Einflüsse geologischer Prozesse auf die Verteilung der Permeabilität

Die Regionalisierung hydraulischer Eigenschaften im Untergrund birgt auf Grund ihrer grossen Variabilität bereits bei direkten Beobachtungen, wie hydraulischen Test in Bohrungen, Tunneln oder Brunnen häufig hohe Unsicherheiten. Obwohl belastbare Prognosen von hydraulischen Parametern für eine Vielzahl von Aufgaben, wie dem Berg- und Tunnelbau, der Geothermie oder der Speicherung von Energie im Untergrund unersetzlich sind, sind Vorhersagen - speziell im unverritztem Gebirge - häufig mit einer hohen Unsicherheit behaftet.

Auf Grund der rechtlichen Rahmenbedingungen der Endlagersuche sind allerdings sowohl die für die Endlagersuche verantwortliche Unternehmen wie auch deren behördliche Überwachung in einem ersten Schritt an eine nicht-invasive Beurteilung des Untergrundes – auch in Bezug auf hydraulische Eigenschaften - gebunden. Gleiches gilt, wenn ein bisher unbekannter Untergrund bspw. für geothermische Projekte erschlossen werden soll. Zu diesem Zweck wird zu Meist auf vorhandene Erfahrungswerte und Datenbanken, z.B. für die Wirtgesteine potentieller Endlager zurückgegriffen. Häufig lassen diese jedoch den geologischen Kontext ausser Acht.

Um geologische Oberflächeninformationen in die Bewertung zu integrieren wurde in einem ersten Schritt eine globale Datenbank für kristalline Permeabilitäten mit globalen Informationen zu Lithologie, geologischen Entwicklungsraum, seismischer Aktivität und technischen Informationen statistisch analysiert (Achtziger-Zupančič et al., 2017). In diesem Beitrag wird in einem zweiten Schritt die Datenbank u.A. um Vulkanite auf etwa 50‘000 Einträge erweitert und der Einfluss von rezenten Vertikalbewegungen des Untergrundes auf die Permeabilitätsverteilung mit der Teufe betrachtet. Die Ergebnisse erlauben es auf Grundlage von Oberflächenbeobachtungen die Teufe hydraulisch „aktiver“ Bereiche im kristallinen Untergrund abzuschätzen. Zusätzlich wurde eine weitere Datenbank der Permeabilität fein-siliziklastischer Sedimenten und Sedimentgesteinen, sowie ihrer niedrigst-metamorphen Äquivalente erstellt und mit Blick auf petrophysikalische und gesteinsmechanische Eigenschaften, sowie der klastischen und mineralogischen Komposition und des Ablagerungsraumes gegen die Teufe ausgewertet.