Reconstruction and geostatistical analysis of multiscale fracture apertures in a large block of welded tuff

Vickers, B; Neuman, Shlomo P.; Sully, M. J.; Evans, Daniel D.

doi:10.1029/92gl00560

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“…To take into account the effects of the partial contact of fracture walls, due to compressive stresses, a fracture porosity of 70% was assumed. This corresponds to the contact area found under relatively low normal stresses (Vickers et al 1992), as expected for shallow aquifers. The permeability of a fracture node is described using the cubic law.…”

Section: Modelling Approachmentioning

confidence: 99%

Models of tracer breakthrough and permeability in simple fractured porous media

Johnston

Atkinson

Odling

et al. 2005

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Tailing and bimodal behaviour of tracer breakthrough curves from tracer tests conducted in fractured porous media are commonly presented as 'deviations' from the Fickian model for homogeneous porous media. Tailing is mainly attributed to: (1) tracer storage brought about by diffusion between mobile and static regions of fluid; (2) a concentration of flow towards the wider (aperture) and, thus, more permeable fracture zones; and (3) the high variance in fracture conductivity and consequent mixing of tracer. Bi-(or multi-) modality has been attributed to solute following a few highly permeable flow paths. Systematic numerical simulations of flow and transport in geometrically simple fractured porous media were conducted using a 2D finite difference flow code and a particle tracking transport model. As a simplification only advective dispersion was considered. The modelling study produced a large variety of tracer breakthrough curves, including two patterns commonly seen in field data -the backward tailed uni-modal type and the Gaussian type. The study demonstrates that different types of breakthrough might be characteristic of particular sets of conceptual models for heterogeneities and, as such, may provide a useful pointer in the application and interpretation of tracer tests.

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Section: Modelling Approachmentioning

confidence: 99%

Models of tracer breakthrough and permeability in simple fractured porous media

Johnston

Atkinson

Odling

et al. 2005

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“…As distribuições de probabilidade contínuas do tipo normal (Matsuki et al, 2006;Vickers et al, 1992;Yeo et al, 1998;Schmittbuhl et al, 2008;Neuville et al, 2012; Oron e Berkowitz, 1998) e lognormal (Figura 10) (Moreno e Tsang, 1994;Zimmerman e Bodvarsson, 1996;Pyrak-Nolte et al, 1997;Keller, 1998;Wendland e Himmelsbach, 2002;Zheng et al, 2008;Nowamooz et al, 2013;Wang e Cardenas, 2014;Ishibashi et al, 2015) têm sido as mais adequadas nos trabalhos científicos.…”

Section: Abertura Variável: Simulação Estocástica Sequencialunclassified

“…Os modelos teóricos mais utilizados para determinação do comprimento de correlação espacial da abertura de fraturas têm sido o exponencial (Hakami e Larsson, 1996;Wendland e Himmelsbach, 2002;Wang e Cardenas, 2014), o gaussiano (Neuweiler et al, 2004;Liu e Neretnieks, 2006) e o esférico (Vickers et al, 1992). Os variogramas experimentais construídos com base na correlação espacial apenas entre dois pontos separados por um vetor de distância.…”

Section: E{z(u) Z(u + H) − M 2 } = C(h)unclassified

“…No entanto, a estimativa 0,75 < ≤ 0,8, também foi reportada para arenitos (Nasseri et al, 2006). Para a superfície interna das fraturas de rochas, a estimativa 0 < ≤ 0,85 foi obtida por Vickers et al (1992), Cox e Wang (1993), Johns et al (1993), e Odling (1994.…”

Section: Abertura Variável: Simulação Estocástica Fractalunclassified

“…Nessas situações, o conceito de abertura de fratura tornase questionável (Gouze et al, 2003). Para simplificação do campo de abertura, esses pixels foram contabilizados como pontos de contato entre as paredes da fratura, isto é, As distribuições do tipo normal (Matsuki et al, 2006;Vickers et al, 1992;Yeo et al, 1998;Schmittbuhl et al, 2008;Neuville et al, 2012;Oron e Berkowitz, 1998) e lognormal têm sido as mais utilizadas nos estudos sobre fraturas em escala de laboratório (Moreno e Tsang, 1994;Zimmerman e Bodvarsson, 1996;Pyrak-Nolte et al, 1997;Keller, 1998;Wendland e Himmelsbach, 2002;Zheng et al, 2008;Nowamooz et al, 2013;Wang e Cardenas, 2014;Ishibashi et al, 2015). O resultado das "aberturas equivalentes" mostrou que a abertura de balanço de massa (bm) foi maior em relação à abertura hidráulica (bc), a qual foi maior que a abertura de perda por atrito (bl) (Tabela 2).…”

Section: Abertura Da Fraturaunclassified

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Migração de solutos em basalto fraturado: quantificação experimental em laboratório e validação matemática

Lucas¹

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A avaliação do risco a contaminação e a escolha de técnicas de remediação de poluentes em aquíferos fraturados depende da quantificação dos fenômenos envolvidos no transporte de solutos. A geometria da fratura, usualmente caracterizada pela abertura, é o principal parâmetro que indiretamente controla o transporte nos aquíferos fraturados. A simplificação mais comum desse problema é assumir que as fraturas são um par de placas planas e paralelas, isto é, com uma abertura constante. No entanto, por causa do limitado número de trabalhos experimentais, não está esclarecida a adequabilidade do uso de uma abertura constante para simular o transporte conservativo em fraturas do Aquífero Serra Geral (ASG), Brasil. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da abertura de uma fratura natural do Aquífero Serra Geral sob o transporte conservativo de solutos. Uma amostra natural de basalto fraturado foi usada em um experimento hidráulico e de transporte de um traçador conservativo (escala de laboratório). O campo de abertura foi medido usando a técnica avançada, de alta resolução e tridimensional, chamada microtomografia computadorizada de raios-X. A concentração de traçador medida foi utilizada para validar uma solução analítica unidimensional da Equação de Advecção-dispersão (ADE). O desemprenho do ajuste da ADE às curvas de passagem experimentais foi avaliado para quatro diferentes tipos de aberturas constantes. Os resultados mostraram que o escoamento de água e o transporte de contaminantes pode ocorrer através de fraturas micrométricas, ocasionando, eventualmente, a contaminação do ASG. A abertura de balanço de massa é a única que pode ser chamada propriamente de "abertura equivalente". O uso de aberturas constantes na ADE não permitiu representar completamente o formato das curvas de passagem porque o campo de velocidade não é uniforme e intrinsicamente bidimensional. Portanto, na simulação do transporte deve-se incorporar a heterogeneidade da abertura da fratura.Palavras-chave: Advecção-dispersão, Breakthrough curve, Espectrofotometria, Lei Cúbica, Microtomografia de raios-X. The contamination risk assessment and the choice of suitable cleanup techniques for pollutants in fractured rock depends on the quantification of the transport phenomena. Fracture geometry often described by the apertures is the major parameter that controls indirectly solute transport in fractured rock. The simplest approach is describing fractures as a pair of smooth parallel plates with constant aperture. However, there is a lack of information about the suitability for using a constant aperture for the conservative solute transport prediction in a single fracture of Serra Geral Aquifer (SGA), Brazil. The aim of this work is to evaluate the effect of aperture variability in a natural single rough-walled fracture of Serra Geral Aquifer on conservative solute transport. A natural core of fractured basalt was used for a hydraulic and tracer tests (laboratory scale). The aperture field was measured using the advanced, high-resolution and tr...

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Comment on “Is unique scaling of aquifer macrodispersivity supported by field data?” by A. Zech et al.

Neuman

2016

Water Resources Research

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Reconstruction and geostatistical analysis of multiscale fracture apertures in a large block of welded tuff

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Models of tracer breakthrough and permeability in simple fractured porous media

Models of tracer breakthrough and permeability in simple fractured porous media

Migração de solutos em basalto fraturado: quantificação experimental em laboratório e validação matemática

Comment on “Is unique scaling of aquifer macrodispersivity supported by field data?” by A. Zech et al.

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