A b
s
t
r a c
t
A
ni
n v e st
i g
at
i
o nw
a sp
e rf
o rm
ed
c om
p
ari
ng
s e v e r al
m
et
h
od
sf
o r ob
t
ai
nin
g
h
y
d
r a ul
i
cp
r op
e rt
y
m
od
el
s r eq
ui
r ed
f
o rt
h
ep
r ed
i
cti
o n of fl
ow
a nd
t
r a n sp
o rt
i
nt
h
eu n s a
t
u r ate
d
z o n e.T h
ep
r e s s u r e-s a
tu r a
t
io n
-h
y d
r a ul i
c c o nd
u ct
iv
i
t
y
r el
ati
o n sh i
p
sf
o rf
o u rs a n
d
sw
e r ed
ete r
m i
n ed
u si
ng d i
r e ct
m
et
h
od
s an
d
tr a n s
i
e nt
o ut
f l
ow
m
eth
od
s.D i
r e ct
m
et
h
od
s ut i l
i
z ed
a90
-cm g l
a s s c ol
um
n a nd
a n x-r ay
at t
e n u ati
o ni
n st
r um
e nt t
om
e a s u r ew
at
e r c o nt
e nt
i
nt
h
e s a nd
s.H y
dr a u
l i
cp
r op
e rt
y
m
ode
l
p
a r am
ete r s
w
e r eth
e n e sti
m
at
ed
f
o rt
h is
d
at
a.T
h i
sw
a s c om
p
a r ed
to
t
he
h y
d
r a uli
cp
r op
e rt
y
m
ode
l
s ob
t
ai
n ed
fr
om
o n e -st
ep
a n
d
m
ult
i
-st
ep
o utf l
ow
e xp
eri m
e nts
.C
om p
ari
s o n of
t
h
em
eth
od
s sh
ow
ed
t
h
at
t
h
e
t
r a n sie n
t
o ut
f lo
w m
eth
od
sd i d
n ot
e st
i m
ate
t
h
em
od
el
p
a r am
et
e r s of
t
h
e s a nd
a c c u r ate
l y
.A
n e xp
eri m
e nt
w
a sp
e rf
o rm
ed
t
oi
n v e st
i g
at e
w
h
et
h
e rth
ed is c r e
p
a n cy
i
nt
h
em
et
h
od
sw
a sd
u eto
d if f
e r e n c e sin
th
ew
at
e rp h
a s ep
r e s s u r ef
o rtr a n s
i
e nt
o ut
fl
ow
f
r om
e
q
ui h b ri
um
.P
r e s s u r etr a n
sd
u c e r sa
nd
t
h
e x -r ay
at t
e n u at
i
o ni
n st
r um
e nt
w
e re
u s ed
t o
m
e a s u r et
h
ep
r e s s u r e a nd
s at
u r ati
o n at th
r e ep
oi
nt
si
nt
he
sy
ste
m d
u ri
ng d
r ai
n ag
e.T h
is
w
a s c om p
a r ed
t
o a n eq
ui l i b ri
um p
r e s s u r e-s a
tu r a
t
io n
c u r v e.N
o si
g
ni fi
c a nt
d i f f
e r e n c ew
a sd
ete c
t
ed b
et
w
e e nd y
n am i
c a nd
eq
ui l ib ri
um
p
r e s s u r e-s atu r a
t
i
o n c u r v e s.
T
h
i
s v eri fi
e st
h
ea s s u
m
p
t
i
o nt
h
at
th
ew
at
e rp
h
a s ep
r e s s u r eq
uic
k l
y
r e a ch
e s eq
ui l ib ri
um
in
ad
y
n am i
c sy
st
em
.T
h
ed i
s c r ep
a n cy b
et w
e e nt
h
em
eth
od
s c a n n ot
,t
he r e
f
o r e,b
e at
t
ri b
ut
ed
t
oth
e ad i f f
e r e n c ei
nt
h
ed
y
n am
i
c a nd
eq
uU
i
b ri
um
w
at
e rp
h
a s ep
r e s s u r e.F
u rth
e rw
o rk i
s r eq
ui
r ed
t
o r e s ol
v eA
c
k
n o
w l
e
d g
m
e n
t
s
I w
o ul d l i k
eto
th
a nk
m
y
ad
vi
s o rD
r .C
a s sM
i l l
e rf
o rp
r o vi d i
ng
t
e ch
ni
c al g
ui d
a n c ea n
d
s up p
o rt
.I w
o ul
d
al
s ol
i
k
et
ot
h
a nk D
r.P
a ul
I
m
h
of f
, a n
d
D
r.Jo s e
p h
P
ed it
f
o rt
h
en u
m
e r o u si
n si gh
t
f
ul d is c u s s
io n s o
f
t
h i
sw
o rk
.I w
o ul d
e sp
e ci
al
l y l i k
et
ot
h
an
k
Jo
h
nM
cB
ri
d
ef
o rth
em
a ny
h
o u r s of
w
o rk
sp
e nt
h
el p
i
ng
t
hi
si
n v e st
i
g
at
i
o n r e a ch i
t
sg
o al
s.I
w
o ul d l i k
et
ot
h
a nk
R
a nd
al l G
o odm
a n a nd C l i f B
u rg
e s sf
o rth
ei
rhe
l p i
nd
e si g
ni
ng
a nd
f
ab
ri
c at
in
g
t
he
o n e of
t
h
e e xp
e ri m
e nt
al
app
a r atu s e s u s e
d i
nt
h
ei
n v e st
i g
ati
o n .L
a st
l y
,I
w
o ul d
l
i k
et
ot
h
a nk
m
y
f
rie n
d
s a nd f
am i l y
w
h
o s up p
o rt
ed m
ethr o u
g h
t
h
em
a ny
d i f f i
c ul
t
t
i
m
e sd
u ri
ng
t
h
ep
a st t
h
r e ey
e a r s.T
a
b l
e o
f C
o
n
t
e
n
t
s
L i
st
of
T
ab le s
vi
L
i
st
of
F
i
g
u r e s vi
i
L
i
st
of
S y
m
b
ol
six
1
.0
I
ntr o
d
u ct
i
o n1
2
.0
B
a ck g
r o u nd
4
2
.1
R i
ch
a rd
s 'E
q
u ati
o n4
2
.1
.1
F
o rm
s of
R i
ch
a rd
s 'E q
u at
io n
4
2
.1.
2
C
o n sti
t
uti
v eR
ela
t
io n s
h i p
sfo r
R ic
h
ar
d
s 'E
q
u at
io n
7
2
.2 A
l
t
ern
at
iv e s
t
ot
h
eR
ic
h
a rd
s 'E q
u at
i
o n1 3
2
.2
.1
W
at
e rB
al
a n c eM
et
h
od
1
3
2
.2
.2
G
r ay
's
M
et
h
od
14
2
.3
M
ode
l
sf
o rC
o n st
i
tu
t
i
v eR
el
ati
o n sh i p
s16
2
.4
P
a r am
et
e rE
st
i
m
at
io n
2 0
2
.4
.1
D
i
r e ct
M
et
h
od
s20
2
.4
.2
T
r a n sie n
t
M
et
h
od
s2 2
3
.0
M
at
e ria
l
s a nd
M
eth
o
d
s2 7
3
.1
E
xp
e ri m
e nt
al
M
ate r
i
al
s2 7
3
.2
E
xp
e rim
e nta
l
M
et
h
od
s a nd
M
e a s u r em
e nt
s2
9
3
.2
.1
D i
r e ct
M
eth
od
s2
9
3
.2
.1
.1
D
e si g
n an
d
P
a ck i
ng
M
et
h
od
sf
o r9
0
-c
m G
l
a s sC
ol
um
n2
9
3
.2
.
1.
2 D
e si g
n a nd
P
a ck i
ng
M
et
h
od
sf
o
r80
-c
m
P
ol y
c a rb
o n at
eC
ol
um
n
3 2
3
.2
.1.
3 X
-r ay A
t t
e n u at
io n
M
eth
od
s3
3
3
.2
.1
.4
M
e a s u r em
e nt
of
B
ul k
D
e n si
t
y
an
d P
o r o si
t
y
3 6
3
.2
.1
.5
M
e a s u r em
e nt
of
Sa
t
u r ate
d
H y
d
r a ul
i
cC
o ndu c
t
iv
i
t
y
3
6
3
.2
.1.
6
M
e a s u r em
e nt
of
E q
ui l i b
ri
um
D
r ain a
g
e an
d
I
m
b
i b
i
ti
o n
C
u r v e3 7
3
.2
.1
.7
M
e a s u r em
e nt
of U
n s atu r a
t
ed H y d
r a ul i
cC
o nd
u ct
i
vit
y C
u r v e37
3
.2
.1
.8 D
ata
A
n aly
sis
3 8
3
.2
.2
T
r a n si
e nt
O
ut
f l
ow
M
et
h
od
s3 9
3
.2
.2
.1
T
em p
eP
r e s s u r eC
el l D
e si g
n a nd
P
a ck
i
ng
M
et
h
od
s3 9
3
.2
.2
.2
M
e a s u r em
e nt
of B
ul k
D
e n si
t y
a nd
P
o r o si
t
y
4 1
3
.2
.2
.3
M
e a s u
r em
e
nt
of A i
r -E
nt
ry P
r e s s u r e4 1
3
.2
.2
.4
M
e a s u r em
e nt
of
S
atu r a
t
ed
a nd
R
e si d
u al
W
at
e rC
o nt
e nt
4 1
3
.2
.2
.5
M
e a s u r em
e nt
of
S
at
u r at
ed
H
y
d
r a ul
i
cC
o nd
u cti
vi
t
y
4 1
3
.2
.2
.6
M
e a s u r em
e nt
of
V
ol
um
eO
utf
l
ow
f
r om
O
n e-s
t
ep
M
et
h
od
4 2
3
.2
.2
.7
M
e a s u r em
e nt
of V
ol
um
eO
utf
l
ow
f
r om
M
ul
ti
-St
e
p
M
et
h
od
4 2
3
.2
.2
.8
D
at
aA
n al y
si
s4
3
3
.2
.3
M
et
h
od
sf
o rD y
n ami
c a nd
E q
ui l i b
ri
um
D
r ai
n ag
eC
u r v eC
om
p
a ri
s o n4 4
3
.2
.2
.1
D
e si
g
n a nd
P
a ck i
ng
M
et
h
od
sf
o r1
.5
-
m
F
l
ow
C
el
l
4 4
3
.2
.2
.2
X
-r ay
A
t t
e n u at
io n
M
et
h
od
s4 7
3
.2
.2
.3
M
e a s u r em
e nt
of Po r o s
i
t
y
4 9
3
.2
.2
.4
M
e a s u r em
e nt
of Sa
t
u r at
ed H
y
d
r a ul i
cC
o nd
u ct
i
vit
y
4
9
3
.2
.2
.5
D
y
n am
i
cM
e a s u r em
e nt
of
D
r ain a
g
eC
u r v e4 9
3
.2
.2
.6
M
e a s u r em
e nt o
f
the
E q
ui l i b
riu
m
D
r ai
n ag
eC
u r v e5 1
4
.0
R
e s ul
t
s a nd D is c u s s
i
o n5 2
4
.1
M
ed i
aP
r op
e rt
i
e s5
2
4
.2
P
a r am
et
e rE
sti m
at
i
o nU
sin
g D i
r e ct
M
et
h
od
s5 8
4
.2
.1
E
q
ui l
i b
ri
um
P
r e s s u r e-
S
atu r a
t
i
o n5 8
4
.2
.2
S
te a
d
y S
ta
t
eU
n s at
u r at
ed
H
y d
r a ul i
cC
o nd
u cti
vi
t
y
6
4
4
.3
P
a r am
et
e rE
st
im
ati
o nU
si
ng
T
r a n si
e nt
O
ut
f l
ow
M
et
h
od
7 2
4
.3
.1 O
n e -St
e
p T
r a n si
e nt
O
ut
f l
ow
7 2
4
.3
.2
M
ul
ti
-St
e
p T
r a n sie n
t
O
ut
fl
ow
80
4
.4 C
om p
a ri
s o n of P
a r am
et
e rE
st
i m
at
i
o nM
et
h
od
s8 5
4
.4
.1
E q
ui l i b
ri
um
P
r e s s u r e-
Sa
t
u r at
io n
8
5
4
.4
.2 U
n s atu r a
t
ed H
y
d
r a ul i
cC
o nd
u ct
i
vit
y
86
4
.4
.3 O
ut
f l
ow
P
r ed i
cti
o n8
9
4
.4
.4 D i
s c u s si
o no
f D i
s c r ep
a n ci
e si
nM
et
h
od
s9
2
4
.5
C
om p
a ris o n
of D y
n am i
cE q
ui l i b
riu
m D
r ai
n ag
eC
u r v es
9 7
5
.0 C
o n clu s
io n s
10
1
•
L i
s
t
o
f T
a
b l
e s
T
ab l
e3
-1
G
r ai
nS
iz e
D i
st
rib
uti
o n a nd Si
m i l
a ri
t
y
of
S
a nd
s2 7
T
ab l
e3
-2
L
i
n e a rA
t t
e n u at
i
o nC
o ef f
i ci
e nt
s34
T
ab
l
e3
-3
M
e a s u r em
e nt
E
r r o r of X
-r ay A
t t
e n u at
i
o nI
n st
r um
e nt
f
o r9 0
-cm
C
olu
m
n3 5
T
ab l
e3
-4
M
e a s u r em
e nt
E
r r o r of X
-r ay A
t t
e n u at
io n
I
n st
r um
e nt
f
o r1.
5
-m F l
o
w
C
el l
4 9
T
ab l
e3
-5
V
e r
ti
c al
L
o c at
i
o n s of
D y
n am i
cD
r ain a
g
eM
e a s u r em
e nt
R
ef
e r e n c ed
f
r om
t
h
eB
ot t
om
o
f
t
h
eF
l
ow
C
el
l
5
0
T
ab
l
e4
-1
M
ed i
aP
r op
e rt
i
e sf
o r9
0
-cm
C
ol
um
n5 3
T
ab l
e
4
-2
M
e
d i
aP
r op
e rt
i
e sf
o r1.
5
-m F l
o
w
C
el l
5 3
T
ab l
e4
-3
M
ed i
aPr o
p
e rt
i
e sf
o rT
em
p
eF l
ow
C
el l
54
T
ab l
e4
-4
D
r a
in a
g
e a nd
I
m
b i
b i ti
o nC
u r v eM
od
el P
a r am
et
e r sf
r om
D
i
r e ct
M
et
h
od
5
8
T
ab l
e4
-5
D
i f f
e r e n c ei
nE q
ui l i b
riu
m D
r ai
n ag
eWa
t
e rC
o nt
e nt
of
F
-5
2
S
a nd
f
o rV
a ri
at
i
o nin
t
h
e nP
a r am
et
e r64
T
ab
l
e4
-6
U
n s at
u r at
ed H
y
dr a u
l i
cC
o nd
u ct
iv
i
t
y
C
u r v eM
od
el
P
a r am
et
e r sK
sa nd
/
f
r om
t
h
eD
ir e
c t
M
et
h
od
6 6
T
ab l
e4
-7
M
o
de
l P
a r am
et
e r sa
a nd
nf
o rO
n e-St
ep T
r a ns
ie
n t
O
ut
fl
ow
7 3
T
ab l
e4
-8
M
o
d
el P
a r am
et
e r sa
, n , a nd K
sf
o rO
n e -S
t
e
p
T
r a n sie n
t
O
ut
fl
ow
7 3
T
ab l
e
4
-9
D
ra
i
na
g
eC
u r v eM
od
el
P
a r am
et
e r sf
r om
M
ul
t
i
-S
t
ep O
ut
fl
ow
E
xp
e ri m
e nt
U
sin
g
t
he
R E
T C
P
r og
r am
8
1
T
ab l
e
4
-10 D
r ai
n ag
eC
u
r v eM
od
el
P
a r am
et
e r sf
r om
M
ul
t
i
-S
t
ep O
ut
fl
ow
E
xp
e rim
e nt
U
si
ng
t
h
eM
L
ST P
M
P
r og
r am
8 1
T
ab l
e4
-1 1
M
o
d
el P
a r am
et
e r sf
o rE
q
ui l i b
ri
um
D
r ain a
g
eC
u r v e a nd
H y
dr a u
l
i
c
C
o
nd
u ct
iv
i
t
y f
r om
M
ul
t
i
-S
t
ep O
ut
fl
ow
E
xp
e ri
m
e nt
U
si
ng
t
h
eM
L S T P
M
P
r og
r am
8 3
T
ab l
e4
-12
M
ode
l P
a r am
et
e r sf
o rH y d
r a ul i
cC
o nd
u ct
iv
i
t
y C
u r v ef
r om
M
ul ti
-S
t
ep
O
ut
fl
ow
E
xp
e ri m
e nt
U
si
ng
t
h
eM
L
ST P
M
P
r og
r am
8 3
T
ab l
e4
-1 3
E
r r o rf
o rD
i
r e ct
M
et
h
od
M
od
el
a nd O
ut
fl
ow D
at
a9 2
L i
s
t
o
f F
i
g
u
re s
F
i g
u r e1
-1
R
e
p
r e s e nt
at
i
o no
f
t
h
eS
ub
s u rf
a c eE
n vir o n
m
e nt
2
F
i g
u r e2
-1
I
nte r
f
a ci
al
T
e n si
o nB
et
w
e e nT w
oF l
ui d
si
n aC
ap i l l
a ry
8
F
i g
u r e2
-2
E
q
ui l
i b
ri
um
D
r ai
n ag
e a nd I
m b i
b
i
t
io n
C
u r ve
10
F
i g
u r e2
-3
U
n s at
u r at
ed H y d
r a ul i
cC
o nd
u cti
vit
y C
u r v e1 2
F i
g
u r e3
-1
G
r a
in
Si
z eD i
str
i b
ut
io n
of Sa n
d
M
ed i
a2 8
F i g
u r e3
-2
9 0
-cm G l
a s sC
ol
um
n3 0
F
i g
u r e3
-3
80
-cm
Po
l y
c a rb
o n at
eC
ol
um
n3
2
F
i g
u r e3
-4
T
e
m
p
ePr e s s u r e
C
el l
4
0
F i
g
u r e3
-5
F
r o nt
V
ie
w
of
t
h
e1
.5
-
m
F l
ow
C
ell
4
5
F
i g
u r e3
-6
E
nd
P
la
te s
f
o r1
.5
-
m F l
ow
C
el l
4 6
F
i g
u r e4
-1
P
o r o s
it
y
D
is
tr
i
b
uti
o n of
C
-1
0 9
S
a nd
i
n90
-c
m C
ol
um
n5 5
F
i g
u r e4
-2
P
o r o sit
y
D i
st
ri b
uti
o n of
C
-1 0
9 S
a nd i
n1
.5
-
m
F
l
ow
C
el l
5 6
F i g
u r e4
-3
E q
ui l i bri
um
D
r ain a
g
e a nd I m b i b i
t
i
o nC
u r ve
sfr
om D i
r e ct
M
eth
od f
o rC
-1
0 9 S
a nd
6 0
F i g
u r e4
-4
E q
ui l i b
ri
um
D
r ai
n ag
eC
u r v ef
r om D i
r e ct
M
et
h
od
f
o r5 0
-7
0 T
e st
S
a nd
6
1
F i g
u r e4
-5
E
q
ui l i b ri
um
D
r ai
n ag
eM
od
els
f
r om
D
i
r e ct
M
et
h
od
w i
t
h
N
o nd
i
m
e n si
o n al i
z ed C
ap i l l
a ry P
r e s s u r e6
2
F i g
u r e4
-6
R
e sp
o n s eSu r
f
a c ef
o rP
a r am
ete r
E
st
i m
ati
o n of
K
j a nd
/
f
r om
D
i
r e ct
M
eth
od f
o rC
-10 9
S
a nd
6 5
F
i g
u r e4
-7
H
y
dr a u
l i
cC
o nd
u cti
vt
i
y
C
u r v eD
ata
a nd
M
od
el
sf
r om
D i
r e ct
M
eth
od f
o r5
0
-7
0
T
e st
S
a nd
,
R
e s ul
t
sf
r om
S
t
ep
1
6
7
F
i g
u r e4
-8
H
y
dr a u
l i
cC
o nd
u ct
iv
t
i
y
C
u r v eD
at
a a nd
M
od
el
sf
r om
D i
r e ct
M
et
h
od f
o rF
-7 5 S
a n
d
,R
e s ult
sf
r om
St
ep 2
6 9
F i g
u r e4
-9
H y d
r au
l i
cC
o nd
u ct
iv
t
i y C
u r v eD
a t
aa
nd
M
od
el
sf
r om
D
ir e c
t
M
eth
od
f
o rC
-10 9 Sa n
d
,
R
e s ul
t
sf
r om St
ep 1
a nd 2
7 0
F
i g
u r e4
-10
H y d
r a ul i
cC
o nd
u ct
iv
t
i
y
M
od
el
sf
r om
D
ir e c
t
M
et
h
od
f
o rF
it
of / P
a r am
et
e r,St
ep
2
7
1
F i g
u r e4
-1 1
L i
n e a rO
ut
fl
ow
D
at
a a nd
M
od
el
sf
r om O
n e-Ste
p
M
eth
od
f
o r5 0
-7 0 S
a nd
7 5
F i g
u r e4
-12
E q
ui l i b ri
um
D
r ain a
g
eC
u r v eM
od
e
ls
f
ro
m
O
ne
-St
ep
O
ut f
lo
w f
o
r5
0
-7
0
T
e st
S
a nd
7 6
F i g
u r e4
-1 3
L in e a r
O
nfl
ow D
ata
fr o
m
O
n e-Ste
p
M
eth
od
f
o rF
-5
2 S
a nd
7
7
F i g
u r e4
-14
E
q
ui
l i b ri
um
D
r ai
n ag
eM
od
el
sf
r om
O
n e-S
t
ep
O
ut
f lo
w
o
f
F
-5 2 S
a nd
7 8
F i g
u r e4
-15
H y
dr a u
l i
cC
o nd
u ct
i
vi
t
y
M
od
el
sf
r om O
n e-S
te
p
O
utfl
ow
o
f F
-5 2 S
a nd
7
9
F i g
u r e4
-16
E q
ui l i b ri
um
D
r aia n
g
eC
u r v eM
ode
ls
f
r om
M
ul
ti
-St
ep
M
eth
od f
o rC
-10 9 S
a nd
8 2
F i
g
u r e4
-1 7
O
ut
fl
ow D
ata a n
d
M
od
el
sf
r om
M
ul
ti
-St
ep
M
et
h
od
f
o rC
-1 0 9 S
a nd
84
F i g
u r e4
-1
8
E
q
ui l i b
ri
um
D
r ai
n ag
eC
u r v eM
ode
l
sf
r om A
l
l
M
eth
od
sf
o rC
-10 9 S
a n
d
8 7
F i g
u r e4
-19
H
y
d
r a ul
i
cC
o nd
u ct
i
vit
y
M
ode
l
sf
r om
A l l
M
et
h
od
sf
o rC
-1
0 9
S
a nd
8 8
F
i
g
u r e4
-2
0
D
a
t
a a nd
P
r ed i
ct
ed
O
ut
fl
ow
f
r om O
n e-St
e
p
M
et
ho
d
f
o rC
-10 9 S
a nd
9 0
F i g
u r e4
-2
1
D
a
t
a a nd Pr e
d i
ct
ed O
ut
fl
ow
fr o
m
M
ul
ti
-S
t
ep
M
et
h
od
f
o rC
-1
0 9
S
a nd
9 1
F i g
u r e4
-2 2
D
at
a a nd Pr e
d i
ct
ed O
ut
fl
ow
f
r om
O
n e -S
t
ep
M
et
h
od
w
i
t
h V
a ry
i
ng
P
l
at
eC
o nd
u ct
iv
i
t
y
f
o rC
-10 9 Sa n
d
9
4
F
i
g
u r e4
-2 3
D
at
a a nd Pr e
d i
ct
ed O
ut
fl
ow
f
r om
M
ult
i
-S
t
ep
M
eth
od
w
i
th V
a ry i
ng
P
l
at
eC
o nd
u ct
iv
i
t
y f
o rC
-10 9 Sa n
d
9 5
F i g
u r e4
-2 4
P
r e s s u r eH
e ad f
o rD
y
n am i
cD
r ai
n ag
eE
xp
e ri
m
e nt
9 9
F
i
g
u r e4
-2
5
D
y
n am i
c a nd
E q
ui l i b ri
um
D
r ain a
g
eC
u r v e sf
o r1
.5
-
m
F
l
ow C
el l
10 0
L i
s
t
o
f S
y
m
b
o
l
s
V
|
/
Pr e s s u r e
he a
d
of
w
et t
i
ng p
h
a s e\
j
/
eA i
r-e ntr
y
p
r e s s u r e of
w
et t
i
ng
p
h
a s e0
V
olu
m
et
ri
cw
at
e r c o nt
e nt
d
rR
e si d
u al w
ate r c o n
t
e nt
Qs
S
at
u ra
t
ed w
at
e rc
o nt
e nt
K
H
y
d
r a uUc c o n
du c
t
iv
i
t
y
K
sS
at
u r at
ed h
y d
r a ul
i
c c o nd
u cti
vi
t
y
t
T i
m
ez
V
e rt
ic a
l d is
t
a n c eP
Pr e s s u r e o
f
w
at
e rp h
a s eP
aPr e s s u r e o
f
air
p
h
a s eP
cC
ap i l l
a ry
p
r e s s u r eP
wP
r e s su
r e of w
et t
i
ng p h
a s eP
mvPr e s s u r e o
f
n o nw
et t
i
ng p h
a s eg
G
r a vi
ta
t
io n a
l
c o n st
an t
p
D
e n si
t
y
C
S
p
e ci f
i cm
oi
st
u r e c ap
a ci
t
y
r
M
e a n r ad iu s o
f
c u r v at
u r eb
et
w
e e ntw
of l
ui d
sP
A
ng l
eb
et
w
e e nt
w
ofl
ui d
sY
I
nt
e rf
a cia
l
t
e n si
o nb
et
w
e e nt
w
of lu
i d
sq
sp
e ci f
i cd is c
h
a rg
eS
S
at
u r at
i
o nSe
E
f f
e ct
i
v e s at
u r at
i
o nS
nR
e si d
u al
s at
u r at
i
o na
S h
ap
ep
a r am
et
e rb
S
h
ap
ep
a r am
et
e rm
S h
ap
ep
a r am
et
e rn
Sh
ap
ep
a r am
et
e ra
Sh
ap
ep
a
r am
et
e rX
S h
ap
ep
a r am
et
e r/
S
h
ap
ep
a
r am
et
e rX i
O b
s e r v ed
v al
u e sf
o rl
e a st
sq
u a r e sm
et
h
od
y
tP
r ed
i
cte
d
v al
u e sf
o rl
e a st
sq
u a r e sm
et
h
od
w
,W
ei g h
t
i
ng
c o ef f i
ci
e nt
sf
o rl
e a st
sq
u a r e sm
eth
od
u u n
k
n ow
np
a r am
ete r s
f
o rl
e a st
sq
u a r e sm
et
h
od
N
N
um
b
e r of
ob
s e r v at
i
o n sL
D i
sta n c
e
b
et w
e e nt w
op
re ss u r e
h
e ad
m
e a s u r em
e nt
sX
C
o ef f
i ci
e nt
of p
a r ab
ola
( 0
C
o ef f
i ci
e nt
of
p
a r ab
ol
a <|
)
P
o r o si
t
y
N
eP
h
oto n
c o u nt
sth
r o ug
h
em
p
t
y
c olu
m
n ,f lo
w
c el l
N
soP
h
oto n
c o u nts
t
h
r o ug
h d
ry
s a nd
s am
p
l
eN
siP h
oto n
c
o u nts
t
h
r o ug h
s at
u r ate
d
s a nd
s
am p l
eN
s2P
h
oto n
c o u nts
t
h
r o ug
h
u n s at
u r ate
d
s a nd
s am p
l
eP
L
P
at
h l
e ng
t
h
of
x-r ay
st
h
r o ug h
s am
p l
e1
.0
I
n
t
r o
d
u
c
t
i
o
n
A
c c o rd i
ng
t
ot h
eU S
G
e ol
og i
c al Su r v e
y
(
1
9
7
8
)
,th
ew
ate r
s up p l y
of
t
h
e e a rth i
se s
ti
m
at
ed
at
ap p
r o xi m
at
el y 3
2
6 m i
l l i
o n c ub
i
cm
i l
e s.M
o r et
h
a n2
m
i
l
l i
o n c ub
i
cm
i l
e s of
f
r e sh w
ate r
i
s st
o r ed i
nt
h
e s ub
s u rf
a c e a sg
r o u nd
w
ate r
.I
nth
eU
ni
te
d St
at
e s,g
r o u nd
w
at
e rc o n s
t
it
ut
e s am
aj
o r s o u r c e of
w
at
e rf
o rm
o st
a r e a s.A
p p
r o xi
m
at
el y
o n ef
o u rt
h
of
al l
w
at
e r u s ed i
sf
ro
m
g
r o u nd
w
at
e r.C
o nt
am i
n a nt
s a r e r el
e a s ed
i
nto
t
h
e e n vir o n
m
e nt
b
y i
nd
u st
ry
, ag
ri
c ul
t
u r e, a nd
m
u ni
ci
p
al
i
t
i
e sf
r om
op
e r ati
o n s s u ch
a sp
r od
u ct
i
o n, st
o r ag
e, u s e, a nd d i
sp
o s al
of h
a z a rd
o u sc
h
em
ic a
l
s.T
h
e s e ch
em i
c al
s c anm i g
r ate
t
hr o u
g h
t
h
e s ub
s u rf
a c et
ot
h
eg
r o u nd
w
at
e r s up p l y
.T h i
s c o nt
am i
n at
io n c a n
b
e a s o u r c e of p
ol l
ut
io n
to
t
h
e e n vi
r o nm
e nt
a nd p
ub l ic
d
ri
nk i
ng w
at
e rr
e s o ur
c e s.T h
e e xt
e
nt
of g
ro
u nd
w
ate r c o n
t
am i
n at
i
o nh
a s n ot
b
e e nf
ul l y
d
o c um
e nt
ed
.T h
eN
a
t
i
o n al R
e s e a r ch C
o u n ci l
(
19 84
)
e st
i m
at
e s1%
t
o2 %
of
t
h
e
U S
g
r o un
d
w
a
t
e r s up p l
y
i
s c o nt
am i
n at
ed
.W
h i l
eth i
sp
e r c e nt
ag
ed
o e s n ot
s e em h i g h
,
t
h
e ris
k
to
t
he
p
ub l i
cdri
nk i
ng w
ate r s u
p p l
y
i
s si g
ni fi
c
a nt
sin c e
g
r o u nd
w
ate r
i
sth
e s ole
s o u r c e of
w
at
e rf
o r5 0 %
of
t
h
eU S p
o
p
ul
at
i
o n .Se c o n
d l
y
, cl
e a n up
of
t
h
e c o nt
am
i
na t
ed g
r o u nd w
ate r
i
s e xp
e n siv e a n
d
of
t
e nt
ak
e sm
a ny y
e a r s.M
a n ag
em
e nt
of
t
h
eg
r o u nd
w
at
e r s up p l
y
i
n v ol
v e st
w
ob
a si
cc
om
p
o n e nt
s.T
h
ef
i r st
is
m
a n ag
em
e nt
of
t
he
a v ai l
ab i l i
t
y
of
t
h
e s up p l y
.T
h i
sin v o
l
v e sp
r ed
i
cti
ng
t
h
e r e ch
a rg
e,s
t
o r ag
e a nd d
ep l
eti
o n of
t
h
eg
r o u nd
w
at
e r s up p l y
.T h
e s e c o nd i
sm
a n ag
em
e nt t
h
e a c ci d
e nt
al
r el
e a s e of
a c o nt
am i
n a nt
i
nto
th
e s ub
s u rf
a c e.T
hi
si
n v olv e s
p
r ed
i
ct
i
ng
t
h
e c o n c e ntr a
t
i
o n of
t
h
e c o nt
am
in a n
t
a nd i
t
sm
o v em
e nt
in
th
eg
r o u nd
w
at
e r.O
n c et
hi
sh
a
sb
e e nd
o ne
,m
e a s u r e s c a nb
et
ak
e nt
o a s s e s st
h
e e xt
e nt
of
th
e c o nt
am i
n at
i
o n,p
r e v e nt
i
t
ss
p
r e ad
a nd
r em
ed i
ate
t
h
eg
r o u nd w
at
e r s up p l y
.I
n o rd
e rt
om
ak
et
h
e s ep
r ed
i
ct
i
o n sf
o rt
h
em
a n ag
em
e nt
of
th
eg
r o u nd
w
at
e r s up p l y
, aq
u a nt
i
t
at
iv e u n
d
e rs t
a nd
i
ng
of
fl
ow
a nd
t
r a n sp
o rt
in
t
h
e s ub
s u rf
a c e e n vi
r o nm
en t
i
s r eq
uir e
d
.T
h
e s ub
s u rf
a c e e n vi
r o nm
e nt
, sh
ow
ni
nF i
g
u r e1
-1
, c o n si
st
s of
tw
o
z o n es
.T h
ez o n e
b
elo
w
t
h
ew
at
e rt
ab l
ei
st
h
e s at
u r ate
d
z o n e.I
nt
h i
s z o n e,t
h
ep
o r e si
nt
h
e s ub
s u rf
a c em
ed i
a a r e c om
p l
et
el
y
f
il l
ed
w
it
h
w
at
e rS
e c o nd l y
,th
ew
at e
rp
r e s s u r ei
s at
o r ab
o v ezo ne , t
h
ep
or e si
n th
e sub
surf
a c e ar e n ot
s at urate
d w i
t
h w
ate r
b
ut
c o nt
ai
n ai
r a sw
el l
.T
h
e sy
st
em
i
s c o n si d
e r ed
am
ul
t
i p h
a s e sy
st
em
si
n c em
o r eth
a n o n ef l
ui d p h
a s ei
sp
r e s e nt
.T
h
ew
at
e rp h
a s eis
b
elo
w
at
m
o sp h
e ri
cp
r e ss
u r ei
nt
h
e u n s at
u r at
ed
z o n e.C
o nt a
m i
na
nt
sth
at
m i
g
r ate
in
t
ot
h
e s ub
s u rf
a c e c a nb
ep
a rt
of
th
em
ob i l
eg
a s o rl i q
ui d p h
a s e s, a nd
c a nm i g
r at
ei
nt
oth
ei
m m
ob
i l
e s ol i d
p
h
a s e a sw
el l
.Se c o n
d
l y
,
t
h
ey
c a n e xi
st
a s a s ep
a r at
ef l
ui d p h
a s eif
th
ey
a r ei m m i
s ci b
l
ew
i
t
h
t
h
ew
ate r a n
d
ai
r .G
r o u nd
Su
rf
a ce
U
n s atu r a
t
ed
Z
o n eW
at
e rT
ab
l
eS
a
t
u r at
ed
Z
o n eI
m
p
e rm
ea
b le
L
ay
e rC
o nt
am i
n a nt
So u r c e
VjWi iWM
F
i g
u r e1
-1 R
e
p
r e s e nt
at
i
o n of
t
h
eSu
b
s u rf
a c eE
n vi
r o nm
e nt
P
r ed i
ct
i
o n of f l
ow
a nd
t
r a n sp
o rt
i
nt
h
e u n s atu r a
t
ed
z o n ei
sm
o re
c om
p l
e xt
h
a ni
nth
es
atu r
at
ed
z o n ed
u et
ot
h
em
ult
i p
h
a s e n at
u r e of
th
e sy
st
em
.A
n ot
h
e ri
m
p
o rt
a nt
f
a ct
o ri
nf l
ow
a nd
t
ran
sp
o
rt
in
th
e u n s at
u r ate
d
z o n ei
sth
e n eg
at
i
v ew
at
e rp h
a s ep
r e s s u r e.T h i
sn e
g
a t
i
ve
p
r e s s u r ei
sth
e r e s ul
t
of
c ap
i l l
a ry
a cti
o ni
nth
ep
o r o u sm
ed i
a of
t
he
s ub
s u rf
a c e.B
e c a use
of i
ts c
o
m
p
l
e xi
t
i
e s, n um
e ri
c
si m
ul
a
ti
o n s a r e of
t
e n u s ed
t
oq
u a nt
i f
y
fl
ow
a
nd
t
ra
n sp
o rt
i
nt
h
e
u n s at
u r at
ed
zo
n e.T h
e n um
e ric
si m
ul
at
i
o n s r eq
ui
r e e sti
m
at
e s o
f
t
h
efl
ow
a nd
t
r a ns
p
o rt
p
r op
e rt
i
es
.T h
e s ep
r op
e rt
i
e s a r ed
e s c ri b
ed b y
p
re
ss
u r eh
e ad
,\
j
/
, v ol
um
et
ri
cw
at
e r c o nt
e nt
,0
, a nd h y d
r a ul i
c c o nd
uc t
iv
i
t
y
,K
.M
a
t
h
em
ati
c al
m
od
els o
f
t
h
e\
|
/
-9
-K
r ela
t
io n s
h i p
s a r e u s ed i
nt
h
e n um
e r
i
c si
m
ula
t
io n s
.T h
ev
|
/
-9
-K
r el
at
i
o n sh i p
s
a r e u ni q
u et
oa
g i
v en
m
ul
t
i p h
a s e sy
st
em
.T h
e s e r el
at
i
o n sh i p
sm
u st
b
ed
et
e rm i
n ed
e xp
e ri m
e nt
al l y
.M
o
d
el
s a r et
h
e nd
e v el
op
ed f
o rt
h
em
ul
t
i p h
a s e sy
st
em f
r om
t
h i
s e xp
e rim
e nt
al d
at
a.C
o n s eq
u e nt
l
y
,
f
o r e a ch
m
ul
t
i
p
h
a s e sy
st
em
c o n si d
e r ed
, a s ep
a r at
es
et
of
e xp
e ri
m
e nt
sm
us t
b
e c a r ri
ed
o ut
i
n o rd
e rt
od
et
e rm i
n em
od
el
s of
t
h
e \i
/-6
-K
r e
l
at
i
o n sh i p
s.A
q
ui
ck
a nd
a c c u r at
em
et
h
od f
o rd
et
e rm
i
ni
ng
V
|
/
-6
-K
r el
at
io n s
h i p
si
st h
e r ef
o r ed
e si
r ab
l
e.H
ow
e v e r,
m
a ny
o
f
t
h
em
et
h
od
s c u r r e nt
l y
a v ai la
b l
e c a nb
et
i
m
e-c o n s u
m
i
ng
a nd
c o st
l y
.T h
efi
r st
ob
j
e ct
iv e o
f
t
h i
sin v e s
t
i g
at
i
o nis
t
o e x am i
n e s om
e of
t
h
em
et
h
od
sc u r r e n
t
l y
em
p l
oy
ed b y
r e s e a r ch
e r sto
d
et
e rm i
n et
h
eH
/
-6
-K
r
e
l
at
i
o n sh i p
s.F
r om
t
h
e s em
et
h
od
s
,it
i
sh
op
ed
t
o
d
e v el
o
p w
o rk in
g m
od
el
so
f
t
h
e\
j
/
-
6
-K
r e
l
ati
o n sh i p
s
.A
s e c o nd
ob
j
e ct
iv e
is
t
o v e ri fy
t
h
e ab i l i
t
y
of
t
h
ed i f fe r e n
t
m
et
h
o
d
st
o a c c u r at
el y d
e s c ri b
et
h
eV
|
/
-9
-K
r el
at
io n s
h i p
s.A
sp
a rt
of t
h i
s v e ri
f i
c at
i
o n, a ny d i
s c r ep
a n cy
f
o u nd
am
o ng
t
h
em
et
h
od
si
st
ob
ei
n v e st
i g
at
ed
.T
h
el
a st
ob
j
ec t
iv e
i
sto
d
e v el
op
a r e c om
m
e nd
at
i
o n o nh
ow
t
o ef
fe c
t
iv e
l
y
a n