HPT-sonde

Voor hydraulische profilering (Hydraulic Profiling Tool)

• Levert een gedetailleerd hydro-stratigrafisch profiel op;
• Kan worden gebruikt om de elektrische geleidbaarheid te ramen in een verzadigde zone;
• Registreert de HPT injectiedruk en de elektrische geleidbaarheid;
• Meet de hydrostatische druk en dus de hoogte tot de grondwaterlaag;
• Zeer eenvoudig aan te leren en te gebruiken (klik hier voor de gebruikershandleiding);
• Onmiddellijke en intuïtieve interpretatie van de profielen die worden gegenereerd.

Inleiding tot de HPT:

De HPT is een profileringstool die de druk meet die nodig is om een waterdebiet te injecteren wanneer de sonde in de ondergrond wordt ingebracht. Deze injectiedruk is een uitstekende indicator voor de doorlatendheid van de ondergrond (Fig. 1). De HPT-tool kan eveneens worden gebruikt om de hydrostatische druk bij nuldebiet te meten. Op die manier kunnen grafieken worden gemaakt van de hydrostatische druk en kan de diepte van de grondwaterlaag worden geraamd.

Fig. 1 : Een klassiek HPT-profiel. De grafiek links is de elektrische geleidbaarheid; de grafiek rechts is de injectiedruk (as bovenaan) en de lijn hydrostatische druk (as onderaan). De drie driehoekjes onderaan staan voor de meetpunten voor de hydrostatische druk bij nuldebiet en de knik op de lijn hydrostatisch is het geraamde peil van de grondwaterlaag.

De meting van de injectiedruk van het HPT-systeem gebeurt via een druksensor die zich net boven de HPT-sonde (fig. 3) bevindt. Deze positie maakt het mogelijk om de injectiedruk te meten in de buurt van de injectiepoort en sluit daardoor ook verlies ten gevolge van wrijving in de buis van de HPT-leiding uit. Deze positie in de diepte is eveneens nodig voor metingen van de hydrostatische druk ter hoogte van de sonde.

Fig. 2 : De HPT-sonde is stevig en kan met de Direct Push de Geoprobe^® machines via klopboren worden ingebracht. Een standaard HPT-sonde beschikt over 4 elektrische contacten voor de meting van de elektrische geleidbaarheid, naast de HPT-metingen.

Fig. 3 : De eerste grafiek die de HPT-tool genereert is het profiel van de HPT injectiedruk op basis van de diepte (zie Fig. 1 voor een voorbeeld). De injectiedruk correleert goed met de doorlatendheid van de ondergrond en draagt bij tot de belangrijkste toepassing, namelijk snel een beeld krijgen van de evolutie van de doorlatendheid op basis van de diepte.

Op basis van dit profiel kan een ervaren consultant de doorlatende zones, de mogelijke afvoer- of lekwegen, de zones die zorgen voor water in de samplers en/of de meest adequate zones voor de plaatsing van controleputten of pompputten bepalen. De HPT-profielen worden eveneens gebruikt om transversale doorsneden te maken van de ondergrond (Fig. 4). Deze krachtige toepassing van de HPT maakt dat de consultant de zones met doorlatendheid (of de zones voor insluiting) van een site kan detecteren. Met deze toepassing kunnen verschillende plaatsen van de geologie eveneens worden vergeleken, en dit op basis van de schijnbare doorlatendheid.

Fig. 4 : Dwarsdoorsnede gemaakt met behulp van HPT-profielen (zwarte lijnen op de profielen). De HPT-profielen worden hier naast de MIP-profielen getoond. De stippellijn staat voor het raakpunt tussen het glaciaal tilliet en het zand en het grind daarboven.

De hydraulische doorlatendheid van de ondergrond wordt geraamd op basis van de empirische relaties die voor de tool werden ontwikkeld. Deze ramingen kunnen automatisch worden opgevraagd met de DI Viewer visualisatiesoftware van Geoprobe^®. Een grafiek van de geraamde hydraulische doorlatendheid op basis van een HPT-profiel ziet u in Fig. 5. De waarden van deze raming kunnen snel in modellen voor de hydraulische doorlatendheid worden omgezet.

Fig. 5 : Een HPT-profiel dat de geraamde hydraulische doorlatendheid toont (rechts). Deze raming gebeurt automatisch via de DI Viewer software die wordt gebruikt om de HPT-profielen te analyseren. De hydraulische doorlatendheid wordt uitsluitend voor de verzadigde zone bepaald (onder de grondwaterlaag, aangeduid door het bovenste driehoekje op de lijn voor de absolute hydrostatische druk).

De HPT is eveneens nuttig om zilte intrusie of intrusie van andere sterk geleidende vloeistoffen in de ondergrond te detecteren.

Dit zilte water kan afkomstig zijn van, bijvoorbeeld, specifieke sites zoals delfstofafzettingen of plaatsen waar petroleumproducten werden opgeslagen. Andere sterk ionische vloeistoffen die door deze techniek kunnen worden gevonden, zijn wegenzout en vloeistoffen gebruikt voor sanering. Deze producten worden gedetecteerd door te kijken naar afwijkingen tussen de HPT- en de EC-profielen, namelijk wanneer de EC-waarden stijgen terwijl de HPT-waarden wijzen op een zone met een hogere doorlatendheid. Een voorbeeld van een afwijking ziet u in Fig. 6.

Fig. 6 : Een voorbeeld van de detectie van zilte intrusie of van bijzonder ionenrijk grondwater, met behulp van de HPT-EC tool.

In dit voorbeeld stijgt de elektrische geleidbaarheid van de basislijn tot maximumwaarden gevonden op een diepte tussen 15 en 23 voet (4,6-7,0m). Op deze diepte blijft de HPT-druk laag, wat wijst op een zone met grotere doorlatendheid. De stijging van de EC-waarden wordt, in dit geval, veroorzaakt door een stijging van het ionengehalte van het grondwater, met waarden voor de specifieke geleidbaarheid die vele keren hoger zijn dan de achtergrondwaarden.

Het verloop van de EC-curve op deze diepte is eveneens kenmerkend voor een zilte verontreiniging.

Uitrusting en tools:

De uitrusting die nodig is om HPT-profielen te realiseren, is eenvoudig (Fig. 7). Voor de HPT is, naast de FI6003 voor de data-acquisitie, de K6303 unit vereist. Deze unit omvat de pomp evenals de druk- en debietmeting die nodig zijn om HPT-sonderingen te doen. De HPT-sondes zijn verkrijgbaar met een diameter van 1,45 duim (44,5 mm) (voor gebruik met boorpijpen van 1,75”) en met een diameter van 2,25 duim (57 mm) (voor gebruik met boorpijpen van 2,25’’). De toolingschema’s voor deze sondes vindt u op www.geoprobe.com/hpt-tool-string-diagrams.

De HPT-sondes zijn stevig en kunnen door klopboren met Geoprobe^® klopboren type 54, 66 of 78 worden ingebracht en kunnen op het einde van hun levensduur eventueel worden gereviseerd.

Fig. 7: Instrumenten gebruikt voor de HPT.

De HPT K6303 unit (onderaan) omvat een pomp die de nodige druk levert voor de HPT-injectie. Voor de registratie van de gegevens en de EC-functie zorgt de FI6003, die bovenop de HPT sturing staat. De gegevens worden onmiddellijk doorgestuurd naar een draagbare computer en in real-time geregistreerd.

Vereist kennisniveau:

Geoprobe^® Environmental Technologies biedt opleidingsprogramma’s aan voor iedere nieuwe HPT-operator. Over het algemeen kunnen mensen die al vertrouwd zijn met het gebruik van Direct Push tools de HPT mits een minimum aan opleiding gebruiken. Iedere nieuwe operator moet in ieder geval oefenen met het inbrengen van de HPT-tools in de ondergrond vooraleer hij zich aan een project in reële omstandigheden waagt.

Combinatie van de HPT-tool met andere sondes:

De HPT wordt vaak gecombineerd met andere DI technologieën van Geoprobe^® zoals:

MIP: MiHpt is een gecombineerde sonde MIP-HPT. De informatie die door de MIP wordt geleverd, is altijd nuttiger wanneer er tegelijkertijd ook informatie over de doorlatendheid wordt verkregen.

CPT: De HPT kan worden gebruikt als substituut voor U(2)-metingen van de poriënwaterdruk, vooral dan in niet verzadigde zones. De HPT is eveneens een indicator die zones kan detecteren waar dammen of dijken lekken.

HPT-GWS sampler: Met deze tool kan de gebruiker een HPT doen en de tool vervolgens op bepaalde diepten stoppen om stalen te nemen van het grondwater.

Meer informatie over deze sonderingstechnieken vindt u op de website www.geoprobe.com (http://geoprobe.com/hpt-hydraulic-profiling-tool). Voor ieder van deze combinaties is de HPT de belangrijkste tool om de doorlatendheid te analyseren. In deze configuraties wordt steeds de K6303 unit gebruikt.