多尺度异质性对裂缝网络中溶质传输的影响特征化
摘要：三维断裂网络中的流动和输运的建模，考虑到断裂之间的孔隙度/渗透性异质性和网络密度的变化，展示了这些性质的改变如何导致异常流动和输运行为的出现。如果在稀疏网络中增加断裂之间的孔隙度异质性，速度波动可以抑制高流速，并且溶质输运可能延迟，即使在液力孔隙度单调增加的情况下也是如此。随着网络密度的增加，更多的连通路径允许颗粒绕过这些影响。我们发现了过渡行为，即在从入流边界到出流边界的网络中只有相对较少的连通路径时，颗粒的首次到达时间不会受到断裂之间孔隙度异质性的重大影响，但是尾部的尺度行为受颗粒被迫采样因孔隙度差异而引起的速度场中的一些异质性的影响。这些结果加强了在断裂系统中考虑多尺度效应的重要性，并且可以为自然和工程断裂系统中的流动和输运过程提供指导，特别是后者，后者常常刺激高孔隙度的断裂并与孔隙度较小的现有断裂网络连接。
作者：Matthew R. Sweeney, Jeffrey D. Hyman, Daniel O'Malley, Javier E. Santos, J. William Carey, Philip H. Stauffer, Hari S. Viswanathan
论文ID：2306.00773
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2023-06-02