Modelowanie przepływu wody w utworach o podwójnej porowatości

• Autorzy: Szymkiewicz A.

Warianty tytułu

EN

Modelling of water flow in double-porosity media

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Występujące w naturze grunty i skały często charakteryzują się obecnością dwóch systemów porów o odmiennych właściwościach filtracyjnych. Przykładem mogą być zarówno utwory, w których obok pierwotnej mikroporowatości wykształciła się sieć połączonych spękań, szczelin lub makroporów, jak też utwory zawierające soczewki, inkluzje bądź przewarstwienia o przewodności znacząco odbiegającej od materiału podstawowego. Ze względu na dużą różnicę charakterystycznego czasu filtracji w systemach mikro- i makroporów symulacja przepływu w utworach o podwójnej porowatości wymaga użycia specjalnych modeli matematycznych. Ich istotą jest odrębny opis przepływu w każdym z dwóch systemów przewodzących.Wartykule przedstawiono podstawowe modele przepływu w ośrodkach o podwójnej porowatości i zachodzące między nimi relacje. Szczególną uwagę poświęcono modelom otrzymanym metodą homogenizacji.

EN

Natural soils and rocks often contain two porous systems having different physical properties. The double-porosity structure is related either to the development of a network of secondary porosity (fractures, fissures or macropores) in a microporous matrix or to the presence of lenses or inclusions with the hydraulic conductivity very different from the background material. Since the characteristic time of flow in the two pore systems differs considerably, special models are required for double-porosity media. Such models describe separately the flow in each of the two pore systems. This paper presents the most common double-porosity models and discusses the relationship between them. Special attention is paid to the models obtained by the method of homogenization.

Słowa kluczowe

PL

ośrodki niejednorodne; ośrodki o podwójnej porowatości; porowatość wtórna; skały szczelinowe; modelowanie matematyczne; homogenizacja

EN

heterogeneous media; double-porosity media; secondary porosity; fractured rocks; mathematical modelling; homogenization

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 431, Hydrogeologia
• Strony: 251--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Szymkiewicz A.

• Polska Akademia Nauk, Instytut Budownictwa Wodnego, ul. Kościerska 7, 80-328 Gdańsk

Bibliografia

• 1. BARENBLATT G., ZHELTOV I., KOCHINA I., 1960 – Basic concepts in the theory of seepage of homogeneous liquids in fissured rocks. J. Applied Mathematics and Mechanics (PMM), 24: 852–864.
• 2. DOUGLAS J. Jr., ARBOGAST T., 1990 – Dual porosity models for flow in naturally fractured reservoirs. W: (H. Cushman red.), Dynamics of fluids in hierarchical porous media: 177–221. Academic Press, London.
• 3. GERKE H.H., van GENUCHTEN M.TH., 1993 – Evaluation of a first-order water transfer term for variably saturated dual-porosity flow models. Water Resour. Res., 29: 1225–1239.
• 4. GERKE H.H., van GENUCHTEN M.TH., 1996 – Macroscopic representation of structural geometry for simulating water and solute movement in dual-porosity media. Adv. Water Resour., 19: 343–357.
• 5. LEWANDOWSKA J., LAURENT J.-P., 2001 – Homogenization modeling and parametric study of moisture transfer in an unsaturated heterogeneous porous medium. Transport in Porous Media, 45: 321–345
• 6. LEWANDOWSKA J., SZYMKIEWICZ A., AURIAULT J.-L., 2005 – Upscaling of Richards equation for soils containing highly conductive inclusions. Adv. Water Resour., 28: 1159–1176.
• 7. LEWANDOWSKA J., SZYMKIEWICZ A., BURZYŃSKI K., VAUCLIN M., 2004 – Modeling of unsaturated water flow in double porosity soils by the homogen+ization approach. Adv. Water. Resour., 27: 283–296.
• 8. PETERS R.R., KLAVETTER E.A., 1988 – A continuum model for water movement in an unsaturated fractured rock mass. Water Resour. Res., 24: 416–430.
• 9. PRUESS K., NARASIMHAN T., 1985 – A practical method formodeling fluid and heat flow in fractured porous media. Soc. Pet. Eng. J., 25: 14–26.
• 10. RENARD P., de MARSILLY G., 1997 – Calculating effective permeability: a review. Adv. Water Resour., 20: 253–278.
• 11. SZYMKIEWICZ A., LEWANDOWSKA J., 2006 – Unified macroscopic model for unsaturated water flow in soils of bimodal porosity. Hydrol. Sc. J., 51: 1106–1124.
• 12. Van GENUCHTEN M., 1980 – A closed form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sc. Soc. Am. J., 44: 892–898.
• 13. WARREN J.R., ROOT P.J., 1963 – The behavior of naturally fractured reservoirs. Soc. Pet. Eng. J., 3: 245–255.
• 14. ZARADNY H., 1990 – Matematyczne metody opisu i rozwiązań zagadnień przepływu wody w nienasyconych i nasyconych gruntach i glebach. Pr. Inst. Budow. Wodnego PAN, 23.
• 15. ZIMMERMAN R.W., HADGU T., BODVARSSON G.S., 1996 – A new lumped-parameter model for flow in unsaturated dual-porosity media. Adv. Water Resour., 19: 317–327.