The Groundwater Project

Uma introdução aos testes hidráulicos em hidrogeologia

Métodos básicos de bombeamento, lesma e empacotador

Book Cover for An Introduction to Hydraulic Testing in Hydrogeology with authors william E. Woessner, A. Campbell Stringer, and Eileen P. Poeter
Ano de publicação: 2023
Número de páginas: 352

ISBN: 978-1-77470-090-7
https://doi.org/10.21083/978-1-77470-090-7

Citação: Woessner, W. W., Stringer, A. C. & Poeter, E.P. (2023). Uma introdução aos testes hidráulicos em hidrogeologia: métodos básicos de bombeamento, lesma e empacotamento. O Projeto de Águas Subterrâneas. https://doi.org/10.21083/978-1-77470-090-7.

Autores:

William W. Woessner: Universidade de Montana, EUA
A. Campbell Stringer: NewFields, EUA
Eileen P. Poeter: Escola de Minas do Colorado, EUA

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John Cherry

Última atualização: 7 de março de 2024
Lançamento: 18 de setembro de 2023

Tradução para o espanhol por

Fernando Lara

Lançado: 2 de abril de 2025

Descrição

Todas as investigações de águas subterrâneas (incluindo investigações de recursos, desenvolvimento de abastecimento de água e identificação e remediação de locais contaminados) requerem a derivação de valores baseados em campo de propriedades hidrogeológicas básicas, como condutividade hidráulica, transmissividade e armazenamento. No livro anterior do Projeto de Águas Subterrâneas “ Propriedades Hidrogeológicas dos Materiais da Terra e Princípios do Fluxo de Águas Subterrâneas ” (Woessner e Poeter, 2020), foram definidos princípios e parâmetros das águas subterrâneas. A discussão de métodos para determinar parâmetros concentrou-se em métodos de laboratório e métodos de teste hidráulico de campo referenciados, mas não forneceu detalhes sobre a aplicação. Este livro é um complemento desse trabalho anterior, bem como um documento autônomo que fornece métodos fundamentais usados para gerar representações em escala de campo de parâmetros hidráulicos comuns.

Os autores apresentam uma visão conceitual de como os métodos de teste hidráulico, como os testes de bombeamento, testes de lesma e testes com empacotadores, são aplicados, bem como as vantagens e limitações das soluções analíticas subjacentes. Eles se concentram em métodos que abordam sistemas simplificados de águas subterrâneas confinadas, com vazamentos e não confinados.

Os autores explicam como a correspondência de curvas de dados de teste de campo com modelos analíticos é usada para interpretar os resultados do teste. O software para análise de dados de teste hidráulico é brevemente discutido, alguns dos quais incluem opções de vários modelos analíticos adicionais e análise automatizada de um botão, o que pode levar a uma interpretação errônea dos dados, portanto, este livro enfatiza conceitos, princípios e métodos básicos. O corpo principal do texto, juntamente com muitas ilustrações, exemplos e exercícios com soluções, fornece ao leitor as informações necessárias para aplicar corretamente os testes hidráulicos e os métodos analíticos.

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Conteúdo

VISÃO GERAL

1 INTRODUÇÃO

2 TIPOS DE TESTES HIDRÁULICOS

2.1 Testes de bombeamento

2.2 Testes de lesma

2.3 Testes com Packers

2.4 Organização do texto

PARTE 1: TESTES DE BOMBEAMENTO

3 CONCEITUANDO O FLUXO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA PARA POÇOS

3.1 Desenvolvimento do cone de depressão sob condições transitórias

3.2 O cone de depressão em condições de estado estacionário

4 DEFINIR UM PROPÓSITO, PROJETAR E CONDUZIR UM TESTE DE BOMBEAMENTO

4.1 Finalidade

4.2 Compilando e interpretando conjuntos de dados existentes

4.3 Dados de projeto e construção de poços de bombeamento e observação

4.3.1 Projeto de Poços de Bombeamento e Observação
4.3.2 Espaçamento do poço de observação

4.4 Componentes e projeto de teste de bombeamento

4.4.1 Selecionando a taxa de bombeamento
4.4.2 Selecionando a duração do teste de bombeamento
4.4.3 Escolhendo uma bomba e fonte de alimentação

4.5 Cronogramas de medição de nível de água e descarga

5 EXECUÇÃO DE TESTE E ANÁLISE DE DADOS

5.1 Medição e registro dos níveis de água

5.2 Estabelecendo condições de linha de base e tendências do nível da água

5.3 Métodos para medir e manter uma taxa de bombeamento

5.4 Análise de dados

5.4.1 Corrigindo dados de nível de água
5.4.2 Determinando a taxa de bombeamento de teste para análise

5.5 Notas para execução de teste bem-sucedida

6 MATEMÁTICA DO FLUXO PARA UM POÇO DE BOMBEAMENTO

6.1 Usando coordenadas polares

6.2 Desenvolvimento de Equações Descrevendo as Respostas do Aquífero ao Bombeamento

6.2.1 Aquíferos Confinados
6.2.2 Aquíferos não confinados

6.3 Suposições Gerais Usadas para Desenvolver Equações Hidráulicas de Poços Analíticos

7 THIEM MODELOS ANALÍTICOS DE ESTADO ESTACIONÁRIO PARA BOMBEAMENTO DE AQUÍFEROS CONFINADOS E NÃO CONFINADOS

7.1 Condições de estado estacionário em um sistema de águas subterrâneas confinado

7.2 Condições de estado estacionário em um aquífero não confinado

7.3 Uma oportunidade de trabalhar com dados de teste de bombeamento em estado estacionário

8 MODELO ANALÍTICO TRANSIENTE PARA BOMBEAMENTO DE UM AQUÍFERO TOTALMENTE CONFINADO

8.1 Formulação da Equação de Theis

8.2 Usando a equação de Theis para prever rebaixamentos em aquíferos totalmente confinados

8.3 Calculando T e S a partir de dados de teste hidráulico usando o método de Theis

8.3.1 Método de correspondência de curvas Theis
8.3.2 Método da Linha Reta de Cooper Jacob
8.3.3 Método de rebaixamento de distância de Cooper-Jacob
8.3.4 Analisando dados de recuperação
8.3.5 Teste de bombeamento de descarga variável
8.3.6 Aplicabilidade dos métodos apresentados nesta seção

8.4 Uma oportunidade de trabalhar com dados de teste de bombeamento de um aquífero confinado

9 MODELOS ANALÍTICOS TRANSITÓRIOS PARA BOMBEAMENTO EM UM AQUÍFERO CONFINADO COM VAZAMENTO

9.1 Formulação de Equações para Tratar de Condições Confinadas com Vazamento

9.2 Solução de Hantush-Jacob (Confinado com Vazamento – Sem Água Liberada do Armazenamento do Aquitarde)

9.2.1 Formulação da equação de Hantush-Jacob
9.2.2 Prevendo o rebaixamento em um sistema confinado com vazamento com a equação de Hantush-Jacob
9.2.3 Dados de teste de bombeamento de um aquífero confinado com um leito confinado com vazamento sem água adicional liberada do armazenamento do aquitarde
9.2.4 Método de Correspondência da Curva de Hantush-Jacob para um Teste de Bombeamento em um Aquífero Confinado com Vazamento de Leito Sem Água Liberada do Armazenamento do Aquitarde
9.2.5 Método de Ponto de Inflexão de Hantush para um Teste de Bombeamento em um Aquífero Confinado com Leito Confinado com Vazamento sem Água Liberada do Armazenamento do Aquitarde

9.3 Equação de Hantush para um sistema confinado com vazamento com água liberada do armazenamento em leito confinado

9.3.1 Usando a equação de Hantush para prever o rebaixamento em unidades confinadas com vazamento com água liberada do armazenamento no leito confinado
9.3.2 Método de correspondência da curva de Hantush para calcular T e S de um teste de bombeamento em unidade confinada com vazamento com armazenamento de aquitarde

9.4 Uma oportunidade de trabalhar com dados de teste de bombeamento de um aquífero confinado com vazamento

10 MODELOS ANALÍTICOS TRANSITÓRIOS PARA BOMBEAMENTO DE UM AQUÍFERO NÃO CONFINADO

10.1 Aproximando a resposta de bombeamento de aquíferos não confinados usando sua abordagem

10.1.1 Análise de Teste de Bombeamento

10.2 Formulando equações para representar a resposta de rendimento retardado

10.3 Formulando análise de rendimento retardado

10.3.1 Desenvolvimento matemático de um método de análise de rendimento retardado

10.4 Computando T e S a partir de dados de teste de aquíferos

11 EFEITOS DA INTERFERÊNCIA DE POÇOS, LIMITES E ANISOTROPIA DO AQUÍFERO NO REBAIXAMENTO

11.1 Interferência de poço

11.2 Usando a superposição para representar condições de contorno simples

11.2.1 Metodologia do poço de imagem
11.2.2 Limites lineares impermeáveis e de recarga

11.3 Desenvolvimento de cones de depressão em material heterogêneo anisotrópico

11.4 Uma oportunidade de usar a hidráulica do poço para avaliar a interferência do poço na presença de um limite de recarga

12 ESTIMANDO PROPRIEDADES HIDROGEOLÓGICAS USANDO UM ÚNICO POÇO DE BOMBEAMENTO

12.1 Considerações especiais ao usar dados de rebaixamento de um poço de bombeamento

12.1.1 Penetração Parcial
12.1.2 Perda de poço e uso de testes de rebaixamento em etapas para avaliar a perda
12.1.3 Interferência de poço
12.1.4 Outras condições que afetam o rebaixamento do poço de bombeamento

12.2 Métodos de rebaixamento e correspondência de curvas de recuperação para um único poço de bombeamento

12.2.1 Analisando dados de rebaixamento de tempo
12.2.2 Analisando dados de recuperação

12.3 Aproximação da Transmissividade em Estado Estacionário

12.4 Testes de Desempenho, Dados de Capacidade Específica e Estimativa T

12.4.1 Cuidados ao usar os resultados do teste de desempenho
12.4.2 Métodos para estimar a transmissividade a partir de testes de desempenho
12.4.3 Usando a capacidade específica para estimar a transmissividade assumindo condições de estado estacionário
12.4.4 Usando dados de capacidade específica para estimar a transmissividade assumindo condições transitórias
12.4.5 Equações básicas que relacionam a capacidade específica à transmissividade

12.5 Uma oportunidade para avaliar propriedades hidrogeológicas usando dados de um poço de bombeamento

13 USANDO SOFTWARE PARA ANALISAR DADOS DE TESTE HIDRÁULICO COM UM POÇO DE BOMBEAMENTO

13.1 Pacotes de software de análise de teste de bombeamento

13.2 Métodos de plotagem de dados e correspondência de curvas

PARTE 2: TESTES DE SLUG

14 ESTIMANDO PROPRIEDADES HIDROGEOLÓGICAS USANDO UM ÚNICO POÇO NÃO BOMBEADO

14.1 O Teste da Lesma

14.2 Executando um teste de slug

14.2.1 Avaliação do ambiente hidrogeológico e construção de poços
14.2.2 Considerações especiais para sistemas de lençóis freáticos
14.2.3 Troca livre de água com a formação
14.2.4 Elevação e descida do nível da água
14.2.5 Registrando a mudança do nível da água
14.2.6 Repetibilidade do teste

14.3 Dados de campo: Respostas do nível de água superamortecido, subamortecido e criticamente amortecido a testes de lesma

14.4 Métodos para interpretar testes de lesma superamortecidos

14.4.1 Método de teste de lesma de Hvorslev
14.4.2 Método de teste de Bouwer e Rice Slug
14.4.3 Método de teste de lesma Cooper-Bredehoeft-Papadopulos
14.4.4 Método de teste de lesma KGS

14.5 Método para interpretar testes de slug subamortecidos

14.5.1 Desenvolvimento de equações de curva de tipo
14.5.2 Modelo de Bouwer e Arroz High-K Não Confinado
14.5.3 Modelo Hvorslev Confinado-High-K
14.5.4 Respostas transitórias do teste de slug

14.6 Software disponível para analisar testes de slug

14.7 Uma oportunidade para avaliar propriedades hidrogeológicas usando dados de teste de lesma

PARTE 3: TESTES DE EMBALAGEM

15 TESTES HIDRÁULICOS BÁSICOS COM EMPACOTADORES

15.1 O Teste do Packer

15.1.1 Selecionando o intervalo de teste
15.1.2 Configurando o sistema de empacotamento

15.2 Métodos de teste e análises

15.2.1 Testes de slug
15.2.2 Testes de bombeamento de taxa constante
15.2.3 Teste de injeção/retirada constante da cabeça
15.2.4 Teste de injeção de taxa de degrau (teste de Lugeon)
15.2.5 Teste da haste de perfuração

16 CONSIDERAÇÕES ESPECIAIS PARA CARACTERIZAR SISTEMAS DE BAIXA PERMEABILIDADE, AQUITARDES

16.1 Propriedades dos Aquitardes

16.2 Métodos de teste usados para estimar as propriedades do aquitarde

16.2.1 Métodos internos
16.2.2 Métodos externos

17 EMBRULHAR

18 EXERCÍCIOS

19 REFERÊNCIAS

20 CAIXAS

Caixa 1 Amostras de papel milimetrado para métodos de correspondência de curvas

Caixa 2 Estimativa da capacidade de armazenamento e armazenamento específico (Ss)

Caixa 3 Aplicação da teoria do poço de imagem quando dois limites lineares estão presentes

Caixa 4 Eficiência do poço de produção

Caixa 5 Aqtesolv

Caixa 6 Aquífero V12

Caixa 7 Aquiferwin32 V6

Caixa 8 Software usado para analisar testes de slug

Caixa 9 Métodos laboratoriais usados para determinar as propriedades hidráulicas de aquitardes e formações de baixa permeabilidade

Caixa 9.1 Permeâmetro de cabeça descendente (modificado da caixa 4.3 de Woessner e Poeter (2020)
Caixa 9.2 Teste de permeabilidade triaxial
Caixa 9.3 Consolidômetro

Caixa 10 Reprodução de figuras de Rowe e Nadarajah (1993) Fatores de correção

Caixa 11 Aqtesolv Soluções para Exercícios

Caixa 11.1 Solução de Aqtesolv para o Exercício 2
Caixa 11.2 Solução de Aqtesolv para o Exercício 3 A e B
Caixa 11.3 Solução de Aqtesolv para o Exercício 5
Caixa 11.4 Aqtesolv Solução para o Exercício 7

21 SOLUÇÕES DE EXERCÍCIOS

22 SOBRE OS AUTORES

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