ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. Μάθημα: Προχωρημένη Υδρογεωλογία. Ενότητα 2 η : Θεωρία- Επεξεργασία Δοκιμαστικών αντλήσεων ΑΘΗΝΑ 2009

Transcript

1 `` `` άθημα: ροχωρημένη δρογεωλογία νότητα 2 η : εωρία- πεξεργασία οκιμαστικών αντλήσεων 2009

2 `` `` ι δοκιμαστικές αντλήσεις γίνονται κυρίως για δύο λόγους: για να μας δώσουν πληροφορίες για τη δυναμικότητα, λειτουργία και απόδοση μιας συγκεκριμένης γεώτρησης για να μας δώσουν πληροφορίες για τη συμπεριφορά και τη δυναμικότητα του υδροφόρου στρώματος ή του συστήματος των υδροφόρων που τροφοδοτούν μια γεώτρηση ή ένα πεδίο γεωτρήσεων την πράξη όμως υφίσταται μια διαφορά μεταξύ της δυναμικότητας της γεώτρησης και της δυναμικότητας των υδροφόρων για δύο λόγους: το βαθμό τελειότητας σχεδιασμού και κατασκευής της γεώτρησης οι δοκιμές του υδροφόρου που απαιτούν την κατασκευή δορυφορικών πιεζομέτρων ι δοκιμαστικές αντλήσεις γίνονται: μετά το πέρας της κατασκευής της γεώτρησης και συγκεκριμένα μετά το τέλος της φάσης της αναπτύξεως. αλό είναι να γίνονται στο τέλος της ξηράς περιόδου γιατί : τα αποτελέσματα και οι προβλέψεις που θα γίνουν την εποχή αυτή είναι ``συντηρητικές`` και αποφεύγονται σοβαρά λάθη και υπερεκτιμήσεις. εν αλλάζουν οι υδραυλικές σταθερές του υδροφόρου (διαπερατότητα), (υδαταγωγιμότητα), S (συντελεστής εναποθήκευσης), εκείνη την εποχή, αλλάζει όμως η θέση της υδροστατικής στάθμης, της στάθμης άντλησης καθώς και ο ρυθμός εμπλουτισμού του υδροφόρου από άλλα υδροφόρα στρώματα.

3 `` `` ι αρχές λειτουργίας μιας δοκιμαστικής άντλησης είναι απλές: από μια γεώτρηση αντλείται νερό για ορισμένο διάστημα με ορισμένη παροχή η επίδραση της άντλησης εξετάζεται μέσω μετρήσεων της στάθμης, είτε στην ίδια απευθείας, είτε με πιεζόμετρα η απόδοση της γεώτρησης υπολογίζεται από την ειδική παροχή της ενώ οι υδραυλικές παράμετροι υπολογίζονται βάση της μεταβολής της στάθμης με κατάλληλες μεθόδους. Ξ ι κυριότερες μέθοδοι ανάλυσης είναι: μέθοδος Dupuit-Thiem μέθοδος των πρότυπων καμπυλών ή μέθοδος Theis μέθοδος της ευθείας γραμμής ή μέθοδος Jacob μέθοδος Chow μέθοδος Dupuit-Thiem ρακτικά δεν έχει εφαρμογή για τους εξής λόγους: παιτεί κατάσταση ισορροπίας που δύσκολα επιτυγχάνεται παιτεί την ύπαρξη δύο τουλάχιστον πιεζομέτρων εν δίνει τιμές συντελεστή εναποθήκευσης (S)

4 `` `` μέθοδος Theis ροϋποθέσεις εφαρμογής της μεθόδου είναι: O συντελεστής διαπερατότητας () και το πάχος του υδροφορέα (b) να μην αλλάζουν αισθητά στην έκταση εξάπλωσης του κώνου ταπείνωσης. ροή του νερού προς την αντλούμενη γεώτρηση να είναι ακτινωτή και οριζόντια. διάμετρος της γεώτρησης να είναι σχετικά μικρή, ώστε η αποθήκευση νερού να μην λαμβάνεται πρακτικά υπόψη μέσα σ αυτή. ο υδροφόρο στρώμα να είναι υπό πίεση. α μην υπάρχουν φυσικά ή υδραυλικά όρια στην έκταση επιρροής του κώνου ταπείνωσης. α μην παρατηρούνται απώλειες φορτίου (λόγω τυρβώδους ροής) στην γεώτρηση. εθοδολογία την μέθοδο αυτή οι μετρήσεις πτώσης στάθμης/χρόνου της άντλησης παριστάνεται γραφικά σε διπλό λογαριθμικό χαρτί και συγκρίνεται με ένα σετ πρότυπες καμπύλες. ι εξισώσεις που χρησιμοποιούνται είναι οι εξής: s= Q W(u) 4π u= r2 S 4t Όπου: s= η στάθμη άντλησης σε m Q=η παροχή άντλησης t=ο χρόνος άντλησης π= ο φυσικός αριθμός 3,14 W(u)=εκθετική συνάρτηση r=απόσταση από το κέντρο της αντλούμενης γεώτρησης = συντελεστής μεταβιβαστικότητας S= συντελεστής εναποθήκευσης

5 `` `` μέθοδος της ευθείας γραμμής ή μέθοδος Jacob ι Cooper-Jacob διαπίστωσαν ότι για τιμές του u 0.01, δηλαδή όταν r2/t είναι πολύ μικρό, τότε η εξίσωση του Theis παίρνει τη μορφή: εθοδολογία την μέθοδο αυτή οι μετρήσεις πτώσης στάθμης/χρόνου της άντλησης παριστάνεται γραφικά σε ημιλογαριθμικό χαρτί τη μορφή ευθείας γραμμής. ρέπει να ισχύει ότι, είτε ο χρόνος άντλησης είναι σχετικά μεγάλος, είτε η απόσταση r του πιεζομέτρου είναι σχετικά μικρή. s= Q log 2.25t 0,183 r 2 S υγκρίνοντας τις μεθόδους αυτές καταλήγουμε στα εξής: μέθοδοςjacob είναι πρακτικότερη γιατί δεν απαιτεί σύγκριση με πρότυπες καμπύλες και είναι σαφής η μεταβολή της στάθμης λόγω της γραφικής παράστασης της ευθείας. μέθοδοςtheis είναι μοναδική στις περιπτώσεις που δεν μπορεί να εφαρμοσθεί η προηγούμενη.

6 `` `` παραίτητα δεδομένα: δροστατική στάθμη ή στάθμη ηρεμίας χρονικά διαστήματα άντλησης μετρήσεις πτώσης στάθμης η παροχή σε τακτά χρονικά διαστήματα ιαγράμματα 1. αρακτηριστικής καμπύλης της γεώτρησης, μας είναι απαραίτητες οι τιμές των παροχών Q που βρίσκονται στον χχ και οι πτώσεις στάθμης s στον ψψ. πό τη καμπύλη αυτή βλέπουμε την αύξηση της παροχής σε σχέση με την πτώση στάθμης μέχρι ορισμένη παροχή που καλείται κρίσιμη. Όπουμετάαπόαυτήτητιμήδεν έχουμε αναλογία των μεγεθών, μικρή αύξηση της παροχής συνεπάγεται μεγάλη πτώση στάθμης. 2. ιάγραμμα πτώσης στάθμης s-χρόνου t. α διαγράμματα αυτά είναι ημιλογαριθμικά τον άξονα των τεταγμένων θέτουμε το s και στον άξονα των τετμημένων (ημιλογαριθμικός) τον χρόνο άντλησης σε min ή sec. ατασκευάζεται μια ευθεία γραμμή και υπολογίζουμε την πτώση στάθμης σε ένα λογαριθμικό κύκλο. τη συνέχεια υπολογίζεται η υδαταγωγιμότητα από τον τύπο: πεξεργασία δεδομένων και σχεδίαση διαγραμμάτων με τη μέθοδο Jacob = C 0,183 Q m 2 /sec S= t o 2.25 T % r 2 K= b T m/sec to= o χρόνος όπου ς=0 r= η απόσταση του πιεζομέτρου b= το πάχος του υδροφόρου

7 `` `` 3. ιαγράμματα επαναφοράς στάθμης (παρόμοιες εργασίες με τα προηγούμενα εκτός από το χρόνο όπου θέτουμε το πηλίκο t+t`/t`, όπου t ο χρόνος από την έναρξη της άντλησης και t` ο χρόνος μετά το τέλος της άντλησης) 4. ιάγραμμα πτώσης στάθμης & επαναφοράς-χρόνου (αριθμητικό διάγραμμα, όπου στον οριζόντιο άξονα θέτουμε το χρόνο και στον κατακόρυφο τη μεταβολή της στάθμης και της πτώσης και της επαναφοράς.