Upscaling and Inverse Modeling of Groundwater Flow and Mass Transport in Heterogeneous Aquifers

Abstract

Dividimos el trabajo en tres bloques:

En el primer bloque, se han revisado las técnicas de escalado que utilizan una media simple, el método laplaciano simple, el laplaciano con piel y el escalado con mallado no uniforme y se han evaluado en un ejercicio tridimensional de escalado de la conductividad hidráulica. El campo usado como referencia es una realización condicional a escala fina de la conductividad hidráulica del experimento de macrodispersión realizado en la base de la fuerza aérea estadounidense de Columbus en Misuri (MADE en su acrónimo inglés). El objetivo de esta sección es doble, primero, comparar la efectividad de diferentes técnicas de escalado para producir modelos capaces de reproducir el comportamiento observado del movimiento del penacho de tritio, y segundo, demostrar y analizar las condiciones bajo las cuales el escalado puede proporcionar un modelo a una escala gruesa en el que el flujo y el transporte puedan predecirse con al ecuación de advección-dispersión en condiciones aparentemente no fickianas. En otros casos, se observa que la discrepancia en la predicción del transporte entre las dos escalas persiste, y la ecuación de advección-dispersión no es suficiente para explicar el transporte en la escala gruesa. Por esta razón, se ha desarrollado una metodología para el escalado del transporte en formaciones muy heterogéneas en tres dimensiones. El método propuesto se basa en un escalado de la conductividad hidráulica por el método laplaciano con piel y centrado en los interbloques, seguido de un escalado de los parámetros de transporte que requiere la inclusión de un proceso de transporte con transferencia de masa multitasa para compensar la pérdida de heterogeneidad inherente al cambio de escala. El método propuesto no sólo reproduce el flujo y el transporte en la escala gruesa, sino que reproduce también la incertidumbre asociada con las predicciones según puede observarse analizando la variabilidad del conjunto de curvas de llegada.