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Arbeitsbericht NAB 13-25

Hydrogeological model Nördlich Lägern

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Der vorliegende Bericht dokumentiert Simulationen zu den lokalen Grundwasserzirkulations-verhältnissen im potenziellen Standortgebiet Nördlich Lägern mittels eines 3D hydrogeologischen Modells. Das hier beschriebene Modell umfasst eine Grundfläche von 258 km² um das Gebiet Nördlich Lägern von der Geländeoberfläche bis zu einer Tiefe von ca. 1160 m. Das Modell umfasst 19 hydrogeologische Einheiten vom Quartär bis zu den Gesteinen der Anhydritgruppe. Störungen von regionaler Bedeutung (Teile der Mandach-Überschiebung, Siglistorf Antiklinale und Baden-Irchel-Herdern Lineament) sind ebenfalls im Modell abgebildet. Die Geometrie ist aus einem regionalen geologischen Modell entnommen, das in Gmünder et al. (2013a) dokumentiert ist. Die für das lokale Modell erforderlichen lateralen Randbedingungen werden aus einem regionalen, die gesamte Nordwestschweiz umfassenden, hydrogeologischen 3-D Modell abgeleitet (siehe Gmünder et al. 2013b).

Die lokalen hydrogeologischen Verhältnisse im Standortgebiet werden massgeblich von den hydraulischen Eigenschaften der Störungen geprägt. Um deren Einfluss auf die Grundwasserzirkulation systematisch zu analysieren, wurde eine Sensitivitätsstudie mit 4 verschiedenen Basisfällen und umfangreichen Parametervarianten durchgeführt. In den 4 Basisfällen wurden die regionalen Störungen als geringmächtige vertikale Strukturen mit komplementären hydraulischen Eigenschaften (permeable fault – along flow/cross flow, sealing fault, throw only) implementiert, welche die sedimentären Schichtpakete fragmentieren. Zusätzlich wurde im Rahmen von weiteren Parametervarianten die Bedeutung einzelner hydrogeologischer Einheiten als potenziell wasserführende Systeme untersucht.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass es durch die tonreichen Gesteine des Dogger und oberen Lias zur Ausbildung eines oberen und unteren Grundwasserstockwerks kommt. Eine Grundwasserzirkulation zwischen den beiden Stockwerken kann praktisch nur über die Störungen ausserhalb des Standortgebiets erfolgen, sofern diese permeabel sind.

Das obere Grundwasserstockwerk beinhaltet den Malm Aquifer, die lokal wasserführenden Schichten des Hauptrogenstein/Spatkalk (soweit vorhanden), und als potenziell wasserführendes System das Sissach-Member ('Brauner Dogger', Einheit BD5). Es zeigt sich, dass der Grundwasserfluss im oberen Grundwasserstockwerk stark durch die Topographie und die hydrogeologischen Eigenschaften der Störungen beeinflusst wird und es zumeist zur Ausbildung (sub-) hydrostatischer Drücke kommt. Die Hauptinfiltrationsgebiete liegen im Süden entlang des südlichen Teils der Lägern, während im Norden die Infiltrationszonen entlang der Flüsse und/oder entlang der Aufschlüsse der jeweiligen Aquifere liegen. Die Exfiltrationsgebiete liegen alle innerhalb, bzw. nur knapp ausserhalb des Modelliergebiets.

Das untere Grundwasserstockwerk beinhaltet die hydrogeologischen Einheiten Arietenkalk (als potenziell wasserführendes System nur in den Sensitivitätsfällen implementiert), Keuper Aquifer sowie den Muschelkalk Aquifer. Im Allgemeinen zeigen die Simulationen artesische Drücke in den Einheiten des unteren Grundwasserstockwerks. Allerdings kommt es zu einem Druckausgleich des unteren mit dem oberen Grundwasserstockwerk, wenn die Störungen als (vertikal) durchlässige Störungen betrachtet werden. Die Fliessrichtungen im unteren Grundwasserstockwerk sind nicht, bzw. nur noch sehr bedingt von der Topographie abhängig, hier dominieren die hydrologischen Eigenschaften der Störungen und die regionalen Infiltrationsgebiete den Grundwasserfluss.

Ein Vergleich der errechneten Grundwasserpotenziale mit den (wenigen) vorhandenen gemessenen Potenzialen zeigt, dass aufgrund der Simulationen keiner der Basisfälle ausgeschlossen bzw. als weniger wahrscheinlich bewertet werden kann.

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