Multiple-pumped-well aquifer test to determine the anisotropic properties of a karst limestone aquifer in Pasco County, Florida, USA

Abstract

Groundwater-level data from an aquifer test utilizing four pumped wells conducted in the South Pasco wellfield in Pasco County, Florida, USA, were analyzed to determine the anisotropic transmissivity tensor, storativity, and leakance in the vicinity of the wellfield. A weighted least-squares procedure was used to analyze drawdowns measured at eight observation wells, and it was determined that the major axis of transmissivity extends approximately from north to south and the minor axis extends approximately from west to east with an angle of anisotropy equal to N4.54°W. The transmissivity along the major axis ${\left( {T_{{\xi \xi }} } \right)}$ is 14,019 m² day^–1, and the transmissivity along the minor axis ${\left( {T_{{\eta \eta }} } \right)}$ is 4,303 m² day^–1. The equivalent transmissivity $T_{e} = {\left( {T_{{\xi \xi }} T_{{\eta \eta }} } \right)}^{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}} = 7,767{{\text{m}}^{2} } \mathord{\left/ {\vphantom {{{\text{m}}^{2} } {{\text{day}}^{{ - {\text{1}}}} }}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {{\text{day}}^{{ - {\text{1}}}} }$, and the ratio of anisotropy is 3.26. The storativity of the aquifer is 7.52 × 10⁻⁴, and the leakance of the overlying confining unit is 1.37 × 10⁻⁴ day⁻¹. The anisotropic properties determined for the South Pasco wellfield in this investigation confirm the results of previous aquifer tests conducted in the wellfield and help to quantify the NW–SE to NE–SW trends for regional fracture patterns and inferred solution-enhanced flow zones in west-central Florida.

Résumé

Les données de niveaux d’eau lors d’un pompage d’essai utilisant quatre puits conduit dans le champ de South Pasco à Pasco County, Floride, Etats-Unis, ont été analysées afin de déterminer le tenseur de transmissivité anisotropique, le coefficient d’emmagasinement et le coefficient de drainance à proximité du champs captant. La méthode des moindres carrés pondérés a été utilisée pour analyser les courbes de huit forages d’observation. Il a été déterminé que l’axe principal de transmissivité s’étend approximativement du nord au sud et que l’axe secondaire est orienté environ ouest-est avec un angle d’anisotropie égal à N4.54°W. La transmissivité le long de l’axe principal $\left( {T_{\xi \xi } } \right)$ est de 14,019 m²/jour et la transmissivité le long de l’axe secondaire $\left( {T_{\eta \eta } } \right)$ est de 4,303 m²/jour. La transmissivité équivalente T _e  = 7,767 m²/jour, et le rapport d’anisotropie est 3.26. Le coefficient d’emmagasinement de l’aquifère est 7.52 × 10⁻⁴, et le coefficient de drainance des couches sus-jacentes est de 1.37 × 10⁻⁴ jour⁻¹. Les propriétés anisotropiques déterminées dans cette étude pour le champ captant de South Pasco confirment les résultats des pompages d’essai antérieurs et aident à quantifier les tendances nord-ouest-sud-est à nord-est-sud-ouest du schéma régional des fractures et déduire les zones de flux favorables au centre-ouest de la Floride.

Resumen

Se analizaron los datos de niveles de aguas subterráneas de un ensayo de acuífero en cuatro pozos de bombeo del campo de bombeo South Pasco en Pasco County, Florida, EEUU para determinar el tensor anisotrópico transmisividad, almacenamiento y filtración vertical en las vecindades del campo de bombeo. Se usó un procedimiento de mínimos cuadrados ponderados para analizar las depresiones medidas en ocho pozos de observación, se determinó que el eje mayor de la transmisividad se extiende aproximadamente de norte a sur y el eje menor se extiende aproximadamente de oeste a este con un ángulo de anisotropía igual a N4.54°W. La transmisividad a lo largo del eje mayor $\left( {T_{\xi \xi } } \right)$ es 14,019 m² día^–1, y la transmisividad a lo largo del eje menor $\left( {T_{\eta \eta } } \right)$ es 4,303 m² día^–1. La transmisividad equivalente T _e  = 7,767 m² día^–1, y la relación de anisotropía es 3.26. El almacenamiento del acuífero es 7.52 × 10⁻⁴, y la filtración vertical de la unidad confinante suprayacente es 1.37 × 10⁻⁴ día⁻¹. Las propiedades anisotrópicas determinadas para el campo de bombeo de South Pasco en esta investigación confirma los resultados de ensayos de acuíferos previos realizados en el campo de bombeo y ayuda a cuantificar las tendencias noroeste-sudeste a noreste-sudoeste para el patrón de fracturas regional y a soluciones mejoradas de las zonas de flujo deducidas en el centro oeste de Florida.

摘要

分析了在美国佛罗里达州帕斯科郡的南帕斯科井区中四口抽水井进行的抽水试验所得到的地下水位数据, 以确定井区附近具各项异性的导水系数张量、贮水系数和相对透水系数。用加权最小二乘方法分析了8口观测井的降深, 确定出导水系数的主轴方向近似为自北向南而副轴近似为自西到东, 各项异性角度为N 4.54° W。主轴方向的导水系数$\left( {T_{\xi \xi } } \right)$为14019 m²/d, 副轴方向$\left( {T_{\eta \eta } } \right)$为 4303 m²/ day。等效导水系数为$T_e = \sqrt {T_{\xi \xi } T_{\eta \eta } } = 7,767{{{\text{m}}^2 } \mathord{\left/ {\vphantom {{{\text{m}}^2 } {{\text{day}}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {{\text{day}}}}$, 各项异性率为3.26。含水层的贮水系数为7.52 × 10⁻⁴, 上覆顶板的相对透水系数为1.37 × 10^-4 /day。本次调查中所确定的南帕斯科井区的各项异性, 进一步肯定了之前在该井区进行的抽水试验的结果, 并对北西-南东至北东-南西方向的区域裂隙模式和推断的佛罗里达中西部为溶解增强的流动区域的量化有很大帮助。

Resumo

Dados de níveis de água subterrânea resultantes de um ensaio de caudal num aquífero usando quatro furos em bombagem e levados a efeito no campo de captações do Sul de Pasco, no Condado de Pasco, Flórida, EUA, foram analisados, a fim de determinar o tensor de transmissividade anisotrópica, o coeficiente de armazenamento e a drenância na vizinhança do campo de captações. Um método de mínimos quadrados ponderados foi usado para analisar rebaixamentos medidos em oito furos de observação, e foi determinado que o eixo maior da transmissividade se estende numa direcção aproximada Norte-Sul e que o eixo menor se estende aproximadamente na direcção Oeste-Este, com um ângulo de anisotropia igual a N4.54°W. A transmissividade ao longo do eixo maior $\left( {T_{\xi \xi } } \right)$ é de 14,019 m² dia⁻¹, e a transmissividade ao longo do eixo menor $\left( {T_{\eta \eta } } \right)$ é de 4,303 m² dia⁻¹. A transmissividade equivalente é T _e  = 7,767 m² dia⁻¹, e a relação de anisotropia é de 3.26. O Coeficiente de Armazenamento do aquífero é de 7.52 × 10⁻⁴, e a drenância da camada confinante superior é de 1.37 × 10⁻⁴ dia⁻¹. As propriedades anisotrópicas determinadas nesta investigação para o campo de captações do Sul de Pasco confirmam os resultados de ensaios de caudal previamente realizados no local e ajudam a quantificar as tendências Noroeste-Sudeste a Nordeste-Sudoeste para os padrões das fracturas regionais e as zonas de fluxo inferidas pelas soluções realçadas na zona oeste e central da Flórida.