Διερεύνηση του σφάλματος στον υπολογισμό υδραυλικών παραμέτρων υδροφορέα κατά Cooper – Jacob λόγω άντλησης από δύο πηγάδια
Creators: name: Πατσού Κυριακούλα, Σπυριδούλα Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Υδραυλικές παράμετροι
Μέθοδος Cooper - Jacob
Σφάλμα
Hydraulic parameters
Cooper-Jacob method
Error

description: Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση του σφάλματος που εμπεριέχει η εφαρμογή της μεθόδου Cooper-Jacob κατά τον υπολογισμό των υδραυλικών παραμέτρων, της μεταφορικότητας (Τ) και της αποθηκευτικότητας (S), ενός υπό πίεση υδροφορέα στην περίπτωση που υπάρχει ένα δεύτερο πηγάδι άντλησης εκτός αυτού στο οποίο εφαρμόζεται η μέθοδος. Η υπερεκμετάλλευση των υπόγειων υδροφορέων και η έλλειψη μιας μεθόδου που να υπολογίζει με ακρίβεια τα υδραυλικά χαρακτηριστικά τους δημιουργεί την ανάγκη για την ανάδειξη μιας νέας μεθόδου η οποία θα εξάγει αποτελέσματα πιο αντιπροσωπευτικά για το προφίλ ενός υπόγειου υδροφορέα. Η συγκεκριμένη έρευνα αφορά την περίπτωση της μη μόνιμης ροής σε υπό πίεση υδροφορέα. Για την διεξαγωγή της μελέτης έγινε χρήση ενός αλγορίθμου ο οποίος είναι γραμμένος σε γλώσσα προγραμματισμού R και υπολογίζει τις πτώσεις στάθμης. Αυτή η γλώσσα προγραμματισμού είναι ανοικτού κώδικα και το περιβάλλον της δίνει την δυνατότητα στους χρήστες να εφαρμόζουν υπολογιστική στατιστική και να εξάγουν γραφήματα. Τα δεδομένα που εισήχθησαν στον κώδικα ήταν προσαρμοσμένα στις παραδοχές του Προτύπου του Theis αλλά και σε αυτές των Cooper-Jacob, ώστε να είναι δυνατή η εφαρμογή της 1ης μεθόδου του Jacob στα αποτελέσματα που προκύπτουν από τον αλγόριθμο. Σε πρώτο στάδιο έγιναν πολλαπλές εφαρμογές του αλγορίθμου σε διάφορες περιπτώσεις, όπως: α) περίπτωση ενός μεμονωμένου πηγαδιού άντλησης, β) περίπτωση με ένα πιεζόμετρο τοποθετημένο γειτονικά στο αρχικό πηγάδι, γ) περίπτωση με δύο πηγάδια με ή χωρίς την ύπαρξη πιεζομέτρου και δ) περίπτωση με δεύτερο πηγάδι άντλησης εκτός του αρχικού. Η τελική έρευνα πραγματοποιήθηκε για την τέταρτη περίπτωση, η οποία αποτελεί και τον αρχικό σκοπό της διπλωματικής εργασίας, δηλαδή την διερεύνηση του σφάλματος στον υπολογισμό των υδραυλικών παραμέτρων T και S όταν η πτώση στάθμης, από την οποία εξαρτώνται, προέρχεται από την άντληση δύο πηγαδιών. Τα δεδομένα που δόθηκαν στον κώδικα και παρέμειναν σταθερά σε όλες τις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν είναι ο χρόνος άντλησης t των πηγαδιών που θεωρήθηκε κοινός και ίσος με 6 ώρες (=21600 s), η αποθηκευτικότητα S ίση με 0.005, η μεταφορικότητα T η οποία τέθηκε στα 0.01 m2/s, καθώς επίσης και η παροχή άντλησης Q1 του αρχικού πηγαδιού η οποία ορίσθηκε στα 0.005 m3/s. Η απόσταση x μεταξύ των πηγαδιών και ο λόγος των παροχών τους ήταν οι δύο παράμετροι που μεταβάλλονταν από δοκιμή σε δοκιμή. Έτσι, πραγματοποιήθηκαν δέκα δοκιμές για δέκα διαφορετικούς λόγους παροχών με την απόσταση μεταξύ των πηγαδιών να κυμαίνεται από 2 έως 400 m με βήμα 2. Στις πτώσεις στάθμης που προέκυψαν γι’ αυτές τις δέκα δοκιμές εφαρμόστηκε η πρώτη μέθοδος του Jacob με σκοπό τον υπολογισμό των υδραυλικών παραμέτρων T1 και S1 και την σύγκρισή τους με τις αρχικές τιμές που δόθηκαν ως δεδομένα στον αλγόριθμο. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν πως το σφάλμα μεταξύ των τιμών των υδραυλικών παραμέτρων της μεταφορικότητας και της αποθηκευτικότητας που δόθηκαν στον αλγόριθμο με αυτές που προέκυψαν από την εφαρμογή της Jacob στις ίδιες πτώσεις στάθμης είναι αρκετά μεγάλο, ιδίως για την αποθηκευτικότητα.
description: The purpose of this Master Thesis is to investigate the error presented by the application of the Cooper-Jacob method when calculating the hydraulic parameters, transmissivity (T) and storativity (S), of a confined aquifer in case of a second pumping well, apart from the one used for the application of the method. The overexploitation of underground aquifers and the lack of a method that accurately calculates their hydraulic characteristics creates the need to develop a method which provides more representative information about an aquifers profile. This study deals with the case of non-steady flow of groundwater in a confined aquifer. For the conduction of the survey, an algorithm which calculates the values of drawdown, and is written in R programming language, was used. This programming language is an open source code and provides the ability to apply computational statistics and export graphs. The data which were used as input were adapted to the assumptions of both the Theis Equation and the Cooper-Jacob method, in order to enable the application of the 1st method of Jacob on the result derived from the algorithm. Firstly, the algorithm was used in many different cases, such as: a) a single pumping well, b) an observation well installed in proximity to the original well, c) two pumping wells with or without the presence of an observation well, and d) a second pumping well apart from the original. The study focused on the fourth/last case, with that being the main scope of this study; i.e. the investigation of the error in the calculations of the hydraulic parameters, T and S, when the drawdown is caused by two pumping wells. The input data that remained constant in all trials were the duration of pumping (t), which was equal to 6 hours (=21600 s) for both pumping wells, the storage coefficient S equal to 0.005, the transmissivity T which was considered approximately equal to 0.01 m2/s, and the rate of pumping Q1 of the original well, with a constant value of 0.005 m3/s. The distance between the two wells, x, and the ratio of the two rates of pumping (Q1, Q2) were the two variables, which were tested. For different ratios of the rates of pumping and for distances between the two wells from 2m to 400 m with a 2-meter step, ten tests were conducted. For the ten values of drawdown derived from the tests, the first method of Jacob was applied, in order to calculate the hydraulic parameters T1 and S1 and to compare them to the original values given as input to the algorithm. The results of the study showed that between the values of the hydraulic parameters, of transmissivity and storativity, which were used as input data in the algorithm, and those derived from the application of Jacob’s method for the same drawdowns, the error was large, especially in the case of the storage coefficient.