A caracterização precisa da variabilidade espacial da condutividade hidráulica e sua aleatoriedade, são cruciais para a modelagem do fluxo e transporte de soluto em meios fraturados. A microtomografia de raios-X (micro-CT) caracteriza a geometria da fratura e a distribuição de aberturas em imagens de alta resolução (μm), porém as dimensões da amostra são limitadas entre 1 a 3 cm. A representatividade destas informações pode ser ampliada por meio de técnicas como a Geoestatística Multiponto (GMP). Os algoritmos GMP dependem de imagens de treinamento (IT) para reproduzir os padrões de estruturas complexas que requerem correlações que estão além da correlação de dois pontos. Dentre os métodos de simulação de fluxo subterrâneo, o Método dos Elementos Analíticos (MEA), apresentado por Strack (1989), é uma alternativa aos métodos tradicionais. No MEA, as soluções são obtidas aplicando o princípio da superposição das soluções analíticas dos elementos, como poços (points), rios e infiltrações (line-sinks), e heterogeneidades (line-doublets). O MEA é um método que independe de malha pré-definida, onde são discretizados apenas os limites internos ou externos dos elementos. O objetivo deste trabalho é reproduzir o padrão de distribuição não estacionário de aberturas de uma fratura usando a GMP e aplicar estes dados em um modelo de fluxo, baseado no MEA, visando simular os experimentos de curva de passagem de Lucas (2016). A imagem micro-CT de uma fratura é utilizada como IT. O algoritmo GMP Direct Sampling foi implementado para reproduzir os valores de abertura e gerar imagens com dimensões de 10×11cm (tamanho das amostras submetidas aos experimentos de curvas de passagem). Inicialmente, uma análise de sensibilidade quantitativa foi realizada nos principais parâmetros do DS, visando otimizar a qualidade das reproduções e tempo de processamento. Junto a uma inspeção visual, o desempenho das simulações geradas foi analisado em termos de histogramas, variogramas e funções de conectividade. A configuração otimizada dos parâmetros viabilizou a simulação dos padrões de abertura da micro-CT para as dimensões 10×11cm. A simulação das condições do experimento de curva de passagem foi realizada usando line-doublets e line-sinks. Os resultados mostraram uma boa concordância entre as simulações e os experimentos, em termos de perda de carga e velocidade média do fluxo. Os campos de velocidade gerados pelo MEA e a pluma de dispersão, obtida por meio de um modelo particle tracking, permitiram a visualização de canais preferenciais na fratura. No entanto, diferenças significativas entre as curvas de passagem simuladas e experimentais foram observadas. Características como tempo e pico de concentração apresentaram diferenças médias de 8 minutos, levando à conclusão que os campos de velocidade podem estar superestimados.

Accurate characterization of the spatial variability of hydraulic conductivity and its corresponding uncertainty are crucial for modeling flow and solute transport in fractured media. The nondestructive X-ray micro-tomography (micro-CT) characterizes the fracture geometry and aperture distributions with high-resolution images (µm), however with sample dimensions between 1 to 3 cm. The representativeness of the sample information may be increased by means of geostatistical techniques such as the Multiple-point Geostatistic (MPS). The MPS algorithms rely on training images (TI) to reproduce complex structure patterns that require correlations that are beyond the reach of the two-point correlations. Among the groundwater simulation methods, the Analytic Element Method (AEM), presented by Strack (1989), is an alternative to traditional methods. In AEM, solutions are obtained by applying superposition to the analytic solutions of simple elements such as wells (point elements), rivers and infiltrations (line-sinks), and inhomogeneities (line-doublets). The AEM is a meshindependent method, which only discretizes the internal or external boundaries but not the whole domain. The aim of this work is to reproduce the non-stationary pattern distribution of fracture apertures using the MPS, and apply this data in a groundwater flow model based in the AEM that represent the breakthrough curve experiments of Lucas (2016). The TI used is a single micro-CT image of a fracture. A MPS Direct Sampling algorithm was implemented to generate the aperture values in images with dimensions of 10×11cm (sample size submitted to breakthrough curve experiments). First, a quantitative sensitivity analysis was conducted on the main parameters of DS balancing simulation quality and CPU time. Next to a visual inspection of the generated simulations, the performance was analyzed in terms of histograms, variograms and connectivity functions of pattern reproduction. The optimized parameters configuration allowed the reproduction of the micro-CT aperture patterns for 10×11cm dimensions. The breakthrough curve experimental conditions were represented using line-doublets and line-sinks. The results showed good agreement between the head drop and flow velocity estimated and observed in breakthrough curve experiments. The velocity fields generated by AEM and the dispersing plume obtained using a particle tracking model allowed the visualization of preferential channels in the fracture. However, significant differences between simulated and experimental breakthrough curves were observed. Characteristics such as time and peak concentration showed mean differences of 8 minutes, leading to the conclusion that the velocity fields may be overestimated.