Metody hydrogeologického výzkumu VII. Hydrodynamický výzkum STANOVENÍ PROPUSTNOSTI NESATUROVANÉ ZÓNY PRO PŮDNÍ VZDUCH ekvivalent hydrodynamických zkoušek v saturované zóně Jacobova aproximace (zjednodušení základní Theisovy rovnice) stanovení transmisivity stanovení koeficientu pružné zásobnosti s Q T   ..4 .303,2  2 0..246,2 r tT Sp  stanovení hydraulické vodivosti prostředí pro plyn Q vydatnost odsávaného vrtu m mocnost nesaturované zóny Δs snížení v jednom log cyklu času hodnota hydraulické vodivosti – ovlivněna vlastností fluida i prostředí vlastnosti fluida ovlivňující jeho pohyb – hustota, viskozita (vliv T a P) stanovení propustnosti prostředí r hustota par m dynamická viskozita sm Q K   4 303,2 g K k r m  PŘÍKLAD Určete propustnost prostředí. Mocnost nesaturované zóny je 25 m, pozorovací vrt je vzdálený od čerpaného 38 m, vydatnost odsávaného vrtu byla 105 l/s, hustota par vzduchu je 0,001 g/cm3, součinitel dynamické viskozity je 1,45.10-4. Hodnoty změřeného tlaku (jako ekvivalentní výška vodního sloupce) v čase jsou: t (min) snížení (cm vody) 2 0,0 3 0,02 5 0,15 6 0,25 7 0,43 9 0,74 11 1,04 14 1,52 18 2,16 21 2,60 26 3,22 31 3,81 41 4,82 46 5,23 61 6,35 101 8,00 166 9,14 306 10,16 • atmosféry – 1 atm • pascaly – 1 Pa (kPa) • centimetry vodního sloupce – h (cm) 1 atm = 1000 cm vodního sloupce = 105 Pa základní tvar Theisovy rovnice studňová funkce charakterizuje závislost bezrozměrného snížení na bezrozměrném čase nebo PROBLEMATIKA ODVODŇOVÁNÍ A EXPLOATACE NEUSTÁLENÉ PROUDĚNÍ PODZEMNÍ VODY tabelované hodnoty studňové funkce -párové hodnoty W(u) a u (nebo 1/u) W(u) – charakterizuje odpor prostředí (snížení) 1/u – charakterizuje čas (bezrozměrný čas) typová křivka výpočet snížení - výpočet z Theisovy rovnice - při známých parametrech T a S zjistíme hodnotu argumentu u - následně zjistíme hodnotu odpovídající hodnotu argumentu W(u) (z tabulky hodnot Theisovy funkce nebo z grafu typové křivky) ZÁKON SUPERPOZICE A ŘEŠENÍ ČERPACÍCH ZKOUŠEK OVLIVNĚNÝCH OKRAJOVÝMI PODMÍNKAMI Teorie zrcadlového zobrazení (imaginárních, fiktivních vrtů) - vliv okrajové podmínky lze vyjádřit imaginárními (zrcadlově zobrazenými vrty) - podle druhu okrajové podmínky má imaginární vrt čerpané množství +Q nebo –Q - superponováním snížení (+s nebo –s) vyvolané imaginárním vrtem na snížení vyvolané čerpáním z reálného vrtu lze kalkulovat skutečné snížení v libovolné vzdálenosti od čerpaného vrtu - platí, že imaginární vrt leží za okrajovou podmínkou, jejíž osa probíhá kolmo na spojnici imaginárního a reálného vrtu a leží uprostřed této vzdálenosti celkové snížení je rovno součtu všech snížení vyvolaných jednotlivými vlivy neexistuje nekonečná zvodněná vrstva       uW T Q uWuW T Q sss irir  ..4 . ..4  APLIKACE ZÁKONA SUPERPOZICE V PRAXI při známých hydraulických parametrech (T a S) zkonstruujeme jednoduchý graf (matematický model) závislosti snížení na čase a vzdálenosti od čerpaného objektu – pro konstantní Q uvažujeme zjednodušení – jinak nutné řešit numericky t = 1 den t = 100 dnůt = 10 dnů SKUTEČNÉ SNÍŽENÍ větší o tzv. souborné studňové ztráty – parametr C (konstanta studňových ztrát) způsobeny vlivem filtrační části pažnice, obsypem, apod. v čase nemusí být konstantní – mechanické a hydrochemické vlivy – nárůst C v čase základní určení parametru C při známých hydraulických parametrech T a S se určí teoretické snížení a srovná se se skutečným skutečné snížení je vždy větší o tzv. studňové ztráty určí se účinnost čerpaného vrtu (studny) – poměr teoretického a skutečného snížení – v % určení parametru C podle vztahu takto určená konstanta studňových ztrát je platná pouze pro dané Q nejvhodnější metoda – vyhodnocení stupňovité čerpací zkoušky – určení průměrné hodnoty C nebo studňových ztrát, současně jsou k dispozici hodnoty pro více Q 2 Q s C w  0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 vydatnost vrtu (l/s) průměrvrtu(m) DOPORUČENÉ PRŮMĚRY VRTU PŘI RŮZNÝCH VYDATNOSTECH Využití - např. vrt o průměru 0,25 m nebude ve skutečnosti dávat vydatnost 1,58 l/s (kontrolováno T) - ten stejný vrt není schopen dávat vydatnost např. 3 l/s