Integração de redes de fraturas discretas e simulador de fluxo para quantificação da incerteza hidrogeológica

Publicado
2021-07-10
Palavras-chave: Discrete fracture networks, Hydrogeological uncertainty, Groundwater flow, Open-pit mines. Redes defraturas discretas, Incerteza hidrogeológica, fluxo subterrâneo., Mina a céu aberto.

    Autores

  • Caetano Pontes Costanzo UNICAMP
  • Alexandre Campane Vidal Universidade Estadual de Campinas
  • Bruce Marshall University of British Columbia

Resumo

O modelo de redes de fraturas discretas (DFN) em conjunto com a simulação de fluxo subterrâneo foi aplicado nesta pesquisa em um aquífero fraturado de uma mina a céu aberto. A simulação condicional dos sistemas de fraturas foi desenvolvida e utilizada para a quantificação e avaliação da incerteza das estruturas geológicas e para a previsão das possíveis vazões de escoamento das águas para o fundo de cava. O método utilizado foi baseado na caracterização estatística e na simulação de cenários de distribuição espacial dos tamanhos, direções e aberturas das fraturas e suas influências no comportamento do fluxo. A configuração espacial das estruturas foi gerada por processos de Poisson, enquanto que os tamanhos e ângulos foram gerados pela simulação gaussiana. A simulação do fluxo foi realizada com o software Modflow. Os cenários resultantes honraram os dados e informações de campo e quantificaram e avaliaram a incerteza atrelada à distribuição das fraturas. Por fim, a pesquisa conseguiu demonstrar os aspectos práticos do método de simulação proposto com base nos resultados das vazões de escoamento das águas para o fundo da cava.

Referências

DEUTSCH, C. V. Geoestatistical reservoir modeling. New York: Oxford University Press, 2002. 376 p.

HVORSLEV, M.J., Time Lag and Soil Permeability in Ground-Water Observations. Bull. n. 36, Waterways Exper. Sta. Corps of Engrs, U.S. Army, Vicksburg, Mississippi, pp. 1-50, 1951.

INMET – Instituto Nacional de Meteorologia. Dados meteoro-lógicos: estação meteorológica de observação de superfície convencional. Disponível em: http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=estacoes/estacoesConvencionais. Acesso em: jun. 2015.

KELLER, A.A.; ROBERTS, P.V.; BLUNT, M.J. Effect of fracture aperture variations on the dispersion of contaminants. Wa-ter Resour Res, v. 35, n. 1, p. 55–63, 1999. https://doi.org/10.1029/1998WR900041

LE BORGNE, T., O. BOUR, F. L. PAILLET, and J. P. CAUDAL. Assessment of preferential flow path connectivity, and hy-draulic properties at single borehole and cross-borehole scales in a fractured aquifer. J. Hydrol. Amsterdam, v. 328, n. 1–2, p. 347–359, 2006. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2005.12.029

LEI, Q., LATHAM, J.-P., TSANG, C.-F. The use of discrete frac-ture networks for modelling coupled geomechanical and hydrological behaviour of fractured rocks. Comput. Geotech, v. 85, p. 151 – 176, 2017. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2016.12.024

LONG, J. C. S. and BILLAUX, D. M. From field data to fracture network modeling: An example incorporating spatial struc-ture. Water Resources Research, v. 23, n. 7, p. 1201–1216, 1987. https://doi.org/10.1029/WR023i007p01201

MORENO L., TSANG, Y. W., TSANG, C.-F., HALE, F. V. and Neretnieks, I., Flow and tracer transport in a single fracture: A stochastic model and its relation to some field observa-tions. Water Resources Research, v. 24, n. 12, p. 2033–2048, 1988. https://doi.org/10.1029/WR024i012p02033

NUMMER, A. R., MIRANDA, A. W. A., CASTRO, A. M. D. R. M. de, & FILHO, D. T. Análise estrutural de fraturas e falhas aplicada ao mapeamento hidrogeológico em áreas do cristalino: es-tudo preliminar no município de Seropédica, Rio de Janeiro. Águas Subterrâneas, 2003. Disponível em: https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/23969.

PARDO-IGUZQUIZA, EULOGIO; DOWD, PETER ALAN; BAL-TUILLE, J. M.; CHICA-OLMO, M. Geostatistical modelling of a coal seam for resource risk assessment. International Jour-nal of Coal Geology, v. 112, p. 134-140, 2013. https://doi.org/10.1016/j.coal.2012.11.004

POISSON. Recherches sur la probabilité des jugementsen-matièrescriminellesetmatièrecivile. Paris, Bachelier, 1837.

R. DIMITRAKOPOULOS and LI, S. Conditional simulation of faults and uncertainty assessment in longwall coal mining. In: INTERNATIONAL GEOSTATISTICS CONGRESS PROCEED-INGS, 6., 2000. [Proceedings…]. Cape Town, South Africa, 10-14, April, 2000. P. 1-12.

SUN H Q, BAO SI-YUAN, LI LIN, LIAO TAI-PING. Predicting coal mining faults using combined rock relationships. Mining Science and Technology, v. 7, n. 3-4, p. 0745–0749, 2009.

TSANG, Y. W., TSANG, C.-F., Neretnieks, I. and Moreno, L., Flow and tracer transport in fractured media: a variable aperture channel model and its properties. Water Resources Research, v. 24, n. 12, p. 2049–2060, 1988. https://doi.org/10.1029/WR024i012p02049

U.S. GEOLOGICAL SURVEY, Office of Groundwater. Status os MODFLOW Versions and MODFLOW-Related Programs Avail-able on USGS Web Pages, 2011. Disponível em: http://water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/modflow-status-2011Jan.pdf.

Como Citar
Costanzo, C. P., Vidal , A. C., & Marshall, B. (2021). Integração de redes de fraturas discretas e simulador de fluxo para quantificação da incerteza hidrogeológica. Águas Subterrâneas, 35(2), e–30024. https://doi.org/10.14295/ras.v35i2.30024