| Abstract |
Fracture network connectivity is a spatially variable property that is difficult to quantify from standard hydrogeological datasets. This critical property is related to the distributions of fracture density, orientation, dimensions, intersections, apertures and roughness. These features that determine the inherent connectivity of a fracture network can be modified by secondary processes including weathering, uplift and unloading and other mechanisms that lead to fracture deformation in response to in situ stress. This study focussed on a fractured rock aquifer in the Clare Valley, South Australia, and found that fracture network connectivity could be discriminated from several geological, geophysical and hydrogeological field datasets at various scales including single well and local- to regional-scale data. Representative hydromechanical models of the field site were not only consistent with field observations but also highlighted the strong influence of in situ stress in determining the distribution of fracture hydraulic apertures and the formation of hydraulic chokes that impede fluid flow. The results of this multi-disciplinary investigation support the notion that the hydraulic conductivity of a fracture network is limited to the least hydraulically conductive interconnected fractures, which imposes a physical limit on the bulk hydraulic conductivity of a fractured rock aquifer.La connectivité d’un réseau de fractures est une propriété variable dans l’espace, qu’il est difficile de quantifier à partir de bases de données hydrauliques standard. Cette propriété critique est liée à la distribution de la densité de fracturation, orientation, dimensions, intersections, ouvertures et rugosité. Ces caractéristiques qui déterminent la connectivité d’un réseau fracturé peuvent être modifiées par des processus secondaires incluant altération, sous-pression, décharge et autres mécanismes conduisant à une déformation de la fracturation en réponse au stress in situ. Cette étude, focalisée sur un aquifère fissuré de la Clare Valley, Australie du Sud, a découvert que la connectivité d’un réseau fracturé pouvait être analysée à partir de plusieurs ensemble de données de terrain, géologiques, géophysiques et hydrogéologiques, incluant les données fournies par un puits singulier et des données d’échelles locale à régionale. Les modèles hydromécaniques représentatifs du terrain sur site sont non seulement cohérentes avec les observations de terrain mais ont aussi mis en évidence la forte influence du stress in situ dans la distribution des fractures hydrauliques ouvertes et des chocs hydrauliques qui freinent le flux hydraulique. Les résultats de cette investigation multi disciplinaire conforte l’idée que la conductivité hydraulique d’un réseau de fractures est limitée par les fractures interconnectées les moins conductrices, qui imposent une limite physique à la conductivité d’ensemble d’un aquifère rocheux fracturé.La conectividad en las redes de fracturas es una propiedad variable espacialmente que es difícil de cuantificar a partir de conjunto de datos hidrogeológicos estándar. Esta propiedad crítica está relacionada a las distribuciones de la densidad, orientación, dimensiones, intersecciones, aperturas y rugosidad de las fracturas. Estos aspectos que determinan la conectividad inherente de una red de fracturas pueden ser modificados por procesos secundarios que incluyen meteorización, levantamiento y descarga y otros mecanismos que conducen a la deformación de la fractura en respuesta a la tensión in situ. Este estudio se enfoca en un acuífero de roca fracturada en el Clare Valley, Sur de Australia, y que se encontró que la conectividad de la red de fractura podría ser discriminada a partir de varios conjuntos de datos de campo, geológicos, geofísicos e hidrogeológicos en varias escalas incluyendo datos de pozos aislados y datos a escala local y regional. Los modelos hidromecánicos representativos de sitios de campo fueron no solamente consistentes con las observaciones de campo sino también resaltados por la fuerte influencia de la tensión in situ en determinar la distribución de las aperturas de fracturas hidráulicas y la formación de estrangulaciones hidráulicas que impiden el flujo del fluido. Los resultados de esta investigación multidisciplinaria apoyan la noción que la conductividad hidráulica de una red de fracturas está limitada por la menor conductividad hidráulica de las fracturas interconectadas, la cual impone un límite físico a la conductividad hidráulica global de un acuífero de rocas fracturadas.A rede de conetividade de fraturas é uma propriedade espacial variável que é difícil de quantificar a partir dos dados hidrogeológicos normais. Esta propriedade crítica está relacionada com a distribuição, orientação, dimensão, interseção, abertura e rugosidade das fraturas. Estas propriedades, que caracterizam a conetividade intrínseca da rede de fraturas, podem ser modificadas por processos secundários, incluindo a meteorização, a ascensão e descompressão e outros mecanismos que conduzem à deformação das fraturas em resposta à variação da pressão in situ. Neste estudo foca-se o aquífero fraturado de Clare Valley, no Sul da Austrália, e demostra-se que a rede de conetividade das fraturas pode ser determinada a partir de bases de dados geológicas, geofísicas e hidrogeológicas, a várias escalas, incluindo a do furo, a local e a regional. Modelos hidromecânicos representativos da área de estudo não só mostraram ser consistentes com as observações de campo, como também mostraram a forte influência da pressão in situ para determinação da distribuição das aberturas hidráulicas das fraturas e para a formação de barreiras hidráulicas que impedem o escoamento subterrâneo. O resultado desta investigação multidisciplinar suporta a conclusão de que a condutividade hidráulica da rede de fraturas está limitada à condutividade hidráulica mais baixa entre as fraturas interconetadas, o que impõe um limite físico à condutividade hidráulica geral do aquífero fraturado rochoso. |
