31
July 27, 2012 Mammoth Community Water District Greg Norby, General Manager PO Box 597 Mammoth Lakes, CA 93546 Subject: Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives Dear Mr. Norby: The Mammoth Community Water District (MCWD) provides municipal water, wastewater, and recycled water service to the Town of Mammoth Lakes. The MCWD’s wastewater treatment plant discharges secondarytreated effluent to Laurel Pond, a small and natural water body (MCWD, 2011), located approximately 3.5 miles southeast of the treatment plant on U.S. Forest Service (USFS) land, as shown in Figure 1. Laurel Pond is permitted for effluent disposal by the Lahontan Regional Water Quality Control Board (RWQCB). 1 Beginning in 1985, treated effluent was conveyed from the treatment plant to Laurel Pond by a gravity pipeline. Laurel Pond is a terminal water body: there is no discharge from Laurel Pond to Mammoth Creek. Prior to June 1985, Laurel Pond was an ephemeral pond, with pond size dependent on natural inflow components, including precipitation in the Laurel Pond watershed, spring discharge, and groundwater inflow; and discharge components, such as evaporation and infiltration (CH2M HILL, 2001; WEI, 2009a; MCWD, 2011). Since 1985, the natural inflow components have been augmented with treatment plant effluent, causing the pond to become perennial and gradually increase in size. In 2009, the MCWD completed construction of its recycled water treatment and conveyance facilities and began providing irrigation supply to the Sierra Star Golf Course. The MCWD will begin serving a second golf course, Snowcreek, in 2015. The District is initiating an updated recycled water master plan to evaluate future increases in recycled water use and related demands. When making recycled water deliveries for irrigation uses, the MCWD reduces its discharge to Laurel Pond. The reduction in discharge occurs primarily during the irrigation season (May through September). Current and future recycled water use and the resulting effluent discharge reduction depends on the number of recycled water customers and their demands. The MCWD has an agreement 2 with the USFS to utitlize the effluent discharge in a 1 California Regional Water Quality Control Board Lahontan Region Board Order No. 69122 WDID No. 6B260103001 2 Memonrandum of Agreement Between the U.S. Forest Service, Inyo National Forest, and Mammoth Community Water District (1983).

July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

 July 27, 2012 

 

Mammoth Community Water District Greg Norby, General Manager PO Box 597  Mammoth Lakes, CA 93546 

 

Subject:  Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives 

 Dear Mr. Norby:  

The Mammoth Community Water District (MCWD) provides municipal water, wastewater, and recycled water  service  to  the Town of Mammoth  Lakes. The MCWD’s wastewater  treatment plant  discharges  secondary‐treated  effluent  to  Laurel  Pond,  a  small  and  natural water  body (MCWD, 2011), located approximately 3.5 miles southeast of the treatment plant on U.S. Forest Service (USFS) land, as shown in Figure 1. Laurel Pond is permitted for effluent disposal by the Lahontan Regional Water Quality Control Board (RWQCB).1 Beginning in 1985, treated effluent was conveyed from the treatment plant to Laurel Pond by a gravity pipeline. Laurel Pond  is a terminal water body: there is no discharge from Laurel Pond to Mammoth Creek. Prior to June 1985,  Laurel  Pond  was  an  ephemeral  pond,  with  pond  size  dependent  on  natural  inflow components,  including  precipitation  in  the  Laurel  Pond  watershed,  spring  discharge,  and groundwater  inflow;  and  discharge  components,  such  as  evaporation  and  infiltration  (CH2M HILL, 2001; WEI, 2009a; MCWD, 2011). Since 1985, the natural  inflow components have been augmented with treatment plant effluent, causing the pond to become perennial and gradually increase in size.  In 2009,  the MCWD completed construction of  its  recycled water  treatment and conveyance facilities and began providing  irrigation supply  to  the Sierra Star Golf Course. The MCWD will begin  serving  a  second  golf  course,  Snowcreek,  in 2015. The District  is  initiating  an updated recycled water master  plan  to  evaluate  future  increases  in  recycled water  use  and  related demands. When making  recycled water deliveries  for  irrigation uses,  the MCWD  reduces  its discharge  to  Laurel  Pond.  The  reduction  in  discharge  occurs  primarily  during  the  irrigation season  (May  through  September).  Current  and  future  recycled water  use  and  the  resulting effluent discharge  reduction depends on  the number of  recycled water  customers  and  their demands. The MCWD has an agreement2 with the USFS to utitlize the effluent discharge  in a  1California  Regional  Water  Quality  Control  Board  Lahontan  Region  Board  Order  No.  6‐91‐22  WDID  No. 6B260103001 2Memonrandum of Agreement Between the U.S. Forest Service, Inyo National Forest, and Mammoth Community Water District (1983). 

Page 2: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 2 of 13

beneficial manner to maintain a waterfowl habitat in the vicinity of Laurel Pond, and the MCWD determined that a pond area of 18 acres is the minimum area needed to support the waterfowl habitat (MCWD and Bauer, 1998).  The objectives of this investigation were to develop and calibrate a hydrologic model of Laurel Pond and to apply the calibrated model to estimate the time history of the pond size for various future  recycled water  use  alternatives.  CH2M  Hill  developed  a  similar model  that  used  the seven‐year  hydrologic  period  of  1994  through  2001  to  evaluate  the  pond  hyrology.  In  the investigation  reported herein, Wildermuth Environmental  (WEI) developed a daily  simulation model  for Laurel Pond  for the period of 1985  through 2011, a period of 26 years. The  longer calibration  period  resulted  in  a more  robust  and  detailed model  and  confirmed  important infiltration properties that change with time and pond size for use in the planning simulations. The model generated estimates of pond volume, surface area, and key hydrologic parameters over the simulation period for recycled water resue planning alternatives. 

Site Description  As Figure 1  shows,  Laurel Pond  is  located approximately 5.5 miles  southeast of  the Town of Mammoth  Lakes  and  approximately  2 miles  southwest  of  the Mammoth/Yosemite  Airport. Laurel Pond  is  located along  the southern margin of  the Long Valley Caldera  floor within  the Mammoth Basin. Figure 2 is a geologic map of the area and shows that the geologic materials surrounding  the pond  consist of Quaternary  age unconsolidated  younger  and older  alluvium and Quaternary age talus deposits  that  flank Laurel Pond directly to the south  (Bailey, 1989). Figure 3  is a hydrogeologic cross‐section developed  from  four monitoring wells that surround Laurel Pond. The lithologic logs show that the sub‐surface geology consists of alluvial materials, up to 15 feet (ft) thick,  interbedded with thin silt and clay  lenses, ranging from 2 to 8 ft thick, and volcanic materials ranging from 5 to 10 ft thick. Both the clay and and clayey silt units do not  appear  to  be  laterally  extensive  beneath  Laurel  Pond.  Likewise,  the  volcanic materials encountered  in the LP No. 1 and 4 boreholes are  likely the subsurface  lobe of the Quaternary porphyritic basalt  shown  in Figure 2. Volcanic materials were not  identified  in LP No. 1 or 3. Appendix  A,  included  on  the  appendix  CD,  contains  the  borehole  logs  for  the  Laurel  Pond monitoring wells. 

Laurel Pond Water‐Budget  The hydrology of  Laurel Pond was  simulated using  the Router module  incorporated  into  the Wasteload Allocation Model  (WLAM), which was developed by WEI  and  extensively used  to simulate  the  Santa  Ana  River  system  in  Southern  California  (WEI,  2009b  and  2010).  In  the WLAM,  Laurel  Pond  is  represented  as  a  reservoir,  and  reservoirs  are  represented  by  rating curves  that  relate water  surface  elevation  to  surface  area  and  storage  (depth‐area‐capacity curves), discharge through outlet works and spillways, evaporation, and  infiltration rates. The daily mass balance equation for a reservoir is expressed as: 

Page 3: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 3 of 13

 St ‐ S t‐1 = Irt + Igwt +Ipt + Int ‐ Oit ‐ Oowt ‐ Et 

Where:   

St  is the storage at the end of time t S t‐1  is the storage at the end of time t‐1 Irt  is the runoff inflow during time step t‐1 to t Igwt  is the groundwater inflow during time step t‐1 to t Ip  is the precipitation on the pond during time step t‐1 to t Int  is the non‐tributary inflow during time step t‐1 to t Et  is the pond evaporation during time step t‐1 to t Qit  is the infiltration during time step t‐1 to t Qowt  is the discharge through outlet works during time step t‐1 to t 

 Since Laurel Pond is a terminal water body, the outlet works and spillway rating curves are not used. The computational procedure used in the Router Module is the modified Puls method.  The  development  of  the  depth‐area‐capacity  curves  and  each  of  the  inflow  and  outflow components present at Laurel Pond are discussed below. Figure 4 shows the inflow and outflow components. 

Laurel Pond Area Time History  Quantifying  the extent and area of  Laurel Pond during  the historical period of 1985  through 2011 was completed by digitizing  the observed shorelines  from aerial photographs. Nineteen aerial photos were obtained  for  this period and examined  to determine  the  shoreline extent and area of Laurel Pond. Table 1 includes the aerial image date, area, and photo source used in the aerial photo  investigation. Figure 5 shows  the extent of Laurel Pond  in 1986, 1988, 1993, 1998, 2005, and 2010. The pond area was also measured by MCWD staff  in 2001, 2004, and 2006 by mapping the pond boundary extent with a differential GPS. On September 14, 2011, WEI  staff mapped  the pond boundary extent with a handheld GPS. The mapped pond areas between 1986 and 2011 were used as calibration targets for the Laurel Pond hydrology model calibration. Appendix B, included on the appendix CD,  contains all of the aerial photos analyzed to determine shoreline extent.  Effluent discharge to Laurel Pond remained fairly constant from 1985 through 2011 with annual average daily discharge ranging from about 1.2 to 1.4 mgd. Over the last 26 years, with effluent flow  being  fairly  constant,  the  Laurel  Pond  area  has  increased  in  size  from  a minimum  of approximately  30  acres  (September  1985)  to  a  maximum  of  approximately  110  acres (September 2006). The pond area ranged from about 30 to 60 acres during the 1985 through 1993 period and, thereafter, grew  in size to range from about 70 to 110 acres. This  long term increase  in  average  surface  area  under  relatively  steady  effluent  discharge  indicates  that infiltration has moved to the outer perimeter of the pond due to clogging of the pond bottom in the pond’s central area. 

Page 4: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 4 of 13

Depth‐Area‐Capacity Curves for Laurel Pond  On  September  13  and 14,  2011, WEI  conducted  a detailed bathymetric  survey  to develop  a depth‐area‐capacity  curve  for  Laurel  Pond. During  this  survey,  the  area  of  Laurel  Pond was about 94 acres. Bathymetric data were obtained using a combination of GPS and GIS methods: the  bathymetric  survey  was  conducted  by  boat,  using  a  Hummingbird®  385ci  Combo  GPS‐Fishfinder. The table below summarizes the data that were collected and post‐processed. The post‐processed data points  in conjunction with manual depth readings taken along the pond’s shoreline  were  used  to  create  the  bathymetric map  and  contours  shown  in  Figure  6.  The complete set of bathymetry data is included in Appendix C (see appendix CD).  

Manual Depth Measurement Points 

Sonar Depth Measurement Points 

Points Used to Define Bathymetry 

145  480,631  31,633 

 Manual  depth  measurements,  sonar  measurements,  shoreline  delineation,  and  waterfowl mound delineations were combined to create a triangular irregular network (TIN) surface using ArcMap’s Spatial Analyst Tool. Moreover, ArcMap’s 3D Analyst Surface Volume Calculator Tool was used to calculate the area and volume of Laurel Pond below the water surface elevation. Pond  elevation was  determined  using GPS‐tracked  shoreline  locations  and  a  5‐meter  digital terrain map (DTM) survey conducted by  Intermap Technologies,  Inc. (2004). Area and volume data were used  to create  the depth‐area‐capacity curves  for Laurel Pond,  shown  in Figure 7. The depth‐area‐capacity curves were extended to a pond depth of 20 ft by merging the 2004 DTM  survey and  the 2011 bathymetric  survey data. Extending  the depth‐area‐curves beyond the 2011 bathymetric survey limit was necessary to in order to simulate storage potential levels in excess of the observed 2011 storage for model calibration and for evaluating future recycled water reuse alternatives. 

Inflow Components  Wastewater  Discharge  to  Laurel  Pond.  Daily  discharge  estimates  of  the MCWD’s  recycled water discharge to Laurel Pond began in June 1985. Discharge records were obtained from the Surface Water Monitoring Reports on file at the RWQCB for the 1985 through 1995 period and from  the MCWD  for  the  1995  through  2011  period.  Discharge  data  are missing  for  eleven months over  the 26‐year period. The missing discharge data were estimated by  interpolation from historical data. Table 2 summarizes historical discharge to Laurel Pond. Effluent discharge to Laurel Pond remained fairly constant from 1985 to 2011 with annual average daily discharge ranging from about 1.2 to 1.4 mgd. The average annual effluent discharge is about 1,450 acre‐ft. The annual time history of effluent discharged to Laurel Pond is shown graphically in Figure 8. Appendix C includes estimates of the MCWD’s daily treatment plant discharge data to Laurel Pond from June 1985 to September 2011. 

Page 5: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 5 of 13

Precipitation  over  Laurel  Pond.  A  complete  daily  precipitation  record  for  Laurel  Pond was created  by  combining  high‐quality  spatial  climate  data  from  the  800‐meter  grid  PRISM3 (Parameter‐elevation  Regressions  on  Independent  Slopes  Model)  dataset  and  daily precipitation  data  from  the  Bridgeport  Station  (National  Climatic  Data  Center,  Station  No. 1072).  Figure  9  shows  the  location  of  the  Bridgeport  Station  and  the  PRISM  grid  cell.  A relationship was developed between the monthly PRISM data and the Bridgeport precipitation data to convert the monthly PRISM data into daily data over the Laurel Pond area. The equation used to estimate daily precipitation over Laurel Pond is:  

PLPt = PBPt * [PPLP/PPB]  Where:   

PLPt  is the precipitation over Laurel Pond during time step t‐1 to t  PBPt  is the precipitation at Bridgeport during time step t‐1 to t PPLP  is the monthly precipitation for 800‐meter PRISM grid over Laurel Pond PPB  is the monthly precipitation over Bridgeport gage  

 The  conversion  of monthly  PRISM data  into  daily  values provides  a  temporally  and  spatially complete record for precipitation over Laurel Pond. Appendix C contains the PRISM/Bridgeport hybrid precipitation data used in the hydrologic model.  Figure  9  also  shows  other  precipitation  stations  near  Laurel  Pond.  These  stations  were considered and reviewed but not utilized  in the Laurel Pond hydrologic model. The  inset table in Figure 9 summarizes each station’s  location, data frequency, and reason for exclusion from the hydrologic model.  Laurel  Spring Discharge  to  Laurel Pond.  Laurel  Springs  is  a  complex of  at  least  two  springs: Laurel Spring and Laurel Spring West (J. Pedersen, personal communication, October 4, 2011). The spring complex is located approximately 4,000 ft west of Laurel Pond, as shown in Figure 1. Discharge  was measured  intermittently  by  the  USFS  and  the  US  Geological  Survey  (USGS) between  1983  and  1995.  Due  to  the  complexity  of  the  spring  system  and  vandalism,  the discharge data are incomplete and unreliable (J. Pedersen, personal communication, October 4, 2011). For this reason, spring flow  is  included as a component of the aggregate natural  inflow (spring, storm water/snowmelt, and groundwater inflow), described below.  Groundwater  Inflow to Laurel Pond. Groundwater  level data were obtained  from the MCWD and  the  RWQCB  for  wells  LP  Nos.  1  through  4  for  the  1986  to  2011  period.  Measured groundwater elevations west of Laurel Pond  suggest  that groundwater  inflow  to Laurel Pond could  occur when  groundwater  levels  exceed  Laurel  Pond’s water  surface  elevation. Annual groundwater inflow to Laurel Pond is difficult to quantify due to variability in the pond size and water surface elevation, uncertainty in the underlying geology, an incomplete characterization 

3 PRISM Climate Group, Oregon State University, http://prism.oregonstate.edu.

Page 6: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 6 of 13

of groundwater levels adjacent to the pond, and uncertainty in the hydraulic parameters of the underlying  aquifer.  For  this  reason,  groundwater  inflow  to  Laurel  Pond  is  included  as  a component of  the aggregate natural  inflow  (spring, storm water/snowmelt, and groundwater inflow), described below.  Storm Water  and  Snowmelt  Inflow.  Surface water  enters  Laurel  Pond  as  storm water  and snowmelt  inflow.  As  of  this  report,  surface  water  inflow  to  Laurel  Pond  is  not measured; therefore,  it  had  to  be  estimated  indirectly  in  calibration.  For  this  reason,  storm water  and snowmelt  inflow  to  Laurel Pond  is  included as  a  component of  the  aggregate natural  inflow (spring, storm water/snowmelt, and groundwater inflow), described below.  Aggregate Natural  Inflow  to Laurel Pond. The aggregate natural  inflow  to Laurel Pond  is  the sum of the storm water inflow plus snowmelt inflow, spring flow, and groundwater inflow, and was estimated from the following equation:  

Inat = K * QMC395t * [PLPW / PMCW395]  Where: 

Inat  is the aggregate natural inflow during time step t‐1 to t K  is the scaling factor initially bounded from 0 to 2 QMC395t  is the Mammoth Creek discharge during time step t‐1 to t PMCW395  is  the  cumulative  seasonal  precipitation  on  Mammoth  Creek  watershed 

tributary to US395 through March4 based from PRISM data PLPW  is  the cumulative seasonal precipitation on Laurel Pond watershed  through 

March based from PRISM data  Scaling  factor K was determined  in  calibration.  This  is  an  important  component of  inflow  to Laurel Pond, and the hydrologic model is demonstratively sensitive to its estimation. This term will be discussed in more detail below. 

Outflow Components   Evaporation from Laurel Pond. Local evaporation data is limited to a land evaporation pan that is located at Crowley Lake and maintained by the Los Angeles Department of Water and Power (LADWP). The  location of this station  is shown  in Figure 9. Monitoring began  in 1988, and the frequency  of measurement  varies  from  daily  to weekly  and  is  seasonal with measurements obtained  only  during  non‐freezing  months  (approximately May  to  November).  In  order  to compile a complete and daily evaporation record for Laurel Pond during the calibration period, the seasonal evaporation data recorded at Crowley Lake were compared to evapotranspiration data  from  CIMIS  Station  Bishop  Number  35.5  The  correlation  between  evaporation  and 

4 The resulting natural inflow to Laurel Pond starts on April 1st and carries through the following March 30th.  5 http://wwwcimis.water.ca.gov/cimis/frontStationDetailData.do?stationId=35. 

Page 7: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 7 of 13

evapotranspiration  for  the  two  sites  is  good with  a  coefficient  of  determination  of  0.72.6  A linear  relationship  between  evaporation  and  evapotranspiration was  developed  to  estimate missing  Crowley  Lake  evaporation  data  from  the  evapotranspiration  data  recorded  at  CIMIS Station  Bishop Number  35.  Table  3  compares  the  average  evaporation  rate  (in  inches/year) used  for  Laurel  Pond  to  various  other  evaporation  estimates  in Mono  and  Inyo  Counties. Moreover, the estimated evaporation rate of 43 inches/yr for Laurel Pond compares closely to other sources, such as June Lake (38 inches/yr), Grant Lake (43 inches/yr), and Long Valley Dam at Crowley Lake (41 inches/yr). Appendix C contains the Crowley Lake/Bishop Number 35 hybrid precipitation data used in the Laurel Pond hyrologogic model.  Pond Infiltration.  Infiltration  in Laurel Pond varies during the historical period due to clogging of  the pond bottom, caused by  fine‐grained materials deposited by natural  inflow,  treatment plant  effluent,  and  from  bacterial  and macrophyte  plant  growth  and  breakdown.  Both  fine‐grained  material  deposition  and  bacterial/macrophyte  plant  growth  and  breakdown  were significant features of the natural pond hydrology and likely influenced pond infiltration prior to the  effluent discharge beginning  in  1985  (Gram/Phillips,  1982). Due  to  the  expansion of  the pond area, which results from natural seasonal inflow and its subsequent decline at the end of the natural  inflow period,  the  infiltration  rate varies as well. On September 13 and 14, 2011, field oberservations at confirmed the presence of a clayey, organic‐rich, mushy pond bottom, as well as macrophyte plant growth throughout most of the pond area. However, the observed area surrounding the edge of the pond consisted of coarse‐grained, permeable soil. As the pond area  expands  and  contracts  over  these  two  general  zones  of  relatively  high  and  low  soil permeability, both the average rate and overall quantity of annual infiltration are estimated to vary significantly.  Gram/Phillips  (1982) estimated  infiltration rates to range  from 0.14 to 0.3  ft/day  (0‐5  ft pond depth), based on  infiltrometer tests that,  in practice, do not scale up to prototype  infiltration rates. Infiltration rates decline with continued inundation due to clogging. There is a clear trend towards increasing pond size over time due to the clogging of pond bottom soils caused by the factors discussed above. Typically, the following occurs in ponds with continuous inundation: 

The infiltration rates in the central part of the pond trend towards zero. 

The pond grows larger over time, and infiltration occurs on pond margins.  That  is,  the  infiltration  rate  is  variable  over  time  and  area.  This  spatial‐temporal  infiltration relationship was established during model calibration. 

Laurel Pond Model Calibration  Laurel Pond’s response to historical natural inflow and treatment plant discharge was simulated using  the WLAM Router Module. The  initial  calibration period began on  June 1, 1985  (initial 

6 The coefficient of determination is the fraction of the variance in the dependent variable that is explained by the variance in the independent variable and numerically equal to the square of the linear correlation coefficient.

Page 8: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 8 of 13

pond  storage was assumed  to be  zero) and continued  through  June 30, 2011. Review of  the measured pond area time‐series data  indicated that after 1997, the pond  likely entered  into a state  of  dynamic  equilibrium.    The  calibration  period  was  subsequently  adjusted  to  1998 through 2011. The calibrated  infiltration  rates associated with  the 1998  through 2011 period were used in planning simulations.  A  sensitivity  analysis was  conducted  to  determine which model  parameters were  the most sensitive and to focus the calibration effort. Sensitivity for model parameter j was estimated as: 

Si =   [Akt – Aet (x1, x2,..., xi+xi,…, xn)]2 / [xi] Where:  

Si  is the sensitivity estimate for parameter xi Akt  is the measured pond area at time t Aet (x1, …, xn) is the model estimated pond area at time t based on parameter set x1, … xn xi  is the model parameter xi 

xi  is the perturbation of parameter xi  Tested  model  parameters  include  infiltration  rate,  evaporation,  and  the  discharge  scaling parameter, K, which is used in the estimate of aggregate natural inflow. The sensitivity of each parameter  was  tested  by  perturbing  each  parameter  by  ten  percent.  The  results  of  the sensitivity  analysis  indicated  that  the  evaporation  rate  was  not  sensitive  and  that  scaling parameter K  used  in  estimating  aggregate  natural  inflow  and  the  infiltration  rate were  very sensitive. Consequently, scaling parameter K and the infiltration rate were the only two model parameters addressed in calibration.  A trial and error calibration was done by  incrementally adjusting scaling parameter K and the depth‐specific  infiltration  rates until no  significant  reduction  in  the  sum of  the  squares error could be achieved. The sum of the squares error is a measure of how well the calibrated model matches observed pond area and is estimated from: 

= [Akt – Aet (x1, …, xn)]2 

At  the  conclusion  of  the  calibration  process,  the  coefficient  of  determination  (R2) was  0.64, indicating that the calibrated model can explain about 64 percent of the variability exhibited in the observed pond area measurements. This  is the best result that can be achieved given the data  available  for  calibration.  The  scaling  factor  K  was  calibrated  to  0.8.  The  calibrated infiltration  rates  are 0.04  ft/day  for pond elevations below 7,125  ft‐msl, 0.1  ft/day  for pond elevations between 7125 and 7,127 ft‐msl, and 1 ft/day for areas of the pond with elevations greater than 7,127 ft‐msl.  

Page 9: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 9 of 13

Figure 10 shows the simulated Laurel Pond area compared to the observed pond area for the calibration  period.  Discrepancies  between  the  simulated  and  observed  pond  areas  are attributed  to differences between  the estimated aggregate natural  inflow and actual natural inflow. The assumption of uniform  infiltration  rates  for selected parts of  the pond could also cause discrepancies. These are data challenges that can be overcome by implementing a pond stage and improved groundwater level monitoring program.  Table  4  contains  an  annual water  balance  for  the  calibration  period  of  1998  through  2010. Treatment  plant  effluent  discharge  to  Laurel  Pond  is  about  71  percent  of  the  average  total inflow of about 2,060 acre‐ft per year (acre‐ft/yr) with precipitation over the pond and natural inflow  contributing  about  6.5  and  22.5  percent,  respectively.  Pond  outflow  averages  about 2,050 acre‐ft/yr with  infiltration and evaporation accounting  for about 84 and 16 percent of pond outflow, respectively. The end of year storage averaged about 174 acre‐ft. 

Response of Laurel Pond to MCWD Recycling Alternatives  The calibrated model was used to simulate the response of Laurel Pond to the selected MCWD recycled water reuse alternatives. WEI and MCWD staffs developed three recycling alternatives consistent  with  the  MCWD  2010  Urban  Water  Management  Plan  (MCWD,  2011).  These alternatives  include  low, medium, and high  recycled water  reuse  rates. Each alternative was evaluatated for 2015 and 2030. Table 5  lists the projected recycled water production for each planning year, the projected recycled water reuse under the the  low, medium, and high reuse rates, and the amount of effluent water discharged to Laurel Pond, computed as the difference between total recycled water production and projected recycled water reuse. Recycled water was  assumed  to  be  diverted  at  the MCWD  treatment  plant  to  the  non‐potable  system  at  a uniform rate during the period of May through September. This diversion resulted in a decrease in the MCWD recycled water being discharged to Laurel Pond during the same period.  Each planning alternative listed in Table 5 was simulated with the calibrated Laurel Pond model to estimate the time history of the pond area for the hydrologic period of 1986 through 2011. Figures 11a and 11b show the model‐projected Laurel Pond surface area time histories for the recycled water  reuse alternatives  for planning years 2015 and 2030,  respectively. Recall  that the minimum pond area the MCWD committed to maintain under the USFS land use agreement is 18 acres. For all alternatives, the projected pond area  is greater than the 18‐acre minimum. Table 6  shows  the pond areas  for  the 2015 and 2030 planning years and  reuse alternatives. Under  the 2015 conditions,  the Laurel Pond surface area  is projected  to reach a minimum of approximatley 50 acres, a maximum of 114 acres, and an average of about 87 acres. At buildout conditions  in 2030, and under  the most aggressive reuse alternative,  the Laurel Pond surface area is projected to reach a minimum of about 47 acres. Under the least aggressive alternative in 2030, the minimum surface area is projected to be about 70 acres. The maximum projected surface  area  for  all  three  reuse  alternatives  in  2030  is  120  acres, with  the  average  ranging narrowly  between  94  and  99  acres.  The  variability  in  pond  surface  area  is  caused  by  the 

Page 10: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 10 of 13

temporal and seasonal variability of natural inflow and the seasonal diversion of recycled water away from Laurel Pond to the MCWD non‐potable system. 

Conclusions and Recommendations

Calibration Conclusions  

1. All available and useful hydrologic data were compiled and used  to develop  the 2012 Laurel Pond Model. The model used to simulate Laurel Pond is the Router Module from the Wasteload Allocation Model.  

2. The  initial calibration period was set to 1985 through 2010. Review of the time history of  recycled water  inflow and pond areas  showed  that  the estimated  infiltration  rates were not constant over the pond, the infiltration rates in the deepest (central) parts of the pond became negligible,  and  the overall  infiltration  rates on  the pond perimeter were stable. The calibration period was revised to 1998 through 2010. 

3. A sensitivity analysis was conducted and the most sensitive variables were aggregated natural  inflow  and  the  pond  infiltration  rate.  Pond  evaporation  was  not  a  sensitive variable in the model. 

4. The largest inflow component in the calibration period was recycled water inflow at 71 percent. The largest outflow component was infiltration at 84 percent. 

5. The model was calibrated for the 1998 through 2010 period and achieved a R2 of 0.64. An R2 of 0.7 is considered good. 

6. The calibration could be improved if the estimated aggregate natural inflow hydrograph used  in  calibration  could  be  replaced with measured  inflow.  This  could  be  done  by installing a  staff gage with  instrumentation  in  the pond. The aggregate natural  inflow hydrograph would be derived  from the continuity equation. The pond elevations  from the staff gage would replace the observed areas as the calibration target. Finally, if the groundwater  level  measurements  in  monitoring  well  LP  No.  4  were  to  correletate strongly with the new pond stage data, the aggregate natural  inflow hydrograph could be estimated for the entire joint record of the new pond stage data and the measured groundwater levels at LP No. 4. 

7. Errors  in pond surface area  (and  therefore pond storage) could have been  introduced from the estimation of pond surface area from aerial photos. The types of errors could include:  inaccurate aerial photo dates, poor photo quality, georeferencing, or difficulty in distringuishing the actual shoreline (i.e., marshy surface versus water).  

 Future projection conclusions  

1. The calibrated model was then used to estimate the future pond elevation and surface area time histories for various recycled water reuse alternatives in 2015 and 2030, using the hydrologic period of 1985 through 2010. 

2. The results of the planning simulations were converted to time history charts that show the predicted pond  surface area  for  the hydrologic period of 1985  through 2010  and 

Page 11: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 11 of 13

repeating annual cycles of discharge and reuse. For example, to characterize the impact of a planned  level of recycled water reuse for 2015, the entire period of 1985 through 2010  was  simulated  using  the  2015  level  of  reuse  (see  Figure  11a).  The  18‐acre minimum pond area is also displayed on the same chart for comparison to the projected pond area. 

3. In all  cases,  the projected pond area  time  series  for all  levels of  reuse  is  significantly greater than the 18‐acre minimum pond area constraint. 

4. The modeling results suggest, subject to the limitations stated below, that if the MCWD reuses  its recycled water  in the ranges simulated  in this study, the Laurel Pond surface area will remain greater than 18 acres. 

 Model Limitations  

1. The  detail  in  the  model  is  limited  by  infrequent  determinations  of  pond  elevation (currently  indirectly determined by measuring area  from aerial photos or walking  the shoreline with a differential GPS) and no measurement of the aggregate natural inflow. It  is  unclear  how  these  data  deficiencies  affect  the model  predictions.  Both  of  these deficiencies could be overcome by installing a stage sensor in the pond and continuously recording the stage.  

2. There are no direct measurements of evaporation and precipitation  in the Laurel Pond watershed, and  therefore estimates  for  these  variables were developed  from  remote stations using regional analysis. 

3. The  existing  MCWD’s  monitoring  wells  at  the  Laurel  Pond  are  not  adequate  to characterize groundwater inflow to Laurel Pond, to validate the pond infiltration rate, or to characterize groundwater levels and quality in the vicinity of the pond. 

 Recommendations  

1. The MCWD should install a pond stage sensor and equip it to record the stage every 15 minutes. The sensor would need to be fixed and surveyed so that observed stage data can be converted to elevation data. The MCWD should download these data monthly. 

2. The MCWD  should  consider  installing  a weather  station  that  can  record precipitation over  Laurel  Pond.  These  data  could  be  used  to  locally  adjust  precipitation  estimates from other precipitation stations. The weather station would record other parameters to enable the estimate of daily pond evaporation and potential evapotranspiration  for the high groundwater areas adjacent to the pond. 

3. The model  should  be  recalibrated  in  three  years  if  newly  acquired  pond  stage  data correlates  strongly with  the measured groundwater  levels  in LP No. 4. Otherwise,  the model should be recalibrated after the MCWD acquires at least five years of new stage data.  

4. Additional monitoring wells  need  to  be  constructed  deeper  and  outside  of  the  pond perimeter  to  the north  and east of  the pond  to  characterize pond  infiltration  and  its effect on groundwater quality. West of the pond, additional monitoring wells need to be constructed  to  characterize  groundwater  inflow  to  the  pond  and  particularly  its 

Page 12: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 12 of 13

frequency  of  occurrence.  In  aggregate,  these  new  monitoring  wells  will  define  the groundwater flow field. These wells should be equipped with pressure tranducers with integrated data  loggers, and groundwater  levels should be observed every 15 minutes. The  reference measuring points should be surveyed such  that  the measured depth  to water can be converted to elevation. The MCWD should download the data monthly. 

Section 6 References  Bailey, R. A. (1989). Geologic Map of Long Valley Caldera, Mono‐Inyo Craters Volcanic Chain, 

and Vicinity, Mono County, California, U.S. Geological Survey Miscellaneous Investigations Map I‐1933, scale 1:62,500. USGS. 

 CH2M HILL. (2001). Laurel Pond Hydrologic Evaluation. Sacramento: CH2MHILL.  Gram/Phillips and Associates, Inc. (1982). Status Report – Laurel Pond Effluent Disposal Area. 

Pasadena: Gram/Phillips and Associates, Inc.  Mammoth Community Water District, Bauer Environmental Services. (1998). Draft 

Environmental Impact Report and Environmental Assesment: Mammoth Community Water District Proposed Relcaimed Water Project SCH #95121029. Mammoth Lakes. MCWD 

 Mammoth Community Water District. (2011). Urban Water Management Plan. Mammoth 

Lakes: MCWD  State Water Resources Control Board. (2002). Watershed Management Initiative (WMI) Chapter 

RB 6. Sacramento: SWRCB  Wildermuth Environmental, Inc. (2009a). Mammoth Basin Groundwater Model Report. Lake 

Forest: Wildermuth Environmental, Inc.  Wildermuth Environmental, Inc. (2009b). Santa Ana Watershed Project Authority 2008 Santa 

Ana River Wasteload Allocation Model Report. Lake Forest: Wildermuth Environmental, Inc. 

 

Wildermuth Environmental, Inc. (2010). Chino Basin Watermaster 2010 Recharge Master Plan Update (Appendix C). Lake Forest: Wildermuth Environmental, Inc. 

 

 

Page 13: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond Water Budget and Evaluation of Recycling Alternatives  July 27, 2012 

Greg Norby  Page 13 of 13

We  appreciate  the  opportunity  to  serve  the Mammoth  Community Water  District  on  this important  and  timely  project.  Please  call me  or Mike  Blazevic  if  you  have  any  questions  or concerns. 

Wildermuth Environmental, Inc. 

   Mark J. Wildermuth, PE President and Principal Engineer 

Mike Blazevic, PGStaff Scientist II

 

Page 14: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Surface Area

(acres)

9/2/1985 31 USGS (NHAP)

8/30/1986 56 USGS (NHAP)

7/5/1987 38 USGS (NAPP)

8/7/1988 38 USGS (NAPP)

6/23/1989 40 MCWD

8/23/1993 52 MCWD

9/25/1993 51 USGS (NHAP)

10/9/1995 70 USGS

8/26/1998 109 USGS

8/09/2001† 87 MCWD

9/27/2002 75 Google

7/16/2003 73 MCWD

7/27/2004† 71 MCWD

8/11/2004† 73 MCWD

8/26/2005 85 MCWD

9/08/2006† 111 MCWD

8/13/2009 86 NAIP

7/17/2010 88 NAIP

9/14/2011† 94 WEI

Table 1Laurel Pond Historical Surface Areas

Image Date Source

†MCWD or WEI used a differential GPS or handheld GPS to walk the Laurel Pond shoreline and used GIS to calculate surface area.

7/27/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2_tw

Page 15: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Average Discharge

Annual Discharge

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec (mgd) (acre-ft)

1985 1.20 1.18 1.29 1.03 0.82 1.10 1.511986 1.76 1.74 2.00 1.85 1.43 1.11 1.14 1.16 0.90 1.15 1.11 1.29 1.39 1,5601987 1.68 1.75 1.80 1.58 1.23 1.24 1.28 1.38 1.12 1.01 1.15 1.63 1.40 1,5711988 1.84 1.89 1.66 1.38 1.37 1.37 1.47 1.47 1.29 0.98 1.07 1.48 1.44 1,6171989 1.72 1.90 1.78 1.40 1.27 1.30 1.52 1.56 1.35 1.11 1.08 1.31 1.44 1,6121990 1.45 1.46 1.46 1.35 1.10 1.27 1.43 1.43 1.28 1.04 0.99 1.06 1.28 1,4281991 1.17 0.89 1.01 1.05 0.96 0.85 1.07 1.07 0.96 0.74 0.82 1.08 0.97 1,0901992 1.35 1.35 1.30 1.09 0.88 0.90 1.16 1.18 1.02 0.87 0.81 1.10 1.08 1,2241993 1.34 1.35 1.32 1.42 1.52 1.21 1.25 1.24 0.99 0.85 0.78 1.06 1.19 1,3371994 1.50 1.10 1.12 1.00 1.33 1.21 1.37 1.37 1.11 0.96 0.96 1.30 1.19 1,3391995 1.34 1.30 1.40 1.49 1.84 1.55 1.77 1.38 1.11 0.96 0.85 1.26 1.35 1,5261996 1.37 1.55 1.44 1.63 1.59 1.30 1.42 1.52 1.21 0.97 0.97 1.45 1.37 1,5371997 1.87 1.42 1.64 1.48 1.22 1.14 1.40 1.50 1.09 1.01 0.98 1.35 1.34 1,5041998 1.52 1.35 1.47 1.53 1.54 1.65 1.48 1.53 1.23 1.02 1.01 1.36 1.39 1,5701999 1.44 1.37 1.37 1.35 1.19 1.18 1.41 1.60 1.32 1.00 0.92 1.19 1.28 1,4322000 1.27 1.40 1.38 1.51 1.32 1.19 1.43 1.54 1.22 1.02 1.00 1.37 1.30 1,4662001 1.48 1.51 1.52 1.40 1.12 1.15 1.50 1.57 1.13 0.95 0.97 1.28 1.30 1,4542002 1.51 1.48 1.55 1.47 1.10 1.07 1.50 1.48 1.07 1.13 1.11 1.37 1.32 1,4632003 1.63 1.52 1.67 1.67 1.46 1.13 1.27 1.41 1.14 1.02 0.99 1.35 1.36 1,5152004 1.48 1.28 1.36 1.42 0.97 0.93 1.14 1.18 0.95 0.86 0.99 1.40 1.16 1,3072005 1.50 1.40 1.41 1.38 1.81 1.32 1.30 1.40 1.06 0.90 0.94 1.32 1.31 1,4622006 1.65 1.64 1.60 1.93 2.14 1.37 1.37 1.40 1.14 1.00 0.98 1.26 1.46 1,6312007 1.49 1.39 1.34 1.30 0.99 1.07 1.33 1.32 1.02 0.91 0.87 1.24 1.19 1,3322008 1.41 1.41 1.39 1.39 1.18 1.18 1.37 1.51 1.08 0.89 0.91 1.28 1.25 1,4032009 1.41 2.08 2.25 2.08 1.25 1.13 1.31 1.44 1.12 0.94 0.88 1.26 1.43 1,5982010 1.43 1.40 1.31 1.35 1.30 1.30 1.33 0.80 0.92 0.85 0.94 1.33 1.19 1,3312011 1.46 1.45 1.39 1.74 1.58 1.35

Table 2

YearAverage Monthly Discharge (mgd)

1Discharge to Laurel Pond began in June 1985. Bold italicized values were estimated.

MCWD Effluent Discharge to Laurel Pond From 1985 to 20111

7/27/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2_tw

Page 16: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Evaporation Elevation(in/yr) (ft)

June Lake Calculation 38 7,630 DWR (1981)Grant Lake Land pan 38 7,144 Gram/Phillips (1985)Grant Lake Floating pan; seasonal 43 7,144 Lee (1969)Laurel Pond Hybrid (Bishop/LVD) 43 7,133 WEI (2011)Long Valley Dam Land pan; seasonal 41 6,789 LADWP; Jones and Stokes (1993)Long Valley Dam Floating pan; seasonal 52 6,789 LADWP; Jones and Stokes (1993)Bridgeport Reservoir Calculation 43 6,464 Lopes and Alexander (2009)Mono Lake Calculation 48 6,384 LADWP; Jones and Stokes (1993)Bishop No. 35 Calculation 59 4,170 CIMIS (2011)

Station Name Type Source

Table 3Evaporation Estimates for Laurel Pond and Other Stations in Mono and Inyo Counties

7/27/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2_tw.xlsx

Page 17: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

MCWD Wastewater Discharge to Laurel Pond

Precipitation on Laurel Pond

Aggregate Natural Inflow to Laurel Pond

Total Inflow InfiltrationEvaporation From Laurel

Pond

Total Outflow

1998 174 1,570 166 972 2,708 2,398 318 2,716 -8 166

1999 168 1,432 79 364 1,874 1,592 308 1,900 -26 142

2000 144 1,466 102 295 1,863 1,529 319 1,848 15 159

2001 161 1,454 164 241 1,859 1,509 341 1,850 9 168

2002 170 1,463 105 206 1,774 1,434 311 1,745 29 197

2003 200 1,515 113 349 1,977 1,648 346 1,994 -16 183

2004 185 1,307 136 195 1,638 1,337 298 1,634 3 188

2005 190 1,462 176 914 2,552 2,181 373 2,553 -1 190

2006 204 1,631 157 1,178 2,965 2,603 395 2,999 -33 160

2007 162 1,332 72 106 1,510 1,223 297 1,520 -10 152

2008 155 1,403 128 188 1,719 1,366 338 1,704 15 167

2009 170 1,598 132 327 2,057 1,686 378 2,064 -7 162

2010 165 1,331 198 690 2,218 1,801 349 2,150 68 231

Average 173 1,459 133 463 2,055 1,716 336 2,052 3 174Ratio of

Component

to Total1na 71.0% 6.5% 22.5% 100.0% 83.6% 16.4% 100.0% na na

Maximum 204 1,631 198 1,178 2,965 2,603 395 2,999 68 231

Minimum 144 1,307 72 106 1,510 1,223 297 1,520 -33 142Standard Deviation

17 102 38 352 438 425 32 445 26 23

Coefficient of Variation

10.1% 7.0% 28.8% 75.9% 21.3% 24.8% 9.4% 21.7% 931.6% 13.3%

1Ratio is relative to total inflow for inflow terms and relative to total outflow for outflow terms.

Table 4Annual Calendar Year Laurel Pond Water Budget for the Calibration Period (1998-2010)

(acre-ft)

YearStart of

Year Storage

Inflows Outflows

Inflow-Outflow

End of Year Storage

7/27/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2_tw

Page 18: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Low Medium High Low Medium High

2015 1,670 480 480 480 1,190 1,190 1,190

2030 2,330 640 740 1,015 1,690 1,590 1,315

Table 5

(acre-ft)

Source: Table 4-5 and 4-6 from the 2010 MCWD Urban Water Management Plan and personal communication with MCWD staff on March 26, 2012.

Reuse Scenario Net Discharge to Pond

YearRecycled

Water Production

Summary of Reuse Scenarios and Net Discharge to Laurel Pond

7/27/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2_tw

Page 19: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Min Max Avg Min Max Avg Min Max Avg

2015 50 114 87 50 114 87 50 114 87

2030 70 120 99 64 120 98 47 120 94

`

Summary of Laurel Pond Areas for the 2015 and 2030 Reuse ScenariosTable 6

(acres)

Range in Pond Area

Low Reuse Scenario Medium Reuse Scenario High Reuse ScenarioYear

7/27/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2_tw

Page 20: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

0 1Miles

0 1Kilometers

L O N G V A L L E Y

É

Produced for:

017-008004

Figure 1

Path:

N:\M

apDo

cs\C

lients

\MCW

D\La

urel P

ond\R

eport

\Figu

re1_L

ocati

on.m

xd

www.wildermuthenvironmental.com

Produced by:

Areal Location Map

MCWDWaste Water Treatment Plant

LaurelPond

Mammoth/YosemiteAirport

To Mammoth Lakes

MC395

Laurel Springs

Stream Gauging Station#*

Treatment Plant Outfall")

Laurel Pond Monitoring Well@A

Page 21: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

@A

@A

@A

@A")

Qt

Qoa

Qal

Qpb

Qoa

QpbQal

Qti

Long Valley Caldera

LP No. 3LP No. 4 LP No. 1

LP No. 2

0 500 1,000Feet

0 100 200 300MetersÉ

Produced for:

017-008004

Figure 2

Path:

N:\M

apDo

cs\C

lients

\MCW

D\La

urel P

ond\R

eport

\Figu

re2_G

eolog

y.mxd

www.wildermuthenvironmental.com

Produced by:

Geologic Map

Laurel Pond

Qal - Younger alluviumQoa - Older alluvium

Qpb - Porphyritic basalt

Qt - TalusKg - Granodiorite

Qti - Tioga TillPzms - Metasedimentary rocks

FaultsLocation Certain

Treatment Plant Outfall")

Laurel Pond Monitoring Well@A

Cross-Section Profile

Page 22: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Laurel Pond

Basalt

Page 23: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

4/2/2012 -- 2:41 PMFlowDiagramLP.ai

Figure 4. Laurel Pond Schematic Water-Budget Model

Inflows

MCWDWastewater Precipitation

Surface water as:Spring flowStorm flowSnowmelt

Groundwater

Laurel Pond

Outflows

Evaporation Infiltration togroundwater

Page 24: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Figure 5

Historic Aerial Images of Laurel Pond1986, 1988, 1993, 1998, 2005, and 2010

Produced by:

23692 Birtcher DriveLake Forest, CA 92630949.420.3030www.wildermuthenvironmental.com »

0 750 1,500 2,250 3,000Feet

0 200 400 600 800Meters

004017-008

Author: MABDate: 7/24/2012

Image Date: 8/30/1986Agency: NHAPArea: 56 acres

Image Date: 08/07/1988Agency: NAPPArea: 38 acres

Image Date: 08/23/1993Agency: MCWDArea: 52 acres

Image Date: 08/26/1998Agency: USGSArea: 109 acres

Image Date: 08/26/2005Agency: NAIPArea: 85 acres

Image Date: 07/17/2010Agency: NAIPArea: 88 acres

Name: Figure5_AerialPhotos

Page 25: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

Figure 6Laurel Pond Bathymetry

Produced by:

www.wildermuthenvironmental.com É 017-008004Name: Figure6_Bathymetry

Basemap: 2011 Aerial Bing Maps

Author: MABDate: 7/24/2012

0 200 400 600 800100Feet

0 100 20050Meters

Main Features

Shoreline 9/14/2011

0 - 11 - 22 - 33 - 44 - 55 - 5.60

Laurel Pond Depth (feet)

Page 26: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

7/24/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2.xlsx

7120

7122

7124

7126

7128

7130

7132

7134

7136

7138

7140050100150200250300350

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500

Area (acres)

Elev

atio

n (ft

-msl

)

Storage Capacity (acre-feet)

Figure 7 Laurel Pond Elevation-Area-Storage Curves

Volume Area

Page 27: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

7/24/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2.xlsx

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

180019

86

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Volu

me

(acr

e-ft)

Year

Figure 8 Total Annual Effluent Discharge to Laurel Pond

1986 to 2010

Page 28: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

!(

!(

!(

!(

!(

!(

BridgeportRanger Station

Long Valley DamSNARLKMMH

LaurelPond

Bishop 35

Lake Mary

Mono Lake

Lake Crowley

BridegportReservoir

GrantLake

JuneLake

ConvictLake

Bishop

Mono City

Bridgeport

Mammoth Lakes

Yosemite Village

118°W119°W

38°N

Mammoth Lakes

Produced for:

017-008004

www.wildermuthenvironmental.com

Produced by:

Figure 9

Precipitation and EvaporationStations near Laurel Pond

Path:

N:\M

apDo

cs\C

lients

\MCW

D\La

urelP

ond\R

eport

\Figu

re9_P

recipE

TStns

.mxd

0 10 20Miles

0 10 20 30KilometersÉ

Laurel PondElevation: 7,135 ft

Main FeaturesPrecipitation Station

Precipitation and Evaporation Station

!(

!(

Precipitation and Evapotranspiration Station!(

) PRISM Precipitation 800m Grid

NV

CA

NEVADA

Station Latitude Longitude Elevation (ft)

Observation Frequency Comments

B is hop 35 37.356 -118.403 4,170 Daily Rainfall at B is hop 35 is not repres entat ive of ra infall at Laurel P ond bas ed on P RIS M data

Bridgeport Ranger Station 38.361 -119.382 6,470 Daily Rainfall at Bridgeport Ranger Station is representative

of rainfall at Laurel Pond based on PRISM data

Lak e M ary 37.599 -118.999 9,004 M onthly Rainfall rec ords at Lak e M ary are not tem porarily repres entat ive

Long V alley 37.587 -118.699 6,800 Daily / M onthly

Rainfall rec ords at Long V alley are not tem porarily repres entat ive

K M M H 37.621 -118.834 7,129 Daily Rainfall rec ords at K M M H are not tem porarily repres entat ive

S .N.A .R.L. 37.614 -118.831 7,100 Daily Rainfall rec ords at S .N.A .R.L. are not tem porarily repres entat ive

Page 29: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

7/24/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2.xlsx

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

1/1/98 5/16/99 9/27/00 2/9/02 6/24/03 11/5/04 3/20/06 8/2/07 12/14/08 4/28/10

Area

(acr

es)

Date

Figure 10 Laurel Pond Surface Water Model Calibration

Observed Area Simulated Area

Page 30: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

7/24/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2.xlsx

0

20

40

60

80

100

120

140

1/1/1986 9/27/1988 6/24/1991 3/20/1994 12/14/1996 9/10/1999 6/6/2002 3/2/2005 11/27/2007 8/23/2010

Area

(acr

e)

Date

Figure 11a Laurel Pond Area Using 2015 Planned Recycling Alternatives

Planned Reuse 18 Acres

Page 31: July 27, 2012 Mammoth - Mammoth Community Water District...Mammoth Lakes and approximately 2 miles southwest of the Mammoth/Yosemite Airport. Laurel Pond is located along the southern

7/24/2012LaurelPond_Tables_Figures_v2.xlsx

0

20

40

60

80

100

120

140

1/1/86 9/27/88 6/24/91 3/20/94 12/14/96 9/10/99 6/6/02 3/2/05 11/27/07 8/23/10

Area

(acr

e)

Date

Figure 11b Laurel Pond Area Using 2030 Planned Recycling Alternatives

Reuse Scenario Low Reuse Scenario Medium Reuse Scenario High 18 Acres