Die hydraulische Durchlässigkeit der Wirt- und Rahmengesteine ist für ihre hydraulische Bar-rierenwirkung besonders wichtig. Sie hängt von der Gesteinsbeschaffenheit (Tonmineralge-halt, Porengeometrie, Wechsellagerungen) und der geologisch-tektonischen Situation der vorgeschlagenen Standortgebiete (Versenkungsgeschichte, tektonische Überprägung) ab.
Im Folgenden geht das ENSI vor allem auf Aspekte ein, die von Nagra und ENSI unter-schiedlich beurteilt werden.
Angaben der Nagra
Opalinuston
Für die horizontale hydraulische Durchlässigkeit des Opalinustons mit > 400 m Überdeckung wird ein Referenzwert von Kh=1·10-13 m/s und ein oberer Eckwert von Kh=5·10-13 m/s ver-wendet. Der Referenzwert entspricht Messungen in der Sondierbohrung Benken mit einer Überdeckung von Top Opalinuston von rund 540 m. Die geschätzten Bestwerte hydrauli-scher Tests (horizontale Durchlässigkeit bei einer Überdeckung von > 400 m) betragen 1·10-14 m/s bis 6·10-14 m/s.
Für die horizontale hydraulische Durchlässigkeit des Opalinustons mit < 400 m Überdeckung wird ein Referenzwert von Kh=5·10-13 m/s und eine oberer Eckwert von Kh=1.5·10-12 m/s ver-wendet. Die Werte sind konsistent mit Durchschnittswerten aus dem Felslabor Mont Terri, welches eine Gesteinsüberdeckung von 250 m bis 300 m hat.
Die Parameterwerte (inkl. Bandbreiten) für die hydraulische Durchlässigkeit der Wirtgesteine sind breiter gewählt als die gemessenen Werte aus Tiefbohrungen. Die Bandbreiten sind so
gross, dass sie sowohl die unterschiedliche Tiefenlage innerhalb eines Standortgebiets als auch mögliche Unterschiede zwischen einzelnen Standortgebieten abdecken.
Die Nagra leitet aus den Werten für die horizontale hydraulische Durchlässigkeit über den im Labor gemessenen Anisotropiekoeffizienten die vertikalen Parameterwerte ab (Faktor 5).
'Brauner Dogger'
Die Lithologie der bis 30 m mächtigen Württembergica-Parkinsoni-Schichten ist dem Opali-nuston so ähnlich, dass eine vergleichbare hydraulische Durchlässigkeit erwartet wird. Im Referenzfall werden die Sandkalkabfolgen als hydraulisch geringdurchlässig betrachtet. Die Werte der tonreichen Lagen und der Sandkalkabfolgen sowie der Anisotropiefaktor entspre-chen den Referenzwerten des Opalinustons bei einer Überdeckung < 400 m. Die oberen Eckwerte der tonreichen Abfolgen entsprechen dem «What if?»-Fall des Opalinustons. Alter-nativ werden die Sandkalkabfolgen als geklüftetes Medium mit einer horizontalen Durchläs-sigkeit von Kh=1·10-10 m/s konzeptualisiert.
Effinger Schichten
Weil eine erhebliche Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Durchlässigkeit von sehr kalkig ausgebildeten Abfolgen erhöht sein kann, insbesondere diejenige der Gerstenhübel-Schichten, wird bereits im Referenzfall von einer (reduzierten) maximalen Transportlänge von 50 m in einem geringdurchlässigen Abschnitt der Effinger Schichten ausgegangen. Der Referenzwert Kh=1·10-11 m/s deckt die Ergebnisse von 18 Tests in den Bohrungen Oftringen, Küttigen und Gösgen ab (inkl. Maximalwert eines Tests in einer klüftigen Kalkbank in der Bohrung Oftringen). Weil die Wechsellagerung der Effinger Schichten viel ausgeprägter ist als im Opalinuston, wird ein grösserer Anisotropiekoeffizient (10 statt 5) angenommen.
Mergel-Formationen des Helvetikums
Die Nagra geht im Referenzfall von einer oberen und einer unteren Lagerebene aus. Bei der Festlegung der Referenzwerte für den Wellenberg (oberer Bereich etwa auf Kote Talebene:
Kh= Kv=1·10-11 m/s, unterer Bereich: Kh= Kv=3·10-13 m/s) und der Bandbreiten (obere Eckwer-te für den oberen Bereich: Kh= Kv=3·10-11 m/s, für den unteren Bereich: Kh= Kv=1·10-12 m/s) wendet die Nagra wie in der Geosynthese NTB 96-01 und der Sicherheitsanalyse (NTB 94-06) eine tiefenabhängige Interpretation der hydraulischen Durchlässigkeiten an (Figur 4-2).
Figur 4-2: Tiefenabhängigkeit der hydraulischen Durchlässigkeit im Standortgebiet Wellenberg bezogen auf die Tiefe der Dekompaktionszone (aus NTB 96-01, S. 338).
Beurteilung des ENSI
Das ENSI hat die vorhandenen Messwerte hydraulischer Tests, mit welchen in homogen-porösen Gesteinen die horizontale hydraulische Durchlässigkeit bestimmt wird, zusammen-gestellt und mit den Referenzwerten und oberen Eckwerten verglichen (Figur 4-3).
Figur 4-3: Vereinfachte Darstellung der Ergebnisse hydraulischer Tests in den Wirtgesteinen Opalinuston, 'Brauner Dogger' und Effinger Schichten. Vertikale Balken: Umfang der Einzeldaten mit Punkt als abgeleitetem Mittelwert. Horizontale Farbbänder: Von der Nagra gewählte Bandbreiten (Referenzwert bis oberer Eckwert) für die horizontale hydraulische Durchlässigkeit der tonreichen Abschnitte, d.h. ohne Berücksichtigung der Sandkalkabfolgen im 'Braunen Dogger' bzw. der Kalkbankabfolgen in den Effinger Schichten (Daten aus NTB 00-01, NTB 10-01 und NIB 94-69). Ben = Benken, Rin = Riniken, Schaf = Schafisheim, Wei = Weiach, Her = Herdern, Oftr = Oftringen, Gös = Gösgen.
Opalinuston
Aus Sicht des ENSI hat die Nagra die oberen Eckwerte für den Opalinuston vernünftig ge-wählt. Die oberen Eckwerte bestimmen bei sonst gleichen Parametern die maximalen Do-sen, die mit den Testrechnungen ermittelt wurden (vgl. Kapitel 11). Dadurch ist ein belastba-rer Vergleich verschiedener Standortgebiete möglich.
Die von der Nagra vorsichtig gewählten Referenzwerte (Figur 4-3) bestimmen die Untergren-ze der Dosisintervalle und wirken sich nicht auf den Vergleich verschiedener Standortgebiete aus.
'Brauner Dogger'
Die Nagra argumentiert für den 'Braunen Dogger' mit Analogieschlüssen zum Opalinuston.
Aus Sicht des ENSI sollten die oberen Eckwerte die Resultate der zuverlässigen hydrauli-schen Tests abdecken, bis weitere, standortspezifische Kenntnisse eine Verkleinerung der Bandbreiten erlauben (Figur 4-3). Zusätzliche Messwerte zur hydraulischen Durchlässigkeit können aus der Geothermiebohrung Schlattingen erwartet werden, wo ein umfangreiches Testprogramm vorgesehen ist (NAB 10-25).
Effinger Schichten
Für die Effinger Schichten trifft die Nagra für den Referenzwert der horizontalen hydrauli-schen Durchlässigkeit mit 1·10-11 m/s eine hinsichtlich der Sicherheit konservative Annahme, denn mit einer Ausnahme (Oftringen, Intervall 9) wiesen alle Tests in einer Tiefe > 300 m unter Terrain geringere hydraulische Durchlässigkeiten auf (siehe auch Figuren 4-3 und 4-4).
Figur 4-4: Hydraulische Durchlässigkeit der Effinger Schichten (aus NTB 08-04, S. 162).
Auch der obere Eckwert ist mit 1·10-10 m/s vorsichtig gewählt, um den Ungewissheiten be-züglich des Auftretens von Kalkbankabfolgen Rechnung zu tragen. In der Bohrung Oftringen wurden diese Kalkbankabfolgen nicht angetroffen. Sie können aber im Standortgebiet Jura-Südfuss aufgrund der lateralen Variabilität dieser Schichten nicht ausgeschlossen werden.
Daher ist dieses konservative Vorgehen der Nagra für das ENSI nachvollziehbar.
Für das ENSI ist der von der Nagra für die Wirtgesteine 'Brauner Dogger' und Effinger Schichten gewählte Ansatz vereinfacht, mit den von der Nagra ergänzenden Untersuchun-gen für Etappe 2 SGT aber Untersuchun-genüUntersuchun-gend.
Forderung 5 Die Nagra hat für Etappe 2 SGT die Referenzwerte der hydraulischen Durchlässigkeiten aus Daten und/oder Analogien standortspezifisch herzuleiten. Die oberen Eckwerte der hydrauli-schen Durchlässigkeiten sollen mindestens alle unter vergleichbaren Randbedingungen durchgeführten hydraulischen Tests abdecken.
Mergel-Formationen des Helvetikums
Das ENSI hat den Referenzwert der hydraulischen Durchlässigkeit des oberen Lagerbe-reichs im Standortgebiet Wellenberg, welcher der Lagerebene aus dem Rahmenbewilli-gungsgesuch von 1994 (GNW 1994) entspricht, in seinem Gutachten HSK 30/9 als plausibel beurteilt.
Der untere Lagerbereich (unterhalb der Sohle des Engelbergertals) ist nach NTB 96-01, Fi-gur 7.4-5 weniger von Dekompaktion betroffen. Ab einer Tiefe von ca. 200 m unterhalb der Dekompaktionszone kann das ENSI den Referenzwert aus dem Parametermodell in Figur 4-2 (Ku) nachvollziehen. Das ENSI erwartet, dass die Nagra die genaue Lage des unte-ren Bereichs in Etappe 2 SGT angibt.
Die oberen Eckwerte sind auf Basis der hydraulischen Tests nachvollziehbar (Figur 4-2). Der eigentliche Nachweis kann aber erst mit dem Bau eines Sondierstollens erbracht werden.
Sollten höhere Durchlässigkeiten vorgefunden werden, so müsste die Sicherheitsanalyse zeigen, wie weit diese höheren Werte noch zulässig sind. Allenfalls müsste das Endlager oder Teile davon tiefer angelegt werden (HSK 33/9).