Optimum Spacing Of Extraction Wells

An approach to selecting the optimum spacing of extraction wells for both groundwater production and groundwater cleanup is presented. Optimum well spacing is dependent upon 1) whether the system consits of an odd or even number of wells, 2) total number of wells, 3) aquifer thickness (B), 4) regional groundwater velocity (U), and 5) pumping rate of an extraction well (Q). Although an exact optimum well spacing cannot be determined for a system that consists of 30 or more wells (due to a lack of convergence for finding the roots of the stagnation-point equation), the optimum well-spacing factor of 0.4765 x Q/BU ensures minimum loss of groundwater recovery between the wells for a system that consists of 30 to 200 wells. Optimum well spacing and the points on the capture-zone curves are presented. Regression equations were developed for estimating capture-zone curves. Specific capture-zone curves can be constructed for any number of wells with knowledge of the parameters, Q/BU. This approach provides a method to design a new group of extraction wells and modify existing but deficient and under-designed systems, where more extraction wells are required. Using this scheme for such a modification, it is recommended that the number of wells be increased in pairs. The resulting arrangement ensures minimum loss of groundwater recovery between the wells. RÉSUMÉ: Une approche est proposée afin d'optimiser l'espacement de puits de pompage aussi bien pour capter l'eau souterraine que pour dépolluer une nappe. L'espacement optimal de puits dépend des conditions suivantes: 1) dispositif constitué d'un nombre pair ou impair de puits, 2) nombre total de puits, 3) épaisseur de l'aquifère (B), 4) vitesse de l'écoulement souterrain régional (U), et 5) le débit d'exploitation d'un puits (Q). Bien que l'espacement optimal exact ne puisse pas être trouvé pour un dispositif de 30 puits ou plus, du fait de l'impossibilité de faire converger le calcul, le facteur d'espacement optimal de 0.4765 x Q/BU garantit une perte minimale de la remontée de la nappe entre les puits, pour un dispositif constitué de 30 à 200 puits. L'espacement optimal et les points sur les courbes des zones de captage sont fournies. Des équations de régression sont établies dans le but d'estimer les courbes dans les zones de captage. Des courbes spécifiques des zones de captage peuvent être construites pour n'importe quel nombre de puits quand on connait le paramètre Q/BU. Cette approche fournit une méthode pour déterminer un nouveau groupe de puits de pompage et pour modifier un dispositif existant. Dans le cas d'une modification, il est recommandé d'augmenter le nombre de puits par paires. L'arrangement résultant garantit une perte minimale de la remontée de la nappe entre les puits. RESUMEN: Se presenta una metodología para la obtención de la separación óptima entre pozos, válida tanto para el caso de extracción como para el de limpieza de aguas subterráneas. El espaciado óptimo entre pozos depende de 1) si el sistema consiste en un número par o impar de pozos, 2) el número total de pozos, 3) el espesor saturado (B), 4) la velocidad de flujo regional (U), y 5) el caudal de bombeo de un pozo de extracción (Q). Aunque un valor óptimo de espaciado no se puede obtener de modo exacto para un sistema con un número de pozos superior a 30 (por la falta de convergencia al buscar las raíces de la ecuación que calcula los puntos de estagnación), un factor de espaciamiento de 0.4765 x Q/BU garantiza unas pérdidas mínimas de extracción para un sistema formado por 30 a 200 pozos. Se presenta el espaciado óptimo, así como las curvas de las zonas de captura, estas últimas estimadas mediante ecuaciones de regresión. Se pueden construir curvas de zonas de captura específicas para un número de pozos cualquiera, supuesto conocido el valor Q/BU. Esta metodología permite el diseño de nuevos grupos de extracción o la modificación de los ya existentes, en el caso que se consideren deficientes e infradimensionados. Al utilizar este esquema, se recomienda aumentar el número de pozos en un número par. La disposición final garantiza una pérdida mínima en las extacciones entre pozos.