Effektive indvindingsboringer, nødvendigheden af oparbejdning og overvågning af specifik kapacitet

Transkript

1 Effektive indvindingsboringer, nødvendigheden af oparbejdning og overvågning af specifik kapacitet ATV møde nr. 91 Boringer Hydrogeolog Johan Linderberg

2 Bæredygtig vandindvinding.

3 Er Jeres boring lige så effektiv?

4 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.

5 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.

6 Der er således stor forskel på resultaterne fra den gamle boremetode til de sidst udførte boringer.. Oversigt med VCS boringer Lokaliteter er sorteret parvis Boring Boremetode Hvem m3/time Sænkning Specifik ydelse Magasin NS240 Tørboring VCS ,8 Grus NS246 Lufthæve Ekstern ,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 ,75 Kalk L 345 Lufthæve Ekstern ,5 Kalk D 5 Tørboring VCS ,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

7 Her er VCS indvindingsboringer Bemærk oparbejdningsresultat med hexametafosfat

8 Det var VCS erfaringer, men hvad med DK? Jupiter databasen indeholder oplysninger fra boringer Heraf er der 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 m 3 /t Det undersøgte datasæt er nu reduceret til boringer: De er udført i perioden fra 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.

9 Andre boremetoder (Skylle, ODEX osv.) Lufthæveboringer Tørboringer (5783 (7562 (4373 vandværksboringer i Jupiter) i

10 Oversigt over Vandværksboringer i DK Data bare plottet, men de er ikke korrekt sammenlignet!

11 Data er nu normeret! Stadig er der en forskel Bemærk at X aksen er logaritmisk Så forskellen er faktisk lidt større!

12 Konstant afstand mellem rovandspejl og driftvandspejl Større og større afstand mellem rovandspejl og driftvandspejl

13 Boringens specifikke kapacitet Falder over tid som følge tilklogning

14 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!

15 Mekanisk rensning af boring i DK Boring før mekanisk rensning Boring efter mekanisk rensning

16 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%

17 Oparbejdningsresultater Specifik kapacitet m3/m sænkning

18 Nærfelts-tabets betydning ved pumpning For filterstrømningshastigheden

19 Boringsfilter, gennemstrømningsareal Åbningsareal fra 5 12% Åbningsareal fra 15 40% Åbningsareal fra 15 25% Åbningsareal fra 2 8%

20 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) Q = pumping rate (m 3 /s) B = C = formation loss factor (s/m 2 ) well loss factor (s 2 /m 5 ) C B fiency calculation using Jacob's Method Time WL step 1 Drawdown 1 WL 2 Drawdown 2 WL 3 Drawdown sultat m3/t m3/s Drawdown Sw/Q eld Q S w eld 2 90 Q S w eld Q S w rehole Yield Discharge Drawdown after 60 min. S w /Q Formation Loss Factor (B) Well Loss Factor (C) Formation 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

21 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.

22 roduktions mkostninger Begge pumper yder 47 m3/h Difference i energi: 0.11 to 0.26 kwh/m 3

23 Typical borehole life expectancy is more than 25 years Energi forbrug Pumpe type Løfte højde inkl.modtryk SP m 47 m3/h 0.11 kwh/m3 SP m 47 m3/h 0.26 kwh/m3 SP m 86 m3/h 0.09 kwh/m3 SP m 84 m3/h 0.19 kwh/m3 Ydelse Energi Produktion Total energi m3/year m3/year m3/year m3/year kwh/y kwh/y kwh/y 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.

24 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.

25 Tak for Jeres opmærksomhed For yderligere information kontakt VandCenterSyd as