Technical Report NTB 87-34

Diese im Januar 1986 begonnene Studie hat drei Hauptziele: a) Abklärung, ob die Durchlässigkeit der Felsmasse im unmittelbaren Bereich der Mine anisotrop war, b) Bestimmung der Verteilung der effektiven und der totalen Kluftporosität basierend auf Feld- und Labordaten und c) Bestimmung der dreidimensionalen Struktur des Grundwasserflusssystems in Stripa, um die hydrogeologischen, geochemischen und isotopischen Daten korrekt interpretieren zu können.

Die Daten aus den Bohrloch-Packertests zeigen, dass SBH1 und SBH2 im Durchschnitt niedrigere Durchlässigkeiten haben als SBH3. Dies stimmt mit dem Muster überein, das man für die Orientierung der Bohrlöcher hinsichtlich In-situ-Spannungen erwarten würde. Laborstudien zeigten eine starke Abnahme der Kluftporosität unter Zunahme der Spannung in Kernproben, die eine natürliche Klüftung enthalten, was darauf hindeutet, dass Anisotropie für einen Fluss in vertikaler Richtung existieren muss, da In-situ-Spannungen mit zunehmender Tiefe immer grösser werden. Der Beitrag der Kluftgeometrie zur Anisotropie des Flusses im Felskörper wurde analysiert, indem man einen Kluftnetzwerkgenerator benutzte, der die Kluftnetzwerke in drei orthogonalen Ebenen simuliert. In der horizontalen Ebene zeigen die relativen Fliessraten einen Anisotropie­-Faktor von 1.5 an, mit der Hauptrichtung nach Nord-Nordwest. Ähnliche Anisotropien wurden für die zwei vertikalen Ebenen bestimmt.

Die totale und die Fliessporosität einzelner Klüfte in Stripa wurden im Labor unter Verwendung einer Harzimprägnierungstechnik bestimmt. Die einheitlichen Kluftaperturen für zwei Proben, berechnet unter Benutzung der gemessenen Variationen von Kluftapertur und Harzdicke, stimmten mit den aus hydraulischen Daten errechneten Kluftaperturen überein. Die effektive Durchschnittsporosität der Klüfte im Felskörper wurde berechnet durch die Kombination der Kluftaperturen aus den Feld­Packertests mit den Kluftstatistiken für Kluftlänge und Ausdehnung. Diese Porositätswerte waren ungefähr einen Faktor 10 kleiner als die aus hydraulischen Daten von Labortests an einzelnen Klüften in Kernproben berechnete Porosität. Noch wichtiger ist, dass die unter Benutzung der Harzdicken errechnete Porosität beinahe um einen Faktor 100 grösser war als die unter Verwendung von Felddaten berechnete Porosität.

Das dreidimensionale numerische Modell ergab Daten für die Schüttungen in die Mine, die mit den gemessenen Schüttungen übereinstimmten, welche Störungen berücksichtigen, die sich bis in eine Tiefe von 3000 m auswirken. Die aus den Flow-tube-Berechnungen vorausgesagten Transportzeiten waren viel kürzer als jene, welche gestützt auf existierende, von Felddaten abgeleitete geochemische und isotopische Daten für Porositäten vorhergesagt wurden. Die Berücksichtigung der höheren Porositäten aus den Laboruntersuchungen ergaben Transportzeiten, die besser mit den aus Isotopenuntersuchungen abgeleiteten Zeiten übereinstimmen.