| Abstract |
In this study, the critical (or maximum) discharge rates before saline water enters a well were determined for vertical and horizontal wells in a freshwater aquifer which is separated from a static saline aquifer by a sharp interface. Flow around the well was solved by integration of a point sink solution along the well axis, and both the critical discharge rate and critical interface rise were determined through a comparison of the heads and vertical gradients at the saline–fresh water interface. The rates were determined for vertical and horizontal wells with various lengths and depths for different aquifer salinities. Results were generalized by drawing dimensionless type curves. The results showed that the dimensionless total critical discharge rates are higher for the longer horizontal wells and longer vertical wells with a certain bottom depth, and they almost linearly decrease with well depth at rates of 0.7–0.9. For the dimensionless well length of 0.2, the dimensionless total discharge rate of a horizontal well is about 0.1 more than that of a vertical well with the same length and well-top depth. Also, the critical discharge rates per unit length of well are inversely proportional to well length and remarkably higher for shallower wells. Additionally, the critical pumping rate is proportional to the salinity difference of the aquifers. These results were confirmed by comparison to existing solutions for vertical wells with dimensionless lengths of 0.2, 0.5 and 0.6, and for critical interface rises in the range of 0.75–0.9.Dans cette étude, les débits critiques (ou maximaux) avant que l’eau salée pénètre un puits ont été déterminés pour des puits horizontaux et verticaux dans un aquifère d’eau douce qui est séparé d’un aquifère salin statique par une interface nette. L’écoulement autour d’un puits a été résolu en intégrant une solution ponctuelle de puits le long de l’axe du puits, et à la fois le débit critique et l’augmentation de l’interface critique ont été déterminés par comparaison des charges hydrauliques et des gradients verticaux au niveau de l’interface eau douce eau salée. Les débits ont été déterminés pour les puits verticaux et horizontaux pour différentes longueurs et profondeur pour différentes salinités d’aquifère. Les résultats ont été généralisés en dessinant des courbes types adimensionnelles. Les résultats ont montré que les débits totaux critiques adimensionnels sont plus grands pour les puits horizontaux les plus longs et pour les puits verticaux les plus longs avec une certaine profondeur du fond, et ils décroissent pratiquement de manière linéaire avec la profondeur des puits pour des débits compris entre 0.7 et 0.9. Pour une longueur de puits adimensionnelle de 0.2, le débit total adimensionnel d’un puits horizontal est environ 0.1 plus élevé que pour un puits vertical de même longueur et profondeur. En outre, les débits critiques totaux par unité de longueur d’un puits sont inversement proportionnels à la longueur du puits et remarquablement bien plus élevés pour les puits peu profonds. De plus, le débit critique de pompage est proportionnel à la différence de salinité des aquifères. Ces résultats ont été confirmés par comparaison aux solutions existantes pour les puits verticaux ayant des longueurs adimensionnelles de 0.2, 0.5 et 0.6 et pour des augmentations de l’interface critique dont la gamme de valeur est comprise entre 0.75 et 0.9.En este estudio, se determinaron los ritmos de descarga crítica (o máxima) antes que el agua salina ingrese en un pozo en relación a pozos verticales y horizontales en un acuífero de agua dulce que está separado de un acuífero salino estático por una interfaz nítida. El flujo alrededor del pozo fue resuelto por la integración de una solución de punto sumidero a lo largo del eje del pozo, y se determinaron tanto el ritmo de la descarga crítica y la elevación crítica de la interfaz a través de una comparación de las cargas hidráulicas y los gradientes verticales en la interfaz agua salada–dulce. Los ritmos se determinaron para pozos verticales y horizontales con varias longitudes y profundidades para salinidades diferentes de los acuíferos. Los resultados se generalizaron confeccionando curvas tipo adimensionales. Los resultados muestran que los ritmos críticos de descargas totales adimensionales son mayores para los pozos horizontales y los pozos verticales más largos con una cierta profundidad del fondo, y ellos disminuyen casi linealmente con la profundidad del pozo a un ritmo de 0.7–0.9. Para una longitud del pozo adimensional de 0.2, el ritmo de descarga total adimensional de un pozo horizontal es de aproximadamente 0.1 más que la de un pozo vertical con la misma longitud y profundidad del tope del pozo. Además, los ritmos críticos de descarga por unidad de longitud son inversamente proporcionales a la longitud del pozo y marcadamente mayores para los pozos someros. Además, el ritmo crítico de bombeo es proporcional a la diferencia de salinidad de los acuíferos. Estos resultados fueron confirmados por comparación con las soluciones existentes para pozos verticales y longitudes adimensionales de 0.2, 0.5 y 0.6, y para elevaciones críticas de la interfaz en el rango de 0.75–0.9.在这项研究中, 确定了咸水进入井之前与咸水含水层有明显界面的淡水含水层垂向和横向井中临界 ( 或者最大 ) 流量速度。井周围的水流为沿井轴线的汇点溶液的集成, 通过比较咸水-淡水界面的水头和垂向梯度确定了临界流量速度和临界界面上升状况。确定了不同含水层盐度情况下各种长度和深度垂向和横向井的临界流量速度。通过绘出无量纲类型曲线概化了研究结果。结果显示, 较长的横向井和具有一定的底部深度的垂向井的无量纲总临界流量速度要高, 他们随着井深度增加几乎是呈线性降低, 速度为0.7至0.9。对于0.2 的无量纲井长, 横向井无量纲总的流量速度比同样长度和井顶深度的垂向井大约多0.1。另外, 井的每单位长度的临界流量速度与井长成反比。临界抽水速度与含水层的盐度差成正比。这些结果通过与0.2, 0.5和0.6无量纲长度的垂向井现有的解决方法及0.75至0.9 临界界面上升幅度对比得到了确认。Nesse estudo, as taxas de descarga crítica (ou máxima) antes das águas salinas entrarem em um poço foram determinadas para poços verticais e horizontais em um aquífero de águas doces que é separado de um aquífero salino estático por uma interface abrupta. O fluxo ao redor do poço foi calculado pela integração de uma solução em sumidouro pontual ao longo do eixo do poço, e ambas taxa de descarga crítica e aumento da interface crítica foram determinadas pela comparação das cargas hidráulicas e gradientes verticais na interface das águas doces–salinas. As taxas foram determinadas para poços verticais e horizontais com vários comprimentos e profundidades para diferentes salinidades do aquífero. Os resultados foram generalizados desenhando curvas tipo adimensionais. Os resultados mostraram que as taxas de descarga crítica total adimensionais foram superiores para longos poços horizontais e longos poços verticais com certa profundidade, e eles decaem quase linearmente com a profundidade do poço à taxas de 0.7–0.9. Para o comprimento adimensional do poço de 0.2, a taxa de descarga total adimensional é cerca de 0.1 a mais do que aquela do poço vertical com mesmo comprimento profundidade. As taxas de descarga crítica por unidade de comprimento do poço também são inversamente proporcionais ao comprimento do poço e notavelmente superiores para aquíferos superficiais. Além disso, a taxa de bombeamento crítica é proporcional à diferença de salinidade dos aquíferos. Esses resultados foram confirmados por comparação às soluções existentes para poços verticais com comprimentos adimensionais de 0.2, 0.5 e 0.6, e para elevações críticas da interface no intervalo de 0.75–0.9. |
