E., Non-steady radial flow in an infinite leaky aquifer. Am. Geophys. Union 36, 95–100, 1955.
• Lasdon, L. S., Waren, A. D., Jain, A., Ratner, M., Design and testing of a generalized reduced gradient code for nonlinear programming. ACM Trans.on Math. Software, 4(1), 34–49, 1978.
• Ayvaz, M. T., Gurarslan, G., An optimization based curve matching approach for identifying the hydrogeological parameters of the confined and leaky-confined aquifers. Geophysical Research Abstracts, 20, EGU2018-5848, 2018.