View
215
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Grundvattenbildning, grundvattenkemi ochGrundvattenbildning, grundvattenkemi ochgrundvattenmodellering i sprickigt berggrundvattenmodellering i sprickigt berg
11/24/2013 2
Fennoscandia – en av jordens äldsta urbergsområden
11/24/2013 3
Plattektonik
11/24/2013 4
(Larsson and Tullborg, 1993)
Tänk strukturgeologiskt och bergmekaniskt!
11/24/2013 5
Bra att tänka på ...
n Ju äldre berget är desto fler perioder med sprickbildning har det varit med om
n Vid varje tillfälle reaktiveras gamla sprickor och ett fåtal nya bildasn Ju längre deformationszonerna och sprickorna är, desto större
rörelser har de som regel tagit upp. Deras uppbyggnad är som regel också mer komplex
n Förståelse för varför spricksystemet ser ut som det gör får man bäst genom att analysera den geologiska historien
11/24/2013 6
Vattenströmning och transport i sprickor
Presentationens innehåll
n Transmissvitetsbegreppet – poröst mtrl vs sprickigtn Förekommande modelleringskoncept – vad ska man välja och
varför?n Grundvattenbildning, grundvattenkemi och grundvattenmodellering i
Forsmark (SKB, www.skb.se)n Rekommendationern Kommande artiklar
11/24/2013 8
Transmissivitet i jord och berg
11/24/2013 9
bKbkgT ==µ
ρ12
3bgTµ
ρ=
Hur ska man förstå den kubiska lagen?
n Tio stycken parallella sprickor med en sammanlagd apertur på 100 µm leder ungefär 100 ggr mindre flöde vatten än 1 spricka med aperturen 100 µm!
n En spricka med aperturen 1 mm har ungefär samma transmissivitet som ett 1 m mäktigt sandlager
Ø Sprickaperturen är oftast en avgörande egenskap för flödet i bergØ En annan viktig egenskap är sammanlänkningen av sprickor (Eng.
connectivity)Ø Sprickor har olika riktningar, frekvens och apertur vilket orsakar
hydraulisk anisotropi och heterogenitet. Det påverkar flöde och transport
11/24/2013 10
Hur bygga en hydromodell för sprickigt berg ... ?
11/24/2013 11
Ett bra angreppssätt – Dela in berggrunden i deformationzoner och sprickdomäner
11/24/2013 12
Förekommande modelleringskoncept – vad ska man välja och varför?
11/24/2013 13
n Frågeställningq Flöde o/e transport?
n Skala och topografiq Lokal eller regional?
Undulationer? Djup?n Tillgång på data
q Litteraturuppgifter, tidigare erfarenhet, platsdata?
Grundvattenbildning, grundvattenkemi och grundvattenmodellering i Forsmark (Uppland)
November 24, 2013 14
SKB:s metodik – Integrerad multidisciplär förståelse
11/24/2013 15
25 kärnborrhål, 38 hammarborrhål, 70 jordrör – sex års undersökningar till en kostnad av 650 Mkr
11/24/2013 16
Två modelleringsverktyg – ConnectFlow (bergrunden) och MIKE SHE (ytsystemet)
11/24/2013 17
Gränssnitt mellan modelleringsverktygen
11/24/2013 18
Modelleringsprotokoll med 4 dataset för modell-kalibrering (borrhålstester, grundvattennivåer/-kemi)
11/24/2013 19
Veckolånga mellanhålstester över stora km-avstånd
11/24/2013 20
Uppmätt och simulerad avsänkning i berggrunden
11/24/2013 21
Avrinningsmätningar
November 24, 2013 22
Grundvattennivåmätningar i jordrör och borrhål
November 24, 2013 23
Kalibrering mot flöden och ytliga nivåer
11/24/2013 24
Vattenbalans MIKE SHE
11/24/2013 25
Klimatets utveckling under Holocene – Strandlinjeförändringar i Östersjön resp Forsmark
11/24/2013 26
Paleoclimatisk evolution (topprandvillkor)
11/24/2013 27
Paleoclimatic evolution – chemical indicators
n Chloride (Cl) was used as a general indicator of saline groundwater; n The bromide to chloride ratio (Br/Cl) was used to indicate the
position of transition of the origin of this salinity, i.e. whether the saline water is dominated by Deep saline water from below (high Br/Cl) or Littorina Sea water from above (low Br/Cl);
n Oxygen-18 (δ18O) was used to indicate any pockets with remnants of Glacial meltwater (depleted δ18O); and
n Alkalinity (HCO3) was used to indicate the penetration of Present meteoric water.
11/24/2013 28
Result from ten simulations of the evolution during Holocene time using ConnectFlow
11/24/2013 29
Vertical flux – Comparison between flow models
11/24/2013 30
Rekommendationer vid modellering av sprickigt berg
n Lägg tyngd på att utveckla den konceptuella förståelsenq Tänk strukturgeologiskt och bergmekanisktq Dela in berggrunden i deformationzoner och sprickdomäner
n Välj modelleringsverktyg som passar Ditt problem. Tänk på att:q Sprickornas geometriska egenskaper orsakar betydande
hydraulisk anisotropi och heterogenitetq Grundvattnetskemin i berget speglar klimatets utveckling och
beror i hög grad av flödesvägarnas geometri och transmissivitetn Jobba multidisciplinärt (nyttja geologisk, geofysisk, bergmekanisk,
hydraulisk, kemisk, och ekologisk information där så är möjligt)
11/24/2013 31
Kommande artiklar i Hydrogeology Journal
n A transmissivity model for deformation zones in fractured crystalline rock and its possible correlation to in situ stress at the Forsmark site, Sweden
n A methodology to constrain the parameters of a hydrogeological discrete fracture network model for sparsely fractured crystalline rock, exemplified by data from the Forsmark site, Sweden
n Approaches to confirmatory testing of a site-scale groundwater flow model for sparsely fractured crystalline rock, exemplified by data from the Forsmark site, Sweden
11/24/2013 32
Tack föruppmärksamheten!
November 24, 2013 33
Recommended