FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

14
FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview 6/25/2020 1 Senior Groundwater Modeler Jason Sun, PhD, PE June 25, 2020 FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview The UWCD Groundwater Model in 2018 Started in 2013 for UWCD groundwater management After SGMA was passed in 2014, the UWCD Model was considered an ideal tool to support local GSAs UWCD released the GW model in 2018 and was used to simulate FCGMA’s GSPs The 2018 model domain is shown in BLUE. 1 2

Transcript of FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

Page 1: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

1

Senior Groundwater Modeler

Jason Sun, PhD, PE

June 25, 2020

FPBGSA Stakeholder Workshop

Groundwater Model Overview

The UWCD Groundwater Model in 2018

• Started in 2013 for UWCD groundwater management

• After SGMA was passed in 2014, the UWCD Model was considered an ideal tool to support local GSAs 

• UWCD released the GW model in 2018 and was used to simulate FCGMA’s GSPs

• The 2018 model domain is shown in BLUE.

1

2

Page 2: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

2

Model Expansion

• The 2018 GW model is expanded into Santa Paula, Fillmore and Piru Basins

• The 2018 GW model also extends in Mound basin to the DWR basin boundary

• The geology changes from Forebay to Santa Paula along Country Club Fault and Oak Ridge Fault (in RED line)

2018 2020

White color represent active model cells

4

Basin BoundaryExample Section

3

4

Page 3: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

3

Section lines in the Piru and Fillmore basins

5

Mapping of hydrostratigraphic units (aquifers)

Aquifer 

SystemHydrostratigraphic Unit

Model 

Layers

Surficial Deposits and Colluvium 1

Aquitard 2

Recent River Alluvium 3

Aquitard 4

Older Alluvium 5

Aquitard 6

Upper Saugus 7

Aquitard 8

Lower Saugus 9

Undifferentiated Sedimentary Deposits 10

C

A

B

5

6

Page 4: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

4

UWCD Groundwater Model• MODFLOW‐NWT Version 1.2.0 – a well documented and reviewed software developed by U.S.G.S.

• Grid size: 2000 ft by 2000 ft.  The CPU time is about 25 minutes. For finer grids (1000 ft or 500 ft), the CPU time (about 8 or 16 hours) is too long 

• Simulation time: 1985 to 2015 with monthly time step

• Pumping: Ag and M&I usages

• Streams: Santa Clara River, Piru Creek, Hopper Creek, Pole Creek, Sespe Creek, Santa Paula Creek, UWCD conservation releases

• Diversions: Various diversions along Santa Clara River, Piru Creek, and Santa Paula Creek

• Surface water: Recharge from precipitation, Ag/M&I usages

• Validation period: 2016 to 2019 (future task)

The figure below is for illustration purpose. 

• Model rotated 26o

• 26505 active cells

• 384.7 mile2

White color represent active model cells

BasinMonitoring 

Wells

Pumping 

Wells

All Basins 888 1607

Oxnard Plain + 

Forebay442 642

Fillmore 104 363

Piru 51 125

7

8

Page 5: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

5

Why Use the Groundwater Model?• Available data like water level are points over a vast area. A groundwater model can connect the dots based on good science

• Predict the water level due to• Climate changes, future conditions, and rain fall patterns

• Projects: imported water, conservation releases

• Management decisions

• Support the analysis of GSPs including• Groundwater level at key areas for MT, MO

• Environmental effects

Model Calibration

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

1/1/1985 6/24/1990 12/15/1995 6/6/2001 11/27/2006 5/19/2012 11/9/2017 5/2/2023

04N18W29M02S

• The closer the simulated values (in orange) are to the data (in blue), the better the model. 

• Adjust aquifer properties, stream bed properties,… so that the model replicates the data

May/June 2020June 23, 2020

Jan. 2020

A sample well in Piru Basin

9

10

Page 6: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

6

Jan. 2020 May/June 2020

June 23, 2020

A sample well in Fillmore Basin

• Hundreds of wells with hundreds of water level measurements are evaluated in the model calibration

• The GW model can mimic most of the water level data

Stream Flow Interactions in Piru Basin

May/June 2020

June 23, 2020

11

12

Page 7: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

7

Stream Flow Interactions in Fillmore Basin

May/June 2020

June 23, 2020

Model Review• The 2020 groundwater model has been reviewed by the expert panel (Dr. Sorab Panday, Mr. John Porcello, and Mr. Jim Rumbaugh) on a continuous basis. The same panel had reviewed the 2018 model

• The model is under internal review by surface water hydrologists and hydrogeologists

• UWCD is addressing the review comments and finalizing the 2020 groundwater model

13

14

Page 8: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

8

Questions/Comments

Senior Groundwater Modeler

Jason Sun, PhD, PE

June 25, 2020

FPBGSA Stakeholder Workshop

Technical Session:  Groundwater Model

15

16

Page 9: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

9

Aquifer 

SystemHydrostratigraphic Unit

Model 

Layer

Surficial Deposits and Colluvium 1

Aquitard 2

Recent River Alluvium 3

Aquitard 4

Older Alluvium 5

Aquitard 6

Upper Saugus 7

Aquitard 8

Lower Saugus 9

Undifferentiated Sedimentary Deposits 10

C

A

B

Aquifer 

SystemHydrostratigraphic Unit

Model 

Layer

Shallow Ground Surface to the bottom of Semi‐Perched Aquifer 1

Semi Perched‐Oxnard Aquitard 2

Oxnard Aquifer 3

Oxnard‐Mugu Aquitard 4

Mugu Aquifer 5

Mugu‐Hueneme Aquitard 6

Hueneme Aquifer 7

Hueneme‐Fox Canyon Aquitard 8

Fox Canyon Aquifer ‐ upper 9

Fox Canyon upper ‐ basal Aquitard 10

Fox Canyon Aquifer ‐ basal 11

Santa Barbara and/or other Formation ‐ upper 12

Grimes Canyon Aquifer 13

Deep Older sedimentary rocks and Conejo Volcanics Boundary

UAS

LAS

Fox Canyon Aquifer and Grimes do not extend into the River basins (Santa Paula, Fimmore and Piru)

Coastal Basins (Oxnard Basin, PV, Mound, and West LP) River Basins (Santa Paula, Fillmore, and Piru)

Model Layers

The hydrogeologists completed the mapping of hydrostratigraphic units (aquifers) in 2019

Model Calibration

• Forebay, Mound, Oxnard Plain, PV, and West LP were calibrated in the 2018 UWCD Model

• Piru, Fillmore, and Santa Paulabasins are new

• The interaction between surface water and groundwater is critical for model calibration

Oxnard Plain

ForebayWest LP

PV

MoundSanta Paula Fillmore

Piru

17

18

Page 10: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

10

Piru Basin

• The residuals are acceptable

• The interaction between groundwater and Santa Clara River is critical

A B C

AB C

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

1/1/19856/24/199012/15/19956/6/200111/27/20065/19/201211/9/20175/2/2023

04N18W29M02S

400

450

500

550

600

650

700

1/1/19856/24/199012/15/19956/6/200111/27/20065/19/201211/9/20175/2/2023

04N18W20R01S

Scatter Plot for Piru Basin

19

20

Page 11: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

11

Fillmore Basin• The residuals are acceptable in the shallower layers

• There are a limited number wells in the deep layers. The calibration may need improvement

A B C

B A

C

320

340

360

380

400

1/1/19856/24/199012/15/19956/6/200111/27/20065/19/201211/9/20175/2/2023

03N20W01C04S

Scatter Plot for Fillmore Basin

21

22

Page 12: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

12

Santa Paula Basin

• The water level data is generally flat

• The residuals are accetpable

A B

A

B

Scatter Plot for Santa Paula Basin

23

24

Page 13: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

13

Stream Flow Interactions in Piru Basin

May/June 2020

June 23, 2020

Stream Flow Interactions in Fillmore Basin

May/June 2020

June 23, 2020

25

26

Page 14: FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

FPBGSA Stakeholder Workshop Groundwater Model Overview

6/25/2020

14

Questions/Comments

27