Auswirkungen sich ändernder Randbedingungen auf die Entwicklung hydrogeologischer Systeme (AREHS)

Projektbeschreibung

Eine Langzeitsicherheitsbetrachtung und damit Bewertung und Auswahl eines geeigneten Standorts für die Errichtung eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle mit bestmöglicher Sicherheit für eine Million Jahre erfordert neben dem gründlichen Verständnis des geologischen Ausgangszustands des potentiellen Endlagerstandortes auch die Identifizierung und Bewertung zukünftiger externer Ereignisse und Prozesse, die sich auf dessen Entwicklung auswirken können.

Numerische Simulationen gekoppelter thermisch-hydraulisch-mechanisch-(chemischer) THM-(C) Prozesse bieten ein leistungsfähiges Instrument zur Bewertung der Entwicklung (petro)physikalischer Parameter und hydrogeologischer Eigenschaften des Endlagersystem. Dies gilt sowohl im Nah- als auch Fernfeld über den Nachweiszeitraum von einer Million Jahre.

Deshalb besteht das Hauptziel dieser Studie in der Modellierung der Auswirkungen sich ändernder äußerer Randbedingungen auf die hydrogeologisch relevanten Parameter (z. B. hydraulische Permeabilität, Porosität, Migrationswege, Fluid Verfügbarkeit, hydraulische Gradienten) eines potenziellen geologischen Endlagers in Deutschland (Tongestein, Steinsalz, Kristallingestein) und seiner umgebenden Gesteinseinheiten. Besonderes Augenmerk gilt der zyklischen mechanischen Be- und Entlastung aufgrund von Vereisungsereignissen und den hierdurch hervorgerufenen Spannungsänderungen (M) sowie induzierten Temperatureffekten (T) aufgrund von Permafrost und Warmzeiten. Derartige Prozesse können Änderungen des gekoppelten Fernfeldregimes mit Grundwasserfluss und Grundwasserdargebot (H) sowie Fluidtransport aufgrund thermischer (T) und chemischer (C) Gradienten bewirken sowie Störungen/Klüfte (M) reaktivieren und damit neue/zusätzliche Wegsamkeiten schaffen. Deshalb sind sie für die Integrität eines Endlagers über den Zeitraum von einer Million Jahren besonders relevant und müssen mit gekoppelten THM-(C)-Modellierungen sachgerecht erfasst werden. Die Ergebnisse sollen zeigen, welche Prozesse mit den vorhandenen THM-(C) Modellierungsansätzen und –codes bereits gut erfasst werden, wo Entwicklungs- und Forschungsbedarf besteht und wie sich die Wahl spezifischer Modellierungsansätze und –codes auf die Ergebnisse der Modellierungen auswirken.