Platsbeskrivande modellering Forsmark
Forsmark Candidate Area
Aktuell status
Kristina Skagius, Michael Stephens, Assen Simeonov, Jan
Sundberg, John Wrafter, Rolf Christiansson, Rune Glamheden,
Sven Follin, Marcus Laaksoharju, James Crawford
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Modellering under KPLU
• DF 2.1
– Syfte; Identifiera databehov
– Ingen komplett modellering
– R-06-38
KFM11A
KFM08D
• DF2.2
– Bas för modellering,
leverans till projektering
(D2) och SDM-Site.
– Omfattar alla hål i prioriterat
område förutom sent
beslutat borrhål KFM08D.
KFM02B
KFM12A
• DF 2.3
– Kompletterande/verifierande
analyser
– Nya hål; KFM08D, KFM02B,
KFM11A, KFM12A
Samrådsmöte 19 oktober 2007
SDM-Site main report
R-07-31
R-07-45
R-07-47
Main references (level II)
Delivery to
Repository
Engineering
Geology
Rock mechanics
Thermal properties
Hydrogeology
Hydrogeochemistry
Transport properties
Surface system
Evolutionary aspects
Geology
• Fracture domain report
Geology
• Stochastic modelling of
• Fractureand
domain
fractures
minorreport
DZ’s
• Statistical modeling on
fractures
and minor
•Background
DZ’s
complementary
studies
• Bedrock geological
•Complementary/verifica
map analyses
at the surface
tion
based on
DF2.3
•Complementary/verifica
tion analyses
based on
•Bedrock
geological
map
DF2.3
at the surface
R-07-48
Confidence statement
Other references
(level III)
Hydrogeology
Hydrogeochemistry
Transport
Surface system
• Hydro DFN
modelling and DZ
Hydraulic properties
• Fracture minerals and
altered rock
• Retardation model
• Hydrology
• Flow related
transport properties
• Chemistry
• Groundwater flow
modelling
Rock mechanics
• Forsmark insitu stress
Thermal
•Complementary/verificati
on analyses based on
DF2.3
•Complementary/verif
ication analyses based
on DF2.3
• Regolith
• From bedrock to
surface transport
• Ecosystems (3)
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Bergdomäner/bergarter
• Bergdomäner
– Sammansättning,
kornstorlek, grad av plastisk
deformation
– Data från ytkartering,
geofysikdata, borrhålsdata
• RFM029, RFM045
• Metagranit och omvandlad
(albitiserad) metagranit
• Hög kvartshalt
• Underordnade bergarter ; t ex
amfibolit
• Verifikation av tidigare modell
• R-07-45
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Bergarter och termisk konduktivitet
4.2
• RFM029, RFM045
– Höga medelvärden ~3.6, 3.5 W/(m,K)
• R-07-47
4.0
Thermal conductivity, W/(m*K)
• Data
– Laboratoriemätningar
– Beräknade; mineralsammansättning
(modalanalyser) och referensvärden
3.8
3.6
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
2500
2600
2700
2800
2900
3000
3100
Density, kg/m3
Granite to granodiorite (101057)
Granite, granodiorite and tonalite (101051)
Granite (101058)
Amphibolite (102017)
Fine grained granite (111058)
Felsic to mafic volcanic rock (103076)
Pegmatite (101061)
Granodiorite (101056)
Tonalite to granodiorite (101054)
101033
Model for 101051
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Deformationszoner
•
Data: Geofysik (helikopter),
markmagnetiska, reflektion, refraktion,
borrhål, mm
•
Vertikala och flacka zoner
•
Konceptuell modell för zonernas
bildning och utveckling
•
Stabil modell för vertikala zoner > 3km
•
Få ändringar vertikala zoner 1 – 3 km
(NNO och ONO)
•
Få ändringar i flacka zoner (A2/F1)
•
R-07-45
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Sprickdomäner
•
Prioriterat område; FFM01, FFM02
och FFM06
•
Ytnära berget (FFM02) skiljer sig från
berget på djupet (FFM01, FFM06)
•
Geologisk definition av FFM´s;
integrerat med andra data (R-07-15)
•
Stokastisk modellering av sprickor
(DFN) för varje domän (R-07-49)
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Bergmassans egenskaper
Medelvärden – Empirisk metod
UCS
Em(RMR)
Uniaxial compressive strength [MPa]
Deformation modulus [GPa]
80
70
60
50
40
30
20
10
0
DZ
MDZ
PDZ
FFM01 FFM02 FFM03 FFM06
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
DZ
MDZ
PDZ
FFM01 FFM02 FFM03 FFM06
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Methodology applied to
establish a stress model
for the Forsmark site
/Martin, 2007, in prep./
• Extensive study of geological
conditions and other influencing
factors
• Auditing of measuring results and
indirect stress indicators
• Numerical evaluations
• Conclude sufficient confidence to
give recommendations for design.
• In preparation for construction and
verification of the design
assumptions, the following Design
Step should prepare a plan for
stress measurements during
construction.
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Tilltro till spänningsmodellen
•
Mycket homogen geologi i
sprickdomän FFM01
•
Stor spridning och variabilitet i
spänningstillstånd inom den övre delen
av bergmassan, sprickdomän FFM02
•
Orientering av största
horisontalspänningen mycket
konsistent inom prioriterat område,
oavsett metod. Sammanfaller med
största deformationsriktningen i
området
•
Inga signifikanta tecken på
spänningsinducerade brott i borrkärnor
eller borrhålsväggar ner till 1 000 m
djup hjälper att gränssätta den största
möjliga spänningsnivån
Orientation of major horizontal stress
Breakout study (televiewer) 135°
HF 2006 (DS 7) 125°
OC and stress model 145°
HF 2004 DS 1, 2, 4) 125° - 143°
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Spänningsmodell
• Spänningsgradienten är
kopplad tiill den minskade
frekvensen öppna sprickor mot
djupet.
• Osäkerheten är störst i det mer
uppspruckna berget i
sprickdomän FFM02
• Spänningsmagnituden är hög
redan på 100 m djup, men
gradienten mot djupet är liten.
• Stor spridning i data beror på
olika osäkerheter I använda
metoder
Bedömd 19 oktober 2007
Samrådsmöte
maxspänning
Hydrogeologiska egenskaper (1)
1E-09
1E-08
KFM05A
KFM01D
KFM06A
TPFL-f (m 2/s)
TPFL-f (m2/s)
TPFL-f (m 2/s)
1E-07
1E-06
1E-05
1E-10
1E-04
1E-09
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-04
1E-10
1E-09
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-10
1E-04
0
0
-100
-100
-100
-100
-200
-200
-200
-200
-300
-300
-300
-300
-400
-500
-600
-400
-500
-600
-700
-700
-800
-800
-900
-900
-1000
-1000
-400
-500
-600
-700
Adjusted Elevation (m RHB70)
0
Elevation (m RHB70)
0
Elevation (m RHB70)
Elevation (m RHB70)
1E-10
KFM01A
TPFL-f (m 2/s)
1E-09
1E-08
1E-07
-400
-500
-600
-700
-800
-800
-900
-900
-1000
-1000
• Stokastisk modell för vattenförande sprickor (hydrogeologisk
DFN)
• FFM01 uppdelad i 3 nivåer:
– Ned till – 200 m
– Mellan -200 och -400 m
– Under 400 m
Samrådsmöte 19 oktober 2007
1E-06
1E-05
1E-04
Hydrogeologiska egenskaper (2)
Deformation zone transmissvity (m 2/s)
1E-10
0
1E-09
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-04
1E-03
100
Depth (m.b.s.l.)
200
300
ENE
NE
NNE
NNW
NW
WNW
G
400
500
600
700
800
900
1 000
Samrådsmöte 19 oktober 2007
1E-02
Hydrogeologiska egenskaper (3)
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Grundvattenflöde - koncept
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Cl, Ca, Na
% BRINE
Samrådsmöte 19 oktober 2007
SO42-, Mg
% LITTORINA
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Hydrogeologisk simulering av grundvattnets
historiska utveckling
Samrådsmöte 19 oktober 2007
Ytsystemet i Forsmark
Området präglas av:
• Närhet till havet
• Platt topografi + landhöjning Ö
”unga” landområden (<2000 år)
• Havspåverkan på landområden
• Kalkrika avlagringar, ofta med låg
vattengenomsläpplighet
• Hydrologin präglas av platt topografi
och horisontella spricksystem i
berget
– små avrinningsområden, små
vattendrag, grunda sjöar
– korta flödesceller för grundvattnet
– liten inströmning av gv till djupet
– inga indikationer på regional gvutströmning i landområden
•
Platsbeskrivning / modellering
detaljerade underlagsrapporter på gång:
•
Hydrologi
– Ytvatten och ytligt grundvatten
(ytvattenavrinning, grundvattennivåer, modellerade flöden)
•
Avlagringar
– Yttäckande karaktärisering,
mäktighet och stratigrafi
•
Kemi i yt- och grundvatten
– Förhållanden, processer och
ämnestransporter på landskapsnivå
•
•
Transport – berg till yta
Ekosystemen
– terrestra, limniska och marina
Ovanliga naturtyper och förekomst
av skyddsvärda arter
Till SDM-Site kommer vi att ha god kunskap om förhållanden och processer i
ytsystemet, liksom om transporter på landskapsnivå
Tack End
Samrådsmöte 19 oktober 2007
