| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Frakturer fra lodrette testboringer på Vestergade 10 Haslev

Bilag C

1 Slugtest afvikling m.v.

I forbindelse med projektets gennemførelse blev der til bestemmelse af den hydrauliske ledningsevne K [m/s], gennemført en række slugtests, der dannede grundlag for beregning af den hydrauliske ledningsevne i moræneleren til 8 meter under terræn.

1.1 Teori

Til beregning af den hydrauliske ledningsevne K er der anvendt 2 metoder: Hvorslev metoden og Bouwer & Rice metoden.

1.1.1 Hvorslev metoden

Hvorslev metoden bygger på et empirisk studie af sammenhængen mellem vandspejlets retablering i en boring efter der momentant enten er tilført eller fjernet vand fra boringen. Hvorslev udledte i 1951 følgende udtryk :

hvor :

s₀ : initiale vandspejlsændring i forhold til rovandspejl i boring
s_t : vandspejlsændring i forhold til rovandspejl i boring til tiden t
K : hydraulisk ledningsevne af det vandførende lag
K_z :; vertikal hydraulisk ledningsevne af det vandførende lag
K_r : radial hydraulisk ledningsevne af det vandførende lag
L : filterlængde i boring
t : tid
r_c : filterradius
r_w : boringsradius
r_ce : ækvivalent filterradius
r_we : ækvivalent boringsradius

Betydningen af ovenstående parametre fremgår af nedenstående figur C1

Figur C1, illustration af parametre ved slugtest, Hvorslev

Der er opstillet følgende forudsætninger for Hvorslev metoden :

• Det vandførende lag har en uendelig udbredelse såvel horisontalt som vertikalt.
• Det vandførende lag er homogent.
• Vandspejlet for det vandførende lag er til at begynde med horisontal.
• Vandvolumenet V er tilført eller fjernet momentant.
• Det vandførende lag har frit vandspejl.
• Vandflowet til og fra boringen er jævnt.

Kendes dybden af det vandførende lag kan der med fordel anvendes Bouwer & Rice metoden.

1.1.2 Bouwer & Rice metoden

Bouwer & Rice metoden bygger på et empirisk studie af sammenhængen mellem vandspejlets retablering i en boring efter der momentant enten er tilført eller fjernet vand fra boringen. Bouwer & Rice udledte i 1976 følgende udtryk :

hvor :

s₀ : initial vandspejlsændring i forhold til rovandspejl i boring
s_t : vandspejlsændring i forhold til rovandspejl i boring til tiden t
K : hydraulisk ledningsevne af det vandførende lag
K_z : vertikal hydraulisk ledningsevne af det vandførende lag
K_r : radial hydraulisk ledningsevne af det vandførende lag
L : filterlængde i boring
t : tid
r_c : filterradius
r_w : boringsradius
r_ce : ækvivalent filterradius
r_we : ækvivalent boringsradius

Betydningen af ovenstående parametre fremgår af nedenstående figur C2

Figur C2, illustration af parametre ved slugtest, Bouwer & Rice

Der er opstillet følgende forudsætninger for Bouwer & Rice metoden :

• Det vandførende lag har en uendelig horisontal udbredelse
• Det vandførende lag er homogent og har en ensartet tykkelse
• Vandspejlet for det vandførende lag er til at begynde med horisontal.
• Vandvolumenet V er tilført eller fjernet momentant.
• Det vandførende lag er spændt eller har frit vandspejl.
• Vandflowet til og fra boringen er jævnt.

1.1.3 Andre metoder

Ud over Hvorslev og Bouwer & Rice metoden findes der en række andre metoder, hvoraf skal nævnes: Dagan metoden og KGS modellen. Omkring deres udledning og udformning i øvrigt henvises til speciallitteraturen ¹.

Hvorslev og Bouwer & Rice metoden er anvendt, da de to metoder er en del af beregningsprogrammet AQTESOLV for Windows™, der vha. en række inddata beregner den hydrauliske ledningsevne K.

1.2 AQTESOLV for Windows™

AQTESOLV for Windows™ er et hydrogeologisk beregningsprogram til analytisk bestemmelse af egenskaber for vandførende lag ved udførelse af pumpe- eller slugtests.

Vha. en række inddata fra de udførte slugtests kan der i AQTESOLV grafisk præsenteres en retablerings/afsænkningskurve (afhængig af om der er fjernet eller tilført vand til testboringen). Kurverne optegnes i et semilogaritmisk koordinatsystem, hvor der ud af førsteaksen er afbildet tiden, mens vandspejlets afvigelse fra ro-vandspejlet er afbildet ud af den semilogaritmiske andenakse.

I AQTESOLV er der mulighed for at beregne den bedste rette linie gennem koordinatsættene, der repræsenterer retablerings/afsænkningskurven afbildet i det semilogaritmiske koordinatsystem.

På baggrund af den bedste rette linie og den valgte beregningsmetode (Hvorslev eller Bouwer& Rice) beregner AQTESOLV den hydrauliske ledningsevne K.

Ud over denne automatiske kurvefitting er der også mulighed for visuelt/manuelt at indlægge den bedste rette linie for delstrækninger af retablerings/ afsænkningskurven. Herved opnår man mulighed for at beregne den hydrauliske ledningsevne for deltidsstrækninger og derved mulighed for evt. at korrigere for tidsstrækninger, der ikke vurderes at være repræsentative for den pågældende slugtest. Eksempelvis vil man ofte se en stor afsænkning/retablering i starten, hvis der er anvendt gruskastning omkring filtrene. Dette vil kunne korrigeres med den visuelle/manuelle kurvefitting.

1.3 Inddata til AQTESOLV

Til beregning af den hydrauliske ledningsevne K vha. AQTESOLV er følgende inddata nødvendige:

• Metode: Hvorslev eller Bouwer & Rice.
   
• Tidsserie af vandspejlets retablering efter at have fjernet eller tilført vand til testboringen.
   
• Er magasinet i det vandførende lag spændt eller er der frit vandspejl. Der er i beregningerne regnet med et frit vandspejl.
   
• Den momentane vandspejlsændring ved at have fjernet vand i testboringen. Varierer mellem ca. 1 og 4 meter.
   
• Radius af boring: 0,02 meter.
   
• Radius af filter: 0,02 meter.
   
• Længde af filter: 0,25 meter
   
• Porøsitet af gruskastning. Da gruskastningen omkring de etablerede filtre er minimal er der anvendt porøsitet for selve formationen. Data for porøsitet for formationen beregnet vha. data fra Geoteknisk rapport for lokaliteten udarbejdet af GEO ².
  Porøsiteten n kan beregnes ud fra følgende formel : n = e/(1+e), hvor e = poretallet
  
  I den geotekniske rapport er der i forbindelse med de udførte klassifikations- og konsolideringsforsøg gennemført en bestemmelse af poretallet i dybderne 2,4 mut, 4,3 mut, 6,3 mut og 8,2 mut. Dette er gjort i en geoteknisk boring (B-14) placeret ca. 12 meter fra slugtestboringerne S1-S4, jf. figur C3.
  
  I nedenstående tabel C1 er porøsiteten i de fire filterniveauer ved slugtestene beregnet på baggrund af de oplyste poretal i den geotekniske rapport. Der er således foretaget en interpolation mellem de oplyste poretal for tilpasning til filterintervallerne i slugtestboringerne.
  
  

  Filter [mut]	Porøsitet
  2,50 - 2,75	0,326
  3,50 - 3,75	0,296
  4,50 - 4,75	0,271
  7,75 - 8,00	0,278

  
  Tabel C1, porøsitet anvendt ved inddata til slugtests
   
• Statisk højde af vandspejl over bund af filter: varierer mellem ca. 1,4 til ca. 4,5 meter
   
• Tykkelse af den vandmættede zone: I forbindelse med de udførte beregninger er tykkelsen af den vandmættede zone varieret mellem 0,3 til 1 meter. De 0,3 meter svarer til en vandret tilstrømning til filteret i filterets bredde, mens der ved de 1 meter regnes på en strømning, der medtager 0,35 meter på hver side af filteret. Variationen giver imidlertid ikke anledning til ændrede resultater.
   
• Anisotropisk forhold mellem den horisontale og vertikale hydrauliske ledningsevne: Er ukendt og derfor sat til 1.

1.4 Udførelse at slugtest

Slugtesten er udført i perioden 10. - 18. januar 2001.

Slugtesten er udført i boringerne S1 – S4. Placering og filtersætning af S1 – S4 fremgår af nedenstående figur C3.

Figur C3, Placering og filtersætning af MB-11

Borehullerne til slugtestboringerne blev etableret med foring af borerig. Boringerne S1-S4 er således etableret i hjørnerne af en firkant med sidelængden 1 meter.

Den forede snegleboring blev udført til ca. 30 cm over det fastsatte filterniveau, hvorefter der i bunden blev uddybet med et skarpkantet kernerør i en cylinder, kaldet Shelby tube, der er tilpasset i diameter og længde til den efterfølgende filtersætning.

Ved filtersætningen blev der anvendt ø40 mm PEH-filtre med 0,5 mm slidser af 25 cm længde. Omkring filtrene blev der monteret en sok.

Over filteret, blev der monteret en packer, så gruskastning over filteret kunne undgås. Over packeren blev der afproppet med bentonit til terræn.

Slugtesten på de enkelte filtre blev udført på følgende måde :

• Ro-vandspejlet i filteret blev pejlet.
• Derefter blev vandspejlet sænket ved at opsuge vand fra filteret. Af hensyn til luftindtrængning i formationen blev vandspejlet ikke afsænket under filterniveau.
• Derefter blev en tryktransmitter monteret i filter.
• Tryktransmitter med datalogger har da løbende logget grundvandsspejlet som funktion af tid.
• Ved slugtestene bør der tilstræbes en retablering i forhold til ro-vandspejlet på omkring 90-95 % for at sikre repræsentative data i et sprækket medie som den aktuelle moræneler.

1.5 Resultater

Resultaterne af de udførte beregninger ved hhv. Hvorslev metoden og Bouwer & Rice metoden er gengivet i nedenstående tabel C2.

Tabel C2, resultat af slugtest i boring S1 –S4

---- : Visual match ikke foretaget

Resultaterne fra tabel C2 er gengivet grafisk i figur C4, hvor de 4 filtre er afbildet i et koordinatsystem, hvor den hydrauliske ledningsevne K er afbildet som funktion af dybden.

Figur C4, Hydraulisk ledningsevne K som funktion af dybden

1.6 Diskussion af resultater og følsomhedsanalyse

Ud over at variere valg af beregningsmetode (Hvorslev eller Bouwer & Rice) er der foretaget en følsomhedsanalyse ved at variere tykkelsen af den vandmættede zone, jf. afsnit 1.3.

Derudover er der som nævnt i afsnit 1.2 benyttet den mulighed for at foretage en visuel/manuel kurvefitting til retableringskurven.

Variationen af tykkelsen af den vandmættede zone mellem 0,3 og 1 meter har ikke givet anledning til en ændret hydraulisk ledningsevne K ved nogen af de udførte beregninger.

Derimod ses en variation af den hydrauliske ledningsevne, afhængig af valg af metode. Generelt giver Bouwer & Rice metoden større K-værdier end Hvorslev metoden. Forskellen er ved at betragte resultaterne af de automatiske kurvefittings i tabel C2 op til omkring 30%.

Ved at foretage en visuel/manuel kurvefitting kan der for 2 af de udførte slugtest opnås en synlig afvigelse i K-værdien i forhold til den automatiske kurvefitting. Denne afvigelse kan aflæses som min og max-værdierne i tabel C2 angivet for det enkelte filter og beregningsmetode.

Af tabel C2 og figur C4 ses det, at der ved at variere på valg af metode og ved visuel/manuel fitting kan opnås en variation på den hydrauliske ledningsevne på op til en faktor 2.

På trods af denne variation ses et kraftigt fald i den hydraulisk ledningsevne fra det øverste filter (2,50 - 2,75 mut) til det næst øverste (3,50 - 3,75 mut) fra 10^-6 til 10^-8 [m/s]. Fra filteret (3,50 - 3,75 mut) til filteret (4,50 – 4,75 mut) ses et mindre fald i den hydrauliske ledningsevne fra i gennemsnit omkring 9,5 10^-9 [m/s] til 6,5 10^-9 [m/s].

Fra filteret (4,50 - 4,75 mut) til det nederste filter (7,75 - 8,00) ses en stigning i den hydrauliske ledningsevne til i gennemsnit omkring 1,9 10^-8 [m/s].

Fodnoter

1 The design, Performance and Analysis of Slug Tests. James J. Butler, Jr. Lewis Publishers. 1998.

2 GEO. Haslev. Geoteknisk undersøgelse. Data rapport 1. 2001-08-24.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.