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Effects Of Fracture Density And Anisotropy On Delineation Of Wellhead-Projection Areas In Fractured-Rock Aquifers

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Applied Hydrogeology Aims and scope Submit manuscript

Abstract:

Most wellhead protection studies in fractured-rock aquifers rely on the assumption that the aquifer approximates a porous medium at the scale of the wellhead protection area. Significant errors can result if the assumption is incorrectly applied. Some authors have developed theoretical and subjective criteria for determining when the porous-media approximation is appropriate. Most of these criteria, however, require detailed field work to test the validity of the porous-media approximation.

Experiments have been carried out with Roucleau's two-dimensional discrete fracture flow model coupled with a particle-tracking code to determine when the porous-media approximation is appropriate for delineating the capture zone of a well drilled in fractured rock. Specifically, the effects of anisotropy and fracture density on the capture-zone determination have been examined. It has been found that, even in densely fractured aquifers, the zone of contribution determined by the fracture-flow model is significantly larger than the capture zone determined by porous-media-based models.

Résumé:

La plupart des études de protection immédiate des forages conduites en aquifères en roches fissurées s'appuient sur l'hypothèse que l'aquifère est assimilable à un milieu poreux à l'échelle de la zone de protection immédiate. Des erreurs importantes peuvent résulter de l'application incorrecte de cette hypothèse. Certains auteurs ont proposé des critères théoriques et subjectifs pour déterminer dans quelles conditions l'approximation “milieu poreux” est acceptable. Toutefois, la plupart de ces critères requièrent un travail de terrain détaillé pour tester la validité de l'approximation “milieu poreux”.

Nous avons expérimenté le modèle de Rouleau d'écoulement bidimensionnel en fractures discrètes coupléà un code de transport de particules pour déterminer dans quelles conditions l'approximation “Milieu poreux” est acceptable pour délimiter la zone d'influence d'un puits foré en roche fracturée. En particulier, nous avons recherché les effets de l'anisotrophie et de la densité de fractures sur la détermination de la zone d'influence. Nous avons trouvé que, m^me dans les aquifères intensément fracturés, la zone d'influence déterminée par le modèle d'écoulement en fracture est bien plus large que celle donnée par les modèles de type milieu poreux.

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Bradbury, K., Muldoon, M. Effects Of Fracture Density And Anisotropy On Delineation Of Wellhead-Projection Areas In Fractured-Rock Aquifers. HYJO 2, 17–23 (1994). https://doi.org/10.1007/s100400050034

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