The Impact of Boundary Condition on Groundwater Flow : Topography v/s Recharge Controlled

• Main Author: Sridhar, Harshitha
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik 2020
• Subjects: Regional Groundwater flow; topography boundary condition; recharge boundary condition; 3D numerical modelling; groundwater flux profile; Regionalt grundvattenflöde; topografi gränsvillkor; laddningsgränsvillkor; numerisk 3D-modellering; grundvattenflödesprofil; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-286148

Groundwater interactions at a regional scale are of great importance to characterize subsurface flow processes. Extensive researches have been conducted previously to determine the main factors controlling the regional implications on groundwater flux circulation. Groundwater circulation occurs due to variation in the groundwater table (hydraulic gradient) across the spatial scale. Previous research highlighted the correlation between groundwater table with both topography variation and the recharge from precipitation. This study aims to highlight the impact of these boundary conditions. Five catchments located across different regions of Sweden with different topographical, hydrological, and meteorological properties considered for this study: Bodalsån, Forsmarksån, Tullstorpsån, Sävaån, and Krycklan. Relevant data were collected and numerical models were set up in steady- state conditions for each of these catchments, using 3D Multiphysics COMSOL. Models were set up for both of the boundary conditions, using 10 m grid resolution.Groundwater flux profiles along the depth of the catchments were obtained as a result, in which significant differences were observed. This was associated predominantly with the difference in the nature of the topography, the slope and soil permeability in these regions. The data thus collected and the models so established have increased the understanding in these regions from a research perspective. === En ökad förståelse för hur grundvatten interagerar med ytvatten är av stor betydelse för att karakterisera underjordiska flödesprocesser. Omfattande undersökningar har tidigare genomförts för att bestämma de viktigaste faktorerna som styr de regionala konsekvenserna för cirkulationen av grundvattenflöde. Grundvattencirkulation uppstår på grund av variationer i grundvattentabellen (hydraulisk gradient) över den rumsliga skalan. Tidigare forskning belyste korrelationen mellan grundvattentabellen med både topografivariation och laddning från nederbörd. Denna studie syftar till att belysa effekterna av dessa gränsförhållanden. Fem avrinningsområden placerade över olika regioner i Sverige med olika topografiska, hydrologiska och meteorologiska egenskaper som beaktas för denna studie: Bodalsån, Forsmarksån, Tullstorpsån, Sävaån och Krycklan. Relevanta data samlades in och numeriska modeller sattes upp under steady-state-förhållanden för vart och ett av dessa avrinningsområden med användning av 3D Multiphysics COMSOL. Modeller konfigurerades för båda gränsförhållandena med 10 m nätupplösning. Grundvattenflödesprofiler längs avrinningsdjupet erhölls som resultat, där signifikanta skillnader observerades. Detta var främst förknippat med skillnaden i topografins natur och lutningen i dessa regioner. De data som samlats in och de så etablerade modellerna har ökat skapat en värdefull grund för vidare hydrologisk forskning i dessa regioner.