Treffer: HydroModPy: A Python toolbox for deploying catchment-scale shallow groundwater models

Title:
HydroModPy: A Python toolbox for deploying catchment-scale shallow groundwater models
Contributors:
Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X), Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)-Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)-École nationale des ponts et chaussées (ENPC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS-PSL, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Observatoire des sciences de l'environnement de Rennes (OSERen), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'Hydrogéologie et de Géothermie [Neuchâtel] (CHYN), Université de Neuchâtel = University of Neuchatel (UNINE), RiverLy - Fonctionnement des hydrosystèmes (RiverLy), Pontificia Universidad Católica de Chile = Pontifical Catholic University of Chile [Santiago] (PUC), Instituto de Ciencias de la Ingenieria (ICIn - UOH), Universidad de O'Higgins (UOH), Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Diversity-centric Software Engineering (DiverSe), Centre Inria de l'Université de Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Publisher Information:
CCSD, 2025.
Publication Year:
2025
Collection:
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Original Identifier:
HAL: hal-05116367
Document Type:
E-Ressource preprint<br />Preprints<br />Working Papers
Language:
English
Relation:
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.5194/egusphere-2024-3962
DOI:
10.5194/egusphere-2024-3962
Rights:
info:eu-repo/semantics/OpenAccess
URL: http://creativecommons.org/licenses/by/
Accession Number:
edshal.hal.05116367v1
Database:
HAL

Weitere Informationen

In response to the growing demand for groundwater flow models, we present HydroModPy, an open-source toolbox designed to automate their deployment at the catchment scale. Built on top of the MODFLOW-enabling FloPy library, HydroModPy combines the robust WhiteboxTools toolbox for geospatial analysis and the well-validated MODFLOW code for groundwater modeling. This Python-based toolbox streamlines the construction, calibration, and analysis of unconfined aquifer models while adhering to FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable) principles. It enhances model reproducibility through editable Python code, supports multi-site deployment, and provides compatibility with alternative groundwater flow solvers. Furthermore, it integrates pre- and post-processing functionalities to simplify workflows. The toolbox enables catchment delineation and hydrological feature extraction from DEMs, followed by semi-automatic model construction and advanced visualization of hydraulic head and flow results. Users can choose from predefined aquifer structures and hydraulic properties such as exponential decay of hydraulic conductivity and porosity with depth or import complex 3D geological models. HydroModPy outputs can be exported in standard formats (e.g., raster, shapefile, netCDF), including water table elevation, water table depth, groundwater storage, groundwater-dependent hydrographic network and streamflow rates, and subsurface residence times. HydroModPy is tailored for the deployment in diverse geomorphological and hydrological settings, enabling the testing and exploration of aquifer models under varying recharge conditions. Its deployment capabilities are demonstrated in complex shallow basement and crystalline aquifers, where topography and geology primarily govern groundwater flow dynamics from hillslope to catchment scales. As an open-source toolbox, HydroModPy is designed for the community and actively encourages contributions from its users. It supports research in hydro(geo)logy and land and water management, while also providing valuable opportunities for teaching and education.