A parsimonious approach for large-scale tracer test interpretation
Un método parsimonioso para la interpretación de pruebas de trazadores a gran escala
Une démarche parcimonieuse d’interprétation des traçages artificiels à grande échelle
Uma abordagem parcimoniosa para interpretação de teste de traçadores em grande escala
Résumé
Dye tracing is an efficient method for spring watershed delineation, but is also used in surface waters to assess pollution migration over several kilometers. The aim of this study is to develop a simple and parsimonious approach that accounts for a linear relationship between dispersivity and scale that could be used for the simulation of large-scale transport processes in aquifers. The analysis of 583 tracer recoveries is used to validate an inverse relationship between arrival time and peak concentration, which is shown to be a consequence of the linear relationship between dispersivity and scale. These results show that the tracer displacement through a given tracing system can be characterized at a large scale by a constant Peclet number. This interpretation is used to propose a new approach for tracer test design based on the analytical expression of the peak/time factor. It is also used for Peclet number assessment and simulation of the whole tracer residence-time distribution using a new method based on the ratio between the mode of the residence time distribution ( h mod ) and the corresponding time from injection ( t mod ), which is called the h mod / t mod method. This methodology is applied to two tracer tests carried out in a karst aquifer over 13 km between the same injection and detection points under distinct hydrological conditions. These results found practical applications in generalizing tracer test results to various flow conditions, or guiding the parameterization of physically-based vulnerability mapping methods.
El seguimiento del colorante es un método eficaz para la delineación de los manantiales, pero también se utiliza en las aguas superficiales para evaluar la migración de la contaminación a lo largo de varios kilómetros. El objetivo de este estudio es desarrollar un método sencillo y parsimonioso que tenga en cuenta una relación lineal entre la dispersividad y la escala que pueda utilizarse para la simulación de los procesos de transporte a gran escala en los acuíferos. El análisis de 583 recuperaciones de trazadores se utiliza para validar una relación inversa entre el tiempo de llegada y la concentración máxima, que se muestra como una consecuencia de la relación lineal entre la dispersividad y la escala. Estos resultados muestran que el desplazamiento del trazador a través de un sistema de seguimiento dado puede caracterizarse a gran escala por un número de Peclet constante. Esta interpretación se utiliza para proponer un nuevo enfoque para el diseño de pruebas de trazadores basado en la expresión analítica del factor pico/tiempo. También se utiliza para la evaluación del número de Peclet y la simulación de toda la distribución del tiempo de residencia del trazador utilizando un nuevo método basado en la relación entre el modo de la distribución del tiempo de residencia ( h mod ) y el correspondiente tiempo desde la inyección ( t mod ), que se denomina método h mod / t mod . Esta metodología se aplica a dos ensayos de trazadores realizados en un acuífero kárstico a lo largo de 13 km entre los mismos puntos de inyección y detección en condiciones hidrológicas distintas. Estos resultados encuentran aplicaciones prácticas para generalizar los resultados de las pruebas de trazadores a diversas condiciones de flujo, o para guiar la parametrización de los métodos de cartografía de vulnerabilidad de base física.
Le traçage artificiel est une méthode efficace pour la délimitation des bassins versants de source, mais permet aussi dans les eaux de surface d’évaluer la propagation de polluants sur plusieurs kilomètres. L’objectif de cette étude est de développer une approche simple et parcimonieuse d’interprétation des résultats de traçages, qui tienne compte d’un effet d’échelle linéaire sur les processus dispersifs, et qui puisse être utilisée pour la simulation de processus de transport à grande échelle dans les aquifères. L’analyse de 583 restitutions de traceurs est utilisée pour valider une relation inverse entre le temps d’arrivée et la concentration maximale, qui est interprétée comme une conséquence de la relation linéaire qui lie pour un système traçage, la dispersivité à l’échelle. Ces résultats montrent que le déplacement du traceur à travers un système traçage donné est caractérisé à grande échelle par un nombre de Peclet constant. Cette interprétation est utilisée pour proposer une nouvelle approche de dimensionnement des essais de traçage basée sur l’expression analytique du facteur pic/temps. Elle est également utilisée pour évaluer le nombre de Peclet et simuler l’ensemble de la distribution du temps de séjour du traceur en utilisant une nouvelle méthode, dénommée h mod / t mod , qui s’appuie sur le rapport entre le mode de la distribution du temps de séjour ( h mod ) et le temps correspondant depuis l’injection ( t mod ). Cette méthode est appliquée à deux essais de traçage réalisés dans un aquifère karstique entre les mêmes points d’injection et de détection distants de 13 km dans des conditions hydrologiques distinctes. Ces résultats trouvent des applications pratiques en généralisant les résultats des tests de traceurs pour diverses conditions hydrologiques, ou en guidant le paramétrage des méthodes à base physique de cartographie de la vulnérabilité.
O rastreamento com tinta é um método eficiente para delinear nascentes em bacias hidrográficas, mas também é usado em águas superficiais para avaliar a migração de poluição ao longo de vários quilômetros. O objetivo deste estudo é desenvolver uma abordagem simples e parcimoniosa que explique uma relação linear entre dispersividade e escala que possa ser usada para a simulação de processos de transporte em larga escala em aquíferos. A análise de 583 recuperações de traçadores é usada para validar uma relação inversa entre o tempo de chegada e a concentração de pico, que se mostra ser uma consequência da relação linear entre dispersividade e escala. Esses resultados mostram que o deslocamento do traçador através de um determinado sistema de traçado pode ser caracterizado em larga escala por um número de Peclet constante. Esta interpretação é usada para propor uma nova abordagem para o projeto de teste do traçador com base na expressão analítica do fator de pico/tempo. Ele também é usado para avaliação do número de Peclet e simulação de toda a distribuição do tempo de residência do traçador usando um novo método baseado na razão entre o modo de distribuição do tempo de residência ( h mod ) e o tempo de injeção correspondente ( t mod ), que é chamado o método h mod / t mod . Esta metodologia é aplicada a dois testes traçadores realizados em um aquífero cárstico com mais de 13 km entre os mesmos pontos de injeção e detecção em condições hidrológicas distintas. Esses resultados encontraram aplicações práticas na generalização dos resultados do teste do rastreador para várias condições de fluxo ou orientando a parametrização de métodos de mapeamento de vulnerabilidade com base física.
Fichier principal
Bailly-Comte-Pistre_2021_Hydrogeology journal.pdf (1.13 Mo)
Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)