Parametrisatie REGIS II.1

Transcriptie

1 Parametrsate REGIS II. Deze tekst betreft een bjstellng an de tekst ut Vernes en Van Doorn 005, de op aar beurt ontleend s aan erkens, 004. De wjzgngen zjn n blauw aangegeen.. Gebrukte bassgegeens De bassgegeens oor et ydraulsc karakterseren an de ydrogeologsce eeneden zjn: De dktebestanden, n de orm an meter grds, an de ydrogeologsce eeneden. Per ydrogeologsce eened een bestand an de ydrogeologsc geïnterpreteerde matg depe boorbescrjngen waarn de eened s aangetroffen. Doorlatendedsmetngen aan ongestoorde boorkernen, ontleend aan geotecnsce of geoydrologsce rapporten, n combnate met een neuwe ltostratgrafsce en ydrogeologsce nterpretate an de bjbeorende borngen. Statsteken an doorlatendeden bepaald aan ongestoorde boorkernen de gepublceerd zjn n wetenscappeljke publcates. Algemene lteratuurgegeens betreffende doorlatendeden en porosteten an sedmenten. Een beperkt aantal put- en pompproefgegeens ten beoee an de karaktersate an enkele ydrogeologsce eeneden waaran noc doorlatendedsmetngen, noc lteratuurgegeens besckbaar waren. Een kaartbestand an de erbredng an de ertandngzone an de Formates an Peze en Waalre, ze Faer, Metodek Het eraardgen an de kaartbestanden an de ydraulsce egenscappen s olgens onderstaande metodek utgeoerd. ) Door Scokker en Weerts, 004, s per ltostratgrafsce eened, op bass an et eronderstelde afzettngsmleu, een bescrjng gemaakt an de facesarctectuur. Herut kan een ndruk worden erkregen an de nterne eterogentet an de ydrogeologsce eeneden. ) Er s een database aangemaakt waarn per afzettngsmleu en per textuur de doorlatended (mnmum, maxmum, gemddelde, onder eronderstellng an lognormale erdelng) s opgeslagen. Deze waarden zjn gebaseerd op lteratuuronderzoek, ze bjoorbeeld Fguur, en de wenge besckbare meetgegeens. Deze waarden zjn ertaald naar doorlatendeden (mnmum, maxmum, gemddelde) oor elke ltoklasse an de ydrogeologsce eeneden. De actteten en zjn utgeoerd n et kader an et kennsnesterngsproject PARKWAARD.

2 Fguur Verdelngen an meetscaaldoorlatendeden an de ltoklassen een, kle, matg fjn en grof fluatel zand (bron: Weerts, 995). 3) Per borng zjn aan elk traject dat n een ydrogeologsce eened lgt op bass an de bjbeorende ltoklassenkolom doorlatendeden toegekend ut de database. Deze zjn erolgens opgescaald tot representatee doorlatendeden n orzontale en ertcale rctng oor de boorlocates. Dt leert per boorlocate de gemddelde representatee doorlatended, als ook de mnmale en maxmale waarde oor alle eeneden de de borng doorsnjdt. Voor een borng met N lagen an dkten d, =,..,N met doorlatendeden k, =,..,N wordt de representatee orzontale doorlatended gegeen door (toegepast op zandge en complexe eeneden): k N = = N = d k d () De representatee ertcale doorlatended wordt gegeen door (klege, enge en complexe eeneden): k N = = N = d d k ()

3 Vergeljkngen () en () zjn toegepast oor de gemddelde, de mnmale en de maxmale waarden an de doorlatendeden per ltoklasse ut de database. Dt leert oor elke borng per ydrogeologsce eened een waarde oor de gemddelde, de mnmale en de maxmale orzontale en/of ertcale doorlatended op. Opgemerkt dent te worden dat bj deze berekenngen erondersteld wordt dat et olledge traject an een ydrogeologsce eened erzadgd s. 4) De erde stap betreft et nterpoleren an de effectee doorlatendeden op de boorlocates tot een lakdekkend grd met een resolute an meter. Als nterpolatemetode s krgng gekozen (Journel en Hujbregts, 978), omdat deze metode ook een maat oor de onzekered an de geïnterpoleerde waarden kan geen. Het s redeljk te eronderstellen dat de opgescaalde doorlatendeden op de locates an de boorbescrjngen ook lognormaal erdeeld zjn. Het erdent dan de aanbeelng om een logtransformate toe te passen alorens te krgen. De olgende stappen worden genomen: a) Logtransformate an de mnmum en maxmum representatee waarden per borng: y mn = ln( k mn ) en y max = ln( k max ) oor orzontale doorlatended en y mn = ln( k mn ) en ln( k max y max = ) oor ertcale doorlatended omgezet n een gemddelde en een arante (onder de eronderstellng dat de logdoorlatended normaal erdeeld s en de mnmum en maxmumwaarden de.5 en 97.5-percentelen oorstellen). Voor de orzontale doorlatened leert dt: max mn y + y µ = (3) max mn y.96 y σ = (4) Dezelfde formules worden geanteerd oor de ertcale doorlatended. b) De gemddelden en arante op de boorlocates zjn erolgens gebrukt n de nterpolatemetode ordnary krgng met onzekere data (De Marsly, 986; Deutsc en Journel, 998) om grds met een resolute an 00x00m te genereren an de orzontale en de ertcale doorlatended an respecteeljk zandge/complexe eeneden en klege/enge/complexe eeneden. c) De representatee orzontale doorlatended an een grdcel kan worden benaderd door et geometrsc gemddelde (Desbarats, 99). Als Y et blokgemddelde an de logartmsc getransformeerde orzontale doorlatended s, dan wordt de representatee orzontale blokdoorlatended gegeen door: Y K = e (5)

4 Als ˆ Y, de blokkrgng predcte s an et blokgemddelde an getransformeerde doorlatended en σ de krgngarante (arante an de predctefout), dan olgt de olgende eerste orde Taylorbenaderng an de erwacte blokdoorlatended: E Yˆ [ K ] e (6) Een eerste orde benaderng an de arante an oorspelde blokdoorlatended wordt gegeen door: Var Yˆ (7) σ [ K ] e Vergeljkngen (6) en (7) zjn gebrukt om oor de 00x00 m blokken an aqufers representatee orzontale doorlatendeden te oorspellen, alsmede de bjorende foutenarante. Ecter, n een nadere analyse an de resultaten an ergeljkng (6) en (7) bljkt dat deze systematsc te laag zjn als deze worden ergeleken met de bassgegeens. De representatee ertcale doorlatended wordt gescat met beulp an.b.. et rekenkundg gemddelde. Inden deze metode ook oor de orzontale doorlatended wordt gebrukt zjn de resultaten net meer systematsc te laag. Hoewel teoretsc net just wordt de metode oor de bepalng an de ertcale doorlatended ook gebrukt oor de orzontale doorlatended. Oorzaken kunnen lggen n et bestaan an preferente stromng n et wateroerend pakket en stromng de net geeel orzontaal s waardoor teens een ertcale component n et stromngspatroon een rol speelt. Na ntensef oerleg met deskundgen s besloten oor zowel de orzontale als de ertcale doorlatended de metode te gebruken de gebruk maakt an et rekenkundg gemddelde. Deze metode wordt eronder bescreen. d) De representatee doorlatended (zowel orzontaal als ertcaal) an een grdcel kan worden benaderd door et rekenkundg gemddelde. Als Y et blokgemddelde an de loggetransformeerde doorlatended s, dan wordt de representatee blokdoorlatended benaderd door de olgende benaderng an et rekenkundg gemddelde (erkens, 997): K Y + γ ( ) e (8) met γ ( ) de gemddelde semarante tussen alle mogeljke puntenparen bnnen et modelblok. Als ˆ de blockkrgngpredcte s an et blokgemddelde an getransformeerde Y, doorlatended, σ de krgngarante (arante an de predctefout) en µ de Lagrange multpler s (ut de krgng predcte ergeljkng), dan s de erwacte blokdoorlatended (Clark, 998): E Yˆ + γ + σ (, ) µ [ K ] e (9) Een eerste-orde benaderng an de arante an oorspelde blokdoorlatended wordt gegeen door:

5 Yˆ + γ ( ) Var [ K ] e * ( σ µ ) (0) Vergeljkngen (9) en (0) worden gebrukt om oor de 00x00 m blokken an eeneden representatee ertcale doorlatendeden te oorspellen, alsmede de bjorende foutenarante. 5) Voor een aantal afslutende lagen en wateroerende pakketten s er dudeljk sprake an een zogenaamde tweetoppge frequenteerdelng an effectee doorlatendeden an borngen. Fguur. geeft een oorbeeld daaran oor de eened reda zand (R-z-). De oorzaak an deze tweetoppged s meestal et oorkomen an een aantal borngen met alleen zandge sedmenten n de boorbescrjng bnnen een klege of enge eened of alleen kleen n de bescrjng bnnen een oerwegend zandge eened. We ebben dan te maken met een afslutende laag de op plekken gaten ertoont, of een wateroerend pakket met elanden an kleen. Voor een realstsce karterng an de doorlatended bnnen dt soort laagpakketten s et noodzakeljk de dataset te spltsen n een doorlatend en een net doorlatend gedeelte. Verolgens worden de olgende stappen genomen: a) Coderng an de borngen n de klassen en door et toekennen an respecteeljk en 0 aan de boorlocates. b) Interpolate an de -en en 0-en mddels ndcatorkrgng (Journel, 983; Deutsc en Journel, 998). Het resultaat s oor elk 00x00 m pxel een scattng an de kans op klasse ( p ) en kans op klasse (a mnus de kans op klasse ( p = p ) ). c) Aparte ordnary blockkrgng met onzekere data oor klasse en klasse. Dt leert Y en de bjbeorende krgngarantes ( ) ( ) de krgngoorspellngen oor klasse Yˆ ( ) en ˆ ( ) σ ( ) en σ ( ). d) De doorlatendedsoorspellng op elk punt wordt dan samengesteld ut de oorspellngen an klasse en met de kans daarop als gewct: Y ˆ ˆ () ˆ = py + py () () De bjbeorende oorspellngsarante wordt dan gegeen door: ( ) p σ ( ) σ = p σ + () Dt model komt oereen met de stuate an klelagen de utwggen naar de randen en plekken met alleen zand. e) De erdere stappen zjn etzelfde als n et geal an klasse: toepassen an ergeljkngen (9) en (0). Fguur geeft et stogram weer an representatee doorlatendeden op boorlocates oor eened reda zand (R-z-). Er s dudeljk sprake an een tweetoppge erdelng.

6 Fguur Frequenteerdelng an effectee orzontale doorlatendeden an borngen n eened reda zand (R-z-, aantal boorlocates = 59). 6) Tenslotte geldt dat oor de eeneden, waarbj net oldoende borngen aanwezg zjn om semarogrammen te scatten, besloten s om geen krgng toe te passen maar één doorlatended toe te kennen. Voor de orzontale doorlatended betekent dt et geometrsc gemddelde an de effectee orzontale doorlatendeden op de boorlocates en oor de ertcale doorlatendeden et rekenkundg gemddelde an de effectee ertcale doorlatendeden op de boorlocates. 7) Vermenguldgng an de representatee orzontale doorlatendeden met de laagdkten en delen an de laagdkten door de representatee ertcale doorlatendeden geen respecteeljk de transmsstet an de zandge en complexe ydrogeologsce eeneden en de weerstandswaarden an de klege, enge en complexe eeneden. Opgemerkt dent te worden dat erbj erondersteld wordt dat de ydrogeologsce eeneden erzadgd zjn. In gebeden met een depe freatsce grondwaterstand wordt erdoor de transmsstet n eeneden de nabj et maaeld oorkomen oerscat..3 Parametrsate zandge ydrogeologsce eeneden bnnen de gecombneerde Formates an Peze en Waalre De Formates an Peze en Waalre zjn n et ltostratgrafsce model opgenomen als gecombneerde Formate. De bnnen deze gecombneerde Formate ondersceden zandge ydrogeologsce eeneden omatten daardoor afzettngen an bede Formates. Om parametrsate an de zandge eeneden olgens de erboen bescreen metodek toc mogeljk te maken s erondersteld dat er bnnen de ertandngszone sprake s an een geledeljke afname respecteeljk toename an et aandeel an bede Formates. Op bass an de boorgegeens zjn oor zowel de Formates an Peze en Waalre afzonderljke kaartbestanden an de doorlatended an de zandge eeneden eraardgd. Deze kaartbestanden zjn op un beurt weer gecombneerd. Herbj s gebruk

7 gemaakt an de, n et kader an recent onderzoek (ze Faer, 004), astgestelde erbredng an deze ertandngzone..4 Net geparametrseerde ydrogeologsce eeneden Zoals n paragraaf 4.5 s aangegeen, ertonen afzettngen an de Formates an Naaldwjk, Neuwkoop en Ecteld, zowel lateraal als ertcaal eel arate. Om deze arate te kunnen karteren s een oge dcted aan goede borngen nodg (ze o.a. Weerts, 996). De dcted en deels ook de nauwkeurged an de matg depe borngen an REGIS s ertoe erre an toerekend. Op bass an deze boorgegeens kunnen daardoor bnnen deze Formates geen erantwoorde kaarten an de geometre en de ydraulsce egenscappen an ydrogeologsce eeneden worden eraardgd. Deze kaartbeelden ontbreken om de reden. Aloewel er de laatste jaren meer onderzoek op dt gebed plaatsndt, s et op bass an de besckbare gegeens eeneens net mogeljk om de gekarteerde gestuwde afzettngen op een erantwoorde wjze eendudg te parametrseren. Geconcludeerd moet worden dat dt een an de belangrjke kennsleemtes s. Om de reden zjn geen kaartbeelden an de ydraulsce egenscappen an deze afzettngen samengesteld. Onderzoek ernaar s een stude op zc, waarbj anwege de aard an de afzettngen eel locatespecfek onderzoek zou moeten worden errct. In et kader an een aanullende opdract an de Pronce Zeeland zjn oor deze pronce gedetalleerde kaartbeelden eraardgd an de ydraulsce egenscappen an de ydrogeologsce eeneden de bnnen de Formates an Naaldwjk en Neuwkoop zjn ondersceden, ze Vernes en Menkoc, 005

8 .5 Referentes Clark, I Geostatstcal estmaton and te lognormal dstrbuton. GeoCongress, Pretora, Sout Afrca. erkens, M.F.P Usng stratfcaton and resdual krgng to map sol polluton n urban areas. pp In: E.Y. af and N.A. Scofeld (eds.). Geostatstcs Wollongong 96. Dordrect, Kluwer Academc Publsers. erkens, M.F.P Het scatten an ydraulsce doorlatended n et ydrogeologsc lagenmodel an REGIS, TNO-notte GW /lk. Utrect, Nederlands Insttuut oor Toegepaste Geowetenscappen TNO. De Marsly, G Quanttate Hydrogeology, Groundwater Hydrology for Engneers. New York, Academc Press. Desbarats, A.J Support effects and te spatal aeragng of transport propertes. Matematcal Geology : Desbarats, A.J. 99. Spatal Aeragng of Transmssty. pp In: S. acu (ed.). Proceedngs of te 5 t Canadan/Amercan Conference on Hydrogeology: Parameter Identfcaton and Estmaton for Aqufer and Reseror Caracterzaton. Dubln, Oo, Natonal Water Well Assocaton. Deutsc, C.V. en A.G. Journel GSLI Geostatstcal Software Lbrary and User s Gude ( nd edton). New York, Oxford Unersty Press. Faer, T.T Vertandng an de fluatele afzettngen an de Formate an Waalre en de Formate an Peze n Mdden en West Nederland, Hoe oud je ze ut elkaar?, TNO-rapport NITG A Utrect, Nederlands Insttuut oor Toegepaste Geowetenscappen TNO. Journel, A.G Non-parametrc estmaton of spatal dstrbutons. Matematcal Geology 5(3): Journel, A.G. en C.J. Hujbregts Mnng Geostatstcs. London, Academc Press. Scokker J. en H.J.T. Weerts Afzettngsmleus en facëseeneden an de Tertare en Kwartare ltostratgrafsce eeneden n de ondergrond an Nederland, TNO-rapport NITG A. Utrect, Nederlands Insttuut oor Toegepaste Geowetenscappen TNO. Vernes, R.W. en T.H.M. an Doorn 005. Van Gdslaag naar Hydrogeologsce eened, Toelctng op de totstandkomng an de dataset REGIS II, TNO-rapport NITG Utrect, Nederlands Insttuut oor Toegepaste Geowetenscappen TNO. Vernes, R.W. en A. Menkoc REGIS Zeeland, Deelrapport : Hydrogeologsce opbouw en ydraulsce egenscappen an Holocene afzettngen (n oorberedng). Utrect, TNO ouw en Ondergrond.

9 Weerts, H.J.T Meetscaaldoorlatendeden an een complexe deklaag. pp In: J.C. Hoogart (ed.). Onzekered n grondwatermodellerng: erslag an de lezngendag, 9 januar 995, De Reeorst te Ede, georganseerd door TNO Grondwater en Geo-Energe, n samenwerkng met Unerstet Utrect en Tecnsce Unerstet Delft. Delft, TNO Grondwater en Geo-Energe. Weerts, H.J.T Complex Confnng Layers, Arctecture and ydraulc propertes of Holocene and Late Wecselan deposts n te flual Rne-Meuse Delta, Te Neterlands. Utrect, Facultet Rumteljke Wetenscappen Unerstet Utrect. Proefscrft.