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Technical Report NTB 03-13

Grimsel Test Site Investigation Phase V Effective Field Parameter FEP

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Die Modellierung der Bewegung des Grundwassers und die Quantifizierung des damit verbundenen Stofftransportes sind ein unverzichtbares Werkzeug für alle Vorhersagen über die Langzeitsicherheit von Endlagern radioaktiver Abfälle in geologischen Tiefen-lagern. Dieses erfordert neben umfangreichen geologischen und hydraulischen Infor-mationen über das Wirtgestein, leistungsfähige numerische Rechenmodelle und die Erhebung effektiver Eingangsparameter für das jeweilige Modell.

Die Zielsetzung des EFP-Programmes (Effective Field Parameter) ist es, Methoden zu entwickeln, welche es gestatten, das Wirtgestein mit den Kluft- und Störungzonen in ein Strukturmodell zu überführen. Mit dessen Hilfe kann dann anhand von numerischen Berechnungen die zeitliche und räumliche Ausbreitung von Markierungsstoffen (Tracer) simuliert werden. Ein weiteres Ziel ist die Verifizierung des entwickelten Modells anhand der Ergebnisse von Tracerversuchen über verschiedene Distanzen. Im Einzelnen enthält das EFP-Programm folgende Arbeitsschritte:

  1. Geologische und geophysikalische Untersuchungen der zwei neuen EFP-Bohrungen EFP19 und EFP20,
  2. Geostatistische Neu-Auswertung der Daten des Kluft- und Störungssystems zur Ableitung eines Strukturmodells,
  3. Geophysikalische Tomografie-Ansätze mit geoelektrischen Sondierungen in Kombination mit Tracerversuchen unter Verwendung von hochkonzentrierten Salzlösungen,
  4. Übertragung der Ergebnisse auf die Planung und Durchführung ähnlicher Versuche über grössere Distanzen («Up-Scaling»),
  5. Numerische Modellierungen. 

Die Ergebnisse des Projekts EPF belegen, dass nur eine kombinierte Strategie mit Hilfe deterministischer Ansätze und stochastischer Parameterverteilungen und, ein auf der Basis dieser Überlegung entwickelter numerischer Code, zu belastbaren Ergebnissen führen, welche die Vorhersage von Ausbreitungsvorgängen über grössere Distanzen ermöglicht. Bei der Übertragung von Versuchsergebnissen von kleinen bis mittleren Distanzen auf grössere Einheiten (up-scaling), müssen die effektiven Parameter des Wirtgesteins und deren statistische Kenngrößen erhoben werden. Von besonderem Interesse sind deren räumliche Varianz und die räumliche Korrelation. Im Nahfeld eines Endlagers sind nicht-lineare Adsorption und Desorption in Kombination mit chemischer Reaktion die systemrelevanten Prozesse und Szenarien des Transports. Im Fernfeld scheinen hingegen aufgrund der starken Verdünnung und geringen Konzentrationen die Matrixdiffusion und das klassische KD-Konzept zur quantitativen Beschreibung auszureichen.

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