Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Upscaling particle transport in discrete fracture networks:  2. Reactive tracers
KTH, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE), Mark- och vattenteknik.
KTH, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE), Mark- och vattenteknik.
2007 (Engelska)Ingår i: Water resources research, ISSN 0043-1397, E-ISSN 1944-7973, Vol. 43, nr 10, s. W10429-Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

We study sorbing tracer transport through discrete fracture networks using astochastic Lagrangian framework, combined with the methodology for upscalingparticle breakthrough curves developed in the first part of this article series.Results indicate that this procedure can accurately predict expected normalizedtracer discharge for an upscaled distance of 1 order of magnitude in terms oftransport scale, which for our simulations is about 2 orders of magnitudegreater than the mean fracture segment scale. Specifically, we show theimportance of retaining the correlation between the water residence time τ andthe hydrodynamic control of retention β in order to make accurate tracerdischarge predictions. Also, we show that the extreme tails of τ and β distributions have essentially no impact on tracer discharge. These results areillustrated using the unlimited diffusion model, and for two hypotheticaltracers with properties designed to capture the behavior of many commonlyoccurring natural radionuclides.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Geophysical Union , 2007. Vol. 43, nr 10, s. W10429-
Nyckelord [en]
Stochastic transport, Upscaling, Retention, Fractured media
Nationell ämneskategori
Oceanografi, hydrologi och vattenresurser Annan naturresursteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-11969DOI: 10.1029/2006WR005336ISI: 000250525500002OAI: oai:DiVA.org:kth-11969DiVA, id: diva2:291679
Anmärkning
QC 20101005Tillgänglig från: 2010-02-02 Skapad: 2010-02-02 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Stochastic analysis of fluid flow and tracer pathways in crystalline fracture networks
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Stochastic analysis of fluid flow and tracer pathways in crystalline fracture networks
2010 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Understanding groundwater flow systems and how these control transport is an essential part in assessing the suitability of subsurface environments as hosts for storage of toxic waste. Therefore it is important to be able to integrate knowledge obtained from field characterisation of the subsurface with methods which can be used to evaluate and predict possible impact on surrounding environments.In this thesis I investigate the characteristics of flow and transport in discrete fracture networks by analysing Eulerian and Lagrangian descriptions within a stochastic framework. The analysis is conducted through numerical flow and transport simulations configured according to available field data, combined with independent theoretical analytic and semi-analytic methods which are able to reveal insight to relevant constitutive properties. It is shown that numerical simulations conducted with the discrete fracture network approach can be both conditioned and confirmed against field measurable quantities, and the developed theoretical methods are evaluated against results obtained from simulation. Thereby, a methodology which can provide links between field measurable quantities and tracer discharge is presented, developed and evaluated. It is shown to be robust with respect to underlying assumptions used for flow configurations.In particular, a specific sampling algorithm for obtaining a Lagrangian description of transport based on a Eulerian description of flow is proposed, evaluated and shown to be robust for the cases considered, providing accurate replications. Also a generalisation of both the advection-dispersion solution and the one-sided stable distribution is shown to be able to evaluate advective transport quantities, and combined with a Lagrangian retention model it is shown to be a fairly accurate and robust method for upscaling distributions, enabling predictions of transport in terms of tracer discharge. Evaluation of transport is also conducted against the advective-dispersion assumption, where results indicate advective transport is generally non-Fickian for the fracture networks and domain scales considered, but not necessarily anomalous. Additionally, the impact certain model assumptions have on tracer discharge are analysed. For example, transport is evaluated for assumptions regarding injection mode, fracture network heterogeneity, relationship between aperture and transmissivity, relationship between transmissivity and size, as well as scale and modelling dimension. In relation to hydraulic testing and flow analysis, a method for conditioning fracture transmissivity from field measurements of flow by simulation is developed and evaluated against homogenisation assumptions commonly used in field applications. Results indicate the homogenisation assumption generally fails for current interpretations of field data.

Abstract [sv]

Miljökonsekvensbedömningar av toxiskt avfall i djupt bergförvar kräver engrundläggande förståelse av grundvattenströmning samt hur detta påverkartransportfenomet. Därför är det viktigt att kunna integrerafältundersökningsdata från berggrundsmätningar med metoder som kan användas föratt utvärdera och förutsäga potentiella konsekvenser på omgivningen.I denna avhandling undersöker jag flödes- och transportegenskaper i diskretaspricknätverk genom stokastisk analys av eulerska och lagrangeskafältbeskrivningar. Analysen sker genom en kombination av dels numeriska flödes-och transportsimuleringar som är konfigurerade enligt tillgänglig fältdata, samtdels med oberoende teoretiska analytiska och semi-analytiska metoder som gerdjupare insyn i relevanta konstitutiva egenskaper. Resultat visar att dennumeriska simuleringsmetoden för diskreta spricknätverk kan både konditionerastill fältdata och bestyrkas gentemot mätbara kvantiter. Detta är av betydelse dåde teoretiska metoderna i sin tur är främst evaluerade gentemotsimuleringsresultat. Därmed utvecklas en bestyrkt metodik som kansammanlänka och i viss mån omvandla fältdata till uppskattningar av mängdenspårämnen i ett utflöde. Resultat indikerar att denna metodik är robust avseendeflera antaganden som har används i simuleringskonfigurationen.En särskild urvalsalgoritm introduceras som kan erhålla en lagrangesktransportbeskrivning utifrån ett eulerskt strömningsfält. även denna utvärderasavseende vissa simuleringsantaganden och resultat tyder på att den är robust förde undersökta fallen. Vidare föreslås en viss generalisering av lösningen tillden advektiva-dispersionsekvationen samt av ensidigt stabila (one-sided stable)sannolikhetsfördelningar som metod för att prediktera advektiva kvantitetergenom upskalning av transportfördelningar i rummet. Denna modell kombineras meden tidigare utvecklad metod för transportretention för att uppskatta reaktivagenombrottsfördelningar. Således blir det möjligt att prediktera reaktivtransport d v s rumslig upskalning av genombrottstider för spårämnestransport.Metoden används också för att evaluera ett linärt dispersionsantagande, därresultat indikerar att även advektiv transport kan påvisa icke-linärt beteende.Transport i spricknätverk utvärderas bland annat för modellantaganden avseendeinjektionsmetod, heterogenitet i spricknätverk, konstitutiva relationer mellanapertur och transmissivitet samt mellan transmissivitet och spricklängd, ochmodelleringsskala samt dimension. Beträffande hydrauliska testmetoder ochflödesanalys introduceras en simuleringsmetod för att konditioneraspricktransmissivitet från flödesmätningar. Detta jämförs med etthomogeniseringsantaganden som inte sällan används i fältundersökningar för atttolka flödesmätningar till spricktransmissivitet, och resultat tyder på attdetta antagande kan betydligt undervärdera transmissivitet.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH, 2010. s. xi, 62
Serie
Trita-LWR. PHD, ISSN 1650-8602 ; 1056
Nyckelord
Groundwater; Fractured media; Transport; Retention; Macrodispersion; Lagrangian formulation; Stochastic modelling
Nationell ämneskategori
Geovetenskap och miljövetenskap Oceanografi, hydrologi och vattenresurser Annan naturresursteknik
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-11974 (URN)978-91-7415-560-0 (ISBN)
Disputation
2010-02-18, F3, Lindstedtsvägen 26, Kungl Tekniska högskolan, 10:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2010-02-03 Skapad: 2010-02-02 Senast uppdaterad: 2018-01-12

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Frampton, AndrewCvetkovic, Vladimir
Av organisationen
Mark- och vattenteknik
I samma tidskrift
Water resources research
Oceanografi, hydrologi och vattenresurserAnnan naturresursteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 142 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf