Johan Linderberg - ATV Jord og Grundvand

atv.jord.grundvand.dk

Johan Linderberg - ATV Jord og Grundvand

Effektive indvindingsboringer,

nødvendigheden af oparbejdning og overvågning

af specifik kapacitet

ATV møde nr. 91 Boringer

Hydrogeolog Johan Linderberg


Bæredygtig vandindvinding….


Er Jeres boring lige så

effektiv……?


Effektive boringer, hvad er det?

• En effektiv boring er en boring som leverer mest

muligt vand ved mindst mulig påvirkning af

omgivelserne.

• Påvirkningen består primært af afsænkning.

• Stor løftehøjde medfører stort energiforbrug per

pumpet m 3 .

• Stort energiforbrug mere CO 2 udledning per

produceret m 3 .

• Unødvendige ekstra driftsomkostninger.


I de go’e gamle dage………..

• Boresteder blev valgt tæt på

vandløb da man her ofte havde

højeste grundvandsstand

• Dermed kunne man løfte

vandet ved hjælp af

centrifugalpumper i tiden før

dykpumper.

• Visse kildepladser havde

artesiske forhold og man brugte

stort set ikke energi på

pumpning.

• Borearbejdet blev udført med

tørborings udstyr og uden

boremudder.

• Resultat ofte godt ydende

boringer med god specifik

ydelse.


Oversigt med VCS boringer

Lokaliteter er sorteret parvis

Boring Bore‐

metode

Hvem m3/time Sænkning Specifik

ydelse

Magasin

NS240 Tørboring VCS 244 5 48,8 Grus

NS246 Lufthæve Ekstern 100 8 12,5 Grus

E 233 Tørboring VCS 196 3,2 61,2 Grus

BB 348 Lufthæve Ekstern 46 3,46 13,9 Grus

L 15 Tørboring VCS 63 4 15,75 Kalk

L 345 Lufthæve Ekstern 63 25 2,5 Kalk

D 5 Tørboring VCS 94 9 10,4 Grus

D 338 Lufthæve Ekstern 35 6,89 5,07 Grus

LU 256 Tørboring Ekstern 160 9,88 16,9 Grus

LU 255 Lufthæve Ekstern 38 9,22 4,12 Grus

Der er således stor forskel på resultaterne fra den gamle

boremetode til de sidst udførte boringer……..


Her er VCS indvindingsboringer

Bemærk oparbejdningsresultat med hexametafosfat


Det var VCS erfaringer,

men hvad med DK?

• Jupiter databasen indeholder oplysninger fra 261.563 boringer

• Heraf er der 56.210 boringer som har formålet vandværksboringer

• Dette dækker over undersøgelsesboringer, indvindingsboringer,

prøveboringer osv. Uanset om de havde succes eller ej.

• Udvælgelse kriterier:

– Udført i 4” eller større.

– Dybere end 10 meter

– Prøvepumpet med mere end 20 m3 /t

• Det undersøgte datasæt er nu reduceret til 18.088 boringer:

– De er udført i perioden fra 1900 -2012 og er fordelt over hele landet.

– De dækker forskellige dybder fra 10 til 304 meter.

• Datasættet danner nu grundlag for følgende påstand:

– Boringer udført med tørboremetoden giver faktisk et bedre

resultat end de øvrige metoder.


Andre boremetoder

(Skylle, ODEX osv.)

Lufthæveboringer

Tørboringer

(5783 (7562 (4373 vandværksboringer i Jupiter)

i Jupiter)


Oversigt over Vandværksboringer i DK

Data ”bare” plottet, men de er ikke korrekt sammenlignet!


Data er nu normeret!

Stadig er der en forskel…………

Bemærk at X‐aksen er logaritmisk

Så forskellen er faktisk lidt større!


Konstant afstand mellem rovandspejl og driftvandspejl

Større og større afstand mellem rovandspejl og driftvandspejl


Boringens specifikke kapacitet

Falder over tid som følge tilklogning


Oparbejdning af boringer!....

en ofte overset, glemt eller fravalgt løsning

• Oparbejdningsmetoder:

– Mekanisk rensning med børster

– Mammutpumpning (Airlift pumping)

– Start/stop pumpning med stor ydelse

– Hexametafosfat tilsætning og derefter

renpumpning

(særligt ved boremudder)

– Syrerensning (særligt ved kalkboringer)

• Eller kombinationer af disse!


Mekanisk rensning af boring i DK

Boring før mekanisk rensning Boring efter mekanisk rensning


Oparbejdning af boringer

Boring Specifik Før Specifik Efter Metode Resultat

Slimminge 1A 15,81 50,02 Udsyring + 216%

Slimminge 2A 14,29 25,00 Udsyring + 74 %

L 345 2,55 8,41 Hex/syre + 229%

Drastrup 4,1 6,3 Mekanisk + 51%

Bolbro a 19,6 54,7 Mek./hex + 174%

Bolbro b 6,5 13,3 Mek./hex + 104%

Bolbro c 7,2 11,9 Mek./hex + 65%


Oparbejdningsresultater

Specifik kapacitet m3/m sænkning


Nærfelts-tabets betydning ved pumpning

For filterstrømningshastigheden


Boringsfilter, gennemstrømningsareal

Åbningsareal fra 15‐40%

Åbningsareal fra 2‐ 8%

Åbningsareal

fra 5‐12%

Åbningsareal fra 15‐25%


Calculation of well efficiency using

steptest drawdown

S w = CQ 2 +BQ (Equation 1)

S w /Q = CQ + B (Equation 2)

where: S w = groundwater level drawdown (m)

fiency calculation using Jacob's Method

Time WL step 1 Drawdown 1 WL 2 Drawdown 2 WL 3 Drawdown 3

0 12.60 14.75 0.00 15.91 0.00

sultat 60 14.75 2.15 15.91 1.16 17.85 1.94

2.15 3.31 5.25

m3/t m3/s Drawdown Sw/Q

eld 1 61.9 Q1 0.017 S w1 2.15 125.0404

eld 2 90 Q2 0.025 S w2 3.31 132.4

eld 3 130.6 Q3 0.036 S w3 5.25 144.7167

rehole

Q = pumping rate (m 3 /s)

B =

C =

formation loss factor (s/m 2 )

well loss factor (s 2 /m 5 )

Yield Discharge Drawdown after Sw/Q Formation Loss Well Loss Formation

60 min.

Factor (B) Factor (C) Loss (BQ)

Turbul

ent

loss

(CQ 2 )

m3/h (m 3 /s) (m) (s/m 2 ) (s/m 2 ) (s 2 /m 5 ) (m) (m) (%)

Efficiency

(BQ/(BQ +

CQ2)] x

100

61.9 0.0172 2.15 125 106.97 1035.40 1.84 0.31 85.73

90 0.0250 3.31 132.4 2.67 0.65 80.52

130.6 0.0363 5.25 144.7 3.88 1.36 74.01

C

B


Filterscreen completely filled with

drilling fluid (Bentonite slurry

Pictures from a VCS Denmark borehole

videoinspection of new pumping well immediately

after 24 hours of development pumping.


oduktions

mkostninger

• Begge pumper yder

47 m3/h

• Difference i energi:

0.11 to 0.26 kWh/m 3


Energi forbrug

Pumpe type Løfte højde

inkl

.modtryk

SP 46‐3 24 m 47 m3/h 0.11

kWh/m3

SP 46‐7 57 m 47 m3/h 0.26

kWh/m3

SP 77‐2 20 m 86 m3/h 0.09

kWh/m3

SP 77‐4 42 m 84 m3/h 0.19

kWh/m3

Ydelse Energi Produktion Total energi

400.000

m3/year

400.000

m3/year

700.000

m3/year

700.000

m3/year

44.000

kWh/y

104.000

kWh/y

63.000

kWh/y

133.000

kWh/y

• A careful selection of the right pump for the production well can mean a world of

difference in energy consumption.

• A well documented borehole with regard to the specific yield and production

requirements can save a lot of money .

• Typical borehole life expectancy is more than 25 years……………


Konklusion og perspektivering

• Vandforsyningerne skal stille krav om god specifik kapacitet

• Vandforsyningerne skal ikke stille sig tilfreds med ”sandfrie” boringer.

• En renpumpning af en boring bør indeholde en god og effektiv

oparbejdning hvis der er brugt boremudder i processen.

• Bør følges op af en steptest som kan afsløre nærfeltstab og effektiviteten

• En videoinspektion af filter og forerrør ved aflevering bør dokumentere

renpumpningen.

• Da boringer ofte skal bruges mange år frem er det afgørende at de er så

gode som muligt når de er nye.

• Godt borearbejde er ofte ikke billigt og prisen bør ikke være den

afgørende konkurrence parameter.

• Brøndborerne kan udføre arbejdet, men det er i dag altid en ekstraydelse

som oftest ”glemmes” eller ikke efterspørges.


Tak for Jeres opmærksomhed

For yderligere information kontakt VandCenterSyd as

More magazines by this user
Similar magazines