Einflussfaktoren zur Tiefenverteilung der Permeabilität im kristallinen Grundgebirge bis in 2000 m Tiefe - Beispiele aus Mittel- und Nordeuropa

Peter Achtziger-Zupančič1, Simon Löw1
1 Chair of Engineeringgeology, ETH Zürich

O 5.2 in Tiefe Georeservoire - Synergien und Nutzungskonflikte

16.04.2016, 10:00-10:15, Audimax B, Geb. 30.95

 

Das Verstehen und die Vorhersage der Verteilung hydraulischer Eigenschaften im geklüfteten, kristallinen Grundgebirge hat in verschiedensten Anwendungsgebieten eine grosse praktische und ökonomische Bedeutung, so z.B. für die hydrothermale und petrothermale Energiegewinnung,  die Endlagerung und Tiefendeponien, oder den Berg- und Untertagebau. In den letzten Jahrzehnten wurden von verschiedenen Autoren Tiefentrendkurven für die Verteilung der Permeabilität erstellt, deren Prognosefähigkeit jedoch örtlich und kontextuell beschränkt waren, falls diese überhaupt eine grosse Aussagekraft beinhalteten.

Basierend auf veröffentlichten und unveröffentlichten Studien haben wir eine weltweite Datenbank der Permeabilität des Kristallins bis in 2000 m Teufe mit mehr als 30‘000 Datenpunkten aus über 100 Ländern angelegt. Soweit die Daten nicht als Permeabilität vorliegen, wurden sie unter der Annahme hydrostatischen Drucks und gesättigter Verhältnisse sowie unter Verwendung gemessener oder angenommener thermaler Gradienten aus hydraulischen Durchlässigkeiten abgeschätzt. Daten unterschiedlicher Versuchsaufbauten, wie Bohrloch- (Lugeon/WD-Test, Packer-, Auslaufversuche und Differenzflussmessungen), Brunnen-, Markierungs- und Ventilationsversuche sowie Abschätzungen von Permeabilitäten aus Tunnelzuflüssen und Modellrechnungen im regionalen Skalenbereich wurden separiert und verglichen. Für die verschiedenen Regionen wurde das tektonische Regime während der Bruchbildung wie auch der aktuelle Spannungszustand aus Publikationen respektive der World-Stress-Map abgeleitet (Heidbach et al., 2010) . Zur Bestimmung der rezenten tektonischen Aktivität wurden die seismische Aktivität (Grunthal et al., 1999) sowie jüngere  Hebungs- bzw. Senkungsraten (z.B. Frischbutter and Schwab (2001)) als Proxy verwendet.

In diesem Beitrag werden Permeabilitätstrends der Alpen mit jenen des Schwarzwaldes, des Bayrischen Waldes, des Erzgebirges, des Molassebeckens und des Skandinavischen Schildes verglichen und die Einflüsse von Lithologie, der tektonischen Geschichte, des rezenten Spannungsfeldes sowie der rezenten geologischen Aktivität statistisch untersucht. Zusätzlich  werden Skalenabhängigkeiten der Permeabilität und der Einfluss des Testtyps besprochen.



 

Frischbutter, A., Schwab, G., 2001. Recent vertical movements (mm/a) - IGCP Project Nr. 346 "Neogeodynamica Baltica", Brandenburgische Geowissenschaftliche Beiträge, p. Supplement. 

Grunthal, G., Bosse, C., Sellami, S., Mayer-Rosa, D., Giardini, D., 1999. Compilation of the GSHAP regional seismic hazard for Europe, Africa and the Middle East. Annali Di Geofisica 42, 1215-+.

Heidbach, O., Tingay, M., Barth, A., Reinecker, J., Kurfess, D., Muller, B., 2010. Global crustal stress pattern based on the World Stress Map database release 2008. Tectonophysics 482, 3-15.



Export as iCal: Export iCal