Pompproef M219 te Vierakker

(1)

(

INSTITUUT VOOR CULTUURTECHNIEK EN WATERHUISHOUDING NOTA 405, d, d. 3 augustus 1967

Pompproef M219 te Vierakker J, J, de Vries

Nota's van het Instituut zijn in principe interne communicatiemid-delen, dus geen officiiHe publikaties,

Hun inhoud varieert sterk en kan zowel betrekking hebben op een eenvoudige weergave van cijferreeksen, als op een concluderende discussie van onderzoeksresultaten. In de meeste gevallen zullen de conclusies echter van voorlopige aard zijn omdat het onder-zoek nog niet is afgesloten.

Bepaalde nota's komen niet voor verspreiding buiten het Instituut in aanmerking

(2)

(

1

-Inleidi~

Op 17 en 18 april 1967 is ten behoeve van het geo-hydrologisch onder-zoek in de Achterhoek een pompproef uitgevoerd in de omgeving van Vierakker,

Hiertoe werden de boringen M219, M220, M221 en M222 gezet, Hiervan werd M222 ingericht als pompput terwijl M219, 14220 en M221, die respectieve-lijk gelegen zijn op een afstand van 135 m, 45 men 15 m van de pompput, afgewerkt werden als waarnemingsputten,

In deze boringen werd zowel op ongeveer 25 m beneden maaiveld als op ongeveer 2 m beneden maaiveld een waarnemingstilter geplaatst,

Als pompfilter ia een met glasvlies omwikkeld spleetfilter van P,V,C,, met een diameter van 311 _{en een lengte van 17 m gebruikt.}

Verder zijn waarnemingen verricht in de bestaande waarnemingabuizen M184, M185 en 33H/83 (voor lokatie zie fig, 1),

(M185, die niet op fig. 1 is aangegeven, ligt ongeveer 3,5 km ten noord-oosten van het proefgebied),

Hydra-geologische situatie

In figuur 2 is een litho-stratigrafisch profiel weergegeven, Zoals hieruit blijkt worden de watervoerende formaties gevormd door matig fijne-tot middel grove zanden waarin plaatselijk grindhoudende lenzen voorkomen, Verder zijn verspreid door het profiel dunne leemlaagjes aangetroffen die echter een beperkte horizontale uitbreiding te zien geven en dus niet als belangrijk storende horizonten gezien behoeven te worden,

Het watervoerende pakket begint op enkele meters beneden maaiveld als Formatie van Kreftenheye die van fluviatiele oorsprong ia, Op ongeveer 15 m diepte gaat deze formatie over in fluvio-glaciale afzettingen die zich waar-schijnlijk tot een diepte van meer dan 70 m uitstrekken, Waarwaar-schijnlijk ech-ter beginnen op geringere diepte reeds slecht doorlatende kleilagen, die als ondoorlatende basis zijn te beschouwen,

In het algemeen wordt het sediment na 40 m diepte fijn zandiger en neemt het slibgehalte toe,

Op de overgang tussen de formatie van Kreftenheye en het Fluvio-glaci-aal werd enkele meters glimmerrijk, veenhoudend materiFluvio-glaci-aal aangetroffen, Waarschijnlijk behoren deze afzettingen tot het Continentaal Eemien,

115

ICW-nota 405

Team Integraal Waterbeheer Centrum Water&Klimaat Alterra-WUR

(3)

(

-(

2

-Grondwaterstandswaarnemingen

Teneinde een indruk te verkrijgen van de beweging van de grondwater~~ . spiegel onder invloed van het seizoen tijdens de pompproef, werden in de pe-riode van 5 april tot 20 april grondwaterstandswaarnemingen verricht, In

figuur 3 zijn de waarnemingsuitkomsten van enkele diepe filters als tijd-stijghoogtelijnen weergegeven,

Hieruit blijkt dat in de periode dat de pompproef plaatsvond de na-tuurlijke daling van de grondwaterstand ongeveer 2 cm/dag bedroeg, Analyse van de bij de pompproef verkregen gegevens

Van 17 april 10,22 uur tot 18 april 11.45 uur werd met een constant debiet van 850 m3/dag gepompt, De hierbij optredende potentiaaldalingen zijn voor de diepe- en de ondiepe filters, respectievelijk in de figuren

4 en 5 weergegeven als tijd-potentiaalcurven,

Deze curven zijn gecorrigeerd op de natuurlijke grondwaterstandsdaling, Zoals uit deze figuren blijkt was aan het einde van de proef nog geen evenwicht ingetreden. Verder geven de maximale dalingen uitgezet tegen de afstanden tot de pompput op dubbel logarithmisch papier een rechte lijn, zo-dat we mogen concluderen zo-dat het water zich door het gehele watervoerende pakket als zuiver freatisch gedraagt,

De maximale potentiaaldalingen aan het einde van de proef waren als volgt: Maximale potentiaaldalingen diep ondiep M221/ 15 m 20 cm 20 cm M220/ 45 m 12 cm 11 cm M219/135 m 4,5 cm 2,5 cm

Hierop dient echter nog een correctie te worden toegepast in verband met het feit dat we met een onvolkomen put hebben te maken, waardoor nabij de pompput een extra weerstand optreedt tengevolge van radiale stroming,

Voor de correctie op de potentiaaldalingen geldt de volgende formule: "' ~ _{onvolkomen -} ~ _volkomen

=_g_

_2wkD , -2D ç L -1 ( • s 1 n - -mrb · nh n= 1 n D . nna) nnz K (nnr) SJ.n

D

,

cos ! ) , 0 D 115

(4)

(

3

-hierin is:

~ de potentiaaldaling in m

Q de putopbrengst in m3/dag

D de dikte van het watervoerende pakket ~

60

m

kD de doorlatendheid in m2/dag

~

2500 m2/dag (geschat)

h de lengte van het pompfilter

b de afstand van bovenkant pompfilter tot ondoorlatende basislaag

=

48

m

a

h

z

de afstand van onderkant pompfilter tot ondoorlatende basislaag

= 32 m

de lengte van het pompfilter = 17 m

de afstand van het midden van het pompfilter tot de ondoorlatende basislaag =

40

m

r de afstand van de pompput tot de waarnamingaput in m

K

0 een gemodificeerde Besselse fUnctie

Volgens deze formule moet op de potentiaaldaling in de buis op 15 m een correctie van 8 cm worden toegepast, en op de daling in de buis 45 meen correctie van 1 cm.

Deze bedragen lijken niet waarschijnlijk, aangezien het potentiaalveld zonder deze correcties het juiste verloop toont voor freatisch water. Wor-den deze correcties toegepast dan ontstaat een onwaarschijnlijk potentiaal-veld, De oorzaak van het verschijnsel dat de invloed van de radiale stroming geringer is dan uit de formule zou blijken ligt mogelijk in het feit dat zich onder het pompfilter vrij stugge kleilagen bevinden,

In het volgende zal een correctie van 2 cm worden aangebracht op de potentiaaldaling in de put op 15 m,

Methode van Theis

Voor dit niet-stationaire stramingageval geldt de formule van Theis:

00 115 - u e - d u u ICW-nota 405

(5)

(

4

-hierin is: àh de potentiaaldaling in m Q de putopbrengst in m3/dag kD de doorlatendheid in m2/dag

r de afstand van de waarnamingaput tot de pompput

t de tijd in dagen, verlopen sedert het starten van de pomp

S de storage-co~ffici~nt

r2

s

u = 4kDt

In figuur 6 is de grafische voorstelling van deze integraal weergegeven voor de verschillende waarnemingsfilters, Vergelijking van deze curven met

..

de zogenaamde type-curve van de functie

I

e-uu du levert

u komsten: voor M221 _4ekD

=

2,5 0 10-2 -+ kD

=

2700 m 2 /dag en

_s

4kD

=

6 1é +

s

=

2 0 10-3 voor M220 4ekD

=

1,5 0 10-2 + kD

=

3400 m 2 /dag en

_s

4kD = 107 voor M219

4 ~kD

=

8 en

_s

4kD = 8 +S

=

1,4 0 10-4 , 10-3 + kD = 8000 m2/dag 106 +

s

= 4 0 10-3 de volgende

uit-Deze laatste uitkomst is zeer onwaarschijnlijk, Een dergelijke hoge uitkomst voor de kD-waarde kan een gevolg zijn van vertraagde levering van water, waarop ook het feit wijst dat de ondiepe buis pas na 200 minuten potentiaaldalingen begint te vertonen.

Formule van Thiem

Tegen het einde van de pompproef blijven de verschillen in potentiaal-daling tussen de verschillende diepe filters constant, Verder blijkt uit het voorgaande dat radiale weerstanden geen grote rol ztulen spelen zodat we bij benadering met horizontale stroming hebben te maken,

Voor dit stromingsgeval geldt de formule van Thiem:

(6)

( 5 -h - h Q=21!tdl 1 2 r2 l n -rl hierin is: Q de putopbrengst in m3/dag kD de doorlatendheid in m2/dag h

1 en h2 respectievelijk de potentiaaldalingen aan het einde van de proef in de putten gelegen op afstand r

1 en r2 van de pompput Toegepast op

M221 en M220 levert dit kD = 2500 m2/dag

dit 2

M221 en M219 levert kD = 2000 m /dag M220 en M219 levert dit kD = 1800 m /dag 2

Conclusie

De uitkomsten volgens Theis (ongeveer 3000 m2/dag) en volgens Thiem (ongeveer 2000 m2/dag) liggen nogal wat uit elkaar, Waarschijnlijk is in dit geval het resultaat volgens Thiem het meest betrouwbaar,

De doorlatendheid zal tussen de 2000 m2/dag en de 2500 m2/dag liggen,

115

ICW-nota 405

(7)

6 -Literatuur

HYDROLOGISCH COLLOGim4. Permanente grondwaterstroming naar putten, T,N,O, THEIS,

e.v.

The relation between the lowering of the piezo metric surface

and the duration of discharge of a well using groundwater storage, T,A,G,U, vol, 16 1935,

THIEM, G, HydrologiacheMethoden, Gebhardt, Leibzig 1906,

TODD, D.K. Groundw~ter Hydrology, John Wiley 1964

(8)

..--(.') lL

--q)

I

"

~

"'

0> ._<>.

~

"'"'

(\/

"'

L:

a;

.

.... .c: <V u 0 "' L Q) o.:p a. 0

E

~ 0 ·-a.. 1/) c

"

u

"

0 > E

§

0 ~ 0 ICW-nota 405

(9)

M221 M220 M219 15m 45m 135m

':o~

k

10~

N

r-'···ll

: : : : : : : · . : : _ _ _ _ _ _ _ _ •

!

~

: .. :.

• 0

---·~-':

'-••••m'' ___

--- ---

Jftj ______ _

.

.. ;...,; . :

s

_ --•L f_g_rJ_d _ _ .. _ ... ' . ' ' _ dlll.l.ViuD\ .. 11 - .. -NAP 10

1-I

20 30 40 0 ... Formatie van Krertenheije

-~-...

Form. : : : : :: van

r-:- .-:-

1

r.-~~+

1: = = = =

:~--Kreft. · : : :~: __

"""·*

---

--• --• 0 • • •

•

10

I

---

---·,...;.;._,·

---:.

~. '.1-~ C~!l_:ine~._Ee~~cgen 1 . . "0" .. 0 I ! I 1 1 'o' 'o' 'o' ·o·

: tp :

20m ---1-:- -.1---Fluvio- 91ociale afzettingen

1::;.:::::1

zand

c::::::J

.

..

c:=J

.

"

E:J

" uso : : !>: : :

-: -:((!-:-:

: :o: :o::

:o: :o: :o:

:: :o:::

u 50 80 u 30 50

u 30

[!]]]!]]]

zware leemIk lei

m

lichte " I " ~ grind

~

pompfilter ::~ ~::: _-5_o:n}::~j~~~!:-_

---

--~ ~: • b" •• I!>: !>: !>:

Fluv. l·o· ·o·,glac.

: lp :

afz. ·9~o?~ 0 .o . . '"T"T"

::l::

~ • .A..' • 0 •

::J"':

...

. :9. . ,0, ~

=

E§J

- houtresten _[0 waarnemingstilter

~ humus

M184

l

;...:..· ·..:..,.·

.. zand -I

:en:

:I dil."

-F'orm.

1· · · · ·

_{: : :o: : :}

'I v. Kreft. : : : : : :

---:o: :

Fluvio -glee.,: :

:0: : :

afz. : :o; :o: :

i•. JJ • •• ,. ·o· .".., .. 1 . . . ~ . . -oooo·

:ot:IiO:

. . o . .

: :o:

:o: :

'·o· ·o·

: :o: :

i>:

:U:

i>:

-o-ó·ó·

~

.

-~:

m

10 NAP 10 20 30 40

(10)

.""'-..

•

.•

0 Pompproef M 219 Tijds tijghoogtelijnen van het diepe grondwater

V

0

I

•

0

.

~\

/"~•

\0\

x ' \ • 0

I

~cm

•

\

~.""o

\ " 2

t

·----· .

"-x

\

.

x

\

"\

"

pompproef 0 • •

\

\-'~

\~:o•

'

_·-

_, \ -x

\1

'><-x " '--x/ 5/4 6{4 714 8!4 9/4 10/4 11/4 1214 13/4 14/4 15/4 16/4 17/4 18/4 19/4 20!4 • 33H /83 x M 185 o M 184 • M 220 FIG. 3 ICW-nota 405

(11)

"'

.!: x 0 '

"

'

"

'

"

'

"

' 0 0 E u ' ~ N \ ~ ti '

"

~ [j ij

\

.t

.c. I C: ' 0 -~ 1 L \ 01 ó I x I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 0 0 x ' I I I I '

'

0 f/

lo

f

;.0

0 I 0

lE

0 u

I

ó

(-r

0 E u N

--/ , ' ,x ' ' ' , _,

"

/ , 0 ,'"

/

I 0 ' ' 1' I '

/j

I '

///

,' 0 ,','/

"

.

//

I I I I ' 0 I I 0 I

0

E oO !:!

!

I I '

'I

I'

i!

I '

,,

I•

!I

r

'f-i

.

"'

c;; l:

I

.

I

~

I

~

"'

.

_f

y

I

E I oO

...

I I /

/

E u 0 •

I

grondwaterstandsdaling I I

"'

o-_.o 0 I I I I • :I I

"

' _'I

,:;·

I' ~~

i'

;·

I ' ' I

"

' ' ' , x ,' ,V

C''b

~ N 0 ~ 0 ~ ...-: 0 c QJ +' ::J c

E

Alterra-WUR

(12)

1.0

.,

0 ::J 0. ~ 0

..

(I)

.,

Vl

..

₀ ::J 0. Vl 0. 0 ::J 1.0 0.1 1 Pompproef M 219 ~0 0 ~--0--- 0 ...

I

2 cm ·~ •

I

1 cm 10 FIG. 5

Tijdpotentiaalcurven van het ondiepe grondwater

I

2cm

----x---:--x

.--_____

x

.

x---

grondwaterstandsdaling

o.l.v. het seizoen

0 0 0 0 0 0 0 0

----=.:..::..:.::---

_-~ _{-- ...} .x.-0 0 o..., -- ... o, ... o 'X ·~ 221 (15m)

1 ~

'',,M 219 (135m) 0.5 cm ', ' _' \

.\

\

.

-~

..

~

-'

~"-

_-~--

\

0

.

--

\ ... - 0 M 225 ( 45m)

·-·-·-·--.

'·~----

\

""---,._

-·

.

102

.

"""~~"'-,

'·

..

,

', 'x,

-~-·~··

103 tijd in minuten ICW-nota 405

(13)

1ö2 "0 ~

I

(]) ;::!. ë" 0 Cl. 0 :::l \0 :::l

3

10-1 10

I

0

•

0 ' 4kD

s

0/.o' 0 /x

-to

0~

. . :;;::---

L,

.

~·----·---'~

_.

'

7 '

'

/

:

-"~x

jw(xif";-.=;-_..".-x _.-x 1 1 X

x~~

• ' I

• -h

x x

x~

~·.

-x

·-·

-·-• • • • • M 221 (15 m) · - · - · - x M220(45m) - · - o M 219(135m) Q 411kD 104 ₁₀ ₁₀ ₁₀

7

r2 /t in m per dag