Dampoprensning med vacuumekstraktion

6. Permeabilitetstest

6.1 Udførelse af permeabilitetstest
6.2 Beregning af permeabiliteter uden lækage
6.3 Beregning af permeabiliteter med lækage
6.4 Effektiv radius

6.1 Udførelse af permeabilitetstest

Der er udført permeabilitetstest på ejendommen med det formål at bestemme de forskellige jordlags permeabilitet for luft samt at bestemme over hvor store afstande det er muligt at etablere luftstrømning gennem jordlagene.

Testen er udført med prøvepumpning af luft ved tilkobling af en vacuumpumpe til de tre filtre i pumpeboringen V1. Flowet i pumpeboringen er aflæst på en flowmåler monteret på boringen.

Til observation af tryktab i jordlagene omkring pumpeboringen er der udvalgt 5 moniteringsboringer, som er placeret i forskellig afstand og retning fra pumpeboringen. Der blev forsøgsvis valgt 5 observationsboringer i afstanden 2,3-16,8 m fra pumpeboringen, men da der ikke blev registreret tryktab i boringerne længst væk fra pumpeboringen, blev det besluttet at udføre testen med observationsboringer placeret tættere på pumpeboringen. Permeabilitetstesten er således udført med observationsboringerne E2, M3, E4, E18 og E7, som er placeret henholdsvis 1,5 m, 2,3 m, 4,8 m, 6,8 m og 8 m fra pumpeboringen. Alle øvrige boringer i hele området er lukket tæt, enten ved afpropning eller ved at lukke afspæringsventilen på boringerne. Data for pumpe- og observationsboringer fremgår af nedenstående tabel 6.1.

Tabel 6.1
Data for pumpe- og observationsboringer

Figur 6.1
Udvalgte trykstignings- og sænkningskurver.

Permeabilitetstest i pumpeboring V1 12 m
Observationsboring: M3 12 m
Trykstignings- og sænkningsforløb
Pdiff (mbar) / Tid (s)

Permeabilitetstest i pumpeboring V1 3 m
Observationsboring: M3 3 m
Tryksænknings- og stigningsforløb
Pdiff (mbar) / Tid (s)

Permeabilitetstest i pumpeboring V1 8 m
Observationsboring: M3 7 m
Trykstignings- og sænkningsforløb
Pdiff (mbar) / Tid (s)

Testen er indledt med at sætte vaccum på det øverste filter, V1 3m, afproppe de to øvrige filtre i boring V1, og registrere trykfaldet i observationsboringerne. Herefter er der udført måleserier med prøvepumpning på det mellemste filter, V1 8m, mens det øverste og det nederste filter er afproppet. Tilsidst er der udført måleserier, hvor de øverste filtre er afproppet, og der er sat vacuum på det nederste filter. Tryktabet i observationsboringerne er registreret af tryktransmittere, der er tilkoblet dataloggere og PC'er. Dataerne er logget med en frekvens på 3-5 sek. Der er både registreret data med tryktransmittere med et måleområde på -1-1,5 bar og -250-0 mbar. Der er påtrykt vacuum på mellem 230-440 mbar på de forskellige filtre, og registreret flow på 50-170 m³/h. Måleprogrammet for permeabilitetstestene fremgår af bilag 8.

På baggrund af de indsamlede data kan jordlagenes permeabilitet, eventuel lækage og den effektive pumperadius beregnes.

6.2 Beregning af permeabiliteter uden lækage

Ud fra de målte værdier af tryk i boringerne er tryksænknings- og stigningskurverne optegnet. På figur 6.1 på modsatte side fremgår kurverne for boring M3 3 m, 7 m og 12 m under terræn ved pumpning fra de tilsvarende filtre i boring V1. Tryksænknings- og stigningskurverne fremgår af bilag 9.

På baggrund af tryksænknings- og stigningskurverne er permeabiliteten for hver af boringerne, og derved hver af de geologiske lag, beregnet. Dette er gjort ved at tilnærme kurveforløbet af de målte data ved hjælp af lineær regression og en traditionel Theis-løsning for et system uden lækage /15/. De optegnede kurver og de anvendte formler til beregning af permeabiliteter fremgår af bilag 10.Teorien er udviklet for at beskrive trykvariationerne i et enkelt, permeabelt lag, når der pumpes fra dette permeable lag. Teorien kan derfor ikke anvendes til beskrivelse af trykvariationerne i et andet lag end det, der pumpes fra.

De beregnede permeabiliteter er gengivet i tabel 6.2 på følgende side, hvor permeabiliteten er angivet i Darcy, hvor 1 Darcy er defineret som 10^-12 m².

Usikkerheden for de beregnede permeabiliteter er angivet ved korrelationskoefficienten R², som er et udtryk for forklaringsgraden af variationen i data beskrevet ved de anvendte beregninger. De bestemmelser, der har resulteret i lave værdier af R² (< ca. 0,7), er vurderet for usikre, og er derfor ikke medtaget i tabellen.

Som det fremgår af tabel 6.2 på følgende side er der ved de udførte permeabilitetstest bestemt horisontale permeabiliteter mellem 9 og 871 darcy. Den laveste værdi er fundet i siltlaget i 6-9 meters dybde og den højeste værdi er fndet i det nederste sandlag.

Tabel 6.2
Beregnede permeabiliteter uden lækage

I nedenstående tabel 6.3 er de målte horisontale permeabiliteter opstillet efter den geologiske model i kapitel 4.

Tabel 6.3
Horisontal permeabilitet i de tre jordlag

Som det fremgår af tabel 6.3 har det nedre sandlag en betydelig højere permeabilitet end de to øvre lag. Forskellen mellem de to øvre lag ikke særlig stor. Sidstnævnte forhold skyldes uden tvivl, at modellen med de tre adskilte lag ikke gælder for hele det påvirkede område, og at de øverste ca. 9 m reelt består af blandet silt og sand.

6.3 Beregning af permeabiliteter med lækage

Beregning af permeabiliteter i et system med lækage er udført ved hjælp af Hantush-Jacob-løsningen /15/. Beregningerne fremgår af bilag 10. Teorien er udviklet for at beskrive trykvariationerne i et enkelt, permeabelt lag med lækage, når der pumpes fra dette permeable lag. Teorien kan derfor ikke anvendes til beskrivelse af trykvariationerne i et andet lag end det, der pumpes fra.

Resultaterne fremgår af tabel 6.4 på følgende side.

Tabel 6.4
Beregnede permeabiliteter med lækage

I nedenstående tabel 6.5 er de beregnede lækager efter den geologiske model i kapitel 4. Den vertikale permeabilitet for dæklaget over det øverste sandlag er beregnet ud fra en tykkelse af dæklaget på 0,1 m svarende til tykkelsen af betongulvet i bygning 01.

Tabel 6.5
Dæklagenes vertikale permeabilitet

I nedenstående tabel 6.6 er de målte horisontale permeabiliteter opstillet efter den geologiske model i kapitel 4.

Tabel 6.6
Horisontal permeabilitet i de tre jordlag

Den horisontale permeabilitet er betydelig højere i det nedre sandlag end i de to øvre lag. Endvidere er permeabiliteten i de to øvre lag i samme størrelsesordenen.

Ved sammenligning af resultaterne af de horisontale permeabiliteter beregnet både i et system med og uden lækage ses, at resultaterne stort set er ens. På baggrund heraf vurderes, at lækagen fra atmosfæren ikke har stor betydning for strømningsmønstret i jordlagene.

Den vertikale permeabilitet er væsentlig lavere end den horisontale permeabilitet. Dette skyldes de geologiske forhold med lagdeling med sand- og siltlag, hvilket betyder, at luftstrømningen horisontalt i jordlagene foregår let igennem de højpermeable sandlag, hvorimod luftstrømningen vertikalt i jordlagene bremses af siltlagene.

6.4 Effektiv radius

Den effektive radius er defineret ved afstanden, hvor der ved stationære forhold er et tryktab på 1 mbar. De effektive radier er beregnet udfra et lineært fit til den stationære trykfordeling. Tryktabene ved stationære forhold fremgår af tabel 6.7 på næste side.

Tabel 6.7
Trykfald ved stationære forhold

Som det fremgår af tabel 6.7 falder det målte tryk med afstanden fra pumpeboringen ved pumpning fra det øvre filter i V1. Ved pumpning fra det mellemste filter i V1 er det målte trykfald i E2 og E4 meget lave, på trods af at boringerne er placeret forholdsvis tæt på pumpeboringen. Dette skyldes sandsynligvis, at der i disse to boringer findes siltlag med relativ stor udstrækning, som bremser luftstømmen i disse retninger. For målingerne ved pumpning fra V1 12 m ses, at de målte trykfald for E2 og E18 er forholdsvis lave. Det fremgår af boreprofilerne fra disse boringer, at der i E2 findes silt ned til boringens bund 9,5 m under terræn, og at der i E18 findes et dybtliggende siltlag i 9 meters dybde.

Beregningerne af effektiv radius fremgår af bilag 11, og er gengivet i tabel 6.8. Som det fremgår af tabellen er de effektive radier i 8 og 12 meters dybde meget usikkert bestemt, idet R² ligger omkring 0,5, og resultaterne kan derfor ikke tillægges nogen væsentlig værdi.

På baggrund af pilotprojektet er den effektive radius i det forurenede område estimeret til 6-8 m /10/, og dette er således i rimelig overensstemmelse med resultaterne af permeabilitetstesten.

Tabel 6.8
Beregnede effektive radier

Figur 7.1
Temperatur- og trykudvikling i M1-M3 Se her!