Lessons from the Use of an Active Production Well for Compliance Monitoring in the Great Artesian Basin, Australia

Abstract

Wellfield B, in the Great Artesian Basin (GAB), supplies 30 ML/day of fresh groundwater to BHP Billiton’s Olympic Dam mine and the town of Roxby Downs in South Australia. Groundwater use from Wellfield B is regulated according to the regional effects on pressures in the aquifer. Drawdown assessment criteria (allowing a maximum of 5 m as pressure drawdown measured in piezometers) were set at five sites, including two active pastoral production wells that existed prior to the commissioning of Wellfield B. Aquifer pressure in these production wells was measured after a predetermined recovery time. Pastoral flow was eliminated in 2009/10 in one of the wells, providing an opportunity to assess whether antecedent flow had affected the measured pressures and therefore the reported apparent drawdown. In the GAB, the combination of deep wells, high pressures, and hot water make flow and pressure measurements and the calculation of head more challenging than in cold aquifers. Pressures measured at the well head often decrease during recovery, and the influence of temperature has to be incorporated in head calculations. Based on one example, Jackboot Bore, it is clear that recovery times in the order of months are required, which is impractical. Hence, the use of an active production well for assessing compliance with drawdown criteria is not recommended in the GAB.

Zusammenfassung

Das Brunnenfeld B im Großen Artesischen Becken liefert dem Bergwerk Olympic Dam (BHP Billiton) und der Stadt Roxby Downs in Südaustralien 30 ML frisches Grundwasser pro Tag. Die Nutzung des Grundwassers von Brunnenfeld B wird entsprechend der regionalen Auswirkungen auf den Druck im gespannten Grundwasserleiter geregelt. Beurteilungskriterien für die Grundwasserabsenkung wurden für fünf Brunnen definiert und betragen maximal 5 m Druckhöhe. Zu den fünf Brunnen zählen zwei genutzte landwirtschaftliche Grundwasserentnahmestellen, die bereits vor der Inbetriebnahme von Brunnenfeld B bestanden. Die Druckhöhe in diesen Förderbrunnen wurde nach einer vorher festgelegten Wiederanstiegszeit gemessen. In den Jahren 2009/2010 wurde die landwirtschaftliche Grundwasserentnahme in einem der Brunnen eingestellt. Dadurch bot sich die Möglichkeit, den Einfluss der früheren Grundwasserentnahme auf die gemessenen Druckhöhen und damit die berichtete scheinbare Grundwasserabsenkung zu ermitteln. Gegenüber Aquiferen mit kaltem Grundwasser sind Durchfluss- und Druckmessungen sowie die Berechnung der Druckhöhen im Großen Artesischen Becken durch das Zusammenspiel von Tiefbrunnen, hohen Drücken und heißem Wasser schwierig. Am Bohrlochkopf gemessene Druckhöhen fallen während des Wiederanstieges häufig ab. Auch der Einfluss der Temperatur muss bei der Druckhöhenberechnung berücksichtigt werden. Am Beispiel des Jackboot Brunnens konnte gezeigt werden, dass der Wiederanstieg mehrere Monate dauert und das Beurteilungskriterium somit nicht umsetzbar ist. Es kann folglich nicht empfohlen werden, in Betrieb stehende Förderbrunnen im Großen Artesischen Becken zu nutzen, um die Einhaltung der Beurteilungskriterien für die Grundwasserabsenkung zu überwachen.

Resumen

Wellfield B, en la cuenca Great Artesian (GAB), proporciona 30 ML/día de agua subterránea fresca a la mina Olympic Dam de BHP Billiton y al pueblo de Roxby Downs en el sur de Australia. El uso del agua subterránea de Wellfield B está regulado de acuerdo a los efectos regionales sobre el acuífero. El criterio de relevamiento de la disminución de la presión (que permite un máximo de 5 m como disminución de presión medido en piezómetros) fue chequeado en cinco sitios, incluyendo dos pozos activos para la producción en pastoreos que existían previamente a la puesta en marcha de Wellfield B. La presión del acuífero en estos pozos de producción fue medida después de un pre-determinado tiempo de recuperación. El flujo pastoral fue eliminado en 2009/10 en uno de los pozos, dando la posibilidad de analizar si el flujo había afectado las presiones medidas y por lo tanto la reportada aparente disminución de la presión. En el GAB, la combinación de pozos profundos, altas presiones y agua caliente, convierte las medidas de flujo y presión y el cálculo más desafiante que en acuíferos fríos. Las presiones medidas en la cabeza del pozo frecuentemente decrecen durante la recuperación y la influencia de la temperatura tiene que ser incorporada en los cálculos. Basado en un ejemplo, Jackboot Bore, es claro que se requieren tiempos de recuperación del orden de meses, lo cual es impracticable. Así, el uso de un pozo de producción activo para relevar el cumplimiento del criterio del descenso de la presión, no es recomendado en el GAB.

抽象

澳大利亚巨型承压盆地(GAB)内水源地B (Wellfiled B)为澳大利亚南部(SA)的BHP巴林顿(Billiton)奥林匹克达姆(Olympic Dam)矿区和Roxby Downs镇日供淡水30ML。该水源地的地下水抽取需满足区域含水层GAB的水压约束,即水源地周围5个水压控制监测点的最大允许水压下降幅度不超过5 m。其中,两个水压控制监测点为建立水源地B(Wellfiled B)之前就已经存在的农用自流井。通常,在一定水位恢复时间之后,测量这两口农用自流井的含水层水压。2009年10月,其中一口农用自流井开始断流。该井可用以对比、评价自流对水压监测及水位降深计算的影响。 在巨型承压盆地(GAB)内,含水层埋深增加、水压增大和水温升高等因素使监测孔的含水层水压监测和水头计算比常温区段更复杂、困难。在水位恢复期间,监测水压往往偏低,而且水头计算还需要考虑温度影响。以Jackboot钻孔为例,其水位恢复时间大约一个月,对该孔进行稳定水压监测是不现实的。因此,在巨型承压盆地(GAB)内,建议慎重使用现役农用自流井作为含水层保护的降深控制监测点。