Discrete Fracture Modelling of the Aspo LPT-2,Large Scale Pumping and Tracer Test

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PNC TN8410 94-269, 77 Pages, 1994/07

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本論は、Aspo Hard Rock Laboratoryで行われた、LPT-2大規模揚水・トレーサー試験の亀裂ネットワークシミュレーション結果をまとめたものである。本研究は、地下水流動と物質移動研究に係る国際共同研究プログラム「Aspo Task Force」のもとに実施された。シミュレーションには、個々の亀裂を三次元空間に発生させ、それが構成する亀裂ネットワーク構造をモデル化可能な亀裂ネットワークコードFracManを用いた。シミュレーション領域は、Aspo島南部の揚水孔を中心とする一辺約1kmの立方体である。亀裂モデルは主に2つのタイプの亀裂群から構成される。一つはfracture zones(破砕帯)であり、その位置、方向はSKBによるAspoサイトの概念モデルに基づいて設定した。他方はfracture zones以外の亀裂であり(non-zone fracturesと呼ぶ)、統計的に発生させた。それぞれのグループの亀裂の幾何学と水理学的特性の決定にあたっては、SKBのデータベースを基に解析した。non-zone fracturesの亀裂の長さについては、別途筆者らが独自に行った地表露頭の亀裂マッピングデータを基に設定した。一辺が1kmの立方体領域に分布する全ての亀裂をモデル化することは不可能であり、したがって、亀裂分布の母集団から水理学的に重要な亀裂のみを抽出しモデル化した。1993年の3月と9月に行われた2回のTask Force Mcetingにおいて、それぞれ異なったモデルを使用した。3月モデルでは、厚さ10mの平板内に直径30mの亀裂を分布させfracture zonesとした。9月モデルでは、各fracture zoneを1枚の平板で代表させ、その平板を20m30mスケールの要素に離散化し、地球統計法に基づいて不均質に透水係数を割り当てた。また、9月モデルでは、ボーリング孔における透水量係数の実測値を再現できるよう条件付けした亀裂発生(conditioning)も行った。3月モデルは破砕帯内における亀裂の連結性をより現実的にモデル化しているが、数値解法上は9月モデルがより効率的である。どちらのモデルも、揚水試験時の非定常の圧力変化と水位低下のシミュレーションに用いた。トレーサー試験シミュレーションは9月モデルのみを用いて行った。シミュレーシ