Comparación de dos métodos basados en el filtro de Kalman en conjunto para estimar parámetros de acuíferos a partir de pruebas tomográficas hidráulicas y de trazadores 3-D reales
Autores: Sánchez-León, Emilio; Leven, Carsten; Erdal, Daniel; Cirpka, Olaf A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Comparación de dos métodos basados en el filtro de Kalman en conjunto para estimar parámetros de acuíferos a partir de pruebas tomográficas hidráulicas y de trazadores 3-D reales
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Bombeo
Pruebas de trazadores
Conductividad hidráulica
Diseños de pruebas tomográficas
Filtro de Kalman en conjunto
Tomografía de trazadores de solutos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las pruebas de bombeo y trazadores son técnicas de investigación de sitios que se utilizan con frecuencia para determinar la conductividad hidráulica. Los diseños de pruebas tomográficas, en los que se realizan múltiples pruebas con diferentes combinaciones de pozos de inyección y observación, ofrecen una mejor comprensión de la variabilidad espacial. Mientras que la tomografía hidráulica se ha aplicado repetidamente en el campo, la tomografía de trazadores se queda atrás. En una publicación anterior, presentamos un estudio sintético para investigar si el Filtro de Kalman en conjunto (EnKF) o el Generador de Conjuntos de Kalman (KEG) funcionan mejor al invertir datos tomográficos hidráulicos y de trazadores. En este trabajo, desarrollamos un método experimental para la tomografía de trazadores de solutos utilizando fluoresceína como trazador conservador. Realizamos pruebas tomográficas hidráulicas y de trazadores en el sitio de Lauswiesen en Alemania. Analizamos datos de descenso transitorio y concentración con el EnKF y cabezales hidráulicos en estado estacionario y tiempos medios de llegada de trazadores con el KEG, obteniendo resultados más estables con el KEG a menores costos computacionales. La distribución espacial del campo de conductividad hidráulica estimado coincidió con descripciones anteriores del acuífero en el sitio. Este estudio reduce la brecha entre estudios numéricos y aplicaciones de campo para la caracterización de acuíferos a alta resolución, mostrando el potencial de combinar métodos basados en el filtro de Kalman en conjunto con datos recopilados de experimentos tomográficos hidráulicos y de trazadores de solutos.
Descripción
Las pruebas de bombeo y trazadores son técnicas de investigación de sitios que se utilizan con frecuencia para determinar la conductividad hidráulica. Los diseños de pruebas tomográficas, en los que se realizan múltiples pruebas con diferentes combinaciones de pozos de inyección y observación, ofrecen una mejor comprensión de la variabilidad espacial. Mientras que la tomografía hidráulica se ha aplicado repetidamente en el campo, la tomografía de trazadores se queda atrás. En una publicación anterior, presentamos un estudio sintético para investigar si el Filtro de Kalman en conjunto (EnKF) o el Generador de Conjuntos de Kalman (KEG) funcionan mejor al invertir datos tomográficos hidráulicos y de trazadores. En este trabajo, desarrollamos un método experimental para la tomografía de trazadores de solutos utilizando fluoresceína como trazador conservador. Realizamos pruebas tomográficas hidráulicas y de trazadores en el sitio de Lauswiesen en Alemania. Analizamos datos de descenso transitorio y concentración con el EnKF y cabezales hidráulicos en estado estacionario y tiempos medios de llegada de trazadores con el KEG, obteniendo resultados más estables con el KEG a menores costos computacionales. La distribución espacial del campo de conductividad hidráulica estimado coincidió con descripciones anteriores del acuífero en el sitio. Este estudio reduce la brecha entre estudios numéricos y aplicaciones de campo para la caracterización de acuíferos a alta resolución, mostrando el potencial de combinar métodos basados en el filtro de Kalman en conjunto con datos recopilados de experimentos tomográficos hidráulicos y de trazadores de solutos.