Modele matematyczne podwójnej przewodności hydraulicznej i ich zastosowanie do interpretacji testów piezometrycznych na obszarze KWB Bełchatów

• Autorzy: Wolny F. , Jamróz M. , Gasiński J. , Marciniak M. , Kaczmarek M.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.5056

Warianty tytułu

EN

Mathematical models of dual transmissivity and examples of their application in interpreting piezometric tests conducted in the Bełchatów Lignite Mine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Testy identyfikacyjne typu slug test lub Paramex realizowane w piezometrach generują oscylacyjną lub wykładniczą reakcję zwierciadła wody. Zgodnie z założeniami teoretycznymi w ośrodku jednorodnym ruch zwierciadła wody ma w większości przypadków charakter wykładniczy. Jednak podczas badań terenowych rejestrowano także dwuwykładniczy charakter ruchu zwierciadła wody, co może świadczyć o podwójnej przewodności hydraulicznej T utworów, w których zafiltrowano badany piezometr. W artykule zaproponowano dwa modele matematyczne podwójnej przewodności, które wykorzystano do identyfikacji parametrów hydrogeologicznych niejednorodnych utworów wodonośnych. Przedstawiono podstawy teoretyczne, algorytmy interpretacyjne oraz przykłady identyfikacji podwójnej przewodności hydraulicznej. Estymacje przewodności wykonano z wykorzystaniem programu Paramex 4 oraz środowiska obliczeniowego MATLAB. Zaprezentowano wyniki estymacji przewodności hydraulicznej dla wybranych piezometrów zafiltrowanych w utworach niejednorodnych na terenie Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów. Przeanalizowano także ograniczenia proponowanych algorytmów interpretacyjnych.

EN

Piezometric tests such as the slug test or PARAMEX test usually result in observing damped oscillations or exponential movement of the water level. However, during some tests, a bi-exponential response of the water table has been recorded. Bi-exponential movement may indicate the presence of a dual-permeability medium around the piezometer screen. Such medium is composed of two subdomains, each characterized by different hydraulic properties (including transmissivity, T). The paper aims to present two mathematical models – the piecewise exponential model and the bi-exponential model – which were applied in order to interpret the results of slug test conducted in heterogeneous sediments of the Bełchatów Lignite Mine. Theoretical background, interpretation algorithms and examples of dual transmissivity estimation for several chosen piezometers are presented. All necessary calculations were performed using Paramex 4 and MATLAB software. Furthermore, the limitations of the interpretation algorithms are discussed.

Słowa kluczowe

PL

slug test; metoda PARAMEX; przewodność hydrauliczna; heterogeniczność

EN

slug test; PARAMEX method; transmissivity; heterogeneity

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 471, Hydrogeologia, z. 15
• Strony: 193--199
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wolny F.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych, ul. Krygowskiego 10, 61-680 Poznań

autor

Jamróz M.

• PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna SA, Oddział Kopalnia Węgla Brunatnego Bełchatów, Rogowiec ul. Św. Barbary 3, 97-400 Bełchatów

autor

Gasiński J.

• PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna SA, Oddział Kopalnia Węgla Brunatnego Bełchatów, Rogowiec ul. Św. Barbary 3, 97-400 Bełchatów

autor

Marciniak M.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych, ul. Krygowskiego 10, 61-680 Poznań

autor

Kaczmarek M.

• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, Wydział Matematyki, Fizyki i Techniki, ul. M. K. Ogińskiego 16, 85-092 Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] BOUWER H., RICE R.C., 1976 – A slug test for determining hydraulic conductivity of unconfined aquifers with completely or partially penetrating wells. Water Resour. Res., 12, 3: 423–428.
• [2] BREDEHOEFT J.D., PAPADOPULOS S.S., 1980 – A method for determining the hydraulic properties of tight formations. Water Resour. Res., 16, 1: 233–238.
• [3] COOPER H.H. Jr., BREDEHOEFT J.D., PAPADOPULOS I.S., BENNETT R.R., 1965 – The response of well-aquifer systems to seismic waves. J. Geophys. Res., 70, 16: 3915–3926.
• [4] DRZYMAŁA J., CIĘŻKOWSKI W. (red.), 2011 – Interdyscyplinarne zagadnienia w górnictwie i geologii T. 2. Oficyna Wydaw. PWroc., Wrocław.
• [5] GRUSZKA B., van LOON A.J.(T.), 2007 – Pleistocene glaciolacustrine breccias of seismic origin in an active graben (central Poland). Sediment. Geol., 193, 1–4: 93–104.
• [6] HALUSZCZAK A., 2007 – Dike-filled extensional structures in Cenozoic deposits of the Kleszczów graben (central Poland). Sedimen. Geol., 193, 1–4: 81–92.
• [7] HVORSLEV M.J., 1951 – Time-lag and soil permeability in ground-water observations. Waterw. Exp. Stn., U.S. Army Corps of Eng., Vicksburg, Miss. Bulletin, 36.
• [8] KACZMAREK M., WOLNY F., MARCINIAK M., 2016 – Joint estimation of hydraulic conductivities of two sand samples in a W-tube system with a bi-exponential response. Hydrol. Res., 47, 2: 344–355.
• [9] LEIJ F.J., TORIDE N., FIELD M.S., SCIORTINO A., 2012 – Solute transport in dual-permeability porous media. Water Resour. Res., 48, W04523: 1–13.
• [10] MARCINIAK M., 1999 – Identyfikacja parametrów hydrogeologicznych na podstawie skokowej zmiany potencjału hydraulicznego. Metoda PARAMEX. Wydaw. Nauk. UAM, Poznań.
• [11] MARCINIAK M., KACZMAREK M., WOLNY F., 2013 – W-tube system with bi-exponential response – A model for permeability tests in heterogeneous aquifers. J. Hydrol., 501: 175–182.
• [12] TOMASZEWSKA B., BUJAKOWSKI W., BARBACKI A.P., OLEWIŃSKI R., 2010 – Zbiornik geotermalny jury dolnej w rejonie Kleszczowa. Prz. Geol., 58, 7: 603–608.
• [13] WOLNY F., MARCINIAK M., KACZMAREK M., 2018 – A method for the estimation of dual transmissivities from slug tests. Hydrogeol. J., 26, 2: 407–416.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).