1H-PK/31

Metody a nástroje hodnocení vlivu inženýrských bariér na vzdálené interakce v prostředí hlubinného úložiště

Doba řešení projektu: 2004 – 2010

Řešitelský tým: ISATech s.r.o, ARCADIS Geotechnicka a.s., GlÚ AV ČR, Progeo s.r.o.

Projekt byl zaměřen na verifikaci matematického modelování změn hydraulických a migračních parametrů způsobených aplikací inženýrských bariér do zvodnělých puklinových systémů. Úvodní část výzkumu byla realizována v laboratorních podmínkách s cílem stanovit a ověřit metodické postupy pro následný terénní výzkum. Pro laboratorní zkoušky byly připraveny dvě sady horninových bloků s jednoduchými puklinami. Obě sady horninových bloků, resp. v nich obsažené pukliny byly v prvním kroku podrobeny hydrodynamickým a migračním testům. Naměřená data každého horninového bloku byla vložena do účelově vybraného matematického modelu a byl sestaven matematický model se shodnými hydrogeologickými a migračními parametry. Pro další byla připravena injektážní směs na bázi přírodních komponent o definovaných vlastnostech, která byla injektována do puklin horninových bloků. Týmu odborníků řešící matematické modely byla poskytnuta plná data pouze z jedné sady horninových bloků. Z druhé sady horninových bloků byla zpřístupněna všechna hydrodynamická měření a pouze některé naměřené migrační parametry. Úkolem týmu modelářů bylo využití matematického modelování a analogického řešení úplné sady horninových bloků s jednoduchou puklinou ke stanovení chybějících parametrů. Analogický postup byl realizován v terénních podmínkách. Testovací lokalitou byl malý granitový lom s jednoduchou puklinovou sítí podrobně popsanou terénními průzkumnými metodami.

Řešení výzkumného úkolu mělo dle schváleného projektu proběhnout v šesti etapách rozložených do období 2004 až 2009. Na přelomu období 2005 až 2006 vyvstala potřeba rozšířit výzkum o sedmou etapu (etapa 5.4.1). V té se měl výzkum zaměřit na možnost migrace stopovací látky podél krystalových zrn v čerstvé a alterované žule v laboratorních podmínkách a in situ na testovací lokalitě. V rámci výzkumných prací byly totiž zjištěny poznatky, které nebylo možné předpokládat při vypracovávání projektu. V průběhu laboratorní části výzkumných prací byl vyhodnocen jev pracovně označený „mezizrnná propustnost“. Bylo ověřeno, že zdravá neporušená horninová matrice žulových (granitových) hornin propouští i za minimálního tlaku kapalinu. Matrice granitových hornin byla hydrogeology považována za de-facto nevýznamně propustnou. Již laboratorní etapa ve spojení s modelovým řešením naznačily, že mezizrnná propustnost může mýt u některých vzorků granitu obdobný význam jako propustnost puklinová. To se potvrdilo i matematickým modelem laboratorně měřených parametrů horninových vzorků. Řešitelský tým došel k závěru, že případná existence mezizrnné propustnosti se v terénu může projevit jako netěsnost inženýrské bariéry aplikované do vybrané pukliny procházející zkoumaným vrtem.

Stanovených cílů výzkumu bylo dosaženo:

  • byla popsána metodika výzkumně-průzkumných prací, které byly v rámci výzkumného projektu použity,
  • pro potřeby měření průniku fluorescenčních stopovačů byla vyvinuta aparatura zaregistrovaná jako průmyslový vzor (číslo přihlášky PUV 2008-20170) a patent (PV 2008-457),
  • matematický model byl vypracován jak pro laboratorní, tak pro terénní část výzkumu. Terénní část výzkumu směřovala k vypracování predikčního matematického modelu, aniž by modelářům byla poskytnuta plná sada vstupních dat,
  • nad rámec projektu výzkumu byla zaznamenána, ověřena a popsána mezizrnná propustnost, jejíž existence může mít zásadní vliv na předpokládané využívání granitových masivů.

Projekt vznikl za finanční podpory Ministerstva průmyslu a obchodu ČR.