Hydrogeologische Modellbildung des Endlagers für radioaktive Abfälle (ERA) Morsleben
Land / Region: Deutschland / Sachsen-Anhalt
Projektanfang: 31.08.2020
Projektende: 31.12.2025
Projektstand: 15.01.2025
Das Endlager für radioaktive Abfälle Morsleben (Sachsen-Anhalt) wird zur Einlagerung von schwach- und mittelradioaktiven Abfällen genutzt und soll stillgelegt werden. Im Rahmen des Stilllegungsverfahrens sollen Langzeitsicherheitsuntersuchungen durchgeführt werden. Bisherige numerische Berechnungen zum regionalen Grundwasserfluss und -transport in der Umgebung des Endlagers wurden als unzureichend bewertet, da die dichtegetriebene Strömung nicht in allen drei Raumdimensionen berechnet wurde. Im Projekt wurde ein nach heutigem Wissensstand adäquates mathematisches und konzeptionelles Modell zur numerischen Simulation von Strömung und Transport in den drei Raumdimensionen entwickelt. Anschließend wurde das Modell zu numerischen Berechungen für Langzeitsicherheitsanalysen angewendet.
Konzeptionelles Strömungsmodell für regionale Grundwasserleiter
Quelle: Peche et al. (2021)
Ein neues konzeptionelles Modell für den Standort wurde auf der Grundlage einer Analyse bestehender und neuester Daten entwickelt. Der Modellbereich, die Randbedingungen, die Quellterme, die Anfangsbedingungen und das Kalibrierungs-/Validierungsverfahren, Empfehlungen für die räumliche und zeitliche Diskretisierung, die Verteilung der Strömungs- und Transportparameter und Empfehlungen für zukünftige Szenarien wurden erarbeitet. Darüber hinaus wurden maßgebliche Unsicherheiten des mathematischen und konzeptionellen Modells aufgezeigt und die Wasserchemie am Standort behandelt.
Im Zuge des Aufbaus der Strömungsparameterdatenbank am Standort wurde von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) die Methode HYPAGS entwickelt. Mit dieser Methode können Strömungsparameter für gesättigte und ungesättigte Strömung auf Basis minimaler Eingangsinformationen abgeschätzt werden. Die Methode gilt für uniforme poröse Medien. Darüber hinaus wurden unvollständige Grundwasserganglinien mit Methoden des Maschinellen Lernens vervollständigt.
Die BGR hat sich im Rahmen des Projekts mit den Grundlagen der Standortmodellierung beschäftigt. Darüber hinaus führt die BGR die 2D-numerische Modellierung der dichtegetriebenen Strömung und des Transports am Schnitt "Lager H" durch. Dreidimensionale numerische Berechnungen wurden vom Projektpartner delta h durchgeführt. Die Projektkoordination lag bei der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE).
Literatur:
Fachberichte
- ORILSKI, J., PECHE, A., KRINGEL, R. & ALTFELDER, S. (2022): Hydrogeologische Modellbildung des ERA Morsleben – Kurzbericht zur Erweiterung der Datenbasis für den Parameter effektive Porosität. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) im Auftrag der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE).
- PECHE, A., KRINGEL, R., ORILSKI, J. & SKIBA, P. (2021): Hydrogeologische Modellbildung des ERA Morsleben – Zwischenbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) im Auftrag der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE).
Paper (peer-reviewed)
- PECHE, A., HOUBEN, G. & ALTFELDER, S. (2024): Approximation of van Genuchten Parameter Ranges from Hydraulic Conductivity Data. - Groundwater, 62(3): 469–479. doi: 10.1111/gwat.13365
- PECHE, A. & HOUBEN, G. J. (2023): Estimating Characteristic Grain Sizes and Effective Porosity from Hydraulic Conductivity Data. - Groundwater, 61(4): 574–585. doi: 10.1111/gwat.13266
- PECHE, A. et al. (under review): Timescales and solute breakthrough distances of diffusive radionuclide transport in low-permeability porous media. – Environmental Earth Sciences, Springer.
- TRAN, T. V. et al. (under review): Machine Learning-Based Reconstruction and Prediction of Groundwater Time Series in the Allertal, Germany. - Water, MDPI.
Poster
- PECHE, A., HOUBEN, G. & ALTFELDER, S. (2024): HYPAGS: approximation of virtual sieve curves and hydraulic parameter ranges for variably saturated flow from single input values of hydraulic conductivity. - 29. Tagung der Fachsektion Hydrogeologie e.V. in der DGGV e.V., 20. – 23.3.2024, Aachen, Deutschland.
- PECHE, A., TRAN, T. V. & ALTFELDER, S. (2024): Timescales of diffusion-dominated radionuclide migration–an evaluation of selected existing nuclear waste repository sites and test sites. - European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2024, 14. – 19. April, Wien, Österreich, doi: 10.5194/egusphere-egu24-15090.
- TRAN, T. V., PECHE, A., BRÖMME, K., KRINGEL, R. & ALTFELDER, S. (2024): Machine learning-based prediction of gaps in groundwater time series in the overburden of the Morsleben radioactive waste repository, Germany. - European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2024, 14. – 19. April, Wien, Österreich, doi: 10.5194/egusphere-egu24-17411.
Software
Partner:
