Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Ett gruvschakts påverkan pågrundvattnets nivå och strömningi det omgivande berget
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, LUVAL.
2012 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
The Impact of a Mine Shaft on GroundwaterLevel and Flow in the Surrounding Rock (English)
Abstract [sv]

En gruva kan orsaka stor påverkan på den omgivande miljön, bland annat påverkas grundvattennivåerna kring gruvan eftersom den länspumpas. För att få starta en gruva i Sverige måste tillstånd erhållas och då krävs en miljökonsekvensbeskrivning med bland annat en utredning om hur gruvan kommer att påverka omgivande grundvatten. Syftet med det här arbetet var att undersöka hur ett teoretiskt djupt vertikalt gruvschakt påverkade grundvattnet i det omgivande berget. Gruvan i den här studien antogs vara omgiven av sprickigt berg. Sprickigt berg har mycket heterogena hydrauliska egenskaper vilket gör beräkningarna av grundvattnets strömning komplicerade.

Grundvattenavsänkningen beräknades dels med analytiska metoder, dels med numeriska metoder.  De numeriska beräkningarna gjordes med en finit differensmetod i programmet GEOAN. Berget beskrevs som ett kontinuum och flödet beräknades i tre dimensioner. Utvärdering gjordes av hur olika parametrar påverkade avsänkningsområdet kring schaktet och flödet av inläckande vatten i schaktet. De parametrar som undersöktes var: modelldomänens storlek, cellstorlek, potentiell grundvattenbildning, hydraulisk konduktivitet, topografi och schaktets utformning. Förutom olika storlek på konduktiviteten undersöktes hur anisotropi, djupberoende och heterogenitet i konduktiviteten påverkade. När konduktiviteten beskrevs som heterogen modellerades berget som ett stokastiskt kontinuum. De analytiska metoder som användes beräknade tvådimensionellt grundvattenflöde i en homogen akvifer.

Utvärderingen av de analytiska metoderna visade att de metoder som användes krävde så pass mycket förenkling av verkligheten och så många antaganden att de bara kan ge en grov uppskattning av ett influensområde. Från utvärderingen av modellering med den numeriska metoden drogs bland annat följande slutsatser: (i) hydraulisk konduktivitet och potentiell grundvattenbildning har stor påverkan på influensområde och inläckage, (ii) ett heterogent konduktivitetsfält ger ett större avsänkningsområde men ett mindre inläckage jämfört med ett homogent konduktivitetsfält med samma effektiva konduktivitet och (iii) en horisontell tunnel som ansluts till schaktet på stort djup påverkar inte grundvattenytans avsänkning när konduktiviteten är djupavtagande. Utvärdering av grundvattenbildningen visade att en stor del av det vatten som läckte in i schaktet kom från områden utanför avsänkningsområdet. För att veta hur bra resultaten från den numeriska metoden stämmer i ett verkligt fall skulle resultaten behöva jämföras med uppmätta värden av inläckage i ett schakt och grundvattenavsänkning kring detsamma.

Abstract [en]

A mine can cause a major impact on the surrounding environment, including a drawdown of the groundwater table caused by dewatering of the mine. In order to start a mine in Sweden, permission must be obtained. This requires an environmental impact assessment, including an investigation of how the mine will affect surrounding groundwater. The aim of this project was to investigate the impact of a theoretical deep vertical mine shaft on ground water in the surrounding rock. In this study the mine was assumed to be surrounded by fractured rock. Fractured rock has very heterogeneous hydraulic properties, which makes the calculations of groundwater flow complex.

The drawdown of the groundwater table was calculated both with analytical and numerical methods. The numerical calculations were made with a finite difference method in the program GEOAN. The rock was described as a continuum and the flow was calculated in three dimensions. Evaluation was made of how different parameters affected the size of the drawdown area around the shaft and the inflow to the shaft. The analyzed parameters included: size of the model domain, cell size, potential groundwater recharge, hydraulic conductivity, topography and the design of the shaft. In addition to different magnitude of the conductivity, investigation was done of how anisotropy, depth dependency and heterogeneity affected the results. When conductivity was described as heterogeneous it was modeled as a stochastic continuum. The analytical methods used calculated two-dimensional ground water flow in a homogeneous aquifer.

The evaluation of the analytical methods showed that the used methods required so many simplifications and assumptions, that they were only able to give a rough estimate of an area of influence. From the evaluation of the modeling with the numerical method the following conclusions, among others, were drawn: (i) hydraulic conductivity and potential recharge have a major impact on the drawdown area and the inflow to the shaft, (ii) a heterogeneous conductivity field enlarges the drawdown area but decreases inflow to the shaft compared with a homogeneous conductivity field with the same effective conductivity and (iii) a horizontal tunnel connected to the shaft at great depth does not affect drawdown of the groundwater table when conductivity decreases with depth. Evaluation of the groundwater recharge showed that a large part of the water flowing in to the shaft came from areas outside the drawdown area. To know how well the numerical method works in a real case the results would need to be compared with measured values of inflow to a shaft and drawdown of the groundwater table around it.

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 78 p.
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 12010
Keyword [sv]
Grundvatten, Gruva, Schakt, Modellering, Grundvattenavsänkning, Grundvattenbildning
National Category
Water Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-175148OAI: oai:DiVA.org:uu-175148DiVA: diva2:531729
External cooperation
Golder Associates
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-07-05 Created: 2012-06-02 Last updated: 2012-07-05Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4493 kB)326 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4493 kBChecksum SHA-512
a1a6812bf3bdb1f9791f00b9cce70764be2e8563fb4d52cdf68283e41dedc5b6ae70eea410307c6fce1f78884d546d52f41ade944c575b47efea5447e1f6c78a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
LUVAL
Water Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 326 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 493 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf