Groundwater flow modeling is an important tool for understanding and computing hydrology and water availability of an aquifer zone. However, an accurate representation of boundaries and their initial conditions are vital for simulation of the groundwater flow phenomena. In this study, efforts have been made to develop a GIS based methodology for estimating flux across boundaries of the study area using Darcy flow tool. The spatial maps of topography, bore log, transmissivity, hydraulic conductivity, porosity and groundwater levels for the study area were created in ArcGIS 9.3.1 using krigging method. A buffer zone of 1×1 km2 cell size was created on inner and outer side of the boundaries and Darcy flow model was used to estimate specified flux across boundaries. The groundwater behavior of the study area was simulated with specified flux boundary condition (Neumann boundary condition) and no flow boundary condition to assess importance and estimation accuracy of estimated flux. Darcy model output indicates that flux across the boundaries contributed about 36.20 mm in average annual change in groundwater table depth. With estimated specified flux, simulation accuracy of groundwater flow model (R2) increased to 0.97 from 0.90. The satisfactory level (R2=0.97) of simulation accuracy reveals that developed methodology can be used for estimating flux across boundaries in the absence of physical boundaries.

中文翻译：

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为数值地下水流模型指定通量边界的基于 GIS 的方法及其对模型校准的影响

地下水流建模是理解和计算含水层区水文和可用水量的重要工具。然而，边界及其初始条件的准确表示对于地下水流动现象的模拟至关重要。在这项研究中，已努力开发一种基于 GIS 的方法，用于使用达西流工具估算跨研究区域边界的通量。研究区的地形、钻孔测井、透射率、水力传导率、孔隙度和地下水位的空间图是在 ArcGIS 9.3.1 中使用克里金法创建的。在边界的内侧和外侧创建了一个 1×1 km2 单元大小的缓冲区，并使用达西流模型来估计指定的跨边界通量。研究区的地下水行为采用指定的通量边界条件（Neumann 边界条件）和无流动边界条件进行模拟，以评估估计通量的重要性和估计精度。达西模型输出表明，跨越边界的通量对地下水位深度的年平均变化贡献了约 36.20 毫米。在估算指定通量的情况下，地下水流模型（R2）的模拟精度从 0.90 提高到 0.97。模拟精度令人满意的水平 (R2=0.97) 表明，开发的方法可用于在没有物理边界的情况下估计跨边界的通量。达西模型输出表明，跨越边界的通量对地下水位深度的年平均变化贡献了约 36.20 毫米。在估算指定通量的情况下，地下水流模型（R2）的模拟精度从 0.90 提高到 0.97。模拟精度令人满意的水平 (R2=0.97) 表明，开发的方法可用于在没有物理边界的情况下估计跨边界的通量。达西模型输出表明，跨越边界的通量对地下水位深度的年平均变化贡献了约 36.20 毫米。在估算指定通量的情况下，地下水流模型（R2）的模拟精度从 0.90 提高到 0.97。模拟精度令人满意的水平 (R2=0.97) 表明，开发的方法可用于在没有物理边界的情况下估计跨边界的通量。