Hydrogeologie

We geven ook een verwijzing naar de wiki van de geologen: http://geos.scientica.be/wiki/index.php/Hydrogeologie

2022-2023

30 januari 2023

1. Waar of niet waar? Licht toe.

   1. De effectieve porositeit is rechtlijnig evenredig met de advectiesnelheid in een aquifer.

   2. In een slecht doorlatende laag is dispersie het dominante transportproces.

   3. Een freatische watervoerende laag is gevoeliger aan overexploitatie dan gespannen watervoerende lagen.

   4. De hoeveelheid water die men duurzaam kan ontginnen uit een watervoerende laag is gelijk aan de grondwatervoeding maal de oppervlakte.

   5. Een slecht doorlaatbare laag wordt gekenmerkt door een grote verticale hydraulische conductiviteit en kleine horizontale hydraulische conductiviteit.

2. Wat zijn de gevolgen van klimaatverandering voor de grondwaterreserves? Licht toe.

3. Gegeven twee peilputten A en B op afstand 10 en 25m van een pompput met vast debiet 50 m³/d. De stijghoogtes zijn h_a = 80m en h_b= 82m. De dikte van de afgesloten aquifer is 8m.

   1. Bepaal de transmissiviteit en hydraulische conductiviteit van deze aquifer.

   2. Wat is de afpomping aan de rand van de pompput met straal 0,5m?

4. Gegeven een tabel met 3 peilputten met plaatshoogte van de filter en de hoogte van de waterstand. Ook gegeven: een plan met de drie peilputten en hun onderlinge afstanden.

   1. Wat zijn de stijghoogtes in de drie putten?

   2. Wat is de drukhoogte in put B?

   3. Wat is de druk ter hoogte van de filter in put B?

   4. Wat is het specifieke debiet?

   5. Hoe stroomt het grondwater (N/NO/O/ZO/Z/...)? Verklaar hoe je hier aan komt.

2016-2017

19 Januari 2017 (dit jaar en jaren hiervoor: met mondelinge toelichting)

1. Waar of niet waar, veklaar.

a) Hoe dikker de onverzadigde zone, hoe kwetsbaarder de laag.

b) De grondwaterkwaliteit in Vlaanderen is zeer goed.

c) Moleculaire diffusie dominante transportproces bij slecht doorlatende laag.

d) De stromingslijnen van grondwater staan altijd loodrecht op de isohypsen.

e) De uitdrogingscurve is een nauwkeurige benadering voor de grondwatervoeding van een rivier.

2. Gegeven is een zandige aquifer. Hierin worden zware metalen geloosd. Welke transportprocessen zullen in belangrijke mate verantwoordelijk zijn

voor de verspreiding van de pluim. Welke transportprocessen in mindere mate?

3. Oefening. Gegeven zijn een pompput en een peilput met een onderlinge afstand van 8 meter. Uit de pompput wordt een debiet gepompt van 600 m³/dag.

De pompput heeft een diameter van 0,30 meter en een stijghoogte van 427,9m, de peilput heeft een stijghoogte van 430,2m. Bereken de transmissiviteit van de aquifer.

4. Oefening. Gegeven zijn 3 lagen. Voor twee van die lagen moet je respectievelijk het specifieke horizontale debiet en het debiet berekenen. Voor een laag moet je het verticale debiet berekenen.

2015-2016

14 Januari 2016

1. Waar of niet waar, leg uit waarom

a) De grondwatersnelheid is rechtevenredig met de effectieve porositeit

b) Zelfs als de hydraulische gradiënt 0 is, moeten we toch dispersie in rekening brengen

c) De intrinsieke doorlatendheid is afhankelijk van de eigenschappen van het stromend fluïdum

d) Hoe dikker de onverzadigde zone, hoe kwetsbaarder de laag.

e) De grondwaterkwaliteit in Vlaanderen is zeer goed.

2. Wat is gebiedsgericht grondwaterbeleid? Op welke elementen is het beleid gebaseerd?

3. Oefening: Pomping uit een afgesloten watervoerende laag, debiet gegeven, afstand en stijghoogten van twee peilputten gegeven.

a) Bepaal de waarden van K en T

b) Hoe hoog is de stijghoogte vlak naast de pompput als je weet dat de put een straal heeft van 0.5m.

4. Oefening: Plaatshoogtes en maaiveld enzo gegeven. Stijghoogte, waterdruk en gradiënt in 2 peilputten bepalen.

Extra vragen bij thuisopdracht 4: Plume Busters (mondeling, wisten we niet op voorhand)

- Leg de methode Pump&Treat uit

- Welke transportprocessen worden er in het model gebruikt

2014-2015

15 Januari 2015

Voormiddag:

1) waar/niet waar

- analyse recessiecurve zeer nauwkeurige methode

-zelfs als hydraulische gradient=0 toch dispersie in rekening brengen

-intrinsieke doorlatendheid afhankelijk van eigenschappen van stromend fluidum

2) verschil afpompingskegel en beschermingszone, factoren die grootte en vorm bepalen. Waarom beide bepalen en hoe in de praktijk bepalen.

3) oefening berekenen parameters K en T bij gegeven stijghoogte, debiet en straal tot pompput

4) berekening van stijghoogten, gradient en waterdruk

Namiddag:

Waar/niet waar: 1) Moleculaire diffusie dominante transportproces bij slecht doorlatende laag 2) Grondwatersnelheid evenredig met effectieve porositeit 3) Effectieve porositeit is bij benadering gelijk aan totale porositeit in kleilaag 4) Intrinsieke kwetsbaarheid afhankelijk van eigenschappen polluent

Vraag 2: Duid concentratie ifv tijd aan voor Dispersie, Diffusie, Sorptie en Advectie op een aankomstcurve (zelf tekenen), Vraag 3 :Oefening met equivalente K-waardes, specifiek debiet en stijghoogtes; Vraag 4: Oefening met K-waarde waarvoor ge blijkbaar thuisopdracht 2 moest gebruiken

2013-2014

30 januari 2014

1. Waar of niet waar?

a. De grondwaterstromingssnelheid is evenredig met de effectieve porositeit.

b. In goed doorlatende lagen is de diffusie verwaarloosbaar.

c. De stromingslijnen van grondwater staan altijd loodrecht op de isohypsen.

d. De potentiële evapotranspiratie is afhankelijk van de bodemvochtheid.

2. Leg de methode van Jacobs uit.

3. Leg het schema uit:

4. Oefening: drie lagen met hun K-waardes en diktes gegeven, alsook de stijghoogten van de top en de onderkant van het pakket. Bereken de verticale en horizontale equivalente K-waarde, het verticale specifieke debiet en de stijghoogten aan de boven- en onderkant van de middelste laag.

5. Oefening: Gegeven drie stijghoogten (twee kanalen met dezelfde stijghoogte en één stijghoogte van het midden van de aquifer) en de afstand van de aquifer. Bereken K.

16 januari 2014

1) Stellingen: waar of niet waar?

a) de snelheid van grondwaterstromen is evenredig met de effectieve porositeit.

b) ook als de hydraulische gradiënt 0 is, moeten we rekening houden met dispersie als transportproces.

c) hoe dikker de onverzadigde zone, hoe minder kwetsbaar de laag

d) de intrinsieke permeabiliteit is enkel afhankelijk van de kenmerken van het stromende fluidum

2) Wat is het verschil tussen een afpompingskegel en een beschermingszone? Hoe worden deze in de praktijk bepaald? Wat bepaalt hun omvang/vorm (cirkel? ellips?) en waarom is het nodig dat we zowel de afpompingskegel en de beschermingszone van een waterwinning bepalen?

3) Geef de algemene transportvergelijking in een goed watervoerende laag en verklaar elke term (bijvraag: eenheden hydrodynamische dispersiecoëff en retardatiefactor)

4) Oefening over aquferkarakteristieken bepalen via afpomping. Gegeven: debiet, dikte laag, afgesloten laag, twee piëzometers met bijbehorende stijghoogte en afstand tot de pompput. Bepaal T en K alsook de stijghoogte net naast de pompput, waarvan de straal 0.5m is.

5) Oefening over stijghoogte: berekenen van de stijghoogte in 2 peilputten en ook de druk op een punt P in die putten. Hoe stroomt het grondwater?

Voor 2013-2014 andere prof!

EXAMENVRAGEN 2012-2013

1) Vraag over nadelen en voordelen grondwater, toetsen met maatregelen die we hebben gezien op excursie

2) recessiecoëfficient uitleggen, ook veronderstelligen die gemaakt zijn

3) oefening over debiet door drie verschillende lagen (zoals oefening in les)

4) hydrodynamische dispersie en degradatie uitleggen, effect op curve en op transoprtvergelijking.

5) welke trasnportproccessen spelen heel hard mee in een kleilaag?

6) methode van Jacobs uitleggen en nadelen van assumpties voor die formule.

7) mondeling: stijghoogtekaart tekenen, stijghoogtelijnen teken , stroomlijnen, effect rivier en pompput, ...

EXAMENVRAGEN 2009-2010

1) Gegeven de figuur 3.16 met hoeveelheden water in elk systeem. Wat is een waterbalans? Bepaal de verblijftijd van water in bodemvocht.

2)Wat is een isohypsenkaart? Hoe bepaalt men deze? Teken een isohypsenkaart van een rivier die door grondwater gevoed wordt. Teken ook een verticale doorsnede + de stroomlijnen.

3)Afgesloten aquifier van 35m dik, Q = 50m³/d, men pompt 5 jaar. Het piezometrisch vlak is gedaald met 6m over een oppervlakte van 1,5km². a) Bepaal de Ss. b) Wat is de bijdrage van de samendrukbaarheid van water tot de Ss? (n en betha zijn gegeven) Wat kan je hieruit concluderen?

4)Oefening op equivalente K-waarde. 3 sub lagen i) 15m dik, K=10^-4, ii) 10m, K=10^-5, iii) 5m, K=10^-3. Bepaal het grondwaterdebiet.

5)De hoogte van de grondwaterspiegel op een eiland in de zee (dichtheid = 1020 kg/m³) is 10m, bepaal de maximale diepte van de zoetwaterlens onder het eiland.

6)Oefening over stijghoogtes. 2 peilbuizen staan naast elkaar, A op 12m en B op 12,5m. De diepte van buis A is 12m, die van B 15m. De diepte van de watertafel is in A 2m en in B 3,2m. Bepaal de gradient en hoe stroomt het water?

7)In welk soort aquifer (vrij of afgesloten) daalt het piezometrisch oppervlak het snelste bij afpomping? Waarom?

Bijvragen:

- Vragen over de peilput die we hebben geplaatst:

- Wat is een diver, wat meet die?

- Grafiekje met de stijghoogtes in de put en de neerslag: Wat zie je? Verklaar de fluctuaties? Hoe bekomt met de schaal op de y-as s (mTAW)? Hoe komt het dat het waterniveau plot zeer sterk daalde (de diver werd eruit gehaald)?

- Leg uit: wet van Darcy

- Hoe verandert de K als de temperatuur van het water stijgt?

- Wat is een Stiff-diagram?

- Wat is de vergelijking van Theis? Voor welk soort lagen?

- Als een rivier een grondwatertafel voedt waaruit wordt gepompt, hoe kan je dit in rekening brengen om de afpompingskegel te berekenen? (methode van de spiegelput)

- Wat is de opbrengstcoefficient en de specifieke berging?

- Wat is HCOV

EXAMENVRAGEN 2007-2008

1.Bespreek aan de hand van wat we op de excursie gezien hebben 2 voordelen van grondwaterwinningen. Bespreek ook 2 bedreigingen van grondwaterwinningen en welke maatregelen men daartegen heeft (of kan) genomen (nemen). Indien je niet op excursie was, los deze vraag op adhv je opgedane kennis uit de cursus.

2. Je kreeg een figuur.

Hoe noemt men deze stippellijn? (Piëzzometrisch vlak) Duid aan waar je een pompput zou plaatsen a) op de intrekzone b) op een plaats onder het piezometrisch oppervlak c) boven piezometrisch opp (was een afgesloten watervoerende laag dus)

3.Hoe meten we grondwaterstanden. Waarbij moeten we opletten bij het meten van grondwaterstanden? Wat is een diver?

4. Wat is HCOV? Wat is het Centraal Kempisch Syteem? Waardoor wordt dit in vertikale zin afgebakent?

5. Geef de formule voor stationaire, isotrope, 2D stroomvergelijking zonder aanvoer of afvoer van water (is een formuleke in de cursus waar ge blijkbaar ne hoop van moest schrape) en leg uit.

6. de stijghoogte van een afgesloten aquifer is 5m en de aquifer is 1km² breed, de dikte van de watervoerende laag is 15m en bergingscoëfficiënt is 8,3.10^-3. Bepaal ..... ???

7. oppervlakte is 165,5 meter boven zeespiegel. 3 filters op 15, 25 en 35 meter diep. in elke filter respectievelijk 3,75, 3,96 en 4,14m drukhoogte. Bepaal de stijghoogte en de gradiënt. In welke richting stroomt je grondwater en waarom?

8.Q=1000m³/dag, K = 7m/dag, effectieve porositeit = 0,2, dikte van de watervoerende laag = 40m en er wordt 100 dagen afgepompt in een freatische watervoerende laag. Bepaal de daling van de watertafel op afstand 100m van de afpomping. Leg je methode uit

9.Wat is een isohypsenkaart. Leg uit, geef een voorbeeld kaartje en geef ook een vertikale doorsnede waarop isohypsen en stroomlijnen aangeduid staan.

10.Advectie + Dispersie, formule geven en uitleggen, zowel mathematisch als fysisch. Geef ook de invloed van deze processen op de breakthrough curve weer.

11.Op 200meter afstand van elkaar staan 2 filters op 21meter diep en 24 meter diep. De basis van de watervoerende laag is 52meter onder het maaiveld. De hydraulische conductiviteit is 4.10^-5 m/s en de effectieve porositeit is 0,2. Bereken de effectieve snelheid van het water en q.

EXAMENVRAGEN 2006-2007

1) Definieer en verklaar wiskundig/fysisch:

- Effectieve porositeit

- Specifieke bergingcoëfficient

- Hydaulische conductiviteit

- Longitudinale Dispersiviteit

- Vertragingsfactor

- Recessiecoëfficient

bijvragen: grootteorde, eenheden, hoe bepalen, wanneer gebruiken? + Leg het effect van advectie, diffusie, dispersie, adsorptie-desorptie en degradatie uit op een breaktrough curve.

2) Leg uit: De wet van Darcy.

3) Wat voor invloed heeft de dichtheid van water op polluentverspreiding.

1) Bespreek/verklaar: transversale dispersiviteit; hydraulische conductiviteit

2) Vertel hoe het mogelijk is dat er verzakkingen optreden door grondwaterwinning

3) Wat zijn isohypsenkaarten en geef een voorbeeld

1) Wat is de specifieke vergingscoefficient.

2) Hoe bepaalt men de rivierafvoer? Hoe leest men daar de grondwaterafvoer uit? Wat is de recessiecoëfficient?

3) Hoe worden de beschermingszones bepaald?

1) Bespreek en verklaar de wet van Darcy + wat is de invloed van de doorlatendheid?

2) Is deze wet van Darcy ook geldig voor andere fluïda?

3) Geef een stromingsvergelijking van een niet-stationaire stroming in functie van de doorlatendheid + wat is dispersie?

1) Leg het effect van advectie, dispersie, diffusie, adsorptie/desorptie en degradatie op een doorbraakcurve uit.

Bijvragen:

Op welke schaal speelt zich dat allemaal af?

Rangschik de belangrijkheid van advectie, diffusie en dispersie eens voor klei en een keer voor zand.

Wat is een doorbraakcurve juist.

2) Teken een stijghoogtekaart en leg de grondwater-oppervlaktewater-interactie uit.

Bijvragen:

Wat is stijghoogte juist, van waar stroomt het water.

Hoe meet je debiet van een rivier?

Stel dat er een hevige regenbui is, hoe verandert de grondwaterspiegel dan? En het debiet?

1) Bespreek de vergelijking van Thiem-Dupuit. Leg de veronderstellingen uit in een afgesloten watervoerende laag en een vrije watervoerende laag

2) Wat is advectie? Verklaar de beïnvloedende parameters.

EXAMENVRAGEN 2005-2006

1) Bespreek verschillende transportprocessen (met breaktroughcurves enzo) en deze toepassen op zandlagen, kleilagen,...

2) Wet v Darcy (met bijvragen of verschillende componenten, oa invloed van zoutintrusie en temperatuur op hydraulische conductiviteit)

3) Wat is de invloed convectie/advectie, diffusie, dispersie, adsorptie/desorptie, degradatie op de breakthrough curve. Bijvragen: Wat gebeurt er met de curve als aL stijgt, wat is het effect van stilstaand water

4) Bespreek de wet van Darcy

5) Wat is de invloed van de dichtheid van water op transport

6) Bespreek:

- effectieve porositeit

- hydraulische conductiviteit

- recessiecoefficient

- longitudinale dispersiecoefficient

- specifieke bergingscoefficient

- vertragingsfactor

7) Men beschikke over de metingen van 2 peilputten en 1 pompput. Wat is er analytisch mogelijk voor stationaire lagen en niet-stationaire lagen?

8) Dispersie met al z’n verbanden uitleggen