Systematische Untersuchungen zur Setup-Optimierung von „Push-Pull“ Tracer Tests

Sarah Zeilfelder1, Klaus Hebig1, Narimitsu Ito2, Isao Machida3, Atsunao Marui3, Traugott Scheytt1
1 Technische Universität Berlin, Department of Applied Geosciences, Hydrogeology Research Group, Ernst-Reuter-Platz 1, 10587 Berlin
2 NEWJEC Inc., 5-7 Kameido 1-chome, Koto-ku, 136-0071, Tokyo, Japan
3 AIST, Geological Survey of Japan, Groundwater Research Group, Chuo 7, 1-1-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki 305-8567, Japan

O 4.3 in Endlager und Untertagedeponien

15.04.2016, 10:15-10:30, Audimax A, Geb. 30.95

 

In Grundwasserleitern mit geringen Fließgeschwindigkeiten oder einer geringen Bohrloch- bzw. Messstellendichte sind klassische Tracertests nur mit einem hohen Zeitaufwand durchführbar oder gänzlich ausgeschlossen.

An diesen Standorten stellt der „Push-Pull“ Test eine geeignete Alternative zum klassischen Tracertest dar, um den Grundwasserleiter hydrochemisch zu untersuchen und das Fließverhalten zu charakterisieren. Der „Push-Pull“ Test findet insbesondere zur Untersuchung hydrochemischer Prozesse im Grundwasserleiter (Geothermie, Aquifer Storage and Recovery, Endlagerforschung), aber auch als „Partitioning Test“ zur Untersuchung von Kontaminationsfällen eine sinnvolle Anwendung.

Bei einem „Push-Pull“ Test wird eine Testlösung mit einem konservativem Tracer und einem bekannten Lösungsinhalt in den Grundwasserleiter injiziert („Push-Phase“) und wieder extrahiert („Pull-Phase“). Optional wird die Testlösung direkt nach der Injektion mit Hilfe eines „Chasers“ aus dem Testsystem, dem Bohrloch und der Verfilterung gespült. Abhängig von der Zielstellung wird zusätzlich eine Reaktionszeit oder Driftphase eingeplant, bevor die Testlösung wieder zurückgepumpt wird. Die Durchbruchskurven des Tracers und der Komponenten aus der Extraktionsphase dienen der Auswertung und Interpretation.

Der Forschungsstandort Hamasato befindet sich in der Nähe der Stadt Horonobe im Nordwesten Hokkaidos (Japan). Der untersuchte Grundwasserleiter besteht aus unverfestigtem heterogenem Lockergestein und wurde in einer Tiefe von ca. 100 m abgepackert. Es wurden sieben „Push-Pull“ Tests mit fünf verschiedenen Konfigurationen durchgeführt, die sich voneinander in jeweils einem Aspekt unterscheiden. Ziel war es, Änderungen in den Ergebnissen systematisch mit der Konfiguration des jeweiligen Tests zu korrelieren. Die Tests unterscheiden sich voneinander in Pumprate, chemischer Zusammensetzung der Testlösung, sowie der Einsparung der Chaser-Injektion. Die Durchbruchskurven der Tests zeigen eine gute Anwendbarkeit der Methode und haben einen ähnlichen Verlauf im Bereich des Tailings.

Während der Tracerpeak sowie die Massenbilanz/Wiederfindung des Uranins relativ stark von der Mineralisation der Testlösung abhängig sind und zwischen ca. 65% und 85% schwanken, beeinflusst die Pumprate den Massenschwerpunkt der Tracerwolke. Insgesamt zeigt sich, dass sowohl die chemische Zusammensetzung der Testlösung, als auch die Pumprate höchst sensitive Parameter sind, die je nach Standort und Zielstellung des Tests neu angepasst werden müssen.



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