Fakten zum Projekt
Projektbearbeiter: Dr. Karsten Reiter +++ Laufzeit: laufend +++ Projektfinanzierung: Geostress in Kooperation mit Nagra (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle)
Die Kenntnis des Spannungszustands im Untergrund ist bei der Planung von großangelegten Hohlräumen unabdingbar im Hinblick auf die bautechnische Machbarkeit, das Design und die Stabilität der Hohlräume. Im Zusammenhang mit einem Endlager für radioaktive Abfälle spielt der Spannungszustand zudem in zahlreichen weiteren Aspekten eine wichtige Rolle. In der Schweiz wurden mehrere geologische Standortgebiete als mögliche Standorte für ein derartiges Endlager ausgewiesen. Der Standort Nördlich Lägern wurde 2022 von der Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle in der Schweiz (NAGRA) als Standort vorgeschlagen.
Für die drei untersuchten Standorte Jura Ost, Nördlich Lägern und Zürich Nordost wurden jeweils detaillierte geomechanisch-numerische Modelle erstellt. Die Modelle bestehen aus knapp zwanzig, meist leicht geneigten stratigraphischen Einheiten, die durch ihre Dichte und mechanischen Eigenschaften charakterisiert sind. Diese werden von mehreren tektonischen Störungen unterschiedlicher Orientierung durchschnitten. Jedes Modellvolumen ist diskretisiert in lineare Hexaeder- und Tetraeder-Elemente. Die Modelle bestehen aus ca. 2 bis 3 Millionen Elementen. Mittels der Finite Elemente Methode wird das Kräftegleichgewicht des Modells in Wechselwirkung mit der Schwerkraft als auch den Fernfeldkräften berechnet. Die an modellunabhängigen Daten kalibrierten Modelle können u.a. zur Vorhersage des rezenten Spannungszustandes genutzt werden.
- Reiter, K., Heidbach, O., Ziegler, M., Giger, S., Garrard, R., and Desroches, J.: Stress state estimation – new data and variability assessment of model results, Saf. Nucl. Waste Disposal, 2, 71–72, https://doi.org/10.5194/sand-2-71-2023, 2023.
- Reiter, K., Heidbach, O., Ziegler, M., Giger, S., Garrard, R., and Desroches, J.: Stress state estimation – variability assessment of model results, GeoBerlin 2023, 2023.
- Reiter, K., Heidbach, O., Ziegler, M., Giger, S., Garrard, R., and Desroches, J.: If you get the stress data, you've always asked for, EGU General Assembly 2023, Vienna, Austria, 24–28 Apr 2023, EGU23-13718, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-13718, 2023.
- Reiter, K., Heidbach, O., Ziegler, M., Giger, S., Garrard, R., Desroches, J. (2023): If you get the stress data, you've always asked for. Wien, Copernicus, EGU General Assembly, Wien, 23.04.2023 – 28.04.2023, DOI: 10.5194/egusphere-egu23-13718, 2023.
- Heidbach, O., Ziegler, M. O., Morawietz, S., Reiter, K., Röckel, L., Cotton, F., 2021, Standortsuche im Spannungsfeld. System Erde, 11(2), 12–17. https://doi.org/10.48440/GFZ.syserde.11.02.2
- Reiter, K. and Heidbach, O.: Stress field perturbations from faults, EGU General Assembly 2021, online, 19–30 Apr 2021, EGU21-10155, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu21-10155, 2021.
- Heidbach, O., Reiter, K., Giger, S., 2019, Impact of fault properties and fault implementation strategies on results of 3D geomechanical-numerical models, NIB 19-22, 53p, NAGRA; Wettingen.
- Heidbach, O., Hergert, T., Reiter, K., 2019, Local stress field sensitivity analysis – case study Jura Ost, NIB 19-15, 83p, NAGRA; Wettingen
- Heidbach, O., Hergert, T., Reiter, K., 2019, Local stress field sensitivity analysis – case study Zürich Nordost & Südranden, NIB 19-14, 82p, NAGRA; Wettingen
- Reiter, K., Hergert, T., Heidbach, O., 2017. Stress variation within stratigraphic sequences – a site selecting factor for nuclear waste repositories, GeoBremen 2017, 24-29. September 2017, Bremen, Germany
- Reiter, K., Hergert, T., Heidbach, O., 2016. Stress field sensitivity analysis within Mesozoic successions in the Swiss Alpine foreland using 3-D-geomechanical-numerical models, EGU General Assembly, 17-22 April 2016, Vienna, Austria.
- Hergert, T., Heidbach, O., Reiter, K., Giger, S. B., and Marschall, P., (2015). Stress field sensitivity analysis in a sedimentary sequence of the Alpine foreland, northern Switzerland, Solid Earth, 6, 2, 533-552, doi: 10.5194/se-6-533-2015.
- Heidbach, O., Hergert, T., Reiter, K., Giger, S.B., Marschall, P., 2015. 3D stress field sensitivity analysis on the scale of geological siting regions in Northern Switzerland with focus on Opalinus Clay, 6th International Clay Conference – Clays in natural and engineered barriers for radioactive waste confinement, March 23-26 2015, Brussels, Belgium, (oral presentation).
- Hergert, T., Heidbach, O., Reiter, K. & Giger, S. B., 2015. Stress Field Sensitivity Analysis at a Reservoir Scale (Northern Switzerland) Using Numerical Geomechanical Modelling, 2nd EAGE Workshop on Geomechanics and Energy – The Ground as Energy Source and Storage, 13-15 October 2015, Celle, Germany (oral presentation).
- Heidbach, O., Hergert, T., Reiter, K., & Giger, S., 2014, Local stress field sensitivity analysis—Case Study Nördlich Lägern, NAB 13-88, 50p, NAGRA, Wettingen.
- Heidbach, O., Hergert, T., Reinecker, J., Reiter, K., Giger, S.B., Vietor, T. & Marschall, P., 2013, In Situ Stress in Switzerland – From Pointwise Field Data to a 3D Continuous Quantification, International Workshop on Geomechanics and Energy – The Ground as Energy Source and Storage, EAGE, Lausanne, Swiss (oral presentation).
Status Quo & Ausblick
Die Erstellung der Modelle ist weitgehend abgeschlossen. Aktuell wird noch an der Auswertung und einigen speziellen Modellvariationen gearbeitet.
