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【24h】

Representativite des valeurs de transmissivite estimees a partir d'essais hydrauliques pour des aquiferes rocheux fractures: Effet d'echelle et connexions hydrauliques.

机译：裂缝性含水层的水力测试估计的透射率值的代表性：比例效应和水力连接。

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La transmissivite T et la conductivite hydraulique K sont deux proprietes hydrauliques importantes des aquiferes puisqu'elles representent leur capacite a laisser circuler ou a " transmettre " l'eau qui circule dans le milieu poreux. Ces proprietes hydrauliques sont generalement determinees a partir d'essais de pompage. Cette these s'interesse a savoir quels facteurs, autres que les proprietes intrinseques de l'aquifere cible par le forage, influencent les valeurs des proprietes hydrauliques obtenues, autrement dit quelle est la representativite de ces valeurs. Deux points sont analyses : l'effet d'echelle et les connexions hydrauliques entre aquiferes. La region du Saguenay-Lac-Saint-Jean (SLSJ), Quebec, Canada, presentant un socle rocheux majoritairement cristallin, sous-jacent a des depots quaternaires, a servi de laboratoire d'etude.;En ce qui concerne l'etude de l'effet d'echelle, des valeurs de transmissivite ont ete estimees a partir d'essais de debit specifique, et d'essais de pompage courte et longue duree, puis mises en relation avec le temps de pompage. La tendance generale demontre clairement que plus le temps de pompage est long, plus la valeur de T estimee est elevee. La cause de cet effet d'echelle a ete investiguee en visualisant simultanement la transmissivite apparente au cours du temps et la derivee logarithmique du rabattement en fonction du temps. Cette observation a permis de constater que l'effet d'echelle est principalement du a la presence de discontinuites geometriques, autrement dit a l'alternance de zones de forte et faible permeabilite rencontrees au cours du pompage, que ce soit pour les aquiferes rocheux fractures ou les aquiferes granulaires. La transmissivite estimee est donc representative de l'etendue du milieu sollicite par le pompage apres un certain temps du pompage.;La seconde partie de cette these se concentre sur la problematique des connexions hydrauliques entre aquiferes du socle rocheux et aquiferes granulaires sus-jacent, car elles sont beaucoup moins documentees. Elles sont neanmoins tout aussi importantes, d'autant plus qu'aujourd'hui les unites de socle rocheux sont de plus en plus exploitees, que ce soit pour l'alimentation en eau potable, le stockage des dechets ou encore l'exploitation de ressources naturelles. Une etude statistique regionale a montre que les valeurs de transmissivite estimees sont en moyenne plus elevees pour les cas ou l'aquifere rocheux fracture est directement surmonte d'un aquifere de depots meubles, plutot que d'un aquitard. Ceci indique que la presence d'un aquifere granulaire sus-jacent au roc influence la valeur de la propriete hydraulique (T) estimee pour le roc, en general a la hausse (puisque les aquiferes granulaires sont generalement plus permeables). L'objectif etait alors dans un premier temps de verifier que ces connexions hydrauliques sont detectables sur le terrain et de les caracteriser. Le 2e objectif etait de mieux evaluer l'impact de ces connexions hydrauliques sur les ecoulements locaux et les valeurs de proprietes hydrauliques estimees. Trois sites experimentaux ont ete instrumentes a la fois dans le socle rocheux et dans les unites granulaires sus-jacentes. Des essais de pompage, des essais de permeabilite, un echantillonnage hydrochimique ainsi que des diagraphies geophysiques en forage ont ete realises a ces sites. Un cas de connexion hydraulique naturelle a ete mis en evidence (site PZ-35) entre le roc et l'aquifere granulaire via la zone superficielle alteree du roc, qui est plus densement fracturee. La presence d'une connexion hydraulique d'origine anthropique (site PZ-104) suite a un defaut d'ancrage du tubage dans le roc a egalement ete detectee; il s'agit d'un ecoulement preferentiel le long du tubage.;Une etude numerique a ensuite ete realisee afin de confirmer et de mieux evaluer l'impact des connexions hydrauliques sur les valeurs estimees de transmissivite ou de conductivite hydraulique. Pour le cas de connexions hydrauliques naturelles, la presence d'un aquifere granulaire sus-jacent connecte via les fractures du roc implique une deformation des equipotentielles au voisinage du contact du depot avec les fractures connectantes lors d'un pompage effectue dans le puits installe dans l'aquifere rocheux fracture. Les differentes phases d'ecoulement non radial, entrant en jeu lors du pompage, fournissent des valeurs de conductivite hydraulique superieures a celle du reseau de fractures lorsque la conductivite hydraulique de l'aquifere granulaire est suffisamment importante. L'epaisseur de l'aquifere sus-jacent au roc affecte aussi la transmissivite estimee; plus l'epaisseur de depot est importante, plus la transmissivite estimee a partir du forage dans le roc est importante. Dans le cas d'un aquifere rocheux fracture en connexion hydraulique avec un aquifere granulaire sus-jacent via un defaut d'ancrage, plus la largeur du defaut est importante, plus le biais sur la valeur estimee de la propriete hydraulique intrinseque de l'aquifere rocheux fracture est important. Ce dernier cas est problematique car il represente un risque majeur de contamination croisee entre aquiferes. La verification de l'ancrage des puits par un essai de permeabilite in situ a niveau variable interprete a l'aide du graphique des vitesses est ici recommandee.
机译：透射率T和水力传导率K是含水层的两个重要水力特性，因为它们代表了它们使循环或“传输”在多孔介质中循环的水的能力。这些水力特性通常由泵送测试确定。本论文关注的是了解除目标含水层的内在属性外，还有哪些因素会影响获得的水力特性的值，换句话说，这些值的代表性是什么。分析了两点：水垢效应和含水层之间的水力连接。位于加拿大魁北克的Saguenay-Lac-Saint-Jean地区（SLSJ）呈现出主要为第四纪沉积物底层的结晶基岩，作为研究实验室。从特定的流量测试以及短期和长期抽运测试中估算出比例效应，透射率值，然后与抽运时间进行比较。总体趋势清楚地表明，抽气时间越长，估计的T值越高。通过同时观察表观透射率随时间的变化以及降落量的对数导数随时间的变化，研究了这种比例效应的原因。该观察结果可以注意到，水垢效应主要是由于几何不连续性的存在，换句话说，无论是对于裂隙的岩石含水层，还是在抽水过程中遇到的高渗透率区和低渗透率区交替出现。或颗粒状含水层。因此，估算的透射率代表了一定抽水时间后抽水所吸引的介质的范围，本论文的第二部分着眼于岩石地下室含水层与上覆颗粒状含水层之间的水力连接问题，因为它们的文献资料少得多。尽管如此，它们也同样重要，特别是因为如今，无论是用于饮用水供应，废物存储还是资源开发，都在不断开发岩石基础单元自然。一项区域统计研究表明，对于裂隙岩性含水层直接由松散沉积的含水层而不是阿基德覆盖的情况，估计的透射率值平均更高。这表明覆盖在岩石上的粒状含水层的存在会影响为岩石估算的水力性质（T）的值，通常会增加（因为粒状含水层通常更具渗透性）。然后的目的是首先验证这些液压连接在现场是否可检测到并进行表征。第二个目标是更好地评估这些液压连接对局部流量的影响以及估算的液压性能值。在基岩和上覆的粒状单元中都调查了三个实验点。在这些地点进行了抽水试验，渗透性试验，水化学取样以及地球物理钻探测井。通过改变的岩石表面区域，岩石和粒状含水层之间的自然水力连接案例（位置PZ-35）已被突出显示，该区域的裂缝更为密集。还检测到由于套管无法锚固在岩石中而导致的人为液压连接（站点PZ-104）的存在；沿套管优先流动;然后进行了数值研究，以确认和更好地评估液压连接对透射率或水力传导率估算值的影响。在自然水力连接的情况下，通过岩石的裂缝连接的上覆颗粒状含水层的存在，意味着在安装于井筒中的井中进行抽水时，沉积物与连接裂缝的接触附近的等电位变形。岩石含水层破裂。当颗粒含水层的水力传导率足够高时，在泵送过程中发挥作用的不同的非径向流相将提供比裂缝网络更大的水力传导率值。覆盖在岩石上的含水层的厚度也会影响估计的透射率。沉积物厚度越大，岩石钻探得出的透射率就越大。如果裂隙的含水层通过锚固缺陷与上覆的粒状含水层形成液压连接，则缺陷的宽度越大，对裂隙含水层的固有水力特性的估计偏差越大。后一种情况是有问题的，因为它代表了含水层之间交叉污染的主要风险。在此建议通过使用速度图解释的可变水平的原位渗透率测试来验证井的锚固。

著录项

  • 作者

    Richard, Sandra.;

  • 作者单位

    Universite du Quebec a Chicoutimi (Canada).;

  • 授予单位 Universite du Quebec a Chicoutimi (Canada).;
  • 学科 Geology.;Hydrologic sciences.;Environmental engineering.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2015
  • 页码 226 p.
  • 总页数 226
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

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