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Prediction of contaminant plumes (shapes, spatial moments and macrodispersion) in aquifers with insufficient geological information / Elfeki, Amro M. M. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°6 (2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°6 (2006) . - 841-856 p. Titre : Prediction of contaminant plumes (shapes, spatial moments and macrodispersion) in aquifers with insufficient geological information Titre original : Prévision des panaches de contaminant (formes, moments spatiaux et marcrodispersion) dans les couches aquifères manquant d'information géologique Type de document : texte imprimé Auteurs : Elfeki, Amro M. M., Auteur Article en page(s) : 841-856 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Heterogeneity  Conditioning  Flow  Transport  Field  data  Markov  chains  Hétérogénéité  Traitement  Ecoulement  Transport  Données  de  champ  Chaînes  de  Markov Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : The first Macrodispersion Experiment (MADE1) at Columbus Air Force Base in northern Mississippi is utilized to perform numerical simulations of solute transport in an aquifer. The purpose is to illustrate the capability of the coupled Markov chain (CMC) model in delineating the complex geometrical configuration at the site for solute transport simulations under the lack of geological information. The CMC model is also used to study the effect of reducing geological information on the transport predictions in terms of plume configuration, first and second spatial moments and macrodispersion. The results show the power of the coupled Markov chain methodology in delineating aquifer heterogeneity at the site. Conditional simulations on 16, 9 and 6 boreholes show reasonably the same plume behavior in terms of average longitudinal and vertical extensions, especially in the far-field; 9 boreholes seem to provide practically acceptable results in terms of the global plume shape. This indicates more reliability on the use of the CMC model for subsurface characterization. Comparison of CMC model results, in terms of aquifer characterization, with the model used by Eggleston and Rojstaczer [Water Resour. Res. 34 (1998) 2155] (polynomial regression trend, Kalman filter trend, hydrofacies trend and Kriging) shows that the CMC model behaves better. The CMC model conditioned on 9 and 16 boreholes with mid-range conductivities for each lithology captures both the plume shape and the observed plume spatial moments at the MADE site. Le premier site expérimental de Macrodispersion (MADE1) à la base aérienne de Columbus au Mississippi nordique est utilisée pour effectuer des simulations numériques de transport de corps dissous dans une couche aquifère. Le but est d'illustrer les possibilités du modèle couplé de chaîne de Markov (CMC) en traçant la configuration géométrique complexe à l'emplacement pour des simulations de transport de corps dissous sous le manque d'information géologique. Le modèle CMC est également employé pour étudier l'effet de réduire l'information géologique sur les prévisions de transport en termes de configuration de plume, des moments et macrodispersion d'abord et en second lieu spatiaux. Les résultats montrent la puissance de la méthodologie couplée de chaîne de Markov dans l'hétérogénéité de délinéation de couche aquifère à l'emplacement. Les simulations conditionnelles sur 16, 9 et 6 forages montrent raisonnablement le même comportement de plume en termes de prolongements longitudinaux et verticaux moyens, particulièrement dans le domaine lointain ; 9 forages semblent fournir des résultats pratiquement acceptables en termes de forme globale de plume. Ceci indique plus de fiabilité sur l'utilisation du modèle CMC pour la caractérisation à fleur de terre. Comparaison CMC des résultats modèles, en termes de caractérisation de couche aquifère, avec le modèle employé par Eggleston et Rojstaczer [l'eau Resour. Recherche. 34 (1998) 2155] (tendance polynôme de régression, tendance de filtre de Kalman, tendance de hydrofacies et Kriging) prouve que le modèle CMC se comporte mieux. Le modèle CMC a conditionné sur 9 et 16 forages avec des conductivités de mi-portée pour des captures de chaque lithologie la forme de plume et les moments spatiaux observés de plume au ONT FAIT l'emplacement. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Aquifères En ligne : amro_elfeki@yahoo.com [article] Prediction of contaminant plumes (shapes, spatial moments and macrodispersion) in aquifers with insufficient geological information = Prévision des panaches de contaminant (formes, moments spatiaux et marcrodispersion) dans les couches aquifères manquant d'information géologique [texte imprimé] / Elfeki, Amro M. M., Auteur . - 841-856 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°6 (2006) . - 841-856 p. Mots-clés : Heterogeneity  Conditioning  Flow  Transport  Field  data  Markov  chains  Hétérogénéité  Traitement  Ecoulement  Transport  Données  de  champ  Chaînes  de  Markov Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : The first Macrodispersion Experiment (MADE1) at Columbus Air Force Base in northern Mississippi is utilized to perform numerical simulations of solute transport in an aquifer. The purpose is to illustrate the capability of the coupled Markov chain (CMC) model in delineating the complex geometrical configuration at the site for solute transport simulations under the lack of geological information. The CMC model is also used to study the effect of reducing geological information on the transport predictions in terms of plume configuration, first and second spatial moments and macrodispersion. The results show the power of the coupled Markov chain methodology in delineating aquifer heterogeneity at the site. Conditional simulations on 16, 9 and 6 boreholes show reasonably the same plume behavior in terms of average longitudinal and vertical extensions, especially in the far-field; 9 boreholes seem to provide practically acceptable results in terms of the global plume shape. This indicates more reliability on the use of the CMC model for subsurface characterization. Comparison of CMC model results, in terms of aquifer characterization, with the model used by Eggleston and Rojstaczer [Water Resour. Res. 34 (1998) 2155] (polynomial regression trend, Kalman filter trend, hydrofacies trend and Kriging) shows that the CMC model behaves better. The CMC model conditioned on 9 and 16 boreholes with mid-range conductivities for each lithology captures both the plume shape and the observed plume spatial moments at the MADE site. Le premier site expérimental de Macrodispersion (MADE1) à la base aérienne de Columbus au Mississippi nordique est utilisée pour effectuer des simulations numériques de transport de corps dissous dans une couche aquifère. Le but est d'illustrer les possibilités du modèle couplé de chaîne de Markov (CMC) en traçant la configuration géométrique complexe à l'emplacement pour des simulations de transport de corps dissous sous le manque d'information géologique. Le modèle CMC est également employé pour étudier l'effet de réduire l'information géologique sur les prévisions de transport en termes de configuration de plume, des moments et macrodispersion d'abord et en second lieu spatiaux. Les résultats montrent la puissance de la méthodologie couplée de chaîne de Markov dans l'hétérogénéité de délinéation de couche aquifère à l'emplacement. Les simulations conditionnelles sur 16, 9 et 6 forages montrent raisonnablement le même comportement de plume en termes de prolongements longitudinaux et verticaux moyens, particulièrement dans le domaine lointain ; 9 forages semblent fournir des résultats pratiquement acceptables en termes de forme globale de plume. Ceci indique plus de fiabilité sur l'utilisation du modèle CMC pour la caractérisation à fleur de terre. Comparaison CMC des résultats modèles, en termes de caractérisation de couche aquifère, avec le modèle employé par Eggleston et Rojstaczer [l'eau Resour. Recherche. 34 (1998) 2155] (tendance polynôme de régression, tendance de filtre de Kalman, tendance de hydrofacies et Kriging) prouve que le modèle CMC se comporte mieux. Le modèle CMC a conditionné sur 9 et 16 forages avec des conductivités de mi-portée pour des captures de chaque lithologie la forme de plume et les moments spatiaux observés de plume au ONT FAIT l'emplacement. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Aquifères En ligne : amro_elfeki@yahoo.com

Simulation of solute transport under oscillating groundwater flow in homogeneous aquifers / Elfeki, Amro M. M. in Journal of hydraulic research, Vol. 45 N°2 (2007) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 254-260 p. Titre : Simulation of solute transport under oscillating groundwater flow in homogeneous aquifers Titre original : Simulation du transport de corps dissous par un écoulement souterrain oscillant dans des couches aquifères homogènes Type de document : texte imprimé Auteurs : Elfeki, Amro M. M., Auteur ; Lebreton, Sophie ; Uffink, Gerard J. M, Auteur Article en page(s) : 254-260 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Oscillating  flow  Solute  transport  Numerical  modeling  Groundwater  Time  dependent  dispersion  coefficient  Spatial  moments  Ecoulement  d'oscillation  Transport  de  corps  dissous  Modélisation  numérique  Eaux  souterraines  Coefficient  dépendant  du  temps  de  dispersion  Moments  spatiaux Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : In this paper, we focus on the influence of temporal variations in the regional hydraulic gradient, particularly, on the impact of temporal variations in the boundary conditions on the spreading of solute plumes in homogenous aquifers. We examined the problem by numerical simulations. Two-dimensional fully implicit finite difference model TRANS_GW_2D for the unsteady groundwater flow and a random walk particle tracking model TRANS_RW_2D for solute transport have been developed to solve the governing equations without restriction on the values of aquifer storativity or on the magnitude of the temporal fluctuations. It has been shown that transient flow conditions (in terms of gradient magnitude variability) have a significant impact on contaminant transport only if the amplitude and period of the oscillations are relatively large. For relatively small oscillations, a steady state flow field can be justified. Transient conditions may be relevant in coastal aquifers with high tidal amplitudes. This tidal variation can have an effect on the spreading of solutes and on salt-water intrusion. Our numerical experiments demonstrate that in case of relatively high storativity values, the dispersion coefficient is amplified in time as the plume moves towards the fluctuating boundary. En cet article, nous nous intéressons à l'influence des variations temporelles du gradient hydraulique régional, en particulier, sur l'impact des variations temporelles des conditions de frontière sur la propagation des plumes de corps dissous en couches aquifères homogènes. Nous avons examiné le problème par des simulations numériques. Le modèle fini entièrement implicite bidimensionnel TRANS_GW_2D de différence pour l'écoulement instable d'eaux souterraines et une particule de promenade aléatoire dépistant le modèle TRANS_RW_2D pour le transport de corps dissous ont été développés pour résoudre les équations régissantes sans restriction aux valeurs du storativity de couche aquifère ou à l'importance des fluctuations temporelles. On lui a montré que les états d'écouement transitoire (en termes de variabilité de grandeur de gradient) ont un impact significatif sur le transport de contaminant seulement si l'amplitude et la période des oscillations sont relativement grandes. Pour des oscillations relativement petites, un champ d'écoulement d'état d'équilibre peut être justifié. Les conditions passagères peuvent être appropriées en couches aquifères côtières avec des amplitudes de marée élevées. Cette variation de marée peut avoir un effet sur la propagation des corps dissous et sur l'intrusion d'eau de mer. Nos expériences numériques démontrent qu'en cas de valeurs relativement élevées de storativity, le coefficient de dispersion est amplifié à temps pendant que la plume se déplace vers la frontière de fluctuation. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Eaux souterraines Ecoulement En ligne : elfeki_amr@yahoo.co.uk [article] Simulation of solute transport under oscillating groundwater flow in homogeneous aquifers = Simulation du transport de corps dissous par un écoulement souterrain oscillant dans des couches aquifères homogènes [texte imprimé] / Elfeki, Amro M. M., Auteur ; Lebreton, Sophie ; Uffink, Gerard J. M, Auteur . - 254-260 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 254-260 p. Mots-clés : Oscillating  flow  Solute  transport  Numerical  modeling  Groundwater  Time  dependent  dispersion  coefficient  Spatial  moments  Ecoulement  d'oscillation  Transport  de  corps  dissous  Modélisation  numérique  Eaux  souterraines  Coefficient  dépendant  du  temps  de  dispersion  Moments  spatiaux Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : In this paper, we focus on the influence of temporal variations in the regional hydraulic gradient, particularly, on the impact of temporal variations in the boundary conditions on the spreading of solute plumes in homogenous aquifers. We examined the problem by numerical simulations. Two-dimensional fully implicit finite difference model TRANS_GW_2D for the unsteady groundwater flow and a random walk particle tracking model TRANS_RW_2D for solute transport have been developed to solve the governing equations without restriction on the values of aquifer storativity or on the magnitude of the temporal fluctuations. It has been shown that transient flow conditions (in terms of gradient magnitude variability) have a significant impact on contaminant transport only if the amplitude and period of the oscillations are relatively large. For relatively small oscillations, a steady state flow field can be justified. Transient conditions may be relevant in coastal aquifers with high tidal amplitudes. This tidal variation can have an effect on the spreading of solutes and on salt-water intrusion. Our numerical experiments demonstrate that in case of relatively high storativity values, the dispersion coefficient is amplified in time as the plume moves towards the fluctuating boundary. En cet article, nous nous intéressons à l'influence des variations temporelles du gradient hydraulique régional, en particulier, sur l'impact des variations temporelles des conditions de frontière sur la propagation des plumes de corps dissous en couches aquifères homogènes. Nous avons examiné le problème par des simulations numériques. Le modèle fini entièrement implicite bidimensionnel TRANS_GW_2D de différence pour l'écoulement instable d'eaux souterraines et une particule de promenade aléatoire dépistant le modèle TRANS_RW_2D pour le transport de corps dissous ont été développés pour résoudre les équations régissantes sans restriction aux valeurs du storativity de couche aquifère ou à l'importance des fluctuations temporelles. On lui a montré que les états d'écouement transitoire (en termes de variabilité de grandeur de gradient) ont un impact significatif sur le transport de contaminant seulement si l'amplitude et la période des oscillations sont relativement grandes. Pour des oscillations relativement petites, un champ d'écoulement d'état d'équilibre peut être justifié. Les conditions passagères peuvent être appropriées en couches aquifères côtières avec des amplitudes de marée élevées. Cette variation de marée peut avoir un effet sur la propagation des corps dissous et sur l'intrusion d'eau de mer. Nos expériences numériques démontrent qu'en cas de valeurs relativement élevées de storativity, le coefficient de dispersion est amplifié à temps pendant que la plume se déplace vers la frontière de fluctuation. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Eaux souterraines Ecoulement En ligne : elfeki_amr@yahoo.co.uk