PL190507B1 - Sposób pomiaru sprawności piezometru hydrogeologicznego - Google Patents

Abstract

1 Sposób pomiaru sprawnosci piezometru hydro- geologicznego, znamienny tym, ze w uszczelnionym od góry piezometrze obniza sie zwierciadlo wody popi zez zatlaczanie sprezonego powietrza, stabilizuje sie poziom zwierciadla wody, po czym poprzez nagle rozprezenie powietrza dokonuje sie skokowej zmiany potencjalu hydraulicznego w piezometrze, a nastep- nie po ponownym uszczelnieniu piezometru, poprzez zassanie powietrza, podnosi sie w nim zwierciadlo wody, stabilizuje sie poziom zwierciadla wody i po- przez nagle rozszczelnienie piezometru dokonuje sie skokowej zmiany potencjalu hydraulicznego, przy czym kazdorazowo dokonuje sie rejestracji ruchu zwierciadla wody w funkcji czasu w piezometrze hydrogeologicznym oraz dokonuje sie rejestracji wysokosci nadcisnienia i podcisnienia powietrza w przestrzeni nad poziomem zwierciadla wody w badanym piezometrze, po czym na podstawie uzy- skanych wyników dokonuje sie obliczenia wskaznika sprawnosci, który stanowi procentowy stosunek de- presji rzeczywistej zwierciadla wody w piezometrze, do depresji zadanej PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru sprawności piezometru hydrogeologicznego Piezometr służy do obserwacji i pomiaru naturalnych oraz wymuszonych zmian poziomu zwierciadła wód podziemnych.

W hydrogeologii wyróżnia się dwa rodzaje otworów hydrogeologicznych. Pierwsze to otwory obserwacyjne, nazywane piezometrami, charakteryzujące się małymi średnicami, drugie to otwory eksploatacyjne, nazywane strudniami, mające znacznie większe średnice.

Pomiary sprawności studni polegają na wielostopniowym pompowaniu wody ze studni i po każdorazowym ustabilizowaniu się zwieiciadła wody na każdym stopniu pompowaniu, zmierzeniu wartości depresji wody oraz wydatku pompowania dla każdego stopnia. Następnie uzyskane doświadczalnie wyniki służą do analitycznego lub graficznego wyznaczania współczynnika sprawności studni [Rorabaugh ML, Graphical and teorethical analysis of step drawdown test of artesian well, ASCE Proc., no 362, vol. 79 (1953); Siwek Z., Mańkowski M., Wyznaczanie parametrów hydrogeologicznych ujęcia wód podziemnych na podstawie pompowań próbnych, Wyd. Geologiczne, Warszawa (1981)]

Ze względu na znacznie mniejsze wymiary średnic piezometrów od wymiarów średnic studni, sposobu pomiaru sprawności studni nie można zastosować do pomiaru sprawności piezometrów. Przez pomiar sprawności piezometru należy rozumieć zbadanie stopnia drożności filtra piezometru i ocenę kontaktu hydraulicznego piezometru z zafiltrowaną warstwą wodonośną ocenę skuteczności korka izolującego nad filtrem oraz szczelności rury nadfiłtrowej Obecnie jednak w praktyce ocena sprawności piezometru ogranicza się tylko do sprawdzenia głębokości piezometru celem ustalenia występowania ewentualnych zasypów

Sposób według wynalazku polega na tym, że w uszczelnienionym od góry piezometrze obniza się zwierciadło wody poprzez zatłaczanie sprężonego powietrza, stabilizuje się poziom zwierciadła wody, po czym poprzez nagłe rozpręzenie powietrza dokonuje się skokowej zmiany potencjału hydraulicznego w piezometrze. Następnie po ponownym uszczelnieniu piezometru, poprzez zassanie powietrza, podnosi się w nim zwierciadło wody, stabilizuje się poziom zwierciadła wody i poprzez nagłe i rozszczelnienie piezometru dokonuje się skokowej zmiany potencjału hydraulicznego Kazdorazowo, tak przy zatłaczaniu jak

190 507 i zasysaniu powietrza, dokonuje się rejestracji ruchu zwierciadła wody w funkcji czasu w piezometrze hydrogeologicznym oraz rejestracji wysokości nadciśnienia i podciśnienia powietrza w przestrzeni nad poziomem zwierciadła wody w badanym piezometrze Następnie na podstawie uzyskanych wyników dokonuje się obliczenia wskaźnika sprawności piezometru, który stanowi procentowy stosunek depresji rzeczywistej zwierciadła wody w piezometrze, do depresji zadanej. W korzystnych rozwiązaniach według wynalazku w trakcie obniżania zwierciadła wody w piezometrze wykonuje się trójstopniowe sprężanie powietrza i/lub w trakcie podnoszenia zwierciadła wody w piezometrze wykonuje się trójstopniowe zasysanie powietrza

Podczas pomiaru sprawności piezometru sposobem według wynalazku można wyróżnić trzy fazy ruchu zwierciadła wody. fazę wymuszonej zmiany poziomu zwierciadła wody (podczas sprężania lub zasysania powietrza), fazę stabilizacji zwierciadła wody oraz fazę swobodnej zmiany zwierciadła wody (wzniosu lub opadania). Czynniki wpływające na pogorszenie sprawności technicznej piezometru powodują odkształcenie przebiegu ruchu zwierciadła wody podczas badania sposobem według wynalazku. Odkształcenia te mogą wystąpić we wszystkich fazach ruchu zwierciadła wody Dokładna analiza odkształceń umożliwia identyfikację niesprawności różnych elementów konstrukcyjnych piezometru.

Sposobem według wynalazku można określić między innymi takie usterki piezometru jak pogorszenie drożności filtra piezometru, nieszczelność rury nadfiltrowej, wystąpienie zasypu piezometru Przy pogorszonej drożności filtra na wykresie ruchu zwierciadła wody obserwuje się nieliniowy charakter fazy obniżania (lub podnoszenia) i fazy stabilizacji zwierciadła wody, jak również trudno zauwazyć moment zakończenia sprężania (lub ssania) powietrza, gdyz jedna faza przechodzi w następną w sposób ciągły W przypadkach znacznej niedrożności filtra charakterystyczny jest brak fazy wzniosu (lub opadania) zwierciadła wody w piezometrze. Nieszczelność rury nadfiltrowej piezometru uwidacznia się najlepiej w fazie stabilizacji zwierciadła wody Nie udaje się wówczas utrzymać zwierciadła wody na stałym poziomie. Wystąpienie zasypu piezometru charakteryzuje się tym, ze pomimo silnego impulsu wymuszającego (duze ciśnienie lub podciśnienie powietrza w uszczelnionym piezometrze) nie udaje się wywołać ruchu zwierciadła wody. Wykres ruchu zwierciadła wody jest bardzo podobny do wykresu otrzymanego przy całkowicie niedrożnym filtrze, wątpliwości rozstrzyga jednak pomiar głębokości piezometru. W praktyce hydrogeologicznej spotyka się piezometry, które ujawniają kilka usterek technicznych równocześnie, dlatego tez dla ilościowej oceny stopnia sprawności piezometrów, na podstawie badań eksperymentalnych oraz przeprowadzonych analiz teoretycznych, określono wskaźnik sprawności piezometru jako stosunek depresji rzeczywistej zwierciadła wody w piezometrze, do depresji zadanej i wyrażono ten wskaźnik w procentach.

Sposób według wynalazku można stosować dla oceny sprawności tak nowo zbudowanego piezometru jak i dla oceny skuteczności zabiegów oczyszczających i renowacyjnych piezometrów będących juz w eksploatacji.

Sposób według wynalazku w przykładzie realizacji, objaśniono w oparciu o rysunek, na którym przedstawiający schemat układu do pomiaru sprawności piezometru.

Na rysunku pokazano piezometr 1 wraz z układem do pomiaru jego sprawności. Układ składa się z urządzenia 2 do uszczelnienia piezometru i zainicjowania ruchu zwierciadła wody, zaworu kulowego 3, manowakuometru 4, kompresora-pompy próżniowej 5, sondy poziomowskazowej 6, depresjometru 7, komputera 8 i akumulatora 9.

Po sprawdzeniu głębokości badanego piezometru 1 umieszcza się w nim sondę poziomowskazową 6 i uszczelnia się piezometr za pomocą urządzenia 2, które łączy się z manowakuometrem 4 i kompresorcm-pompa próżniową 5. Następnie sondę poziomowskazową 6 łączy się z depresjometrem 7 i komputerem 8, klóie są zasilane z akumulatora 9 Pu zaukinęciu zaworu 3 spręża się powietrze do wysokości ciśnienia sm, które mierzy się za pomocą manowakuometru 4. Depresję rzeczywistą s, mierzy się za pomocą sondy poziomowskazowej 6. Po otwarciu zaworu 3 następuje wznios zwierciadła wody w piezometrze, który mierzy się w funkcji czasu za pomocą układu rejestrującego, składającego się z depresjometru 7 i komputera 8. Wskaźnik sprawności piezometru oblicza się jako iloraz depresji rzeczywistej sr do depresji zadanej s... i wyraża się w procentach

190 507

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Sposób pomiaru sprawności piezometru hydrogeologicznego, znamienny tym, ze w uszczelnionym od góry piezometrze obniża się zwierciadło wody poprzez zatłaczanie sprężonego powietrza, stabilizuje się poziom zwierciadła wody, po czym poprzez nagłe rozpręzenie powietrza dokonuje się skokowej zmiany potencjału hydraulicznego w piezometrze, a następnie po ponownym uszczelnieniu piezometru, poprzez zassanie powietrza, podnosi się w nim zwierciadło wody, stabilizuje się poziom zwierciadła wody i poprzez nagłe rozszczelnieme piezometru dokonuje się skokowej zmiany potencjału hydraulicznego, przy czym kazdorazowo dokonuje się rejestracji ruchu zwierciadła wody w funkcji czasu w piezometrze hydrogeologicznym oraz dokonuje się rejestracji wysokości nadciśnienia i podciśnienia powietrza w przestrzeni nad poziomem zwierciadła wody w badanym piezometrze, po czym na podstawie uzyskanych wyników dokonuje się obliczenia wskaźnika sprawności, który stanowi procentowy stosunek depresji rzeczywistej zwierciadła wody w piezometrze, do depresji zadanej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze w trakcie obniżania zwierciadła wody w piezometrze wykonuje się trójstopniowe sprężanie powietrza.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze w trakcie podnoszenia zwierciadła wody w piezometrze wykonuje się trójstopniowe zasysanie powietrza.