The characterization of the karst conduit network is an essential task to understand the complex flow system within karst aquifers. However, this task is challenging and often associated with uncertainty. Equivalent porous media approaches for modeling flow in karst aquifers fall short of capturing the hydraulic effect of individual karst features, while process-oriented karst evolution models imply major computational efforts. In this study, we apply the Stochastic Karst Simulator (SKS) developed by Borghi et al. (2012) to generate karst conduit networks at a regional scale of a highly karstified carbonate aquifer located in the Eastern Mediterranean region and extensively used for water supply. The SKS generates conduit network geometries reasonably quick, using a mathematical proxy that mimics conduit evolution. The conduit simulation is based on a conceptual model of the genesis of the aquifer, consisting of different karstification phases. The stochastic approach of the algorithm enables us to generate an ensemble of conduit network realizations and to represent the uncertainties of these simulations in a Karst Probability Map. With only soft input information to constrain conduit evolution, multiple equivalent realizations yield similar resulting network geometries, indicating a robust approach. The presented methodology is numerically efficient, and its input can be easily adjusted. Subsequently, the resulting stochastic spatial distribution of conductivities can be employed for the parametrization of regional karst groundwater models.

中文翻译：

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识别碳酸盐含水层岩溶管道网络不确定性的随机建模方法

岩溶管道网络的表征是了解岩溶含水层内复杂流动系统的一项重要任务。然而，这项任务具有挑战性，并且通常与不确定性相关。模拟岩溶含水层流动的等效多孔介质方法无法捕捉单个岩溶特征的水力效应，而面向过程的岩溶演化模型意味着大量的计算工作。在这项研究中，我们应用了 Borghi 等人开发的随机岩溶模拟器 (SKS)。（2012 年）在位于东地中海地区的高度岩溶化碳酸盐含水层的区域范围内生成岩溶管道网络，并广泛用于供水。SKS 使用模拟管道演化的数学代理相当快地生成管道网络几何图形。管道模拟基于含水层成因的概念模型，由不同的岩溶作用阶段组成。该算法的随机方法使我们能够生成管道网络实现的集合，并在喀斯特概率图中表示这些模拟的不确定性。仅使用软输入信息来约束管道演化，多个等效实现会产生相似的结果网络几何形状，这表明了一种稳健的方法。所提出的方法在数值上是有效的，并且它的输入可以很容易地调整。随后，由此产生的电导率随机空间分布可用于区域岩溶地下水模型的参数化。该算法的随机方法使我们能够生成管道网络实现的集合，并在喀斯特概率图中表示这些模拟的不确定性。仅使用软输入信息来约束管道演化，多个等效实现会产生相似的结果网络几何形状，这表明了一种稳健的方法。所提出的方法在数值上是有效的，并且它的输入可以很容易地调整。随后，由此产生的电导率随机空间分布可用于区域岩溶地下水模型的参数化。该算法的随机方法使我们能够生成管道网络实现的集合，并在喀斯特概率图中表示这些模拟的不确定性。仅使用软输入信息来约束管道演化，多个等效实现会产生相似的结果网络几何形状，这表明了一种稳健的方法。所提出的方法在数值上是有效的，并且它的输入可以很容易地调整。随后，由此产生的电导率随机空间分布可用于区域岩溶地下水模型的参数化。多个等效实现产生相似的结果网络几何形状，表明一种稳健的方法。所提出的方法在数值上是有效的，并且它的输入可以很容易地调整。随后，由此产生的电导率随机空间分布可用于区域岩溶地下水模型的参数化。多个等效实现产生相似的结果网络几何形状，表明一种稳健的方法。所提出的方法在数值上是有效的，并且它的输入可以很容易地调整。随后，由此产生的电导率随机空间分布可用于区域岩溶地下水模型的参数化。