| Abstract |
The standard dual-component and two-member linear mixing model is often used to quantify water mixing of different sources. However, it is no longer applicable whenever actual mixture concentrations are not exactly known because of dilution. For example, low-water-content (low-porosity) rock samples are leached for pore-water chemical compositions, which therefore are diluted in the leachates. A multicomponent, two-member mixing model of dilution has been developed to quantify mixing of water sources and multiple chemical components experiencing dilution in leaching. This extended mixing model was used to quantify fracture-matrix interaction in construction-water migration tests along the Exploratory Studies Facility (ESF) tunnel at Yucca Mountain, Nevada, USA. The model effectively recovers the spatial distribution of water and chemical compositions released from the construction water, and provides invaluable data on the matrix fracture interaction. The methodology and formulations described here are applicable to many sorts of mixing-dilution problems, including dilution in petroleum reservoirs, hydrospheres, chemical constituents in rocks and minerals, monitoring of drilling fluids, and leaching, as well as to environmental science studies.Le modèle linéaire standard de mélange à deux composants et à deux membres est souvent utilisé pour quantifier le mélange d’eau d’origines différentes. Cependant, ce n’est plus applicable chaque fois que les concentrations réelles de mélange ne sont pas connues avec précision à cause de la dilution. Par exemple des échantillons de roche avec un contenu en eau peu élevé (porosité peu élevée) sont lessivés pour aboutir aux compositions chimiques de l’eau intergranulaire, qui par conséquent sont diluées dans les lessivats. Un modèle de mélange de dilution à deux membres, à composants multiples, a été développé afin de quantifier le mélange de sources d’eau et de composants chimiques multiples subissant une dilution par lessivage. Ce modèle développé de mélange a été utilisé pour quantifier l’interaction fracture-matrice dans les tests de migration dans les aménagements hydrauliques le long du tunnel Exploratory Studies Facility (ESF) dans la Yucca Mountain, Nevada, USA. Le modèle reproduit efficacement la distribution spatiale de l’eau et des compositions chimiques restituées par l’aménagement hydraulique, et fournit des données inestimables sur l’interaction matrice fracture. La méthodologie et les formulations décrites ici sont applicables à de nombreuse catégories de problèmes de mélange-dilution, incluant la dilution dans les réservoirs pétroliers, l’hydrosphère, les constituants chimiques des roches et des minéraux, le contrôle des fluides de forage, et le lessivage, de même que les études de science environnementale.El modelo convencional de doble componentes y dos miembros de mezcla lineal se usa a menudo para cuantificar las mezclas de agua de diferente origen. Sin embargo, no es aplicable en los casos en que las concentraciones de la mezcla no se conocen con exactitud debido a la dilución. Por ejemplo, muestras de rocas con bajos contenidos de agua (baja porosidad) se mezclan con agua poral de composición química diferente, lo que resulta en lixiviados diluidos. Se ha desarrollado un modelo multicomponente de dilución de dos miembros a fin de cuantificar la mezcla de aguas de diferente origen y la dilución en el lixiviado de los componentes químicos múltiples. Este modelo extendido de mezcla se utilizó para cuantificar las interacciones entre las fracturas y la matriz en ensayos de migración de agua de construcción en el túnel de la Instalación de Estudios Exploratorios (IEE) en las Montañas Yucca, Nevada, USA. El modelo captura la distribución espacial del agua y los componentes químicos liberados por el agua de construcción, y proporciona datos invalorables sobre las interacciones fracturas-matriz. La metodología y formulaciones descriptas son aplicables a varios tipos de problemas de mezcla y dilución, incluyendo diluciones en reservorios de petróleo, hidrosferas, componentes químicos en rocas y minerales, monitoreo de fluidos de perforación, y lixiviados, así como a estudios de ciencias ambientales.标准的二组分和二端元线性混合模型常用于计算不同来源水的混合。然而, 当由于稀释导致混合端元的实际浓度无法精确确定时, 这一模型将不再适用。例如, 通过淋滤低含水量 (低孔隙率) 岩石样品而获得的孔隙水化学组成, 即导致其在淋滤液中的稀释。为此, 作者提出了多组分二端元混合稀释模型, 籍以量化不同来源水的混合及多种化学组分在淋滤过程中的稀释。在沿美国内华达州尤卡山探查研究设施(ESF)隧道的施工水迁移试验中, 本模型被用于定量研究裂隙—岩体相互作用。模型有效的再现了源自施工水的水量和化学组分的空间分布, 提供了裂隙—岩体相互作用的宝贵信息。文中叙述的方法和公式适用于油储、水圈及岩石和矿物中化学组分、钻井液监测、淋滤以及环境科学研究中的多种混合—稀释问题。O modelo standard de mistura linear de dois componentes e dois membros é frequentemente utilizado para quantificar a mistura de águas de diferentes origens. No entanto, o mesmo já não é aplicável sempre que as reais concentrações da mistura não forem conhecidas com precisão, devido à diluição. Por exemplo, as amostras de rocha com baixo teor de água (baixa porosidade) são lixiviadas para obter as concentrações químicas da água dos poros, que deste modo se encontram diluídas no lixiviado. Foi desenvolvido um modelo de diluição de componentes múltiplos e dois membros para quantificar a mistura das origens de água e dos múltiplos componentes químicos que sofrem diluição durante a lixiviação. Este modelo de mistura alargado foi usado para quantificar a interacção fractura-matriz em testes de migração da água de construção ao longo do túnel das Instalações dos Estudos Exploratórios (Exploratory Studies Facility, ESF) em Yucca Mountain, Nevada, EUA. O modelo reflecte efectivamente a distribuição espacial da água e das composições químicas libertadas pela água de construção e fornece dados preciosos relativos à interacção matriz-fractura. A metodologia e as formulações descritas são aplicáveis a muitos tipos de problemas de mistura-diluição, incluindo a diluição em reservatórios de petróleo, hidrosfera, constituintes químicos em rochas e minerais, monitorização de fluidos de perfuração, lixiviação, bem como em estudos de ciências ambientais. |
