Gut testen - Well test

Ein Brunnen-Test wird durchgeführt, um die Wassermenge zu bewerten, die aus einem bestimmten Wasserbrunnen gepumpt werden kann. Insbesondere ermöglicht ein Bohrlochtest die Vorhersage der maximalen Geschwindigkeit, mit der Wasser aus einem Brunnen gepumpt werden kann, und der Entfernung, um die der Wasserstand im Brunnen für eine bestimmte Pumprate und Pumpdauer abfällt.

Brunnenprüfungen unterscheiden sich von Grundwassertests darin, dass das Verhalten des Brunnens in erster Linie von Bedeutung ist, während die Eigenschaften des Grundwasserleiters (die geologische Formation oder Einheit, die den Brunnen mit Wasser versorgt) in letzteren quantifiziert werden.

Wenn Wasser aus einem Brunnen gepumpt wird, sinkt der Wasserstand im Brunnen. Dieser Herbst wird Drawdown genannt . Die Menge an Wasser, die gepumpt werden kann, ist durch die erzeugte Absenkung begrenzt. Typischerweise nimmt der Abzug auch mit der Zeitdauer zu, in der das Pumpen fortgesetzt wird.

Brunnenverluste vs. Grundwasserleiterverluste

Die Komponenten der beobachteten Drawdown in einer Pump gut wurden zuerst von Jacob (1947) beschrieben, und der Test wurden unabhängig von raffiniertem Hantush (1964) und Bierschenk (1963) als bestehend aus zwei miteinander verbundenen Komponenten,

${\ displaystyle s = BQ + CQ ^ {2}}$,

Dabei ist s die Absenkung (Längeneinheiten, z. B. m), die Pumprate (Volumenmengeneinheiten, z. B. m³ / Tag), der Grundwasserverlustkoeffizient (der mit der Zeit zunimmt - wie von der Theis-Lösung vorhergesagt ) und die Bohrlochverlustkoeffizient (der für eine gegebene Durchflussrate konstant ist). ${\ displaystyle Q}$${\ displaystyle B}$${\ displaystyle C}$

Der erste Term der Gleichung ( ) beschreibt die lineare Komponente des Drawdowns; dh der Teil, in dem die Verdoppelung der Pumprate den Abzug verdoppelt. ${\ displaystyle BQ}$

Der zweite Term ( ) beschreibt das, was oft als "Brunnenverluste" bezeichnet wird. die nichtlineare Komponente des Drawdowns. Um dies zu quantifizieren, muss das Bohrloch mit mehreren unterschiedlichen Durchflussraten (üblicherweise als Schritte bezeichnet ) gepumpt werden . Rorabaugh (1953) fügte dieser Analyse hinzu, indem er den Exponenten zu einer willkürlichen Potenz machte (normalerweise zwischen 1,5 und 3,5). ${\ displaystyle CQ ^ {2}}$

Um diese Gleichung zu analysieren, werden beide Seiten durch die Entladungsrate ( ) geteilt, wobei auf der linken Seite verbleibt , was üblicherweise als spezifischer Drawdown bezeichnet wird . Die rechte Seite der Gleichung wird zur geraden Linie. Das Auftragen des spezifischen Absenkens nach einer festgelegten Zeitspanne ( ) seit Beginn jedes Testschritts (da der Absenkvorgang mit der Zeit weiter zunimmt) gegen die Pumprate sollte eine gerade Linie ergeben. ${\ displaystyle Q}$${\ displaystyle s / Q}$${\ displaystyle \ Delta t}$

${\ displaystyle {\ frac {s} {Q}} = B + CQ}$

Montage einer geraden Linie durch die beobachteten Daten, die Steigung der am besten passende Linie sein (auch Verluste) und der Schnittpunkt dieser Linie mit wird (Aquifer Verluste). Bei diesem Prozess wird ein idealisiertes Modell an Daten aus der realen Welt angepasst, und es wird ermittelt, welche Parameter im Modell die Realität am besten anpassen. Es wird dann angenommen, dass diese angepassten Parameter die Realität am besten darstellen (vorausgesetzt, die Annahmen, die in das Modell eingegangen sind, sind wahr). ${\ displaystyle C}$${\ displaystyle Q = 0}$${\ displaystyle B}$

Die obige Beziehung gilt für das vollständige Eindringen in Brunnen in geschlossenen Grundwasserleitern (dieselben Annahmen, die in der Theis-Lösung zur Bestimmung der Grundwasserleitereigenschaften in einem Grundwasserleitertest verwendet wurden ).

Gut Effizienz

Oft ist die gut Effizienz von dieser Art von Test bestimmt wird, ist dies ein Prozentsatz der Bruchteil der gesamten beobachteten Drawdown in einer Pump gut anzeigt , die aufgrund Aquifer Verluste ist (im Gegensatz zu auf Grund fließen durch die Bohrlochsieb und innerhalb des Bohrloches ist) . Ein perfekt effizienter Brunnen mit perfektem Brunnensieb, bei dem das Wasser reibungslos in den Brunnen fließt, hätte einen Wirkungsgrad von 100%. Leider ist die Bohrlocheffizienz zwischen Bohrlöchern schwer zu vergleichen, da sie auch von den Eigenschaften des Grundwasserleiters abhängt (die gleiche Menge an Bohrlochverlusten im Vergleich zu einem durchlässigeren Grundwasserleiter würde eine geringere Effizienz ergeben).

Spezifische Kapazität

Die spezifische Kapazität ist eine Menge, die ein Wasserbrunnen pro Absenkeinheit produzieren kann. Es wird normalerweise aus einem schrittweisen Absenktest erhalten. Die spezifische Kapazität wird ausgedrückt als:

${\ displaystyle S_ {c} = {\ frac {Q} {h_ {0} -h}}}$

wo

${\ displaystyle S_ {c}}$ist die spezifische Kapazität ([L ² T ⁻¹ ]; m² / Tag oder USgal / Tag / ft)

${\ displaystyle Q}$ist die Pumprate ([L ³ T ⁻¹ ]; m³ / Tag oder USgal / Tag) und

${\ displaystyle h_ {0} -h}$ ist der Drawdown ([L]; m oder ft)

Die spezifische Kapazität eines Bohrlochs ist auch eine Funktion der Pumprate, bei der es bestimmt wird. Aufgrund nichtlinearer Bohrlochverluste nimmt die spezifische Kapazität mit höheren Pumpraten ab. Diese Komplikation macht den absoluten Wert der spezifischen Kapazität von geringem Nutzen; Dies ist jedoch nützlich, um die Effizienz desselben Bohrlochs über die Zeit zu vergleichen (z. B. um festzustellen, ob das Bohrloch saniert werden muss).

Verweise

• Bierschenk, William H., 1963. Bestimmung der Bohrlocheffizienz durch mehrere Step-Drawdown-Tests. International Association of Scientific Hydrology , 64: 493 & ndash; 507.
• Hantush, Mahdi S., 1964. Fortschritte in der Hydroscience , Kapitel Hydraulics of Wells , S. 281–442. Akademische Presse.
• Jacob, CE, 1947. Drawdown-Test zur Bestimmung des effektiven Radius des artesischen Bohrlochs. Transactions, American Society of Civil Engineers , 112 (2312): 1047 & ndash; 1070.
• Rorabaugh, MI, 1953. Grafische und theoretische Analyse des Step-Drawdown-Tests von artesischen Brunnen. Transaktionen, American Society of Civil Engineers , 79 (separate 362): 1-23.

Weitere Referenzen zu anderen als den oben beschriebenen Pumpentest-Analysemethoden (typischerweise als Hantush-Bierschenk-Methode bezeichnet) finden sich in den allgemeinen Referenzen zu Aquifertests und Hydrogeologie .

Siehe auch

• Hydrogeologie
• Grundwasserleiter und Grundwasser