Slug and bail- down testi

Akifer deneylerinin tamamlanması pompaj kuyusunun ve gözlem kuyu/kuyularının açılma maliyetine ve personelin harcayacağı zamana bağlı olduğu için pahalıdır.Üstelik, akiferdeki su kirlenirse, kirli suyun uzaklaştırılmadan önce iyileştirilmesi gerekebiliceği için bu durum mantıklı olmayabilir.

Akifer testine alternatif olarak basma veya çekme deneyi dar çaplı kuyuda yapılabil-
mektedir.Bu tip deney, gözlem kuyusunun çok yakınındaki formasyonun hidrolik iletkenliğini
tanımlamak için kullanılmaktadır.Belirli hacimdeki su gözlem kuyusundan hızlı bir şekilde çekilebilir veya gözlem kuyusuna doldurulabilir.Su seviye düşümlerinin veya yükselimlerinin miktarı ölçüldükten sonra bu verilerin analizi uygun bir yöntemle yapılır.
Dar çaplı bir kuyudaki su seviyesi bozulduğunda bazı tepkiler açığa çıkabilir.Su seviyesi başlangıçta düz şekilde bulunan statik seviyesine üstel olarak yükselebilir.Bu tepki aşırı södürmeli olarak ifade edilir.İkinci tepki, dalgalanmalar sönümleninceye kadar dalga büyüklüğü zamana bağlı olarak azalan statik su seviyesinin çevresindeki su seviyesinin dalgalanması şeklinde olup, az söndürmeli olarak tanımlanır.Bu durum çoğunlukla su sütunun kalın olduğu ve iletimliliği yüksek akiferde açılmış kuyularda açığa çıkabilir.Uygun yöntem analizinin seçiminde, başlangıçtaki yük değişimine su seviyesinin tepkisinin dikkate alınması gereklidir.
Cooper,Bredeoeft ve Papadopulos tipik bir kıvrım method geliştirdi.(1967)Bu yöntemde söz edilen basınçlı akifer donanımsız veya filtreli olarak tamamen delinmiştir.Belirli bir hacimdeki su birkaç saniye içerisinde kuyuya boşalır.Bu durum su seviyesinin başlangıç yükünün üstünde maksimum yüksekliğe,Ho (L; m veya cm) çıkmasına yol açar.Buradaki aşırı yük, suyun kuyudan formasyona süzülmesi sonucu azalacaktır.Su seviyesinin azalması ile orijinal kotun üstündeki su seviyesinin yüksekliği,H(L;m veya cm) zamana, t (T;s) bağlı olarak ölçülmektedir.
Suyun kuyunun içine boşaltılması gerekmez.Kuyudaki su,deliksiz (kapalı) bir borunun (slug veya basıcı) kuyuda belirli bir seviyeye çabucak indirilmesiyle yerdeğiştirebilir. Basıcının hacmi, formasyona akması gereken suyun hacmine eşit hacimdeki su ile yer değiştirecektir.Ayrıca, kuyudan belirli bir hacimde su almak suretiyle çekme deneyi yapılabilir; bu durumda kuyu içindeki su seviyesi yükselir.
Skibitzke uygun bir bail – down test geliştirdi, akiferin sınırlandırılması için, kullanılan tezin iyileştirilmesi denklemi, 1/t aritmetik haritalarında tekrar arta kalan geri çekilme planı var.Bir dogru çizgi eğimi inşa edilir.Uygun bir sayı seçilir,eğim üzerinde bu yerden 1/t tespit edilir ve denklemde kullanılır.
T=V/4пts’

Ferris ve Knowles bir slug test için bir eşit denklem geliştirdi;

T=V/4пts

Tutarlı birim için yeri;
V=Eklenen suyun hacmi yada kuyudan boşalan su =L3
t= Suyun geri çekilme yada arta kalan zaman =T
s= Geri çekilme miktarı bir slug eklenmiş test =L
s’= Arta kalan geri çekilme miktarı bir bail – down test’den =L

Her iki method da sık sık kullanılır,onların sınırları tanınmış olsa bile,yaygın kullanılan bir test Hvorslev tarafından geliştirildi.Her iki su tablosu için Hvorslev çözümü kullanılabilir ve sınırlı akiferler ve bir çeşit kuyunun şartları için .
Hvorslev Basma Deneyi Yöntemi
Çoğu zaman piyezometreler veya burguyla açılmış kuyular akiferin tamamını kesmeye-
cek şekilde yerleştirilmişlerdir.Bunlar genellikle yeraltı suyu seviyesini gözleme ve yeraltı suyu kalitesi amaçlı numune alımına yönelik olarak belirli bir derinliğe yerleştirlir. Filtrelen miş formasyonun hidrolik iletkenliğini hesaplamak amacıyla söz konusu piyezometrelerde kullanılmak üzere Hvorslev yöntemi (Hvorslev,1951) olarak anılan kullanılışlı bir yöntem bulunmaktadır.
Piyozemetrenin düşük geçirgenlikli birime yerleştirilmesi durumunda yöntemin uygulanması için özel bir dikkat gösterilmelidir.Böyle durumlarda kil biriminde burguyla bir delik açılır, kuyu ve kuyu filtresi donanımsız kuyuya kadar indirilir ve kuyu filtresi ve donanımsız kuyunun duvarı arası olan anülüse çakıl doldurulur.Böyle şartlar altında kuyu filtresinin yarıçapı (R) delinen kuyunun yarıçapı olup, kuyu filtresinin uzunluğu (L) çakıl zarfının uzunluğudur.(çakıl zarfı ideal olarak kuyu filtresinin üstünde bir ile birkaç ft’e kadar genişlemekte ve donanımsız kuyunun kalan bölümü çimentolanmaktadır.
Hvorslev yöntemi doğal olarak, yalnızca su tablasının altına uygulanabilir.Basıcı veya slug adı verilen kapalı boru şeklindeki bir metal parçasını kuyu içinde orijinal su yüzeyi veya statik su seviyesinin altına kadar daldırmak suretiyle su seviyesi yükseltilebilir.Bu miktar, basıcı hacmine eşit olarak kuyuya eklenen su hacmine eşittir.Kuyudaki su seviyesi basıcının alçalma süresinden önce ölçülür.Basıcı bırakıldıktan sona kuyudaki su seviyesi tekrar ölçülmelidir.Su seviyeleri su seviyesi statik seviyeye düşünceye kadar belirli aralıklarla ölçülmelidir.Basıcı kuyuya bırakılmadan önce statik su seviyesinin üstündeki su seviyesi yüksekliği ho’dır.Basıcı düşürüldükten belirli bir süre (t) sonra statik su seviyesinin üstündeki su seviyesinin yüksekliği h’dir.h/ho oranları hesaplanır ve yarı logritmik kağıdın üzerine karşılık gelen veriler aşagıdaki şekilde gösterildiği gibi işaretlenir.Zaman – düşüm verileri düz bir çizginin üzerinde yer almalıdır.
Piyezometrenin uzunluğu kuyu filtre yarıçapından 8 kat büyükse ( Le/R>8) aşağıdaki formül kullanılır;

K=[r2 ln(Le/R) / (2Le×t37)] Bu eşitlikte,

K : hidrolik iletkenlik (L/T; m/gün veya cm/s)
r : donanımlı kuyunun yarıçapı (L; m veya cm)
R : kuyu filtresinin yarıçapı (L; m veya cm)
Le : kuyu filtresinin uzunluğu (L; m veya cm)
t37 : su seviyesinin başlangıçtaki değişimin % 37’sine yükselmesi veya düşmesi için geçen sürüedir.

Hvorslev(1951) tarafından farklı piyezometre geometresi ve akifer şartları için sunulmuş formüllerden bir tanesidir.Ancak, söz konusu eşitlik oldukça kullanılışlı olup, uzunluğun kuyu filtre yarıçapından önemli ölçüde büyük olduğu çoğu piyezometre tasarımları için serbest akifer şartlarına uygulanabilir.
Oldukça geçirgen malzemedeki piyezometeler su seviyesini 30s veya daha az sürede eski haline getirebilir.Böyle durumlarda su seviye değişimlerini otomatik eloktronik sinyal sistemiyle kaydeden alet gibi kuyudaki basınç değişimlerini kaydedecek basınç iletim sistemini kullanmak gereklidir.Bu tür bir ticari alet, su seviyesini her saniye ölçer ve otomatik olarak kaydeder.Düşük geçirgenlikli killerdeki piyezometreler saatlerce, günlerce ve aylarca kalabilir.Böyle durumlarda su seviyeleri şerit metre ile kolayca ölçülebilir.



BOUWER VE RİCE BASMA DENEYİ YÖNTEMİ

H.Bouwe tarafından çok yararlı bir basma deney yöntemi geliştirilmiştir.(Bouwe ve Rice,1976; Bower, 1989)Bu deney, donanımsız sığ kuyulara veya filtreli kuyulara uygulanabilmektedir.Söz konusu kuyular tamamen veya kısmi penetrasyonlu olabilir.Bu yöntem başlangıçta serbest akiferler için geliştirilmiş olmasına rağmen, kuyu filtresi basınçlı katmanın tabanının üstünde belirli mesafede bulunuyorsa basınçlı akiferlerde de kullanılabilir.
Bouwer ve Rice basma deneyine ilişkin sığ kuyunun geometresindeki rc parametresi su seviyesinin yükseldiği donanımlı kuyunun yarıçapıdır ve R kuyu filtresinin çevresindeki çakıl zarfının veya geliştirilmiş bölgenin yarıçapıdır.
Bouwer ve Rice eşitliği şöyledir;

K=[(rc2 ln(Re/R)/ 2Le ) ×1/t ln (Ho/Ht)]bu eşitlikte,

K : hidrolik iletkenlik ( L/T; m/gün veya cm/s)
r : donanımlı kuyunun yarıçapı (L; m veya cm)
R : çakıl zarfının yarıçapı (L; m veya cm)
Re : yükün dağıldığı etkili ışınsal mesafe (L; ft, m veya cm)
Le : kuyuda suyun girdiği filtrenin veya kuyunun donanımsız bölümünün uzunluğu (L; m veya cm)
Ho : t=to zamanındaki düşüm (L;m)
Ht : t=t zamanındaki düşüm (L;m)
t : H=Ho’dan sonra geçen zamandır (T; gün veya s)

Yükün dağıldığı etkili mesafe ( Re) aynı zamanda kuyudan itibaren K ortalama değerinin ölçüldüğü karakteristik mesafedir.Ancak, belirli bir kuyu için Re’nin değeri bilinemez.Bouwer eşitliğinde bulunan boyutsuz ln(Re/R) oranını hesaplama yöntemini göstermiştir.(Bouwer ve Rice,1976; Bouwe, 1989).
Su tablasından sığ kuyu veya kuyu filtresinin tabanına olan mesafe (Lw) akiferin doygun kuşağından (h) küçükse eşitlik şöyle olur:
Ln(Re/R)=[1.1/ln(Lw/R) +((A +Bln(h−Lw) /R)/Le)/R]-1

Lw, h’ya eşit olursa eşitlik şu hale dönüşür:

Ln(Re/R)=[(1.1/ln(Lw/R) + C/(Le/R)]-1

Burada A.B.C boyutsuz sayılar olup L/Re’nin fonksiyonu olarak hazırlanan abaktan bulunur.
Ht’nin değeri Ht’nin bulunduğu logaritmik eksende t’nin fonksiyonu olarak yarılogarit-
mik kağıt üzerinde gösterilmiştir.Zamanın küçük değerleri ve yükün büyük değerlerine ait veri çiftleri düz bir çizgi üzerine düşer.Yük dağılıp zaman ilerlediğinde, naoklar düz bir çizgi oluşturmazlar.Zamana karşı Ht değerleri hazırlanan değerden abaktan bulunur.
Bazı durumlarda zamana karşılık gelen yük iki düz çizgi segmentli bir eğri verir.Böyle bir durum, çakıl zarfındaki su hızlı bir şekilde kuyuya süzüldüğü zaman gerçekleşir.Çakıl zarfındaki su seviyesi kuyudaki su seviyesine eşit olduğunda, ikinci düz çizgi bölümü oluşur.Bu durum, örselenmemiş akiferin hidrolik iletkenliğini yansıtır.Çift düz çizgi oluşursa, ikinci bölüm (1/t) ln (Ho/Ht)’yi bulmak için kullanılır.Kuyudaki su seviyesi çakıl zarfı seviyesine düşerse veya çakıl zarfı çok geçirgen olup, su seviyesinin değişimiyle aynı miktarda su süzecekse çift düz çizgi etkisi gelşmez.
Bouwer ve Rice basma deneyi çekme deneyi gibi geliştirilmiş; yani su seviyesi çekme veya pompajla düşürülmüş olup, su akiferden kuyuya doğru akışa geçer.Söz konusu yöntem, statik su seviyesi kuyu filtresinin veya donanımsız sığ kuyunun üstündeyse, su kuyuya eklendiği ve kapalı borulu bölümdeki yükler düştüğü zaman da kullanılabilir.Söz konusu durum gerçekleşmezse, su kuyudan vadoz kuşağa ve doygun akifere süzülecektir.Böyle durumda doygun akiferin geçirgenliği olduğundan büyük bulunur.