Ensayo de Bombeo y Trazadores El Prat Nov-2000

PH-28

PH-27

SM-09

PCV-03

PB-03

PCV-03

PH-28

SM-09PH-27

PB-03

32.28 m

3.93 m

10.83 m

13.3 m

PB-03

SITUACIÓN

?

HIDROGEOLOGÍA

Cálculos previos

TIEMPO ESTIMADO:

SI:φ = 0.2T = 300m/db = 15 mentonces k = 20 m/dQB = 5 l/s

r1 = distancia PH-27 = 3.93 m

r2 = distancia SM-09 = 13.3 m

t0 = (b·π·φ·r2) / Q

t01 = (15·π·0.2·(3.93)2) / (5·86.4) = 0.35 d

t02 = (15·π·0.2·(13.30)2) / (5·86.4) = 19.3 d

Ttotal = 3 a 4 t0

Ttotal1 ≈ 3 a 4 (0.35) ≈ 1.4 dTtotal2 ≈ 3 a 4 (19.3) ≈ 60 d

MASA ESTIMADA:

Cmax ≈ 100 a 1000 C*C1* ≈ 0.1 mg/l (g/m3)C2* ≈ 0.1 µg/l (mg/m3)

M ≈ 2·Q·t0·Cmax

C1max ≈ 10 - 100 g/m3

C2max ≈ 0.01 - 0.1 g/m3

M1 ≈ 2·(5·86.4)·(0.35)·10 ≈ 3024 gM2 ≈ 2·(5·86.4)·(13.30)·0.01 ≈ 115 g

PB-03

PH-27

VERTIDO ALCANTARILLA

CAUDALIMETRO POZO DE BOMBEO

POZO DE INYECCION

3.93 m

BIDON ≈≈ 100 L

EMBUDO

TRAZADO 1ER PIEZÓMETRO (PH-27)

PROCEDIMIENTO

TRAZADO 1ER PIEZÓMETRO

A) SE VIERTEN 5 kg DE LiBr EN EL BIDÓN.

B) SI VAMOS A MEDIR Br,- ESTO REPRESENTA M=4600 g Br-

C) SE VIERTE EL CONTENIDO DEL BIDÓN EN EL PIEZÓMETRO.

D) CON UN BUEN SISTEMA SE AGITA LA SOLUCIÓN DENTRO DEL SONDEO PARA HOMOGENEIZAR LA MEZCLA

E) SE AÑADE 1 o 2 BIDONES MÁS DE AGUA AL PIEZOMETRO PARA DESPLAZAR EL TRAZADOR AL ACUIFERO

SM-09

PH-27

PB-03

13.30 m

TRAZADO 2º PIEZÓMETRO (SM-09)

A) SE VIERTEN 25.5 g DE FLUORESCEINA EN EL BIDÓN.

M = 25.5 g Fluoresceina

B) SE VIERTE EL CONTENIDO DEL BIDÓN EN EL PIEZÓMETRO.

C) SE AGITA LA SOLUCIÓN DENTRO DEL SONDEO PARA HOMOGENEIZAR LA MEZCLA

D) SE AÑADE 1 o 2 BIDONES MÁS DE AGUA AL PIEZÓMETRO PARA DESPLAZAR EL TRAZADOR AL ACUÍFERO

SE AGITA BIEN !!

SE VIERTE EN EL PIEZÓMETRO....

....CON MUCHO CUIDADO !!

- SE AGITA BIEN DENTRO DEL PIEZÓMETRO

- SE AÑADE AGUA AL PIEZÓMETRO

SE MIDE CON LOS EQUIPOS DE CAMPO:

- ELECTRODO SELECTIVO DE Br-

- CE / Tª

- SE TOMAN LAS MUESTRAS (4 POR HORA, 125 ml)

Resultados iniciales

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

22/11/00 11:00 23/11/00 11:00 24/11/00 11:00 25/11/00 11:00 26/11/00 11:00

2.00

2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

2.30

Potencial (mV)

Conduct. (mS)

Caudal (m3/d)

050

100

150200250300350

400450500

22/11/00 11:00 23/11/00 11:00 24/11/00 11:00 25/11/00 11:00 26/11/00 11:00

?¿

Posibles problemas:

recirculacion agua

espesor (b) no constante

bombeo no constante

heterogeneidad

mal funcionamiento equipos

etc

Alcantarilla

Recirculación

b b’ b’’

Ar

en

as

f

in

as

!

!?

?

HETEROGENEIDAD

Br-EN CAMPO SE OBTIENEN CURVAS “RARAS”

SOLUCIÓN PATRÓN CON DIVERSAS CONCENTRACIONES DE Br-Y SE MIDE EL POTENCIAL Y SE CORRELACIONAN.

LOS RESULTADOS DE CAMPO ESTAN “MAL”

UNA PELÍCULA DE PARTICULAS FINAS ENSUCIA EL ELECTRODO DE MEDIDA.SE ARREGLA Y VUELVE A MEDIR BIEN. SE CALIBRA CON LOS PATRONES.

SE MIDE EL POTENCIAL DE NUEVO EN TODAS LAS MUESTRAS Y SE CORRELACIONA CON LA CONCENTRACIÓN.

SE OBTIENE, POR FIN,LA CURVA DE LLEGADA DEL Br-

FLUORESCEINA

PARA LA FLUORESCEINA SE HACEN DOS SESIONES:

1ª SESIÓN: IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN DEL PICO

2ª SESIÓN: CUANTIFICACIÓN DEL PICO

ppb (Fluoresceina)

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Serie1

Serie2

y = -31.393x + 80.928R2 = 0.9849

0

20

40

60

80

100

0 0.5 1 1.5

ml ini ml tot mol mol tot conc logc E mV0 20 0 0 0 #¡NUM! 82

0.5 20.5 2.17E-07 2.17E-07 1.260866 0.100669 750.75 21.25 3.26E-07 5.43E-07 3.040912 0.483004 67

1 22.25 4.34E-07 9.77E-07 5.227635 0.718305 601.24 23.49 5.39E-07 1.52E-06 7.6806 0.885395 541.5 24.99 6.52E-07 2.17E-06 10.32255 1.013787 491.75 26.74 7.6E-07 2.93E-06 13.0302 1.114951 44

2 28.74 8.69E-07 3.8E-06 15.7209 1.1964775 33.74 2.17E-06 5.97E-06 21.05205 1.32329410 43.74 4.34E-06 1.03E-05 28.05787 1.44805515 58.74 6.52E-06 1.68E-05 34.09404 1.532678

Br-

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

muestras

mg/

l Br

-

RESULTADOS

masa inyectada (g) 4600caudal medio (l/s) 4.7espesor aq (m) 15distancia inyec-bomb (m) 3.93

porosidad

t0 = (pi*b*m*r2)/Q

t0 (h) = 11.8 horas

m = (t0 * Q) / (pi * b * r2) = 0.274

coef. dispersión

sigma1(11.2%) horas = 8.5 0.138sigma2(58.8%) horas = 43 1.300

Vel (m/d) = 7.99

vel=Q/(2*pi*b*m*r) = 4.00D (m2/d) = (sigma^2 * Vel^2) / (2 * t0) = 8.39 m2/d

0.3127.45

dispersivitatalfa = D / Vel 2.10 m

0.086.869

[mg/l] Br

0

5

10

15

20

25

0 24 48 72 96

c/c0 (%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 24 48 72 96

σ1

σ2

t0

Resultados Analíticos

masa inyectada (g) 4600caudal medio (l/s) 4.7espesor aq (m) 15distancia inyec-bomb (m) 3.93

porosidad

t0 = (pi*b*m*r2)/Q

t0 (h) = 9.33 horas

m = (t0 * Q) / (pi * b * r2) = 0.217

coef. dispersión

sigma1( 7 %) horas = 7 0.097sigma2(37%) horas = 12.3 0.124

Vel (m/d) = 10.11

vel=Q/(2*pi*b*m*r) = 5.05D (m2/d) = (sigma^2 * Vel^2) / (2 * t0) = 0.40 m2/d

0.310.50

dispersivitatalfa = D / Vel 0.08 m

0.060.100

[mg/l] Br

0

5

10

15

20

25

0 24 48 72 96

c/c0 (%)

0

10

20

30

40

50

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

σ1

σ2

t0

*ajuste de las 24 h (1º tramo) del anterior

masa inyectada (g) 25.5caudal (l/s) 4.7espesor aq (m) 15distancia inyec-bomb (m) 13.3

porosidad

t0 = (pi*b*m*r2)/Q

t0 (h) = 82

m = (t0 * Q) / (pi * b * r2) 0.166

coef. Dispersión (D)

sigma1(16% = 0.25%) horas 64.58 0.726sigma2(84% = 1.35 %) horas 105 0.958

Vel (m/d) = 3.89

vel=Q/(2*pi*b*m*r) = 1.95D (m2/d) = (sigma^2 * Vel^2) / (2 * t0) = 0.39 m2/d

0.290.51

dispersivitatalfa = D / Vel 0.20 m

0.150.26

lambda L = (ln(c2)-ln(c1))/(t1-t2) = 0.05686883

[ppb] Fluoresceina

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 24 48 72 96 120 144 168 192

c/c0 (%)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 24 48 72 96 120 144 168 192

σ1

σ2

t0

10 10

r (m) b (m) Q (l/s) BROMURO r (m) b (m) Q (l/s) FLUORESCEINA3.93 15 4.7 13.3 15 4.7Pe Cd C(g/m3) td t (horas) Pe Cd C(g/m3) td t (horas)40 0.7 10 1.1 10 100 0.31 0.1 1.2 100

Dispersivitat 0.098 m Dispersivitat 0.133 m

porositat 0.211 porositat 0.169

masa 2197.403 g masa 454.839 g

resultados segun curvas tipo (Carrera y Walters, 84) resultados segun curvas tipo (Carrera y Walters, 84)

1 . 0 0

1 0 . 0 0

1 0 0 . 0 0

0 . 1 0 1 . 0 0 1 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0t

C

0 . 0 1

0 . 1 0

1 . 0 0

1 . 0 0 1 0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 1 0 0 0 . 0 0

t

C

AJUSTE POR CURVAS TIPO (CARRERA Y WALTERS, 84)

160 180 200 220 240 260 280 300 320 340

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

240 242 244 246 248 250 252 254 256 258 260 262 264240

242

244

246

248

250

252

254

256

258

260

262

264

PH-28

SM-09PH-27

PB-03

MODELACIÓN

MEDIO HOMOGENEO E ISOTROPOFLUJO RADIAL (Q = 4.7 l/s)VALORES PREVIOS:

T=300 m2/dS= 0.2POROSIDAD = 0.2DISPERSIVIDAD (m) = 0.1 RETARDO = 1

-0.35-0.3

-0.25-0.2

-0.15-0.1

-0.050

0.05

0 1 2 3 4 5 6

tiempo

niv

ele

s

CALCULADOP-A MEDIDOP-A

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0 1 2 3 4 5 6

tiempo

niv

ele

s

MEDIDOP-C CALCULADOP-C

-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

00.1

0 1 2 3 4 5 6

tiempo

niv

ele

s

CALCULADOP-B MEDIDOP-B

-1.4

-1.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0 1 2 3 4 5 6

tiempo

niv

ele

s

CALCULADOP-D MEDIDOP-D

-4-3.5

-3-2.5

-2-1.5

-1-0.5

00.5

0 1 2 3 4 5 6

tiempo

niv

ele

s

CALCULADOP-BOM MEDIDOP-BOM MODELACIÓNPARAMETROS DE FLUJO:T (m2/d) = 161S = 0.16

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 2 3 4 5 6

tiempo

con

cen

trac

ion

CALCULADOP-B MEDIDOP-B

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 1 2 3 4 5 6

tiempo

con

cen

trac

ion

CALCULADOP-D MEDIDOP-D

0

5

10

15

20

25

30

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

tiempo

coce

ntr

acio

n

CALCULADOP-BOM MEDIDOP-BOM

012345678

2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

tiempo

co

ce

ntr

ac

ion

CALCULADOP-BOM MEDIDOP-BOM

MODELACIÓN

modeloBr Fluoresceina Br Fluoresceina

T (m2/d) 161K (m/d) 10.7

S 0.16

porosidad 0.22 0.166 0.21 0.169 0.16Dispersividad long (m) 0.08 0.15 0.098 0.133 0.1

Dispersividad transv (m) 0.05retardo 1.25

analitico c. Tipo

Resumen de los resultados

CONCLUSIONES ENSAYOS DE TRAZADORES

•Diseño previo

•precauciones•tipo trazador•tiempo•masa•inyección•medidas

•valores obtenidos

•coherencia entre métodos

0

5

10

15

20

25

30

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

tiempo

coce

ntr

ac

ion

CALCULADOP-BOM MEDIDOP-BOM

INYECCIONBr

INYECCIONFluoresceina

Curva de llegada

Bombeo