A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Multi-scale hydrogeologic characterization of a leaky till–mantled fractured bedrock aquifer system
Le présent article décrit les propriétés hydrogéologiques d’un système aquifère rocheux fracturé, présentant des fuites et recouvert d’un till, en se basant sur des essais géophysiques et hydrauliques réalisés sur le site d’un drumlin, dans le nord-est du Massachusetts, aux États-Unis. Ce site comporte un aquifère rocheux fracturé recouvert d’un aquitard de till de 30 m d’épaisseur, non altéré et composé de grains grossiers. Les paramètres hydrauliques en régime permanent à l’échelle décennale ont peu varié jusqu’à ce qu’on commence à effectuer des pompages saisonniers à des fins d’irrigation au cours des dernières années, ce qui a entraîné une baisse importante annuelle du niveau de l’aquifère et l’apparition de fuites provenant du till recouvrant ce dernier. Des séries de données sur la charge hydraulique sont recueillies à courts intervalles dans des puits de surveillance pour enregistrer la réponse hydraulique de l’aquifère au pompage aux fins d’irrigation. Ces données, associés aux résultats des essais d’injection et de purge réalisés à échelle réduite dans les puits de surveillance, permettent de caractériser le comportement hydrogéologique de ce système hydrologique souterrain. L’enregistrement chronologique de données dans les puits forés dans le substratum a confirmé la présence de nombreuses fractures où se produisent des écoulements. L’analyse en continu et à taille réelle de la réponse de l’aquifère rocheux fracturé au pompage aux fins d’irrigation génère des valeurs de transmissivité qui concordent avec celles obtenues lors des essais de purge effectués à échelle réduite et sur une courte durée. La faible conductivité hydraulique du till influe beaucoup sur la réduction du niveau de l’aquifère rocheux fracturé. Les valeurs ajustées issues de l’ensemble des séries de données et des analyses aboutissent aux propriétés suivantes, qui caractérisent le till non altéré de 30 m d’épaisseur : conductivité hydraulique K′ = 7,2 × 10 −9 m/s; transmissivité T′ = 2,3 × 10 −8 m 2 /s; et coefficient d’emmagasinement S′ = 2,7 × 10 −4 . Les propriétés caractérisant l’aquifère rocheux fracturé sous-jacent sont les suivantes : T = 6,5 × 10 −6 m 2 /s; ouverture moyenne de fracture de 46 μm; et conductivité hydraulique de fracture K f = 1,3 × 10 −3 m/s. Ces résultats devraient pouvoir décrire des systèmes aquifères rocheux fracturés similaires, recouverts d’un till non altéré composé de grains grossiers, et servir de données utiles aux analyses préliminaires effectuées avant n’importe quelle étude propre à un site particulier. [Traduit par la Rédaction]
The paper presents hydrogeologic properties for a leaky till–mantled fractured bedrock aquifer system based on geophysical and hydraulic tests performed at a drumlin located in northeastern Massachusetts, USA. The site profile consists of a fractured bedrock aquifer overlain by a 30 m thick unweathered, coarse-grained till aquitard. Steady state, decadal scale, hydraulics varied little until seasonal irrigation pumping was initiated in recent years, causing a substantial annual drawdown in the aquifer and leakage from the overlying till. High frequency hydraulic head data sets collected in monitoring wells record the hydraulic response to the irrigation pumping. These data sets, together with results from small scale slug and purge tests performed in monitoring wells, are used to characterize the hydrogeologic behavior of this groundwater system. Geophysical logging performed in bedrock wells confirmed the presence of numerous flowing fractures. The large-scale continuum analysis of the fractured bedrock aquifer response to the irrigation pumping yields transmissivity values consistent with those determined from the small-scale, short-term purge test results. The low hydraulic conductivity till has a significant impact on the drawdown behavior of the fractured bedrock aquifer. Calibrated values from the collective data sets and analyses result in the following properties for the 30 m thick unweathered till: hydraulic conductivity K′ = 7.2 × 10 −9 m/s, transmissivity T′ = 2.3 × 10 −8 m 2 /s, and storativity S′ = 2.7 × 10 −4 , and for the underlying fractured bedrock aquifer: T = 6.5 × 10 −6 m 2 /s with an average fracture aperture of 46 μm and hydraulic conductivity K f = 1.3 × 10 −3 m/s. These results should describe similar unweathered coarse-grained till–mantled fractured bedrock aquifer systems and provide useful data for preliminary analyses prior to any site-specific investigations.
Multi-scale hydrogeologic characterization of a leaky till–mantled fractured bedrock aquifer system
Le présent article décrit les propriétés hydrogéologiques d’un système aquifère rocheux fracturé, présentant des fuites et recouvert d’un till, en se basant sur des essais géophysiques et hydrauliques réalisés sur le site d’un drumlin, dans le nord-est du Massachusetts, aux États-Unis. Ce site comporte un aquifère rocheux fracturé recouvert d’un aquitard de till de 30 m d’épaisseur, non altéré et composé de grains grossiers. Les paramètres hydrauliques en régime permanent à l’échelle décennale ont peu varié jusqu’à ce qu’on commence à effectuer des pompages saisonniers à des fins d’irrigation au cours des dernières années, ce qui a entraîné une baisse importante annuelle du niveau de l’aquifère et l’apparition de fuites provenant du till recouvrant ce dernier. Des séries de données sur la charge hydraulique sont recueillies à courts intervalles dans des puits de surveillance pour enregistrer la réponse hydraulique de l’aquifère au pompage aux fins d’irrigation. Ces données, associés aux résultats des essais d’injection et de purge réalisés à échelle réduite dans les puits de surveillance, permettent de caractériser le comportement hydrogéologique de ce système hydrologique souterrain. L’enregistrement chronologique de données dans les puits forés dans le substratum a confirmé la présence de nombreuses fractures où se produisent des écoulements. L’analyse en continu et à taille réelle de la réponse de l’aquifère rocheux fracturé au pompage aux fins d’irrigation génère des valeurs de transmissivité qui concordent avec celles obtenues lors des essais de purge effectués à échelle réduite et sur une courte durée. La faible conductivité hydraulique du till influe beaucoup sur la réduction du niveau de l’aquifère rocheux fracturé. Les valeurs ajustées issues de l’ensemble des séries de données et des analyses aboutissent aux propriétés suivantes, qui caractérisent le till non altéré de 30 m d’épaisseur : conductivité hydraulique K′ = 7,2 × 10 −9 m/s; transmissivité T′ = 2,3 × 10 −8 m 2 /s; et coefficient d’emmagasinement S′ = 2,7 × 10 −4 . Les propriétés caractérisant l’aquifère rocheux fracturé sous-jacent sont les suivantes : T = 6,5 × 10 −6 m 2 /s; ouverture moyenne de fracture de 46 μm; et conductivité hydraulique de fracture K f = 1,3 × 10 −3 m/s. Ces résultats devraient pouvoir décrire des systèmes aquifères rocheux fracturés similaires, recouverts d’un till non altéré composé de grains grossiers, et servir de données utiles aux analyses préliminaires effectuées avant n’importe quelle étude propre à un site particulier. [Traduit par la Rédaction]
The paper presents hydrogeologic properties for a leaky till–mantled fractured bedrock aquifer system based on geophysical and hydraulic tests performed at a drumlin located in northeastern Massachusetts, USA. The site profile consists of a fractured bedrock aquifer overlain by a 30 m thick unweathered, coarse-grained till aquitard. Steady state, decadal scale, hydraulics varied little until seasonal irrigation pumping was initiated in recent years, causing a substantial annual drawdown in the aquifer and leakage from the overlying till. High frequency hydraulic head data sets collected in monitoring wells record the hydraulic response to the irrigation pumping. These data sets, together with results from small scale slug and purge tests performed in monitoring wells, are used to characterize the hydrogeologic behavior of this groundwater system. Geophysical logging performed in bedrock wells confirmed the presence of numerous flowing fractures. The large-scale continuum analysis of the fractured bedrock aquifer response to the irrigation pumping yields transmissivity values consistent with those determined from the small-scale, short-term purge test results. The low hydraulic conductivity till has a significant impact on the drawdown behavior of the fractured bedrock aquifer. Calibrated values from the collective data sets and analyses result in the following properties for the 30 m thick unweathered till: hydraulic conductivity K′ = 7.2 × 10 −9 m/s, transmissivity T′ = 2.3 × 10 −8 m 2 /s, and storativity S′ = 2.7 × 10 −4 , and for the underlying fractured bedrock aquifer: T = 6.5 × 10 −6 m 2 /s with an average fracture aperture of 46 μm and hydraulic conductivity K f = 1.3 × 10 −3 m/s. These results should describe similar unweathered coarse-grained till–mantled fractured bedrock aquifer systems and provide useful data for preliminary analyses prior to any site-specific investigations.
Multi-scale hydrogeologic characterization of a leaky till–mantled fractured bedrock aquifer system
Ostendorf, David W (author) / DeGroot, Don J / Hinlein, Erich S / Lukas, William G
2015
Article (Journal)
English
Multi-scale hydrogeologic characterization of a leaky till-mantled fractured bedrock aquifer system
| British Library Online Contents | 2015
IN THIS ISSUE - Gravel Well in a Fractured Bedrock Aquifer
Online Contents | 1999
| British Library Conference Proceedings | 2008
Scale implications for estimating fractured bedrock permeability
| British Library Conference Proceedings | 2008
Hydrogeologic Implications of a Fault Scaling Relationship in Bedrock Aquifers
| Online Contents | 2011