5 Evaluation der Konfigurationen und Festlegung von Vorschlägen für geologische Standortgebiete
2.5.4 Vorgehen bei der Evaluation der Konfigurationen und Festlegung von geologischen Standortgebieten geologischen Standortgebieten
Die Evaluation möglicher Konfigurationen und die Festlegung von geologischen Standort-gebieten für die bevorzugten Wirtgesteine in den weiter betrachteten geologisch-tektonischen Grossräumen bilden gemäss SGT den Schritt 5 der Einengung. Dabei werden die Kriterien 1.1, 1.2, 1.345, 1.4, 2.1, 2.2, 2.345, 2.4, 3.1, 3.2, 3.3, 4.1 und 4.2 gemäss SGT berücksichtigt (vgl.
Tab. 2.1-2 und 2.1-7).
Bei der Evaluation potenziell möglicher Konfigurationen wird entsprechend den geologisch-tektonischen Rahmenbedingungen unterschieden zwischen:
• Grossräumen mit flächenhafter Verbreitung der bevorzugten Wirtgesteine (östlicher Tafel-jura, östliches und westliches Molassebecken, östliche Subjurassische Zone, vgl. Fig.3.2-4);
dort ist es möglich, mit Hilfe reflexionsseismischer Daten die Verbreitung der Wirtgesteine sowie gebietsbegrenzende geologische Elemente grossräumig zu kartieren und mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems (GIS) abzubilden im Hinblick auf die Evalua-tion der Standortmöglichkeiten
• anderen Grossräumen (westlicher Tafeljura, westliche Subjurassische Zone, Faltenjura, Alpen), bei denen in der Regel die Sedimente durch tektonische Faltenbildung und Über-schiebungen kleinräumig zergliedert, verformt, akkumuliert oder ausgedünnt und oft auch teilweise erodiert sind; dort ist eine lokale Beurteilung erforderlich, d.h. jedes lokale Vor-kommen muss individuell aufgrund lokaler Detailinformationen identifiziert, charakterisiert und bewertet werden
44 Grundsätzlich wird dabei die Explorierbarkeit von der Oberfläche beurteilt; bei gewissen Gesteinen bzw. Kon-figurationen ist die Exploration von der Oberfläche nur beschränkt möglich, und dort wird auch die Exploration von Untertag in die Evaluation mit einbezogen.
45 Zusätzlich zu den Angaben im SGT (BFE 2008) werden hier auch die Kriterien 1.3 und 2.3 berücksichtigt; in die im Zusammenhang mit der Festlegung von geologischen Standortgebieten vorgenommene Bewertung fliessen alle Kriterien gemäss SGT ein.
Wie in Kap. 2.5.1 erwähnt, wird für flächenhaft verbreitete Wirtgesteine die Einengungspro-zedur für die Festlegung der geologischen Standortgebiete in zwei Teile unterteilt. Im ersten Teil (Schritte 5.1 bis 5.3 gemäss Tab. 2.5-1) werden potenziell mögliche Bereiche identifiziert und bevorzugte Bereiche ausgewählt, charakterisiert und bewertet. Die Bewertung führt zu prioritären Bereichen, welche die Bausteine für die Festlegung der geologischen Standortgebiete im zweiten Teil bilden (Schritt 5.4 gemäss Tab. 2.5-1). Für die lokalen Vorkommen beschränkt sich die Einengungsprozedur auf eine Beurteilung der Indikatoren bezüglich Mindestanforde-rungen und verschärfter AnfordeMindestanforde-rungen sowie auf eine Bewertung.
Für die flächenhaft verbreiteten Wirtgesteine wird im Hinblick auf die Identifikation potenziell möglicher Bereiche (Schritt 5.1) zuerst die Verbreitung in geeigneter Geometrie untersucht.
Dabei werden die Mindestanforderungen für die folgenden Indikatoren berücksichtigt (Tab. 2.5-2 und Tab. 2.5-3):
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf flächenhafte Erosion'
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf Gesteins-Dekompaktion'
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit'
• 'Mächtigkeit'
Die Ergebnisse werden für die verschiedenen Wirtgesteine in Karten (sog. wirtgesteinsspezi-fische Verbreitungskarten) dargestellt (vgl. Kap. 5)46.
Als nächstes werden für die Wirtgesteine mit flächenhafter Verbreitung der Reihe nach die Mindestanforderungen für die folgenden beiden Indikatoren angewendet (Tab. 2.5-2 und 2.5-3):
• 'Abstand zu regionalen Störungszonen'
• 'Tiefenlage unter Oberfläche Fels im Hinblick auf glaziale Tiefenerosion'47
Durch Anwendung dieser Indikatoren werden in den erwähnten Verbreitungskarten gewisse Teilbereiche weggeschnitten; dies führt zu einer ersten Abgrenzung von Bereichen.
Anschliessend wird mit dem Indikator 'Laterale Ausdehnung' auf vereinfachte Art überprüft, ob gewisse Bereiche wegen ihrer ungenügenden Grösse bzw. ihrer ungünstigen Form auszu-schliessen sind48. Die verbleibenden Bereiche werden bezüglich der folgenden Indikatoren und ihrer Mindestanforderungen evaluiert:
• 'Redox-Bedingungen'
• 'Potenzial zur Bildung neuer Wasserwegsamkeiten (Verkarstung)'49
• 'Rohstoffvorkommen unterhalb des Wirtgesteins'
• 'Mineralquellen und Thermen'
46 In den Grossräumen ohne flächenhafte Verbreitung der bevorzugten Wirtgesteine bilden Karten von bekannten potenziell möglichen Akkumulationen das Äquivalent für die Verbreitungskarten.
47 Der Indikator 'Tiefenlage unter Oberfläche Fels im Hinblick auf glaziale Tiefenerosion' prüft den Abstand Fels-oberfläche zu Top notwendiger einschlusswirksamer Gebirgsbereich; Teile der Verbreitungskarten mit unge-nügendem Abstand werden weggeschnitten. Dabei wird die mögliche zukünftige Form der glazial übertieften Felsrinnen nicht im Detail untersucht; dies erfolgt bei der Wahl des Standorts im Rahmen der zukünftigen Standortuntersuchungen.
48 Die Evaluation der Form der Bereiche führt dazu, dass bei Bedarf die Begrenzung der Bereiche angepasst wird;
Ausbuchtungen mit ungeeigneter Geometrie werden weggeschnitten.
49 Dazu wird auch die hydrogeologische Situation berücksichtigt.
• 'Explorationsbedingungen an Oberfläche'
• 'Natürliche Gasführung (im Wirtgestein)'
Da durch die Evaluation evtl. weitere Teilbereiche weggeschnitten werden, wird mit dem Indi-kator 'Laterale Ausdehnung' wiederum auf vereinfachte Art überprüft, ob gewisse Bereiche wegen ihrer ungenügenden Grösse bzw. ihrer ungünstigen Form auszuschliessen sind48.
Die resultierenden Karten für die einzelnen Wirtgesteine (vgl. Kap. 5) zeigen die potenziell möglichen Bereiche, d.h. die Bereiche, in denen alle Mindestanforderungen erfüllt sind.
Anschliessend werden die potenziell möglichen Bereiche hinsichtlich der für die Sicherheit und Machbarkeit wichtigen Merkmale evaluiert. Dazu werden im Hinblick auf eine vergleichbare Sicherheit und unter Berücksichtigung allfällig vorhandener grösserer Ungewissheiten für folgende Indikatoren verschärfte Anforderungen verwendet (vgl. Tab. 2.5-2 und Tab. 2.5-3):
• 'Mächtigkeit'50
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf Gesteins-Dekompaktion'51
• 'Tiefenlage unter Oberfläche Fels im Hinblick auf glaziale Tiefenerosion'52
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit'53
Weiter werden im Rahmen der verschärften Anforderungen mögliche tektonische und neo-tektonische Auswirkungen mit folgenden Indikatoren evaluiert:
• 'Diffus gestörte Zonen'54
• 'Tektonisches Regime (konzeptionell zu meidende Zonen)'55
50 Für diejenigen Wirtgesteine, für die eine Mächtigkeit von mehr als 100 m (Mindestanforderung) einen deutlichen Gewinn an Sicherheit bzw. eine deutliche Reduktion der Ungewissheit bzgl. Sicherheit bringt, werden verschärfte Anforderungen verwendet.
51 Für diejenigen Wirtgesteine, für die eine Überdeckung von mehr als 200 m bzw. 400 m (Mindestanforderung auch aus Überlegungen zur Erosion für SMA bzw. HAA) einen deutlichen Gewinn an Sicherheit (kleinere Durch-lässigkeit) bzw. eine deutliche Reduktion der Ungewissheit bzgl. Sicherheit bringt, werden verschärfte Anfor-derungen verwendet.
52 Mit einem nochmals vergrösserten Abstand zu übertieften Talrinnen wird erreicht, dass die bevorzugten Bereiche unter Berücksichtigung der Ungewissheiten in der absoluten Tiefe der Felsrinnen bzgl. ihrer Empfindlichkeit gegenüber glazialer Tiefenerosion besser vergleichbar sind.
53 Die Reduktion der maximalen Tiefenlage der Lagerebene bezweckt, bzgl. der bautechnischen Zuverlässigkeit bei der Erstellung der Lagerkammern und dem Einbau der technischen Barrieren für die verschiedenen Wirtgesteine und tektonischen Überprägungen Varianten von ähnlicher Qualität zu erhalten. Die Reduktion der Tiefenlage be-rücksichtigt die spezifischen geomechanischen Eigenschaften der verschiedenen Wirtgesteine und den Einfluss der tektonischen Überprägung auf diese Eigenschaften. Im Gegensatz zur Vorgabe in Fig. 2.4-1 muss jedoch die verschärfte Anforderung nur die Bewertung bedingt günstig erreichen. Damit wird sichergestellt, dass das Spektrum der Möglichkeiten nicht allzu stark eingegrenzt wird.
54 Die tektonische Überprägung kann zu Zonen mit Anzeichen einer erhöhten tektonischen Zergliederung führen (Indikator 'Diffus gestörte Zonen'), bei denen gewisse Gesteinseigenschaften ungünstig beeinflusst sein können und die Bereiche zur Anordnung der Lagerkammern voraussichtlich durch auslegungsbestimmende Störungen zergliedert sind (mit entsprechenden Schwierigkeiten bei der Anordnung der Lagerkammern); diesen Zonen wird ausgewichen. Diese Zonen ergeben sich aus Hinweisen aus den geologischen Grundlagendaten im Hinblick auf auslegungsbestimmende Störungszonen, deren Lage und Ausdehnung jedoch nicht erfasst werden kann, und untergeordnet auch aus konzeptuellen Überlegungen.
55 Es gibt Zonen, bei denen aus tektonisch-neotektonischen Gründen (Modellvorstellungen) eine erhöhte neotekto-nische Aktivität nicht ausgeschlossen werden kann (Indikator 'Tektoneotekto-nisches Regime (konzeptionell zu meidende Zonen)'). Diesen Zonen wird aus Gründen der Langzeitstabilität ausgewichen.
Durch dieses Vorgehen werden von den potenziell möglichen Bereichen nochmals Teile wegge-schnitten. Deshalb ist wiederum anhand des Indikators 'Laterale Ausdehnung' in vereinfachter Art zu überprüfen, ob gewisse Bereiche wegen ihrer Grösse bzw. Form auszuschliessen sind48. Wie allerdings die erforderlichen Lagerkammern angeordnet werden können, und wie gross das Platzangebot wirklich ist (auch unter Berücksichtigung der erst bei der detaillierten Standort-erkundung erkennbaren geologischen Strukturen und Bedingungen) und ob dieses genügt, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Deshalb muss zum Schluss im Detail anhand des Indikators 'Platzangebot untertags' überprüft werden, ob die Platzverhältnisse tatsächlich geeignet sind.
Ziel dieser Überprüfung ist es, robuste Konfigurationen zu identifizieren, welche auch unter Annahme möglicher Abweichungen bei Merkmalen mit einem räumlichen Bezug ausreichenden Platz für die zuverlässige Realisierung des geologischen Tiefenlagers aufweisen. Dabei werden die Auswirkungen auf die Platzverhältnisse aufgrund möglicher Abweichung der maximalen bzw. minimalen Tiefenlage, der bereichsbegrenzenden geologischen Elemente, möglicher klein-räumiger Strukturen, Architekturelemente und Fremdgesteinseinschlüsse (denen mit den Lager-kammern ausgewichen werden muss)56 sowie der tatsächlichen räumlichen Geometrie des ein-schlusswirksamen Gebirgsbereichs (Mächtigkeit, Schichtneigung und Welligkeit) berück-sichtigt. In die Evaluation der Platzverhältnisse werden auch mögliche Abweichungen der geo-mechanischen Bedingungen berücksichtigt, und es wird geprüft, ob ausreichend Platz für die optimale Anordnung der Lagerkammern (Querschnittsgrösse, Länge, Anordnung der kammern und ihre Orientierung bzgl. der Hauptspannungen; Anzahl Lagerkammern pro Lager-feld) vorausgesetzt werden kann, welche eine zuverlässige Realisierung erlaubt.
Anschliessend erfolgt die Bewertung der bevorzugten Bereiche, deren Resultate für eine Priori-tätensetzung benutzt werden. Die Bewertung der bevorzugten Bereiche umfasst die geologisch-tektonische Situation57 (vgl. Kap. 2.5.2), das Wirtgestein (vgl. Kap. 2.5.3) sowie weitere die Konfiguration betreffende Indikatoren:
Geologisch-tektonische Situation
• 'Grossräumige Erosion im Betrachtungszeitraum'
• 'Modellvorstellungen zur Geodynamik und Neotektonik'
• 'Seismizität'
• 'Modellvorstellungen zu geochemischen Vorgängen'58
• 'Seltene geologische Ereignisse (Vulkanismus)'
• 'Kontinuität der interessierenden Schichten'
56 Deren genaue Häufigkeit und insbesondere ihre Lokalisierung sind in der Regel bei der Evaluation der Bereiche bzw. der geologischen Standortgebiete noch nicht bekannt, und deshalb muss für ihre Berücksichtigung ein Zuschlag beim Platzbedarf gemacht werden.
57 Dazu werden die gleichen Indikatoren verwendet wie für die Bewertung der geologisch-tektonischen Grossräume sowie zusätzlich der Indikator 'Seismizität'.
58 Dieser Indikator wird indirekt berücksichtigt durch die Bewertung der Verkarstung der Wirtgesteine (Indikator 'Potenzial zur Bildung neuer Wassserwegsamkeiten (Verkarstung)').
Wirtgestein59
• 'Hydraulische Durchlässigkeit'*)
• 'Mineralogie'
• 'pH'
• 'Redox-Bedingungen'*), 60
• 'Salinität'
• 'Mikrobielle Prozesse'
• 'Kolloide'
• 'Art der Transportpfade und Ausbildung des Porenraums'
• 'Transmissivität präferenzieller Freisetzungspfade'
• 'Selbstabdichtungsvermögen'
• 'Potenzial zur Bildung neuer Wasserwegsamkeiten (Verkarstung)'*)
• 'Auflockerungszone im Nahbereich der Untertagebauten'
• 'Chemische Wechselwirkungen'
• 'Verhalten des Wirtgesteins bezüglich Gas'
• 'Verhalten des Wirtgesteins bezüglich Temperatur' (nur HAA-Lager)
• 'Rohstoffvorkommen innerhalb des Wirtgesteins'
• 'Homogenität des Gesteinsaufbaus'
• 'Variabilität der Gesteinseigenschaftenim Hinblick auf ihre Charakterisierbarkeit'
• 'Erfahrungen'
• 'Explorationsverhältnisse im geologischen Untergrund'*), 61
• 'Unabhängige Evidenzen der Langzeitisolation'
• 'Gesteinsfestigkeiten und Verformungseigenschaften'*)
59 Bei den mit *) bezeichneten Indikatoren werden zusätzlich zu den Resultaten aus der Bewertung der Wirtgesteine in Schritt 4 auch die lokalen Bedingungen (tektonische Überprägung, Überdeckung, hydrogeologische Bedingun-gen, etc.) bei der Bewertung mit berücksichtigt.
60 Bei wenig durchlässigen Wirtgesteinen erübrigt sich eine Berücksichtigung der lokalen Bedingungen, da dann keine ungesättigten Bedingungen auftreten können; dies ist der Fall für alle bevorzugten Wirtgesteine.
61 Grundsätzlich wird dabei die Explorierbarkeit von der Oberfläche beurteilt (Seismik, Bohrungen); bei gewissen Gesteinen bzw. Konfigurationen ist die Exploration von der Oberfläche nur beschränkt möglich, und dort wird auch die Exploration von Untertag in die Evaluation mit einbezogen.
Konfiguration
• 'Mächtigkeit'
• 'Platzangebot untertags'
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf Gesteins-Dekompaktion'62
• 'Grundwasserstockwerke'
• 'Länge der Freisetzungspfade'
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf flächenhafte Erosion'
• 'Tiefenlage unter Oberfläche Fels im Hinblick auf glaziale Tiefenerosion'
• 'Rohstoffvorkommen unterhalb des Wirtgesteins'
• 'Rohstoffvorkommen oberhalb des Wirtgesteins'63
• 'Mineralquellen und Thermen'
• 'Geothermie'
• 'Explorationsbedingungen an Oberfläche'
• 'Tiefenlage unter Terrain im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit'
• 'Geotechnische und hydrogeologische Verhältnisse in überlagernden Gesteinsformationen'
• 'Natürliche Gasführung (im Wirtgestein)'64
Die Bewertung der einzelnen Indikatoren wird pro Kriterium und die Kriterien werden pro Kriteriengruppe zusammengezogen (vgl. dazu die Erläuterungen in Anhang C.1). Dies führt schliesslich zu einer Gesamtbewertung der bevorzugten Bereiche.
Die hier für Gesteinsvorkommen mit flächenhafter Verbreitung gemachten Ausführungen gelten sinngemäss auch für die Beurteilung möglicher Wirtgesteins-Akkumulationen (lokale Vor-kommen). Bei den Akkumulationen entfallen jedoch alle Teilschritte, welche die Abgrenzung von Bereichen betreffen. Es bleibt aber die Überprüfung, ob die Ausdehnung des Wirtgesteins in der gewünschten Tiefenlage (Tiefenlage bezüglich Erosion, Dekompaktion, bautechnischer Machbarkeit) genügt, ob Nutzungskonflikte (Rohstoffe, Mineralquellen und Thermen, Geo-thermie) vorliegen und ob die bautechnischen Bedingungen (Gasvorkommen, untertägige Erschliessung) erfüllt sind. Weiter sind auch die Redox-Bedingungen sowie die Verhältnisse bezüglich Verkarstung und Exploration zu prüfen. Dazu werden die gleichen Indikatoren mit den zugehörigen Vorgaben und Anforderungen verwendet wie für die Gesteinsvorkommen mit flächenhafter Verbreitung, und auch die Bewertung erfolgt wie diejenige für die Gesteinsvor-kommen mit flächenhafter Verbreitung; ausgenommen sind Indikatoren bezüglich der tekto-nischen Situation, die für Akkumulationen nicht direkt anwendbar sind.
Die Gesamtbewertung der bevorzugten Bereiche wird pro Wirtgestein für eine Prioritäten-setzung verwendet, bei der neben den Resultaten der Bewertung auch die bautechnischen
62 Die Tiefenlage wird zum Zeitpunkt des Verschlusses des Lagers bewertet; die Abnahme der Überdeckung infolge Erosion und die damit verbundene Zunahme der Durchlässigkeit ist akzeptabel, weil mit fortschreitender Zeit auch die Radiotoxizität der Abfälle durch den Zerfall abnimmt (vgl. Nagra 2008a).
63 WirdindieBewertungdesIndikators'RohstoffvorkommenunterhalbdesWirtgesteins'integriert (vgl. Tab. 2.5-2).
64 Dies betrifft insbesondere das Wirtgestein im Hinblick auf den Eintritt von natürlichem Gas in die Lagerkammern während der Betriebsphase.
Erschwernisse und Risiken qualitativ mit berücksichtigt werden. Dazu gehören insbesondere die erwarteten Gebirgsspannungen und die In-situ-Temperatur sowie die Platzverhältnisse unter Berücksichtigung der Ungewissheiten in den geologischen Daten. Dies führt zu bevorzugten Bereichen erster Priorität (die bei der vergleichenden Bewertung am günstigsten abschneiden-den Bereiche) und abschneiden-den anderen bevorzugten Bereichen.
Ausgehend von den Bereichen erster Priorität werden die geologischen Standortgebiete abge-grenzt. Dabei wird jeder Bereich erster Priorität mit anderen überlappenden oder in der Nähe liegenden bevorzugten Bereichen zu einem geologischen Standortgebiet zusammengefügt. Die um diese Bereiche gezogene Begrenzung berücksichtigt die Ungewissheiten bezüglich der gebietsbegrenzenden geologischen Elemente (Tiefenlage Wirtgestein, Ausdehnung der diffus gestörten Zonen), um nicht bei einer allfälligen Wahl des Standortgebiets für die Realisierung eines geologischen Tiefenlagers später bei der detaillierten Exploration feststellen zu müssen, dass fälschlicherweise die Interpretation zu eng gewählt und damit ein durchaus geeignetes Gebiet eliminiert wurde und alternative Möglichkeiten zur Anordnung der untertägigen Lager-bauten verunmöglicht wurden.
2.5.5 Vorgehen bei der zusammenfassenden Bewertung der geologischen