Hydrogeology Journal

, Volume 15, Issue 7, pp 1279–1289 | Cite as

Measurement of vertical environmental-head profiles in unconfined sand aquifers using a multi-channel manometer board

Paper

Abstract

The vertical hydraulic gradient in an unconfined sand aquifer frequently exceeds the horizontal gradient when measured close to a surface discharge boundary, around an abstraction bore or close to a saline interface. The vertical gradient can be efficiently investigated using a multi-channel manometer board connected to a bundled piezometer installed using hollow-stem-auger-drilling techniques. The design and construction of a manometer board is described. Manometer board data from a site in a 30-m-deep fresh-water aquifer adjacent to a pumping bore are described. The bore is screened in the lower part of the aquifer and the impacts of partial penetration are evident on the manometer board results. Data are then described from the centre of a coastal sand spit where fresh water overlies saline water. Fluid electrical conductivity measurements from the individual tubes of the bundled piezometer are used to derive fluid density at each of the bundled piezometer ports. The average fluid density of water above the mini-piezometer port at each depth is then calculated using Gaussian quadrature. The environmental-water head profiles are compared to point-water and fresh-water head profiles and the implications of the incorrect use of point-water or fresh-water head vertical profiles are clearly demonstrated.

Keywords

Equipment/field techniques Unconsolidated sediments Coastal aquifers 

Résumé

Dans un aquifère sableux libre, le gradient hydraulique vertical est fréquemment supérieur au gradient horizontal à proximité d'un exutoire, autour d'un forage d'exploitation ou à proximité d'un interface avec de l'eau salée. Le gradient vertical peut être étudié de manière efficace en utilisant un panneau manométrique multi-canal connecté à un piézomètre multitube foré à la tarière creuse. La conception et la construction d'un panneau manométrique est décrite. Le présent article décrit les données d'un panneau manométrique situé dans un aquifère d'eau douce profond de 30 m, à proximité d'un forage d'exploitation. Le forage est crépiné sur la partie inférieure de l'aquifère, et les impacts de la pénétration partielle paraissent évidents sur les résultats du panneau manométrique. Les données sont ensuite décrites depuis le centre d'une flèche littorale sableuse où l'eau douce se superpose à l'eau salée. Les mesures des conductivités électriques des fluides dans chacun des tubes du piézomètre multitube sont utilisées pour évaluer leur densité à chacun des ports du piézomètre. La densité moyenne de l'eau au-dessus du mini-piézomètre, à chaque profondeur, est ensuite calculée en utilisant une quadrature gaussienne. Les profils de charge hydraulique prenant en considération l'environnement sont comparés aux profils ponctuels ou aux profils d'eau douce; les conséquences de l'utilisation erronée de ces deux derniers est clairement démontrée.

Resumen

Cuando se mide cerca de un límite superficial de descarga se encuentra que el gradiente hidráulico vertical, en un acuífero arenoso no confinado, frecuentemente excede el gradiente horizontal alrededor de una perforación de abstracción o cerca de una interfase salina. El gradiente vertical puede investigarse eficientemente usando un tablero de manómetro multi-canal conectado a un piezómetro atado, instalado usando técnicas de perforación tipo auger de contención en vacío. Se narra el diseño y construcción de un tablero de manómetro. Se describen los datos del manómetro en un sitio a una profundidad de 30 m en el acuífero de agua fresca adyacente a un pozo de bombeo. El pozo tiene malla en la parte inferior del acuífero y los impactos de penetración parcial son evidentes en los resultados del manómetro. Los datos se describen a partir del centro de un banco costero de arena donde al agua fresca sobreyace al agua salada. Se utilizan las mediciones de conductividad eléctrica de los fluidos en los tubos individuales del piezómetro para derivar la densidad del fluido en cada uno de los puertos del piezómetro. Se calcula entonces la densidad promedio fluida del agua por encima del puerto del mini-piezómetro en cada profundidad usando la cuadratura Gaussiana. Se comparan los perfiles ambientales de presión hídrica con perfiles puntuales hídricos y de presión hídrica fresca y las implicaciones que tiene el uso incorrecto de los perfiles verticales de presión hídrica fresca o puntual hídrica son claramente demostradas.

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Copyright information

© Springer-Verlag 2007

Authors and Affiliations

  1. 1.Water Research Laboratory, School of Civil and Environmental EngineeringUniversity of New South WalesManly ValeAustralia

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