The comprehension and the physically correct description of the wetting-front behavior and moisture distribution in the saturated and unsaturated zone of fractured porous rocks are of a fundamental significance regarding several hydro-geological and geotechnical problems, such as the adequate assessment of water resources, contaminant migration in the vadose zone, drainage of water into underground openings, or slope stability. The main targets are to improve the understanding of the development as well as the spatial and temporal behavior of moisture distributions in fractured rocks and furthermore to enable a near-natural description of the process behavior. Of absolute necessity is an intensive cooperation between field and numerical work, also incorporating investigations on different scales, in order to achieve and complete the description of the complex, dynamic, scale-dependent and parameter-intensive system of above mentioned propagation and distribution processes i.e. multiphase flow in fractured porous media, as well as to allow for the prediction of future system states. The evaluation and advancement of theories and methods for the description and prediction of the wetting-front behavior in fractured rocks for a wide scale range will be allowed by the field applicative data. This is prerequisite for the development and evaluation of different predictive modeling tools. Numerical simulations will allow for the identification of parameters and processes controlling the spatial and temporal behavior of moisture distribution and wetting fronts.
Geological storage involves injecting CO2 directly into underground geological formations. CO2 has been used for decades in oil industry to increase recovery (Figure 1). Saline aquifers (Figure 2)have also been suggested as CO2 storage sites. Prevention of post sequestration leakage to the surface from deep saline aquifers is one the key issues in disposal of CO2 into the aquifer. The permanence of the sequestration of CO2 into the saline aquifer depends strongly on the integrity of the top sealing formation over geological time (from one hundred to several thousand years depending on the size). In order to assess whether the stored CO2 retains in the formation or not, the resistivity of the cap rock against the geochemical alteration or geomechanical deformation should be examined. Numerical Simulation: This multidisciplinary project is aimed to better quantify the long-term integrity of the cap rock based on the laboratory experiments. In order to characterize the reservoir, laboratory experiments will be conducted on the selected rocks form the North Rhine-Westphalia (Germany) region including petrophysical tests. In this study, the experimental results and the geologic data of the Bunter sandstone and Rotliegend sandstone formations will be used in geological model. Using ECLIPSE commercial simulator enables us to fill the gap between theoretical analysis and laboratory experiments. Several injection scenarios will be performed to study the multi-component behavior of the multi-phase flow in porous media as well as geochemical alteration and geomechanical deformation of the cap rock. We will also introduce the transport phenomena (heat and mass transfer) of CO2 by using SHEMAT and TOUGHREACT simulators. Finally we will look for a solution to link these three simulators to have the best leakage risk assessment. This project is funded by the West LB foundation 'Future of North Rhine-Westphalia.
Waehrend der 90er Jahre nahm die Zahl der Reblausherde im Rheingau, aber auch in Franken und Wuerttemberg dramatisch zu, und es kam vermehrt zu Schaeden in Pfropfrebenanlagen, die eindeutig durch Reblaus hervorgerufen worden sind. Die Ursachenforschung ist noch nicht abgeschlossen. Auf Grund eigener Beobachtungen scheint das Problem nicht durch ein Zusammenbrechen der biologischen Abwehrmechanismen der verwendeten Unterlagen verursacht worden zu sein, sondern durch ein massenhaftes Auftreten des Schaedlings. Hierfuer sind sicher die warmen Sommer und milden Winter der vergangenen Jahre verantwortlich. Schaeden an der vollstaendig reblausresistenten Unterlage Boerner konnten nicht festgestellt werden, auch wenn Boerner Pfropfreben in Flaechen mit starken Reblausschaeden gepflanzt wurden. Es darf deshalb angenommen werden, dass auch diese neue Form von Reblausschaeden durch die Zuechtung von Unterlagen mit entsprechend hoher Resistenz bewaeltigt werden kann. Allerdings duerfte eine einzige Unterlagssorte wohl kaum ausreichen. Die Entwicklung neuer Sorten erscheint deshalb dringend geboten. Die Forschungsziele bisher: Zuechtung von Unterlagssaemlingen fuer nachfolgende Selektionsarbeiten. Untersuchungen zur Moeglichkeit der Verwendung von Unterlagen zur Verhinderung der Virusuebertragung.
UTD-relevante Abfaelle koennen eine Vielzahl unterschiedlicher Bestandteile enthalten und ihre Zusammensetzung von Charge zu Charge veraendern. Dies bringt erhebliche analytische Probleme bei der Bestimmung der anorganischen und organischen Inhaltsstoffe mit sich. Die Gefahren fuer Mensch und Umwelt gehen von diskreten Einzel-Inhaltsstoffen der chemisch-toxischen Abfaelle aus. Diese Abfaelle werden jedoch nur grob klassifiziert. Dies geschieht entweder nach deren Herkunft oder nach deren Hauptbestandteilen. Die makroskopische Bezeichnung der Abfallarten gemaess Abfallschluessel nach TA-Abfall beruecksichtigt in der Regel nur die Hauptbestandteile oder die Art der Abfallentstehung. Diese Art der Einteilung ist zu grob gerastert und nimmt keine Ruecksicht auf toxische Neben- und Spurenbestandteile, die fuer die (oeko-)toxikologischen Wirkungen in erster Linie verantwortlich sind. Die bislang in der Abfalluntersuchung durchgefuehrte Listenanalytik ist in der Lage, Auskunft ueber den Gehalt an ausgewaehlten interessierenden Inhaltsstoffen zu geben, waehrend Informationen ueber die Probengesamtzusammensetzung im Sinne einer Bilanzierung aller Inhaltsstoffe nicht gegeben werden koennen. Das Ziel unserer FE-Arbeiten bestand darin, hierfuer neuartige Konzepte und Ansaetze mitzuentwickeln sowie eine Gesamtcharakterisierung der Abfaelle vorzunehmen.
Parallel zu den standortspezifischen Untersuchungen des befristet in Betrieb befindlichen Endlagers fuer schwach- und mittelradioaktive Abfaelle Morsleben in Sachsen-Anhalt, sowie den geplanten Endlagern fuer schwachradioaktive Abfaelle in der Schachtanlage Konrad und fuer hochradioaktive Abfaelle am Standort Gorleben (beide Niedersachsen) fuehrt die BGR im Auftrag des Bundesministeriums fuer Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit Vorlaufforschung fuer Ersatzstandorte fuer die Endlagerung hochradioaktiver Abfaelle in Salinargesteinen durch, auf die im Falle einer Negativbewertung der derzeit in Untersuchung befindlichen Standorte zurueckgegriffen werden kann. Nach vorgegebenen Bewertungskriterien wurden in den alten Bundeslaendern 28 und in den neuen Bundeslaendern 12 Salinarstrukturen einer detaillierten Untersuchung auf der Basis bereits vorliegenden Datenmaterials unterzogen. Das Ergebnis sind Tiefenlinienkarten fuer ausgewaehlte geologische Horizonte sowie Profilschnitte. Sie geben Aufschluss ueber die regionalgeologische Position, den Strukturtyp, die Strukturierung des praesalinaren Sockels und vielfaeltige standortspezifische Gegebenheiten. Insgesamt entsprechen vier Salzstrukturen ganz oder weitgehend den Vorgaben. Umfangreiche und aufwendige Spezialuntersuchungen koennen jedoch erst Aufschluss ueber eine tatsaechliche Eignung geben. Da die geowissenschaftliche Datenbasis fuer diese Bewertung gegenueber der fuer die Struktur Gorleben vorliegenden sehr gering ist, ist ein direkter Vergleich nicht statthaft.
In ihrem Beschluss vom 23 Januar 1985 hielt es die Bundesregierung fuer zweckmaessig, dass in Ergaenzung zur Realisierung der Entsorgung mit Wiederaufarbeitung die direkte Endlagerung von ausgedienten Brennelementen weiterentwickelt wird. Hierzu muss das Verhalten des Gebirges und des Versatzmaterials unter realistischen Verhaeltnissen naeher untersucht werden. Bei dem Demonstrationsversuch 'Thermische Simulation der Streckenlagerung' werden zwei parallele Strecken im Salzbergwerk ASSE aufgefahren, mit Erhitzern ausgeruestete Streckenlagerungsbehaelter eingebracht und versetzt, um die thermische und thermomechanische Auswirkung des Waermeeintrags durch die ausgedienten Brennelemente zu erfassen. Der Versuch wird in Zusammenarbeit mit der GSF, der BGR sowie dem KfK unter Koordination der Projektgruppe Andere Entsorgungstechniken durchgefuehrt. Die DBE wird zunaechst Vorversuche zum Versetzen von Behaeltern sowie zur Auswahl der Versatztechnik vorbereiten und durchfuehren. Ferner beinhaltet dieses Programm im wesentlichen die Ausruestung des Versuchsortes mit den Erhitzern und das Versetzen der Simulationsstrecken. Bei den Versatzvorgaengen werden endlagerrelevante Daten der Betriebsablaeufe ermittelt (zB Hantierungszeiten). Endlagerrelevante Messmethoden zur Ueberwachung und Beweissicherung werden erprobt.
In ihrem Beschluss vom 23 Januar 1985 hielt es die Bundesregierung fuer zweckmaessig, in Ergaenzung zur Realisierung der Entsorgung mit Wiederaufbereitung die direkte Endlagerung von ausgedienten Brennelementen weiterzuentwickeln. Hierzu muss nachgewiesen werden, dass die Einlagerung von schweren selbstabschirmenden Endlagerbehaeltern mit einem Gewicht von 65 Mg technisch durchfuehrbar ist. Im Rahmen dieses Vorhabens werden die Komponenten der untertaegigen Einlagerung (Plateauwagen, Einlagerungsvorrichtung) geplant und gebaut sowie die uebertaegige Erprobung durchgefuehrt. Die Arbeiten sind so ausgelegt, dass im Anschluss daran eine untertaegige Erprobung der Komponenten durchgefuehrt werden kann.
Dammbauwerke sind Bestandteil des Mehrbarrierensystems des Sicherheitskonzeptes fuer ein Endlager im Salzgestein, denen besondere Bedeutung sowohl waehrend der Betriebs- wie auch Nachbetriebsphase zukommt, um die radioaktive Belastung der Biosphaere unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte so gering wie moeglich zu halten. In einem vom BMFT gefoerderten Gemeinschaftsvorhaben von der Bundesanstalt fuer Geowissenschaften und Rohstoffe, der Deutschen Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern fuer Abfallstoffe mbH und dem Forschungszentrum fuer Umwelt und Gesundheit, GmbH wird die Funktionsfaehigkeit eines Dammbauwerkes hinsichtlich seiner Standsicherheit und Dichtigkeit in einem in situ-Test nachgewiesen. Zu diesem Zweck werden im Salzbergwerk Asse der GSF ein Versuchsdammbauwerk und separat die Dammbaukomponente Langzeitdichtung errichtet, messtechnisch instrumentiert und auf seine Funktion geprueft.
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