Slug & Bail Tests

Man bringt den Ruhewasserspiegel in einem Brunnen aus dem Gleichgewicht (möglichst instantan), indem man einen Verdrängungskörper (Bailer) reinwirft und/oder schnell rauszieht und misst, wie lange der in Schwankung gebrachte Wasserspiegel braucht, sich wieder einzustellen. Vorher misst man natürlich den Ruhewasserspiegel. Dazu misst man den Wasserspiegel im Laufe der Zeit mit einem Pressure Transducer. Die Idee: Je durchlässiger das umliegende Aquifer, desto schneller müsste sich der Ruhewasserspiegel wieder einstellen. Was ist curve-matching method? Gilt nur für unmittelbare Umgebung des Filterbereichs. Als cross-check kann man das Rausziehen und das Reinwerfen messen. Slug tests were originally developed as an alternative to pumping tests for low-permeability formations and for measuring per- meability in monitoring wells, which are typically too small to accommodate a pump. Mit Slug & Bail Versuchen wird die hydraulische Leitfähigkeit des den Filterbereich des getesteten Brunnens umgebenden Gebirges/Bodens ermittelt. Ein Pumptest in einem kontaminierten Aquifer macht die Entsorgung des hochgepumpten Wassers problematisch air-pressurized test. Beim Slug-und Bail-Test ist nur der Verdrängungskörper und der Datenlogger in Kontakt. Die Reaktion des wird eingeteilt in
The following screenshot shows an example of an overdamped Reaction following the slug and bail tests (with a small disturbance after 11:22:30).

Analogien

Kondensator, der sich entlädt. Feder, dessen Federkonstante anhand der Schwingungsdauer bestimmt wird. Rüchardt-Experiment Kompressibilität eines Gases (den Adiabatenexponenten) gedämpften harmonischen Schwingung underdamped underdamped slug test zeigt oszillation behavior. Bouwer-Rice (1976), Hvorslev (1951) und Cooper et al. (1967) sind Namen von Menschen, die sich um die Auswertung besonders von overdamped Slug-Tests verdient gemacht haben. Wir können aufbauend auf ihrer Arbeit anhand graphischer Methoden auf den kf-Wert schließen. Overdamped zeugt von einer eher niedrigen hydraulischen Leitfähigkeit des Aquifers. Bei overdamped steigt bzw. fällt er einmal und dann stellt sich wieder alter Ruhewasserspiegel ein, ohne Schwingung, deswegen überdämpft. Bouwer-Rice (1976) für ungespannte und Hvorslev (1951) für gespannte Grundwasserleiter. Are the formations aquifers or aquitards? Are they confined or unconfined? Do the wells fully penetrate the formations? Could boundary conditions impact the results? Designing a slug test requires knowledge of the length and location of the borehole and perforated interval or length of well screen penetrating the formation, presence of a gravel pack, and the diameter and lengths of the blank well casings Recovery-Kurve (halblogarithmische Auftragung von normalisierter Wasserstandsänderung gegen Zeit), Warum trägt man etwas überhaupt halblogarithmisch auf? Die künstlich angehoebene Wassersäule wird mit der Zeit immer langsamer absinken. Nämlich je höher die Wassersäule, desto schneller, weil aber die Wassersäule absinkt. Ich werfe was in den Brunnen, der Wasserspiegel steigt, geht durch null Punkt, sinkt, steigt und geht durch nullpunkt, steigt aber weniger, sinkt wieder und geht durch nullpunkt, sinkt aber weniger, geht wieder durch null punkt und steigt noch noch weniger...verhält sich wie eine Feder? gedämpften harmonischen Oszillator underdamped" response van der Kamp-Modell (1976) Overdamped recovery occurs when the ratio of the normalized head (i.e., the unrecovered water level Ht divided by the initial maximum water level at the start of the test, H0) declines logarithmically.

Vorgehen im Feld
  1. Pumpe raus, falls eine im Brunnen.
  2. Datenlogger rein
  3. Slug-Test beginnt mit dem Einwerfen des Verdrängungskörpers
  4. Warten bis Ruhewasserspiegel sich wieder eingestellt hat
  5. Bail-Test beginnt mit dem Rausziehen des Verdrängungskörpers
  6. Warten bis Ruhewasserspiegel sich wieder eingestellt hat

Von den Rohdaten zum kf-Wert

 Situation: Wir haben mithilfe unseres Datenloggers die Wasserstandsänderungen mit der Zeit in einem Lockergesteinsaquifer durch Slug & Bail-Tests aufgenommen. Wir nutzen dafür das kostenlose USGS Spreadsheet. Das Sheet möchte die Ausmaße des Verdrängungskörpers wissen. Choosing an appropriate mathematical model.
Casing dia. (dc) Annulus dia. (dw) Screen Length (L) Depths to: water level (DTW) top of screen (TOS) Base of Aquifer (DTB) Ringraumfüllung Annular Fill: across screen -- Coarse Sand above screen -- Bentonite Ht/H0 Was ist ein geeignetes Maß für die Änderung. Man könnte den Wasserspiegel im Laufe der Zeit aufnehmen. Dann ergäbe sich bei einem Overdamped-Test beispielsweise dieser Verlauf: Wasserstand steigt bis zu einem Maximum und sinkt dann mit abnehmender Abnahme. Das heißt, die Abnahme des Wasserstands ist zu Anfang am größten und wird dann mit der Zeit immer langsamer, bis wieder der ursprüngliche Grundwasserstand vor dem Anheben mittels Verdrängungskörper erreicht ist. Also: Am Anfang ist die erzeugte Wassersäule noch hoch und tritt schneller ins Aquifer als schon eine Weile später u.s.w. Es braucht einen mathematischen Zusammenhang, der den abnehmenden Grundwasserstand im Laufe der Zeit beschreibt. Wir kennen den Anfangszustand und wissen, dass von ihm der Zustand nach einer Weile x abhängt. Von diesem Zustand hängt wiederum der Grundwasserstand ab, der sich nach einer weiteren Weile x+1 einstellt u.s.w. Wir stellen fest, dass die Größe der Änderung kleiner wird mit jeder Änderung. Wir brauchen eine Funktion mit einer Variablen für die Zeit und einer Konstanten für den Anfangszustand, die uns bei einsetzen der Zeit den Grundwasserstand ausgibt. Wie könnte so eine Funktion aufgebaut sein? Sie muss für eine lineare Zeitreihe, immer kleinere Werte ausspucken. Änderung im Laufe der Zeit im Vergleich zu einem Anfangszustand. was würde passieren, wenn ich nicht die normalisierten Daten plotte. Also einfach Grundwasserstand im Laufe der Zeit?

Resources

http://www.aqtesolv.com/
USGS Spreadsheet