A novel probe for point injections in groundwater monitoring wells [Eine neuartige Sonde für Punktinjektionen in Grundwassermessstellen]

Groundwater monitoring wells or boreholes often show complex flow behaviors that are essential to understand for the characterization of aquifer systems. In karst or fractured aquifers, where complex conduit and/or fracture networks with differing hydraulic heads can be intersected by a well or borehole, vertical flow is highly probable. Single-borehole dilution tests (SBDT) with uniform injections are, in general, a good method to gain knowledge about a specific well or borehole, but tend to deliver ambiguous results regarding vertical flow, while SBDTs with point injections are an effective method to identify vertical flow. ... mehrThis technical note introduces a newly developed probe for point injections in groundwater without disturbing the natural flow field. In order to evaluate this probe, several tests were conducted in the laboratory and in groundwater monitoring wells that show vertical flow. During repeated tests in the laboratory, the new point injection probe showed a good reproducibility regarding the shape and extent of the tracer cloud after an injection. The opening mechanism was found to be well-functioning and reliable. Field tests lead to significant results for all tested wells and showed that the probe can easily be operated by a single person. Due to the flexibility regarding tracer, aquifer and injection depth, combined with the easy handling, it is a useful device, suitable for the investigation of boreholes and groundwater monitoring wells, and a good alternative to existing methods.

Grundwassermessstellen und Bohrlöcher zeigen oft ein komplexes Fließverhalten, dessen Verständnis essentiell für die Charakterisierung von Aquifersystemen ist. In Karst- oder Kluftgrundwasserleitern, in denen komplexe Röhren- und/oder Kluftnetzwerke mit unterschiedlichem hydraulischem Druck durch eine Messstelle oder ein Bohrloch verbunden sein können, sind vertikale Grundwasserströmungen häufig zu beobachten. Einzel-Bohrloch-Verdünnungsversuche (Single-borehole dilution tests, SBDT) mit uniformen Eingaben sind im Allgemeinen eine gute Methode, um Erkenntnisse über ein bestimmtes Bohrloch zu gewinnen, liefern aber oftmals keine eindeutigen Ergebnisse in Bezug auf vertikale Strömungen, während SBDTs mit Punktinjektionen eine wirksame Methode zur Identifizierung von Vertikalbewegungen sind. ... mehrIn dieser Technical Note wird eine neu entwickelte Sonde für Punktinjektionen im Grundwasser vorgestellt, welche das natürliche Fließsystem nicht beeinflusst. Um diese Sonde zu testen, wurden zahlreiche Tests im Labor und in Grundwassermessstellen mit vertikaler Strömung durchgeführt. Bei wiederholten Tests im Labor zeigte die neue Injektionssonde eine gute Reproduzierbarkeit hinsichtlich der Form und des Ausmaßes der Tracerwolke nach einer Injektion. Der Öffnungsmechanismus erwies sich als gut funktionierend und zuverlässig. Feldversuche führten zu aussagekräftigen Ergebnissen für alle getesteten Messstellen und zeigten, dass die Sonde problemlos von einer einzelnen Person bedient werden kann. Aufgrund der Flexibilität in Bezug auf Tracer, Grundwasserleiter und Injektionstiefe in Verbindung mit der einfachen Handhabung, handelt es sich um eine gute Alternative zu bestehenden Methoden für die Untersuchung von Bohrlöchern und Grundwassermessstellen.