Local determination of velocity and dispersivity in groundwater flow

Abstract EN

Velocities and dispersivities are both pre-requisite in view to simulate tracer or contaminant spreading in the field as a dispersion phenomenon.

Moreover they should be determined under field conditions.

According to these premisses, we conducted two experiments to perform their measurements.

The first one consisted of injecting water in the flow field from a well and then observing evolution towards the new steady state.

The hydraulic diffusivity was evaluated by fitting the experimental heads h(r,t) to the computed ones.

Once the injection cutoff we supposed all water discharging in the aquifer originates from the well in view to deduce the hydraulic conductivity and the the specific yield .

Then the velocity was computed directly on use of Darcy’s equation.

The second experiment is a single well injection test with two observation wells.

It was monitored by measuring the electrical resistivity of the salt tracer in the piezometers.

Horizontal dispersivity is determined by adjusting experimental and numerical data.The value thus obtained is close to the one estimated with the analytical models.

Transverse dispersivity is computed with the semianalytical formulae.

Abstract FRE

Aussi bien le champ des vitesses que la dispersivité sont nécessaires pour simuler la dispersion d’une substance dissoute dans l’eau d’une nappe aquifère.

On se propose de les collecter à partir de deux expériences préalables conduites avec un dispositif expérimental constitué d’un puits d’injection et de deux piézomètres.

Lors de la première expérience, on assimile l’injection brutale d’eau claire dans le puits à une condition initiale en échelon dont la réponse indicielle est mesurée à l’endroit des piézomètres.

La diffusivité hydraulique est déterminée en ajustant la charge hydraulique fournie par le modèle d’écoulement à celle mesurée aux points d’observation.

La perméabilité et la porosité efficace s’en déduisent en supposant qu’après arrêt de l’injection, toute l’eau débitée dans la nappe provient de la vidange du puits d’injection.

La vitesse d’écoulement est alors donnée par application de la loi de Darcy.

La seconde expérience est réalisée en couplant injection de saumure et injection d’eau claire et en mesurant la résistivité de l’eau aux points d’observation.

La dispersivité longitudinale est alors estimée en identifiant la réponse indicielle à la courbe fournie par le modèle.

La valeur obtenue est de l’ordre de grandeur de celle donnée par les modèles analytiques.

La dispersivité transversale est, elle, calculée à l’aide de formules semi-analytiques.