Die allgemeinen, nichtradionuklidspezifischen Parameter umfassen die Parameter des Grubenge-bäudes außerhalb der Einlagerungsbereiche, die Parameter für den Radionuklidtransport durch das Hutgestein und Deckgebirge (ohne Kd-Werte), die Parameter für die Biosphäre und allgemeine physikalische/chemische Parameter. Eine Zusammenstellung einiger wichtiger allgemeiner Para-meter enthält Tabelle 4-1.
Die Festlegung der Referenzwerte für das totale Volumen und die Volumenanteile der übrigen Grube vor dem Einsetzen von eventuellen Auf- oder Umlösungsprozessen (VGG und ]i, vgl. An-hang D) geht von den wahrscheinlichsten Werten für die folgenden Volumina im übrigen Gruben-gebäude Bartensleben und in der Grube Marie aus: (i) Teilvolumina des unverfüllten Hohlraums, (ii) Teilvolumina des mit kompaktierbarem Versatz verfüllten Hohlraums und (iii) Teilvolumina des mit nicht oder gering kompaktierbarem Versatz verfüllten Hohlraums. Für die Festlegung der Mini-malwerte wird nur das übrige Grubengebäude Bartensleben berücksichtigt. Dies entspricht dem Fall, dass die Gruben Marie und Bartensleben hydraulisch voneinander getrennt sind. In die
15 Verteilungsfunktionen:
u Gleichverteilung („uniform“);
e LogGleichverteilung;
n (abgeschnittene) Normalverteilung;
l (abgeschnittene) LogNormalverteilung;
t DreiecksVerteilung („triangular“);
breiten der Modellparameter gehen zusätzlich die Bandbreiten aus den Originaldaten des ERAM-HIS [DBE 2003] ein.
Sofern die in Kapitel 3.1.1 genannte Rate des Lösungszutritts aus dem Hutgestein in die Grube von 180 m3/a zum Zeitpunkt des Endlagerverschlusses einsetzt und dann zeitlich konstant anhält, sofern weiter das Gesamthohlraumvolumen in der Restgrube dem Referenzwert entspricht, Lö-sungsaustausch zwischen den beiden Grubenteilen Bartensleben und Marie stattfindet und diese Grubenteile entsprechend dem Referenzwert der Konvergenzrate der übrigen Grube konvergieren, dann ist die Restgrube nach 7'500 Jahren vollgelaufen. Bei der höchsten in Kapitel 3.1.1 genann-ten Zutrittsrate von 600 m3/a, einem Lösungszutritt in den Grubenteil Bartensleben, einer vollstän-digen hydraulischen Abkopplung des Grubenteils Marie vom Grubenteil Bartensleben und einer Konvergenz der Restgrube entsprechend der oberen Grenze der Bandbreite ist die Restgrube (Bartensleben) nach 1'500 Jahren vollgelaufen. Bei der niedrigsten in Kapitel 3.1.1 genannten Zu-trittsrate von 55 m3/a, keiner Trennung der beiden Grubenteile und einer Konvergenzrate entspre-chend dem unteren Rand der Bandbreite dauert das Volllaufen rund 25'000 Jahre. Die Referenz-werte und Bandbreiten der genannten Größen sind ebenfalls in Tabelle 4-1 aufgeführt16.
Für das Grubengebäude sind neben den Parametern zur Beschreibung der Volumina, der Konver-genz und der Dauer des Volllaufens vor allem die Parameter zur Beschreibung der maßgebenden Druckverhältnisse von Bedeutung. Der hydrostatische und der lithostatische Druck sind teufenab-hängige Parameter und miteinander korreliert. Die Modellrechnungen beruhen auf diesen Drücken und beziehen sich dabei auf ein Referenzniveau (Bezugsniveau). Die Berechnung dieser Drücke aus dem (variablen) Bezugsniveau und den Dichten ist in Anhang M dargelegt. Die vertikale Aus-dehnung der Grube über mehrere Sohlen wird durch eine Variation des Bezugsniveaus berück-sichtigt. Die Bandbreite erstreckt sich von der 4. bis zur 2. Sohle, als Referenzwert wurde ein mitt-lerer Wert gewählt, das Niveau der 3. Sohle.
Während des Volllaufens steigt der Fluiddruck in der übrigen Grube vor den Abdichtungen allmäh-lich an – zunächst durch die Gasbildung in der Restgrube und die Kompression der eingeschlos-senen Luft, dann durch den steigenden Lösungspegel, bis der volle hydrostatische Druck erreicht ist. Im Modell wird für diese Phase vereinfachend ein durchschnittlicher, konstanter Druck ange-nommen. Der Parameter p gibt das Verhältnis aus diesem Druck zum hydrostatischen Druck auf dem Referenzniveau nach Ende des Volllaufens an und hat als Referenzwert den Wert 0,1.
Für den Transportpfad durch Hutgestein und Deckgebirge (ohne Kreide und Quartär) werden in Anlehnung an die Ergebnisse der Modellrechnungen zur Grundwasserbewegung (vgl. Kap. 3.3.10) und in Anlehnung an Struktur und Eigenschaften der Schichtenfolge DGL im Hutgestein die Para-meter folgendermaßen angesetzt:
x Die Transportdistanz betrage 220 m. Dies ist weniger als der Vertikalabstand des Salzspiegels von der Geländeoberfläche und entspricht etwa der kürzesten Transportdistanz entlang der Schichtenfolge DGL, ausgehend vom Salzspiegel im Bereich von Zentralteil oder Nordfeld bis zur Obergrenze des Hutgesteins.
16 abgesehen von der Unterscheidung zwischen der Restgrube und der übrigen Grube, was hinsichtlich des Gesamt-hohlraumvolumens und der Konvergenzrate nicht von Bedeutung ist
x Der Transportquerschnitt betrage 150 m2 und die fluidzugängliche (und gleichzeitig durchflos-sene) Porosität 30%. Diese Parameterwerte entsprechen jenen eines Transportpfads entlang der Schichtenfolge DGL mit folgenden Annahmen: (i) Die Schichtenfolge DGL ist in Streichrich-tung zerblockt. Die horizontale Blockausdehnung beträgt 200 m. Der Transport ist auf einen Block beschränkt. (ii) Der Radionuklidtransport findet nur im Grauen Salzton statt; die im Grau-en Salzton eingebettetGrau-en Bruchstücke des Deckanhydrit und des Leinekarbonat sind für Ra-dionuklide unzugänglich (konservative Vereinfachung). Die transportwirksame Mächtigkeit ent-spricht somit der Mächtigkeit des Grauen Salzton und beträgt 2,5 m. Die transportwirksame Porosität ist gleich der fluidzugänglichen Porosität des Grauen Salzton. (iii) Aufgrund von makroskopischen Kanalisierungseffekten werden nur 30% des gesamten möglichen Quer-schnitts von 200 m · 2,5 m durchströmt („Channeling“).
x Die Rückhaltung des Radionuklidtransports durch Sorption entlang des modellhaften Trans-portpfads erfolge quantitativ gleich wie am Grauen Salzton. Die Kd-Werte der wichtigsten Ele-mente (Am, 14CO32-, Cs, Pu, Ra und U) werden Sorptionsexperimenten an Proben des Grauen Salzton entnommen. Jene der übrigen Elemente werden durch Übertragung der Messwerte für die Unterkreide im Deckgebirge des Endlagers Konrad abgeleitet, wobei der geringere Tonan-teil im Grauen Salzton durch einen Reduktionsfaktor von 0,7 berücksichtigt wird.
Für die Charakterisierung der Schichtenfolge DGL, welche zur Definition der Eigenschaften des modellhaften Transportpfads durch Hutgestein und Deckgebirge (ohne Kreide und Quartär) heran-gezogen wird, wurden in-situ-Messungen in Bohrungen durchgeführt und die Bohrkernproben petrophysikalisch untersucht [BfS 2001]. Die Sorptionseigenschaften der Schichtenfolge DGL wur-den zunächst für alle Radioelemente aus wur-den Sorptionsdaten abgeleitet, die im Sicherheitsnach-weis für das Endlager Konrad für die dort wirksame geologische Barriere der Unterkreideschichten angesetzt wurden. Zur Überprüfung des Vorgehens und zur Verbesserung der Datenlage wurden für die potentiell sicherheitsrelevanten Radionuklide Sorptionsexperimente am Grauen Salzton der Schichtenfolge DGL durchgeführt [INE&IRC 2004]. Die gemessenen und die aus den Daten für die Unterkreide Konrad abgeleiteten Kd-Werte stimmen etwa innerhalb einer Größenordnung überein.
Während des Transports durch das Hutgestein und das Deckgebirge erfährt die aus dem Gruben-gebäude ausgepresste Lösung eine Verdünnung durch diffusive und dispersive Mischvorgänge mit unkontaminiertem Grundwasser. Die kumulierte Auswirkung lässt sich durch das Verhältnis des oberflächennahen Grundwasserumsatzes im Gebiet, in das die Radionuklide freigesetzt werden, zur Rate der Lösungsauspressung aus der Doppel-Schachtanlage quantifizieren. Für die Modell-rechnungen wird angenommen, dass die mit der Grubenlösung transportierten Radionuklide in ein Gebiet im Allertal freigesetzt werden, das südwestlich der Aller liegt und entlang des Allertals eine Ausdehnung von 200 m aufweist. Im räumlichen Mittel entlang des Allertals beträgt der oberflä-chennahe Grundwasserfluss durch ein solches Gebiet nach Auswertung eines repräsentativen Rechenfalls zur Grundwasserbewegung aus [Colenco 2001b] rund 15'000 m3/a (vgl. Anhang T).
Tabelle 4-1 Referenzwerte, Bandbreiten und Verteilungsfunktionen einer Auswahl von allge-meinen nicht radionuklidspezifischen Modellparametern
Parameter Einheit Referenzwert Bandbreite
(Minimal– und
Mindestverdünnung in der Bio-sphäre Transportstre-cke im Deckgebirge
– 0,3 0,2 – 0,3 triangular
(t) VGG
Volumen des übrigen Gruben-gebäudes
m3 7,08·106 4,40·106 – 7,26·106 triangular (t) ]GGt
Totaler Verfüllgrad des übrigen Grubengebäudes
– 0,800 0,793 – 0,808 normal
(n) ]GGk
Anteil des kompaktierbaren Ver-satzes am Gesamtversatz im übrigen Grubengebäude
Wirksame Porosität des nicht oder gering kompaktierbaren Versatzes18
– 2·10-4 1,5·10-4 – 2,5·10-4 triangular (t) cGG
Konvergenzrate in der übrigen Grube
a-1 4·10-5 1·10-5 – 1·10-4 log-gleich (e) tVoll
Zeitpunkt der vollständigen Fül-lung der Restgrube mit Lösung
a 7 500 1 500 – 25 000 log-normal (l)
17 Die Datenbank [ZERNA 2009] verwendet eine frühere Bezeichnung für diesen Parameter. Im vorliegenden Bericht wird diese frühere Bezeichnung, wo sinnvoll, in Klammern zusätzlich aufgeführt.
18 Der weitaus größte Teil der Porosität des nicht oder gering kompaktierbaren Versatzes und der Porenlösung nimmt an den Prozessen, welche zur Freisetzung von Radionukliden führen, nicht teil (vgl. Kapitel 4.2).
Die obere Bandbreite des verdünnungswirksamen oberflächennahen Grundwasserflusses wird unabhängig von Modellrechnungen und ausgehend von der Grundwasserneubildung geschätzt [Colenco 2002a]. Bei der mittleren Niederschlagsmenge im Projektgebiet von rund 600 mm/a, ei-nem Anteil des Grundwasserabflusses einschließlich Zwischenabfluss von typischerweise etwa und einem maßgebenden Einzugsgebiet von 200 m (Ausdehnung entlang des Allertals) mal 2,5 km (Ausdehnung quer zum Allertal, einschließlich die Flanken der Lappwaldscholle oder der Weferlinger Triasplatte) ergibt sich ein verdünnungswirksamer oberflächennaher Wasserfluss von 100 000 m3/a.
Die untere Bandbreite des verdünnenden Grundwasserflusses wird unabhängig von den heutigen hydrologischen Verhältnissen im Modellgebiet entsprechend dem Wasserbedarf von kleinen, sich selbst versorgenden Dorfgemeinschaften unter eher ungünstigen klimatischen Verhältnissen [GRS 2003b] angesetzt. Dabei werden extreme klimatische Verhältnisse, welche mit den in der AVV zu § 47 StrlSchV unterstellten Beregnungs- und Verzehrgewohnheiten unvereinbar wären, außer Acht gelassen. Dies ergibt eine untere Bandbreite des verdünnenden Grundwasserflusses von 10 000 m3/a.