Search

Arbeitsbericht NAB 13-84

Hydrochemische Aspekte der Wasserhaltung in den Zugangs-bauwerken eines zukünftigen geologischen Tiefenlagers der Nordschweiz

Download

Details

In der Nordschweiz sind derzeit fünf Standortgebiete für die Tiefenlagerung radioaktiver Abfälle in Diskussion. Die Wirtgesteine liegen dabei in Tiefen von mehreren hundert Metern. Die Zugänge zu diesen Tiefenlagern führen durch die teilweise Wasser führenden Einheiten im Hangenden. Eine der Herausforderungen bei der Planung und beim Bau von Zugangsbauwerken zu einem zukünftigen Tiefenlager ist es, das Eindringen von Bergwasser in die Tunnel oder Schächte zu kontrollieren. Dies geschieht entweder durch eine an den Standort angepasste Linienführung der Tunnel oder Schächte und/oder durch technische Abdichtungsmassnahmen. Wie die Erfahrungen aus dem Tief- und Tunnelbau zeigen, ist es nahezu unmöglich, das Eindringen von Bergwasser vollständig zu unterbinden. Deshalb ist bereits in der Planungsphase eine vertiefte Betrachtung der Wasserhaltung notwendig.

Bergwässer, die in die Zugangsbauwerke eintreten, können auf Grund ihrer physikalisch-chemischen Charakteristika störend oder sogar zerstörend auf Tunnelinstallationen wirken. Zudem müssen solche Wässer gesammelt, je nach chemischer Zusammensetzung aufbereitet und anschliessend ohne Beeinträchtigung der Umwelt in die Geosphäre oder in Oberflächengewässer eingeleitet werden. Die Planung der Wasserhaltung und die Konzeptionierung von Tunneleinbauten und Wasseraufbereitungsanlagen richten sich nach den anfallenden Wasservolumina, deren vertikaler Verteilung, den physikalisch-chemischen Eigenschaften der ein-dringenden Bergwässer, den Vor-Ort Bedingungen zur Bergwasserableitung und den gültigen Umweltregularien, die den Eintrag von Problemstoffen in die Umwelt reglementieren. Bei der Planung des Wasserhaushalts in den Zugangsbauwerken des zukünftigen Tiefenlagers muss zeitlich zwischen der Bauphase und der anschliessenden Betriebsphase unterschieden werden. Bei der Bauphase, die im Zeitraum von mehreren Jahren abläuft, können durch den Baubetrieb stark verschmutzte Wässer auftreten, die gereinigt werden müssen. Dagegen sind bei der Betriebsphase Zeiträume von 100 oder mehr Jahren zu betrachten.

Im Rahmen des Sachplanverfahrens werden mögliche Standorte von Oberflächenanlagen für den Zugang zu den Tiefenlagern festgelegt. Dabei werden Installationsmöglichkeiten von Bergwasserbehandlungsanlagen und die Möglichkeit zur Bergwasserableitung relevante Anforderungskriterien an die Standorte sein.

Die Wasserhaltung ist zudem von Bedeutung für die Art (Schacht oder Tunnel) und Geometrie (Rampe, Spirale) der Zugangsbauwerke. Das Eindringen von beträchtlichen Volumen an Bergwasser in die Zugangsbauwerke bringt zum einen erhebliche Managementanforderungen für das geplante Tiefenlager und kann zum anderen einen erheblichen Kostenfaktor für die Errichtung und den Langzeitbetrieb eines solchen Tiefenlagers darstellen. Durch die auf den Standort angepasste Art der Zugangsbauwerke kann das Eindringen von Bergwasser minimiert werden.

Die Planung und Konzeptionierung des Wassermanagements in den Zugangsbauwerken ist in mehrere Schritte unterteilt. Zuerst werden die Einflüsse von verschiedenen Wasserinhaltsstoffen auf Tunneleinbauten und den Arbeitsbetrieb sowie die relevanten Prozesse bei der Ableitung des Bergwassers und beim Einbringen in die Geosphäre oder in einen Vorfluter theoretisch dargestellt. Des Weiteren werden heutige gesetzliche Grundlagen sowie relevante Beurteilungskriterien, die für das Bergwassermanagement von Bedeutung sind, aufgeführt. Mögliche Problemstoffkonzentrationen in hypothetisch eindringenden Bergwässern werden an Hand von erhobenen Grundwasserdatensätzen aus dem Tertiär (OSM - UMM) und Malm-Aquifer aus der Nordschweiz (Nagra-Datenbank) und aus ausgewählten Bohrungen aus Süddeutschland (Hydroisotop Datenbank) herangezogen. Die dafür betrachteten Referenz-Datensätze umfassenüber 1300 Wasserproben, entnommen in unterschiedlichen Verfahren aus den relevanten Tertiären und Oberjurassischen Schichten aus insgesamt über 450 Lokalitäten (ca. 10 % aus der NW-Schweiz, 90 % aus Süddeutschland, Fig. 1). Die Werte aus den einzelnen Datensätzen werden in Kombination mit konkreten Grundwässern verwendet, um Modellwässer zu konstruieren, die die Grundlage für mögliche Aufbereitungs- und Ableitungskonzepte bilden.

Reden Sie mit und besuchen Sie uns.

Diskutieren Sie mit

Telefon

+41 56 437 11 11


©2021 Nagra, Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle