Groundwater modelling of a coastal semi-arid hydrogeological system

The present study involved the development of a groundwater flow model for the evaluation of different MAR scenarios at the coastal plain of Lavrio, Greece. In the initial steps of the study, an identification of the principal elements of the hydrological cycle and their interrelation was performed, using extended literature review and a series of activities in the field. The main hydrological processes taking place were identified and data that would later be used at the groundwater flow model building were collected. Following that, a groundwater flow model was built for the coastal hydrosystem of Lavrio. The data collected in the previous step was used as an input. The primary goal of the model was to have a qualitative, at least, estimation of the dynamics between the two aquifer systems that are present in the area and the adjacent sea. The sensitivity analysis of the model was thoroughly done and drove to a robust parameter estimation process. In the final step, a model that focused on the karstic aquifer was built. Elements that characterize the karstic system of Lavrio were additionally collected and implemented in the previous model. A sensitivity analysis of the different parts of the different components of the aquifer was performed in order to identify the parts of the model that play a significant role in the model performance. The aim of the model was to pinpoint these essentials and propose a new methodology for obtaining such data.

Die vorliegende Studie umfasste die Entwicklung eines Grundwasserströmungsmodells zur Bewertung verschiedener MAR-Szenarien in der Küstenebene von Lavrio, Griechenland. In den ersten Schritten der Studie wurde eine Identifizierung der Hauptelemente des hydrologischen Kreislaufs und ihrer Wechselbeziehungen durchgeführt, wobei eine erweiterte Literaturrecherche und eine Reihe von Aktivitäten auf diesem Gebiet herangezogen wurden. Die wichtigsten hydrologischen Prozesse wurden identifiziert und Daten gesammelt, die später im Modellgebäude für die Grundwasserströmung verwendet wurden. Anschließend wurde ein Grundwasserströmungsmodell für das Küstenwassersystem von Lavrio gebaut. Die im vorherigen Schritt gesammelten Daten wurden als Eingabe verwendet. Primäres Ziel des Modells war es, zumindest eine qualitative Abschätzung der Dynamik zwischen den beiden im Gebiet vorhandenen Grundwasserleitersystemen und dem angrenzenden Meer zu erhalten. Die Sensitivitätsanalyse des Modells wurde gründlich durchgeführt und führte zu einem robusten Parameterschätzungsprozess. Im letzten Schritt wurde ein Modell gebaut, das sich auf den Karstgrundwasserleiter konzentrierte. Elemente, die das Karstsystem von Lavrio charakterisieren, wurden zusätzlich gesammelt und im Vorgängermodell implementiert. Eine Sensitivitätsanalyse der verschiedenen Teile der verschiedenen Komponenten des Grundwasserleiters wurde durchgeführt, um die Teile des Modells zu identifizieren, die eine signifikante Rolle für die Modellleistung spielen. Das Ziel des Modells war es, diese wesentlichen Punkte genau zu bestimmen und eine neue Methode für die Gewinnung solcher Daten vorzuschlagen.