I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 7 ,   N o .   3 M a r c h   20 20 ,   pp.   15 84 ~ 15 93   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 3 . pp 158 4 - 1593             1584       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   E n su r i n g   su st a i n a b l e   d e v e l o p m e n t   t h r o u g h   g r o u n d w a t e r   m a n a g e m e n t ,   a r e a   o n e ,   s o u t h   w e st e r n   d e se r t ,   E g y p t       G am al   H .   E l   S a e e d 1 ,   N e v e e n   B.   A b d e l m age e d 2 P e te r   R i a d 3 ,   M . K o m y 4   1 , 2 , 4 F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng ,   S ho ubr a ,   B a n ha   U ni v e r s i t y ,   E gy pt   2 ,3 E gy pt ,   G r a s s l a n S c i e nc e   a nd   R e n e w a b l e   P l a n t   R e s o ur c e s ,   U ni v e r s i t y   o f   K a s s e l ,   G e r m a ny   3 G e r m a ny I r r i g a t i o a nd   H y dr a ul i c s   D e p t .   F a c ul t y   of   E ng i ne e r i ng ,   A i S ha m s   U n i v e r s i t y ,   E g y pt       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e M a y   1 ,   2 019   R e v i s e A ug   8 ,   2019   A c c e pt e A ug   30 ,   201 9       D a r E l - A r be a i n   a r e a   l i e s   be t w e e l o ng .   29o   00 /   a nd  31o   00 /   E   a n l a t .   22o   00/   a nd   24o   3 0/   N .   I t   i s   d i v i de d   i nt o   t hr e e   s e p a r a t e   a r e a s ;   T h e   no r t he r pa r t   e xt e nds   90   km   t o   t h e   s o ut h   f r o m   P a r i s   t o w a nd   h a s   a n   a r e a   o f   90   k m 2.   I t h i s   s t udy   f o ur   s ug g e s t e d   s c e n a r i o s   o f   p um pi n g   r a t e s   ha v e   b e e n   e xpl o r e d   t o   f i t   w i t t he   E g y pt i a m i n i s t r y   o f   i r r i g a t i o u s i ng   t h e   t h r e e   d i m e n s i o na l   f i n i t e   di f f e r e nc e   f l o w   m o de l   ( M O D F L O W )   t o   s i m ul a t e   t h e   f l o w   s y s t e m .   T he s e   s c e n a r i o s   i nc l ud e :   f i r s t ,   m o de l   w i l l   r un   w i t h   a b s t r a c t i o f r o m   t h e   a qu i f e r s   e qu a l   110   % ,   180 % ,   28 0% ,   a nd   370 %   o f   c a l c ul a t e i n i t i a l   r e c ha r g e .   R e s u l t s   i n di c a t e   t ha t   t h e   s e c o nd  s c e na r i o   h a s   t h e   m o s t   e c o no m i c   s c e na r i o   o t he   a r e a .   T he   f o ur t s c e na r i o   c a u s e d   t he   hi g he s t   i nc r e a s e   o f   d r a w do w v a l u e s   w h i c h   s ho ul d   b e   a v o i de d .   Ke y w or d s :   G r o u n dw a t e r   M O D F L O W   S us t a i na b l e   de v e l o pm e n t   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   G a m a l   H .   E l   S a e e d,   F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n g,   S h o ub r a ,   B a nha   U n i v e r s i t y ,   Co l l e ge   i n   B a nha ,   E gy pt .   E m a i l :   ga m a l h e l s a e e dga m a l h 41 @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   g r o undw a t e r   r e p r e s e nt s   t h e   m a i r e s o ur c e   of   w a t e r   i n   a a r i r e gi o n   f o r   f a r m e r s   a l o n g   a b o ut   400   km   f r o m   P a r i s   t o w n   t o w a r ds   t h e   E gy pt S uda n   b o r de r.   T h e   a nn u a l   r a i n f a l l   i s   l e s s   t h a n   1. 1 m m .   T h e   a qui f e t h i c k n e s s   i n o r t h e rn  p a r t s   r a nge s   b e t w e e n   21 m   a n d   294   m ,   t h e   a qu i f e r   t hi c k n e s s   i n c r e a s e s   t o   t h e   n o rt h e rn   pa r t .   T h e   N ub i a s a nds t o n e   a qu i f e r   i t h e   a r e a   o f   s t udy   i s   c a ppe by   a   c o n f i n i ng   b e (D a k hl a   F o rm a t i o n)  a n d   unde rl a i by   b a s e m e n t   r o c ks .   T h e   h y dr a u l i c   c o n duc t i v i t y   ra n ge s   b e t w e e n   2 . 76   m / d a y   a n d   1 . 99   m / d a y ,   a n d   t r a n s m i s s i v i t y   r a nge s   b e t w e e n   233   m 2 / d a y   a n d   652   m 2 / da y .         2.   M ET H O D O L O G Y   2. 1 .      D e s c r i p ti o n   o th e   S tu d A r e a     In   [1]  i s   s ub di v i de i nt o   t hr e e   ge o m o r ph o l o gi c   u n i t s ,   t h e   s o ut h e rn   N a kl a i - S h e b pe n e - pl a i n;   t h e   w e s t e r at   m u r pe n e   pl a i n;   a nd   a   p l a t e a u   s u r f a c e   [2].   T h e   l i t h o - s t ra t i gra p hi c   s uc c e s s i o n s   a r e   di v i de i n t o   s e v e n   u n i t s ,   f r o m   b a s e   t o   t o [3 - 7] :   1 P r e - Ca m b ri a b a s e m e nt   2 P a l e o z oi c - M e s o z o i c   s a n ds t o n e ;   3)  L o w e r   C r e t a c e o us ;   4)  U ppe r   C r e t a c e o us ;   5)  P a l e o c e n e ;   6)   E o c e n e ;   a n d   7)   Q u a t e rna r y .   D a r b   E l - A r b a e i a r e a   i s   r e l a t e s t ruc t u r a l l y   t t h e   R e S e a   a nd  s o ut w e s t e r r e gi o n s   (E G S M A   1987 a   a n d   b ).   [1 ha s   i de n t i f i e t h e   f a ul t s   i n   E - W ,   N E - S W   a n N W - S E   a nd  t hr e e   a n t i c l i n e s [8 ,   9].   T h e   s t o r e w a t e i N ub i a s a n ds t o n e   i s   m a i nl y   fo s s i l i z e w a t e a nd  ra n ge s   f r o m 200 00  t o   40000   y .   D a r b   E l   A r b e a i m a p   i s   s h o w i F i g u r e   1 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ns ur i ng   s us t a i nab l e   de v e l opm e nt   t hr ou gh  g r o undw at e r   m a nage m e nt ,   ar e one   …  ( G am al   H .   E l   Sae e d )   158 5       F i gu r e   1 .   D a r b   E l   A r b e a i n   m a p       2. 2 .      M o d e l   D e s c r i p t i o n   an d   C al i b r at i o n   fo r   N o r th e r n   A r e a   T h e   G o v e r n i ng  P a r t i a l   D i f f e r e n t i a l   E qu a t i o n,   f o r   a   c o n f i n e a qui f e r   us e i M O D F L O W   i s   (W H I):         (1)     W h e r e ;   K   x   x   ,   K   y   y   a n K   z   a r e   t h e   v a l ue s   o f   h y dr a ul i c   c o n duc t i v i t y   a l o n t h e   x,   y ,   a n z   c o o r di n a t e   a xe s   (L / T ),   h     i s   t h e   po t e n t i o m e t r i c   h e a (L ),   W   i s   a   v o l um e t r i c   f l ux  pe r   un i t   v o l um e   r e pr e s e n t i ng  s o ur c e s   a n d/ o r   s i n ks   o f   w a t e r ,   w h e r e   n e ga t i v e   v a l ue s   a r e   e xt r a c t i o n s ,   a n po s i t i v e   v a l ue s   a r e   i n j e c t i o n s   (L 3 T −1 ),   S   S   i s   t he   s pe c i f i c   s t o r a ge   o f   t h e   po r o us   m a t e r i a l   (M −1 );   a n t   i s   t i m e   (T ).   F o r   T h e   S t e a dy   F l o w   In P o r o us   A n i s t r o pi c   S a t ur a t e M e di um ,   s ub s i t ut i o n   o f   D a r c y   l a w   f o r   v   i n   x,   y   a n z   di r e c t i o n   y i e l ds   t o ;     x    (K x    h   / x   +       /∂ y    (K y    h   / y   )       / z     (K z    h   / z   )   =               /         (2)     fo r   t h e   i s o t r o pi c   m e di u m   ;   K x   =   K y   = K   a nd  f o r   h o m o ge ni o us   m e di u m   K   (x , y , z =   c o n s t a nt .   T r s n s i t   F l o w   Co n s e r v a t i o n   L a w   I A s a t u ra t e P o r o us   M e di u m ,   T h e   n e t   ra t e   o f   f l ui m a s s   i n t o   a n y   e l e m e n t   c o n t r o l   v o l um e   =   t h e   c ha n ge s   t i m e   r a t e   i t h e   s t o r e f l ui m a s s   w i t hi n   t h e   e l e m e n t ,   a n d   c o n t i nui t y   e qua t i o n   w i l l   b e ;     -       ν x   ) /     x   )     (     ν y   ) /     y   )   -    (∂     ν z   ) /     z   )   =   n   (   ρ / t   ρ     n / )   (3)     W h e r e ;   n   (     ρ/ t ) ;   t h e   e ff e c t   of   de n s i t y   (ρ)  c ha ge s   o t h e   e xp a n s i o o f   t h e   p r o duc e w a t e r   m a s s   ra t e ,   w h i c i s   c o n t r o l l e by   f l ui c o m p r e s s i b i l i t y   β .   A n d   ρ   (     n/ t ;   t h e   e ff e c t   o f   t h e   po r o us   m e di u m   c o m pa c t i o due   t o   c ha n ge s   o f   po r o s i t y   n,   w hi c i s   c o n t r o l l e d   b e   t h e   a qu i f e r   c o m p r e s s i b i l i t y   α.     2. 3 .      I n i t i al   M o d e l   I n p u (F i r s A s s u m p ti on );    T h e   h y dr a u l i c   c o n d uc t i v i t y ;   K =   K y   =   3. 07   m / da y   K z   =   0. 3 07  m / d a y ,   n o   o f   a qui f e r s ;   1   di v i de i n t o   l a y e r s ),   n o   o f     r ow s   =   100,   n o   o f   c o l um n s   =   18 (e a c h   c e l l   i s   60*60  m t ) ,   A v e r a ge   S pe c i f i c   s t o r a t i v i t y =     0. 00 01   m - 1,   A v e r a ge   t o t a l   po r o s i t y   =   0 . 3,   a v e ra ge   e f fe c t i ve   po r o s i t y   =   0. 15,   P i e z o m e t r i c   l e v e l ;   (F i gu r e   2),   c u rr e nt l y   a v e r a ge   pu m p i n g   r a t e s   o f   t h e   w e l l s   i s   1700   m 3/   d a y .   Bo un d a r y   c o n di t i o n s   (F i g u r e   3);   t h e   w e s t e r b o un da r y ;   c o n s i s t   2   s e gm e n t s ,   l i n e   a - b   r e p r e s e n t   c o n s t a n t   h e a 7 m t ,     m e a w hi l e   l i n e   f r o m   b - c   r e p r e s e nt s   88   m t .   t h e   e a s t e rn   b o un d a r y ;   l i n e   d - e   r e p r e s e n t   c o n s t a nt   h e a d   58  m t ,   a n l i n e   e - f   r e p r e s e n t   Co n s t a nt   h e a d   70  m t .   t h e   n o rt h e rn   a n   s o ut h e rn  pa rt s   r e p r e s e n t   n o   f l ow   b o un da r y .   c a l i b r a t i o (F i g u r e   4 i n v o l v e c o m pa r i s o n   o f   t h e   m o de l   r e s ul t s   a nd  o b s e r v e h e a ds   a t   22  o b s e r v a t i o po i n t s   (t a ke f r o m   pum pi n g   w e l l s f r o m   a   p i e z o m e t r i c   h e a d   m a p   t o   r u i a   s t e a dy   s t a t e   s i m ul a t i o n ,   o n c e   t h e   m o de l   c a l i b ra t e d,   t h e   c a l c ul a t e h y dra ul i c   h e a ds   w e r e   us e a s   i n i t i a l   h e a ds   f o r   t h e   t ra n s i e n t   f l o w   s c e n a r i o s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   3 M a r c h   20 20  :     1584   -   1593   1586           F i gu r e   2 .   P i e z o m e t ri c   l e v e l s   i n   a r e a   o n e ,   D a r b   E l   A r b e a i n   F i gu r e   3 .   B o un d a r y   c o n di t i o h e a ds   i a r e a   o n e ,   D a r b   E l   A r b e a i n           F i gu r e   4 .   C a l i b ra t i o n   r e s ul t   t o   a r e a   o n e ,   D a r b   E l   A r b e a i n       3.   R ES U LTS   M a n a g i n g   w a t e r   s u ppl y   i a n y   a r e a   de pe n ds   o r e a c h i ng   t h e   e qui l i b ri u m   s t a t e   w h e r e   m a xi m u m   dra w dow n   a c h i e v e [10 - 16] .   I nt r o duc i ng  n e w   c o n c e pt   c a l l e d;   t h e   a qu i f e r   r e s po n d,   w h i c h   c o ul b e   de f i n e a s   t h e   a v e r a ge   m a xi m u m   d r a w dow n   i t h e   a qui f e r   w h e r e a c h   t h e   e qu i l i b r i u m   s t a t e   a n d   d ra w dow n   s t a y   w i t h o ut   a n y   c h a n ge   u n de r   pum pi n g   c o n d i t i o n s .   T h e   d ra w dow n   s t a b i l i z i ng   m e a n s   t h e   v o l um e   o f   w a t e r   e xpl o i t e d   e qua l   t h e   r e c ha r ge   r a t e   o Q   o u t   =   Q   rech arg e .   T h e   a v e r a ge   m a x i m um   e xpe c t e dra w dow n   i c o n f i n e d   a qui f e a c hi e v e d   t hr o ugh;   a)   A s s um pt i o n s   r e p r e s e n t   t h e   c urr e nt   c o n d i t i o n s   o f   t h e   a q ui f e r .     b)   Cc o l l e c t e t h e   f i e l d   da t a   a n d   i nt e r p r e t e t o   p r e di c t   m a xi m u m   d r a w do w n   a nd  m a xi m u m   t i m e   r e qu i r e d   t o   a c hi e v e   t h e   e qui l i b ri u m   ( m a xi m um   d ra w dow n ).   c)   R un   m o df l ow   un de r   di f f e r e n t   pu m pi n g   r a t e s ,   c o rr e l a t e   t h e   da t a   w i t h   a c t u a l   f i e l da t a   a n i n t e r p r e t   t h e   r e s ul t s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ns ur i ng   s us t a i nab l e   de v e l opm e nt   t hr ou gh  g r o undw at e r   m a nage m e nt ,   ar e one   …  ( G am al   H .   E l   Sae e d )   1587   T h e   p r o po s e a s s um pt i o n s   w e r e   m o r e   o l e s s   s a t i s f i e w i t t h e   p r e v a i l e na t u ra l   c o n di t i o n s   o f   t h e   a qui f e r,   t h e s e   c o n di t i o n s   c o m p r i s e   t h e   f o l l ow i n g:     a)   T h e   a q ui f e r   ha s   a   s e e m i n gl y   i n f i ni t e   a r e a l   e xt e n t .   W i t 15  e ffe c t i ve   po r o s i t y .   b)   T h e   a q ui f e r   i s   m o r e   o r   l e s s   h o m o ge n o us ,   i s o t r o pi c   a n d   u n i f o rm   i n   t h i c k n e s s .   c)   T h e   w e l l s   a r e   o ut   o f   c o n e   o f   de pr e s s i o n   f r o m   o t h e r   w e l l s   a nd  a l m o s t   e qua l l y   di s t ri b ut e i t h e   a r e a .   d)   P r i o r   t o   pum pi n g ,   t h e   p i e z o m e t r i c   s u r f a c e   i s   ( n e a r l y h o ri z o nt a l   o v e r   t h e   a r e a .   e)   T h e   di a m e t e o f   w e l l   i s   s m a l l ,   a n d   t h e   f l o w   t o   t h e   w e l l   i n   u n s t e a dy   s t a t e .     f)   T h e   a q ui f e r   i s   p um pe d   a t   a   c o n s t a n t   ra t e ;   t h e   a qu i f e r   i s   c o n f i n e o r   s e m i - c o n f i n e d .   g)   T h e   pum pe w e l l   pe n e t ra t e t h e   e nt i r e   a qui f e r   a n d   t h us   r e c e i v e s   w a t e r   f r o m   e n t i r e   t h i c k n e s s   o f   t h e   a q ui f e r   by   h o r i z o n t a l   f l ow .   h)   Int r o duc e   m a na gi n g   s y s t e m s   a nd  i n t r o duc e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   c o n f i n e a q ui f e r ;   1)   a l l   w e l l s   pu m pi n g   o ut   =   1. 1   o f   i ni t i a l   r e c h a r ge   ( r u a l l   w e l l s   1700  m 3 / da y )   2)   a l l   w e l l s   pu m pi n g   o ut   =   1. 8   o f   i ni t i a l   r e c h a r ge   ( r u a l l   w e l l s   2800  m 3 / da y )   3)   a l l   w e l l s   pu m pi n g   o ut   =   2. 8   o f   i ni t i a l   r e c h a r ge   ( r u a l l   w e l l s   4300m 3 / d a y )   4)   a l l   w e l l s   pu m pi n g   o ut   =   3. 7   o f   i ni t i a l   r e c h a r ge   ( r u a l l   w e l l s   5700m 3 / d a y )     3. 1 .      P u m p i n O u t=1. 1   o I n i t i al   R e c h ar g e   (C u r r e n tl y ,   E ac h   W e l l   1700   m 3 / d )   3. 1 . 1 .   F r o m   th e   F i e l d   D a ta   F r o m   t h e   d a t a   o f   o b s e r v a t i o w e l l s ;   t h e   m a x i m u m   a v e r a ge   e xpe c t e (i nt e r po l a t e d)  d r a w dow n   i s   8   m t   a n d   e xpe c t e t i m e   f o r   s t a b i l i t y   o r   e qui l i b r i um   i s   a r o u n 2 y e a r s .   O b s e r v e w e l l   d ra w dow n   M   v s   y e a r s   a s   s h o w n   i F i g u r e   5 .           F i gu r e   5 .   O b s e r v e w e l l   dra w dow n   M   v s   y e a r s ,   i a r e a   o n e ,   D a r b   E l   A r b e a i n       3. 1 . 2 .   R e s u l ts   fr o m   th e   M o d e l l i n g   O b s e r v e w e l l   d ra w dow n   M   v s   y e a r s   a s   s h o w n   i F i gu r e   6 .           F i gu r e   6 .   T h e   m o de l l i n g   r e s ul t s ;   D r a w do w n   V s   t i m e   a t   Q   o u t / Q   in   =   11 %,   a r e a   o n e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   3 M a r c h   20 20  :     1584   -   1593   1588   3. 1 . 3 .   Th e   M ax i m u m   A v e r age   Ex p e c t e d   (I n t e r p o l ate d D r aw d o w n   Is   M T   a n d   e xpe c t e t i m e   f o r   s t a b i l i t y   o r   e qui l i b r i u m   i s   a r o und  20   y e a r s .     3. 1 . 4 .   R e s u l ts   o M an agi n g   S ys te m   Wh e n     o ut  (1 7 0 0 m 3 / da y   ea ch   w el l )   =1. Q   i ( i ni ti a l   recha rg e)       3. 1 . 5 .   aft e r   c o r r e l ati o n   b e tw e e n   m o d e l l i n r e s u l ts   an d   f i e l d   o b s e r v ati o n   w e l l s ;   a)   T h e   a v e ra ge   m a x i m u m   e xpe c t e dra w dow n   i s   a r o u n d   m t .   b)   T h e   y e a r s   r e qui r e f o r   e qu i l i b r i u m   i s   a r o und  2 y e a r s .       3. 1 . 6 .   Th e   Dr aw d o w n   P r e d i c t i o n   i n   21 00  (F i gu r e   7)   S h o w s   Th at   T h e   s o ut h e rn  b o un da ri e s   o f   t h e   a r e a   h a s   t h e   l o w e s t   dra w dow i t h e   a r e a ,   w h e r e   t h e   l o w e s t   v a l ue   of  dra w dow n   i s   2   m t   o f   w e l l   n o   i t h e   w e s t e rn   s o ut h e rn   p a rt s   [17 ,   18 ].   T h e   n o r t h e rn   m i ddl e   p a r t s   h a v e   t h e   hi g h e s t   v a l ue s   o f   dra w dow n   w h e r e   i t   r e a c h e s   4. 3   M T   i w e l l s   a n d   w e l l   Z .     T h e   ra t e   o f   c h a n ge   o f   d r a w dow n   i s   go i n s m o o t h   w hi c h   r e v e a l s   m o r e   s t a b i l i t y   of   t h e   a r e a   o r   g ra dua l   c ha n ge s   o f   t h e   ge o l o gi c   s t r uc t u r e .             F i gu r e   7 .   E xpe c t e d ra w dow n   i 2100 ,   m .   a r e a   o n e ,   Q   o ut / Q   i n i t i a l   r e c h a rge   =   110   %       3. 2 .       P u m p i n O u t=1. o I n i t i al   R e c h ar g e   (Eac h   W e l l   2 8 00  m 3 / d )   3. 2 . 1 .   F r o m   M o d e l l i n g ;   a)   T h e   a v e ra ge   m a x i m u m   e xpe c t e dra w dow n   i s   a r o u n d   6. 5   m t .   b)   T h e   y e a r s   r e qui r e f o r   e qu i l i b r i u m   i s   a r o und  2 y e a r s .       3. 2 . 2 .   A ft e r   C o r r e l ati o n   B e t w e e n   m o de l l i n r e s u l t s   a n d   f i e l o b s e r v a t i o n   w e l l s ;   a)   T h e   a v e ra ge   m a x i m u m   e xpe c t e dra w dow n   i s   a r o u n d   10  m t .   b)   T h e   y e a r s   r e qui r e f o r   e qu i l i b r i u m   i s   a r o und  2 y e a r s .   T h e   d r a w do w n   pr e di c t i o n   i n   2 100  F i gu r e s   8   a n 9   s h o w s   t ha t ;   t h e   s o ut h e rn  b o un da ri e s   o f   t h e   a r e a   ha s   t h e   l o w e s t   dra w dow n   i t h e   a r e a ,   w h e r e   t h e   l o w e s t   v a l ue   of   dra w dow n   i s   3 . 1   m t   o f   w e l l   n o   i t h e   w e s t e rn   s o ut h e rn  p a r t s .   T h e   n o r t h e rn  m i dd l e   pa rt s   ha v e   t h e   hi g h e s t   v a l ue s   o f   dra w dow n   w h e r e   i t   r e a c h e s   7. M T     i n   w e l l   2   Z   [19 - 24] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ns ur i ng   s us t a i nab l e   de v e l opm e nt   t hr ou gh  g r o undw at e r   m a nage m e nt ,   ar e one   …  ( G am al   H .   E l   Sae e d )   1589           F i gu r e   8 .   T h e   m o de l l i n g   r e s ul t s   D ra w dow n   V s   t i m e   a t   Q   o u t / Q   in   =   180   % ,   a r e a   o n e   F i gu r e   9 .   E xpe c t e d ra w dow n   i 2100 ,   m .   a r e a   o n e ,   o u t / Q   i n i t i al   rech arg e   =   180  %       3. 3 .      P u m p i n O u t=2. o R e c h ar ge   (e ac h   w e l l   4 300   m 3 / d )   3. 3 . 1 .   R e s u l ts   fr o m   M o d e l l i n g   o M an ag i n S ys t e m   w h e n   Q   o ut  (4 3 0 0   m 3 / d a y   ea ch  w el l )   =2 . Q   i     T h e   m a x i m u m   a v e r a ge   d r a w do w n   (F i gu r e   1 0)   i s   10 . 5   m t ,   w i t 24   y e a r s   f o r   e qu i l i b r i u m .     3. 3 . 2 .   A ft e r   C o r r e l ati o n   b e tw e e n   M o d e l l i n g   R e s u l ts   an d   F i e l d   O b s e r v ati o n   We l l s ;   T h e   a v e r a ge   m a xi m u m   e xpe c t e d ra w dow n   (F i g u r e   1 1)   i s   a r o und   16   m t ,   a n d   2 6   y e a r s   f o r   e qui l i b r i u m .                 F i gu r e   10 .   T h e   m o de l l i n g   r e s ul t s   d r a w do w n   v s   t i m e   a t   Q   o ut / Q   i =   280   % ,   a r e a   o n e   F i gu r e   11 .   E xpe c t e d ra w dow n   i 205 0,   m .   a r e a   o n e ,   Q   o u t / Q   i n i t i al   rech arg e   =   280  %         3. 3 . 3 Th e   D r aw d o w n   P r e d i c t i o n   i n   21 00  S h o w s   Th at   T h e   s o ut h e rn  b o un da ri e s   o f   t h e   a r e a   h a s   t h e   l o w e s t   dra w dow i t h e   a r e a ,   w h e r e   t h e   l o w e s t   v a l ue   of  dra w dow n   i s   4 . M T   o f   w e l l   n o   i n   t h e   w e s t e r n   s o ut h e rn   p a r t s .   T h e   n o r t h e rn   m i dd l e   pa rt s   ha v e   t h e   h i g h e s t   v a l ue s   of   dra w dow n   w h e r e   i t   r e a c h e s   11   M T   i w e l l   2   Z.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   3 M a r c h   20 20  :     1584   -   1593   1590   3. 4 .      P u m p i n O u 3 . o I n i t i al   R e c h ar ge   (R u n   A l l   We l l s   5700m 3 / d ay)   3. 4 . 1 .   R e s u l ts   o M an agi n g   S ys te m   Wh e n   Q   o ut  (5 7 0 0   m 3 / d a y   ea c w el l )   = 3. 7   Q in   W h e n   us i ng  pum pi n g   o ut   =   3 . 7   o f   i ni t i a l   r e c ha r ge ;     T h e   m a x i m u m   a v e r a ge   d r a w do w n   i s   12   M T   w i t 25   y e a r s   f o e qui l i b ri um .       3. 4 . 2 .   A ft e r   C o r r e l ati o n   b e tw e e n   M o d e l l i n g   R e s u l ts   an d   F i e l d   O b s e r v ati o n   We l l s ;   T h e   a v e r a ge   m a xi m u m   e xpe c t e d r a w dow n   (F i gu r e   12)   i s   a r o und  18   m t ,   w i t 28   y e a r s   f o e qui l i b ri um .             F i gu r e   12 .   T h e   m o de l l i n g   r e s ul t s   d r a w do w n   v s   t i m e   a t   Q   o ut / Q   i =   110   % ,   a r e a   o n e       3. 4 . 3 .   Th e   D r aw d o w n   P r e d i c t i o n   i n   20 25  S h o w s   (F i gu r e   1 3 )     T h a t   t h e   s o ut h e rn  b o un d a r i e s   o f   t h e   a r e a   ha s   t h e   l o w e s t   dra w dow i t h e   a r e a ,   w h e r e   t h e   l o w e s t   v a l ue   of   dra w dow n   i s   6. 7   M T   o f   w e l l   n o   i t h e   w e s t e rn   s o ut h e rn   pa r t s .   T h e   n o rt h e rn   m i ddl e   p a rt s   ha v e   t h e   hi g h e s t   v a l ue s   of   dra w dow n   w h e r e   i t   r e a c h e s   15   M T   i w e l l   2   Z   [25 ,   26].           F i gu r e   13 .   E xpe c t e d ra w dow n   i 205 0,   m .   a r e a   o n e ,   Q   o u t / Q   i n i t i al   rech arg e   =   370   % .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ns ur i ng   s us t a i nab l e   de v e l opm e nt   t hr ou gh  g r o undw at e r   m a nage m e nt ,   ar e one   …  ( G am al   H .   E l   Sae e d )   1591   3. 5   M an a gi n g   P l an   fo r   N o r th e r n   P a r o D a r b   El   A r b e a i n   M a n a g i n g   pl a n s   f o r   a r e a   o n e   ( n o r t h e rn  pa rt )   a r e   t a b ul a t e i n   T a b l e   1.       T a b l e   1 .   F o Co n f i n e A q ui f e r s   u nde P r e v i o us   A s s um pt i o n s ,   C a C h o o s e   f o r   M a n a gi n g   P l a n     out / Q   i n (i n i t i a l )   A v e ra g e   d ra w d o w n     (a f t e c o rr e l a t i o n   w i t h   f i e l d   r e s u l t s ) ,   m   T i m e   f o e q u i l i b ri u m     (a f t e c o rr e l a t i o n   w i t h   f i e l d   r e s u l t s ) ,   y e a r s   1 . 1   6   22   1 . 8   10   24   2 . 8   16   26   3 . 7   18   28       4.   DISCUSSIO N   T h e   t a b ul a t e v a l ue s   o f   m i a n d   m a x i m u m   v a l ue s   o f   d r a w dow n   u nde di f f e r e n t   pu m pi ng   r a t e s   a s   s h o w n   i T a b l e   2 .         T a b l e   2 .   M i a n d   M a x i m u m   V a l ue s   o f   D r a w dow n   u n de D i f fe r e nt   P u m p i n R a t e s   out / Q   i n i t i a l   re c h a rg e   M i n   d ra w d o w n ,   m   M a x -   D ra w d o w n ,   M   1 1 0   %   2   4 . 3   1 8 0   %   3 . 1   7 . 3   2 8 0   %   4 . 9   11   3 7 0   %   6 . 7   15       a)   T h e   s o ut h e rn  a r e a   r e p r e s e n t s   l e s s   d ra w dow n   w h i c h   m e a ns   h i g po t e nt i a l i t y   a n d   m o r e   s t a b i l i t y .   It ’s   r e c o m m e n d   t o   d ri l l   m o r e   w e l l s   i t h i s   pa rt   o f   t h e   a r e a .   b)   T h e   n o r t h e rn  c e n t r e   r e p r e s e n t s   m o r e   d ra w dow n   w h i c n o t   re c o m m e n de d   pl a c e s   t o   d ri l l   m o r e   w e l l s   f o r   h o ri z o n t a l   e xt e n s i o o f   t h e   p r o j e c t .   U n de r   d i f fe r e nt   m a na gi ng  pl a n s   w e   c a n   o b s e r ve   t ha t   t h e   f i r s t   (Q   o u t / Q   i n i t i al   rech arg e   = 1. 1) ,   a nd  t h e   s e c o n (Q   o ut / Q   i ni t i a l   r e c h a rge   = 1. 8)   a r e   hi g hl y   r e c o m m e n de w h e r e ;   d r a w do w n   i s   n o t   t o o   m uc h,   n o t   t o o   m uc c h a nge s   t o   g r o u n d   w a t e qu a l i t y   due   t o   m o de ra t e   f l o w r a t e   i t h e   a qu i f e r   w hi c r e duc e   t h e   di s s o l v i n g   ra t e   o f   t h e   m i n e r a l s   a n d   e xt e n d i n g   t h e   l i f e   t i m e   o f   t h e   w e l l   i t s e l f .   U s i ng  F i g u r e   1 4   t o   i n t e r po l a t e   t h e   a v e r a ge   m a xi m u m   dra w dow n   v e r s us   pu m pi ng  ra t e .           F i gu r e   14 .   A v e ra ge   m a x -   d ra w dow n ,   m t   V S   Q   o u t /   Q   rec h arg e       F o r   M o de r a t e   A qui f e P o t e n t i a l i t y   (K   =   3 . 07   M / D a y )   A v e r a ge   m a xi m u m   d ra w dow n ,   m   =   (Q   o u t   /   Q   i n i t i al   rech arg e c o n s t a nt   F r o m   t h e   c u r v e   t h e   c o n s t a nt   e qua l   5   A v e r a ge   m a xi m u m   d ra w dow n ,   m   =   (Q   o u t   /   Q   i n i t i al   rech arg e 5   T h e   c o n s t a nt   de pe n ds   o n ;   a)   T r a n s m i s s i v i t y ,   T ,   M 2 / d a y   b)   H y dr a ul i c   g ra di e nt ,   I,   d i m e n s i o nl e s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   3 M a r c h   20 20  :     1584   -   1593   1592   c)   W i dt h   o f   a qu i f e r   s u r f a c e   f i e l d,   W ,   M   d)   H e t e r o ge n e i t y   of   t h e   a qui f e r,   de pe n ds   o n   t h e   f o r m a t i o n   na t u re   a n d   s t r uc t u r e   ge o l o g y .     e)   P um pi ng  ra t e   M 3 / d a y       5.   C O N C LU S I O N S     T h e   s t udy   a r e a   o c c upi e s   t h e   n o rt h e rn  pa rt   o f   D a r b   E l   A r b e a i n.   It   i s   c ha r a c t e r i z e b y   a ri d   c l i m a t i c   c o n di t i o n s .   F o ur  di f f e r e n t   pu m pi ng  s c e na r i o s   w e r e   a p pl i e d   f or  25 ,   50,   a nd  100   y e a r s .   T hr o ug a ppl y i n g   v i s ua l   m o f l ow   a n d   c o rr e l a t i o w i t h   f i e l da t a .   T h e   r e s ul t s   i n d i c a t e t h a t   t h e   b e s t   pum p i n ra t e   f o r   t h e   c o n f i n e a qui f e i t h e   n o r t h e rn  p a r t   o f   D a r b   E l   A r b e a i i s   180   o f   i ni t i a l   c a l c ul a t e r e c ha r ge   r a t e .     P u m p i n g   r a t e   ha s   h u ge   e ff e c t   o n   g r o undw a t e r   d ra w dow n ,   w h e r e   s c e n a ri o   N o . h a s   t h e   b i gge a m o unt   o f   pum pi n g   r a t e ,   s o   t hi s   s c e n a r i o   w o r s t   s c e n a ri o   i i n c r e a s i n g   d ra w dow n .   I n c r e a s i ng  pum p i n ra t e   de c r e a s e s   t h e   h e a i n   b o t a q ui f e r s ,   a n v i c e   v e r s a .   I a l l   s c e n a ri o s   t h e   m i dd l e   n o rt h e rn   pa rt   o f   a re a   o n e   ha s   t h e   m a xi m u m   d r a w dow n .       5. 1 .      R e c o m m e n d ati o n s   F o r   a n y   m a na ge m e n t   p l a t o   b e   s uc c e s s f ul   f o r   n o rt h e rn  a r e a   o f   D a r b   E l   A r b e a i n ,   pum pi n g   f r o m   a l l   w e l l s   m us t   b e   a dd r e s s e d.   T h i s   i s   due   t o   t h e   f a c t   t ha t   i t   ha s   hi gh  i m pa c t s   o w a t e t a b l e   d ra w dow n   a n d   h e a ds .   M o r e   s t udi e s   a r e   r e qui r e f o r   i n c r e a s i n t h e   v a l i di t y   of   t h e   ne w   i nt r o duc e e qua t i o n   t o   be   us e w o r l dw i de   fo r   a n y   gr o un dw a t e r   c o n f i n e a qu i f e r   p r o j e c t .         R EF ER EN C ES   [ 1]   A .   A bde l - L a t t i f ,   a nd   M .   E l   K a s ho ut y ,   S t a t i c a l   i nv e s t i g a t i o n   o f   t he   g r o undw a t e r   s y s t e m   i n   D a r b   E l   A r be a i n ,   Sou t h   W e s t e r D e s e r t ,   E g y pt ,   20 09.   [ 2]   B .   I s s a w i ,   G e o l o gy   of   D a r b   E L -   A r bi a n,   W e s t e r n   D e s e r t ,   E gy pt :   A nn.   G . S. E . ,   C ai r o ,   1 971 .   [ 3]   C o nt i ne nt a l   O i l   C o m pa ny   ( C O N O C O ) .   G e o l o g i c   m a o f   E gy pt ,   s c a l e   1;   5 0000 ,   198 9.     [ 4]   R .   F a t hy ,   M .   E l   N a g a t y ,   A .   A t e f ,   a nd   N .   E l   G a m m a l ,   C o nt r i b ut i o o f   t he   hy dr og e o l og i c a l   a n d   hy dr o c he m i c a l   c ha r a t e t e r i s t i c s   o f   N u bi a n   s a nd s t o ne   a qu i f e r   i n   D a r bE l A r ba e i n ,   s o ut h   w e s t e r n   D e s e r t ,   E gy p t .   A l   A z h ar   B u l l   Sc i v 13 v o l .   2,   pp .   69 - 100 ,   200 2.   [ 5]   N .   E l   G a m m a l ,   H y dr og e o l og i c a l   s t ud i e s   i n   D a r bE l A r ba e i n   a r e a ,   s o u t h   E gy pt ,   M as t e r   s c i e nc e ,   G e o l o gy   D e pa r t m e n t ,   C a i r o   U ni v e r s i t y ,   2004 .     [ 6]   R .   A m br o g g i ,   W a t e r   un de r   t he   S a h a r a :   S c i e nt i f i c   A m e r i c a n ,   v o l .   214,   no .   5 ,   1966 .   [ 7]   A .   H a s s a n ,   G .   E l s a e e d,   M .   N a g a t y ,   a n d   E .   A bde l g ha ni .   G r o und w a t e r   F l o w   M o de l l i ng   i n   A   N ub i a n   S a n ds t o ne   A qui f e r ,   S out W e s t e r D e s e r t ,   E gy p t ,   2 015 .     [ 8]   A .   M .   S .   G e j a m ,   P .   H .   S .   R i a d ,   M .   A .   G a d,   K .   A .   R a s he d,   a n N .   A .   H a s a n ,   I m pa c t   o f   P um pi ng   R a t e   o S e a w a t e r   I nt r us i o i n   J e f a r a   P l a i n,   L i b y a ,   2 016 .   [ 9]   D e v e l o pm e nt   a nd   A ppl i c a t i o n   o f   a   G r o undw a t e r ,   S u r f a c e - W a t e r   F l o w   M o de l   us i ng   M O D F L O W - N W T   f o r   t he   U ppe r   F o R i v e r   B a s i n ,   Sou t h   e as t e r W i s c ons i n ,   2012 .   [ 10]   M .   A .   E l   K a s ho u t y ,   a nd   A .   A bde l - L a t t i f   G r o undw a t e r   m a na g e m e nt   i n   t he   D a r b   E l   A r ba e i n ,   S o ut h   w e s t e r n   de s e r t ,   E gy pt ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   W at e r   R e s o ur c e s   an E nv i r onm e nt al   E ng i ne e r i ng ,   v o l .   1 ,   no .   5 ,   2010 .     [ 11]   M .   E l   S a b r i ,   a nd   A .   S he di d ,   I m pa c t   o f   W e l l s s   D e s i g o T h e i r   P r o duc t i v i t y   i S e l e c t e A r e a s   i t h e   W e s t e r D e s e r t ,   E gy pt ,   E g y .   J .   P ur e   &   A ppl .   S c i ,   v o l .   52 ,   no ,   1,   pp .   37 - 46 ,   201 4.   [ 12]   G e ne r a l   S u r v e y   of   E gy pt   ( E G M S A ) ,   G e o phy s i c a l   i nv e s t i g a t i o o f   t he   E g y pt i a ns   t r a ns i t i o na l   s a nd s t o ne   p r o j e c t ,   R e por t   t o   g r oun d w at e r   r e s e ar c I n s t i t ut e ,   E gy pt ,   1987 .   [ 13]   G e r m a n   W a t e r   G r o up ,   H y dr og e o l og i c a l   s t udy   o f   g r o undw a t e r   r e s o ur c e s   i t he   K uf r a   a r e a :   G e r m a n   W a t e r   E ng i ne e r i ng ,   G B ,   v o l .   5 ,   1977 .   [ 14]   T w e nt i e t h   I nt e r na t i o na l   W a t e r   T e c hno l o gy   C o n f e r e nc e ,   I W T C 20  H ur g ha da ,   18 - 20   M a y   ( 2017 ).   [ 15]   I nt e r na t i o na l   J o u r na l   o f   G e o s c i e nc e s ,   A r t i c l e   I D :   24988 ,   13   pa g e s ,   v o l .   3 ,   no .   5,   20 12.     [ 16]   S us t a i na b l e   G r o undw a t e r   M a na g e m e n t   P o l i c y   D i r e c t i v e s   J u ne ,   M e x i c o   C i t y ,   M e x i c o ,   201 6.     [ 17]   B .   M i r z a m a s o um z a de h ,   a nd   V .   M o l l a s a de g hi ,   E f f e c t s   o f   o s m o t i c   s t r e s s   o c hl o r o phy l l   a nd  pr o l i ne   d i f f e r e n t   w he a t   c ul t i v a r s ,   U C T   J our na l   of   R e s e ar c h   in   S c i e nc e ,   E n gi ne e r i n g   and   T e c hnol o gy ,   I s s ue .   4,   pp . 1 2 - 13,   20 13.   [ 18]   R a nj b a r i ,   M .   H . ,   S h a he r i ,   A . ,   D a l i l i ,   R . ,   &   S o r o us h ,   R .   ( 20 15) .   O pt i m a l   a l l o c a t i o o f   di s t r i bu t e d   g e ne r a t i o us i ng   a a na l y t i c a l   m e t ho w i t c o ns i d e r a t i o o f   t e c hni c a l   a nd   e c o no m i c   pa r a m e t e r s .   U C T   J ou r na l   o f   R e s e ar c i S c i e nc e ,   E ngi ne e r i n and   T e c hno l og y ,   3 ( 1 ) ,   9 - 17 .   [ 19]   M a l a t hi . K ,   D h i vy a . E ,   M o ni s ha . M ,   P a v i t hr a . P   ( 201 9) .   P r e t e r m   b i r t h   pr o g no s t i c   pr e d i c t i o u s i ng   C r o s s   do m a i n   da t a   f us i o n.   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   C om m un i c at i on   an C om put e r   T e c hnol ogi e s ,   ( 1 ) ,   10 - 13 .   [ 20]   K um a r ,   N .   H . ,   N a r e nd r a ,   B . ,   U pe n dr a ,   K . ,   &   R a j e s h,   K .   ( 20 1 9) .   A   r e v i e w   o a dv e r s e   d r ug   r e a c t i o ns   m o ni t o r i ng   a n d   r e po r t i ng .   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   P har m a c y   R e s e ar c h   &   T e c hnol o gy ,   9   ( 2) ,   12 - 15.   [ 21]   M e l o ,   R . ,   B e z e r r a ,   M .   C . ,   D a n t a s ,   J . ,   M a t o s ,   R . ,   de   M e l o   F i l ho ,   I .   J . ,   O l i v e i r a ,   A .   S .,   &   M a c i e l ,   P .   R .   M .   ( 20 17 ,   J une ) S e ns i t i v i t y   a na l y s i s   t e c hn i qu e s   a ppl i e i n   c l o ud   c o m put i ng   e nv i r o nm e nt s .   I 2 017   12 t h   I be r i a n   C on f e r e nc e   on   I nf or m a t i on  Sy s t e m s   and   T e c hno l o gi e s   ( C I ST I )   ( p p.   1 - 7) .   I E E E .   [ 22]   S a l e e m ,   M . ,   K ha n ,   F .   A . ,   &   Z a m a n ,   A .   W h - M o v e m e nt   P a t t e r i t he   S po ke D i s c o ur s e   o f   T e a c he r s   A   S y nt a c t i c   A na l y s i s .   G l oba l   Soc i a l   Sc i e nc e s   R e v i e w I I I   ( I I ) ,   400 - 420 ,   201 8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E ns ur i ng   s us t a i nab l e   de v e l opm e nt   t hr ou gh  g r o undw at e r   m a nage m e nt ,   ar e one   …  ( G am al   H .   E l   Sae e d )   1593   [ 23]   S w e t a pa dm a   P a n i g r a h i ,   A m a r n a t h   T ha k ur ,   M o de l i ng   a n d   s i m ul a t i o o f   t hr e e   ph a s e s   c a s c a de d   H - br i dg e   g r i d - t i e d   P V   i nv e r t e r ,   B u l l e t i n   of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng   a nd   I n f o r m at i c s ,   v o l   8,   no .   1 ,   pp  1 - 9,   201 9.   [ 24]   H ua l e i   W a ng ,   H a nj i ng   Z h a ng ,   C he ng qi ng   S o ng ,   C ha o   X u,   T h e   I m pa c t   o f   H V D C   L i nks   o n   T r a ns m i s s i o S y s t e m   C o l l a ps e I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   I nf or m at i c s ,   v o l .   16 ,   no .   1,   21 - 31 ,   201 8.   [ 25]   G a r i m a   S i nh a ,   P a nka j   K um a r   G o s w a m i ,   S udh i r   K um a r   S ha r m a ,   A   C o m pa r a t i v e   S t r a t e gy   U s i ng   P I   &   F uz z y   C o nt r o l l e r   f o r   O p t i m i z a t i o o f   P o w e r   Q ua l i t y   C o nt r o l I ndone s i an   J o ur na l   o f   E l e c t r i c a l   E n gi ne e r i n a nd  I n f or m a t i c s v o l .   16,   no .   1 ,   118 - 124 ,   201 8.   [ 26]   R .   L i a o ,   J .   H a o ,   G .   C he n ,   Z .   M a ,   a n L .   Y a ng ,   " A   c o m pa r a t i v e   s t udy   o f   ph y s i c o c he m i c a l ,   d i e l e c t r i c   a nd   t h e r m a l   pr o pe r t i e s   o f   pr e s s bo a r i n s u l a t i o i m pr e g na t e w i t h   na t ur a l   e s t e r   a nd  m i ne r a l   o i l , "   I E E E   T r an s .   D i e l e c t r .   E l e c t r .   I ns u l . ,   v o l .   1 8,   no .   5 ,   pp.   1 626 1637 ,   O c t .   201 1.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.