hidrogeológiai vizsgálatokban

A bátaapáti felszínalatti radioaktív hulladéktároló hidrogeológiai kutatásának eredményei, Budapest, 2009. április 28. A bátaapáti felszínalatti radioaktív hulladéktároló hidrogeológiai kutatásának eredményei Budapest, 2009. április 28.

A mélyfúrás-geofizika szerepe a bátaapáti hidrogeológiai vizsgálatokban

Szongoth Gábor (Geo-Log Kft.) Dr. Zilahi-Sebess László (ELGI, Geo-Log Kft.) Dr. Galsa Attila (ELTE, Geo-Log Kft.)

Bevezetés A mélyfúrás-geofizika önmagában nem oldja meg sem a vízföldtani, sem a hidrológiai feladatokat, azonban rengeteg információval segíti ezeket a szakágakat. Minden hulladék elhelyezésnél a fő veszélyforrás a vizek áramlásával felszínre kerülő szennyezés, azonban a vizek lehetséges mozgása egy adott földtani környezetben történik, tehát elengedhetetlen feladat a földtani szituáció minél pontosabb határozása. Ez egy alaposan tektonizált gránitban különösen nehéz probléma, valamennyi földtudományi ágazat együttes munkáját követeli. Ezen belül a mélyfúrás-geofizika vonal menti, sokrétű és pontos információt szolgáltat, így alappillére az összegző módszereknek, amelyek feladata az információk térbeli kiterjesztése. Az előadásban azt szeretnénk bemutatni, hogy a mélyfúrás-geofizika általunk alkalmazott legmodernebb módszerei és a mérések interpretációja milyen eredményeket ért el a földtani – tektonikai – geotektonikai, valamint a közvetlen hidrogeológiai – hidraulikai kérdések megoldásában. A terület földtani felépítését követve először a fedőösszlet, majd a mállott zóna, végül a szálban álló gránit vizsgálatát mutatjuk be, részben a felszíni kutatási, részben a felszín alatti — vágathajtást támogató — munkafázisban.

A mélyfúrás-geofizika szerepe a bátaapáti hidrogeológiai vizsgálatokban, Szongoth Gábor

1

A bátaapáti felszínalatti radioaktív hulladéktároló hidrogeológiai kutatásának eredményei, Budapest, 2009. április 28.

Tartalom 1. A fedőösszlet (Kvarter) hidrogeológiai viszonyai 2. A gránit mállási kéreg zónákra osztása 3. A gránit tektonikus zónáinak és nagy tömbjeinek vizsgálata 4. Az egyedi repedések osztályozása 5. Beáramlási helyek és hozamok meghatározása nagy érzékenységű áramlás-, illetve hőmérséklet mérés alapján 6. Összefoglalás


2


A mélyfúrás-geofizikai paraméterek viselkedése a fedő összletben

Fedőösszlet A gránitot fedő negyedidőszaki összletet felépítő löszt és az azt takaró paleotalajokat a természetes gamma és a mágneses szuszceptibilitási mérések alapján lehetett pontosan elkülöníteni, beszámozni a fúrások között korrelálni, míg az elektromos ellenállásgörbe ciklikus változásai a pleisztocén nagyléptékű éghajlatváltozásával korrelálnak.


3


Effektív porozitás és víztelítettség meghatározás

Effektív porozitás és víztelitettség meghatározás. A közvetett információk (földtani felépítés) mellett hidrogeológiai szempontból jellegzetes információt hordoznak az ún. porozitáskövető módszerek (ellenállás, sűrűség, neutron-porozitás), ugyanis a paraméterek trendszerű változása a rétegek víztelítettségéből származik. Az ellenállásszelvény ciklikus változásai erre, a víztartalom növekedésével csökkenő, ellenállásgörbére „ülnek rá”. A mérések alapján kvantitatív számításokat is végeztünk a neutron-porozitás, a sűrűség és a természetes gamma mérések alapján háromkomponensű litológiai összetételt számítottunk, valamint — az ellenállás mérés bevonásával több módszerrel is — víztelítettséget, amely a mélységgel láthatóan nő.


4


A mállási kéreg osztályozása és korrelációja (G-I – G-IV)

Mállási kéreg Az üde gránitot vastag (30 – 60 m) mállási kéreg takarja, amelynek a vízháztartás szempontjából nagy jelentősége van. A mállási kéreg osztályozása (G I – G IV zónák) a mélyfúrás-geofizikai mérések alapján történt. A zóna korreláció alapja az elektromos és az akusztikus mérés, mert ezek a legérzékenyebbek a kőzet bontottságára, mivel a két módszer különbözőképen érzékeny a felszíni zónahatásokra létrejövő mállotsági állapotra, legtöbb esetben jól kijelölhetők a záró határok.


5


Komplex mérések egy felszíni fúrásban

Üde gránit Az ábrán egy felülről mélyült fúrás tipikus szelvényösszeállítását mutatjuk be, amelyen látható, hogy minden — a gránit szempontjából információt hozó — mérést elvégeztünk (a spektrál mérés kivételével). A sűrűség, az ellenállás, az akusztikus hullámkép, a természetes gamma és a neutron-porozitás görbék alapján nem csak a fedő üledék különül el egyértelműen a mállási kéregtől, de a mállási kéreg – üde gránit határ is szembetűnő. A természetes gamma, a mágneses szuszceptibilitás, (részben a neutron porozitás és a sűrűség is) földtani, míg az elektromos, az akusztikus, a lyukátmérő és a hőmérséklet geotechnikai információt hordoz. Az ábra jobb oldalán látható HPF feliratú mérés (a nagy érzékenységű áramlás mérés), aminek eszközét a következő ábrákon mutatjuk be.


6


Nagyérzékenységű áramlásmérő (detektor, fűtőszál)

Nagy érzékenységű áramlásmérés Sikerrel alkalmaztunk egy — Magyarországon eddig ismeretlen — módszert, a hőimpulzusos áramlásmérést (HPF). A szonda lelke egy fűtőrács, ami hőimpulzust bocsát ki, amit — a felette és alatta elhelyezkedő — egy-egy detektor érzékel. A szonda méréstartománya 0.1-2.7 l/p hozam, az alkalmazott mérési sűrűség 1-2 méter. (A nagyobb beáramlásokhoz hagyományos, de igen nagy érzékenységű forgólapátos áramlásmérést használtunk.)


7


Nagyérzékenységű áramlásmérőszonda


8


Nagyérzékenységű áramlásmérő védőkosárral


9


BHTV mérés egy felszíni fúrásban

Akusztikus lyukfaltelevíziós mérés. A gránitban (a mállási kéreg alján: III–IV zóna és az üde gránitban) a hagyományos méréseket kiegészítette az akusztikus lyuktelevíziós (BHTV) mérés, ami egy sokkarú lyukbőség mérőnek, ferdeségmérőnek és rétegdőlésmérőnek felel meg. A 4.0 mm-es vertikális és a 1.0 mm-es átmérő felbontás lehetővé teszi minden egyes repedés településének (dőlés, dőlésirány) meghatározását, valamint a futási idő alapján a nyitott (potenciálisan vízvezető) repedések kijelölhetését is. Üde gránit A legnagyobb jelentősége az üde gránit vizsgálatának van, hiszen ebben épül a tároló. A felszíni mérések során itt komplex vizsgálatokat folytattunk, minden — e területen — effektív mérést alkalmaztunk. A hagyományos méréseket kiegészítette az akusztikus lyuktelevíziós (BHTV) mérés, ami egy sokkarú lyukbőség mérőnek, ferdeségmérőnek és rétegdőlés mérőnek felel meg. A 1.5 mm-es vertikális és a 0.08 mm-es átmérő felbontás lehetővé teszi minden egyes repedés települések (dőlés, dőlésirány) meghatározását, sőt a futási idő alapján a nyitott (potenciálisan vízvezető) repedések is kijelölhetők.


10


Beáramlási helyek meghatározása a mérések együttes értelmezésével

Beáramlási helyek meghatározása a mérések együttes értelmezésével A HPF mérések értelmezésénél mindig figyelembe vesszük a többi mérést is (lyukátmérő, ellenállás, BHTV, hőmérséklet), és ezek együttes értelmezésével jelöljük ki a beáramlási helyeket legtöbbször decimális pontossággal. Az ábrán bemutatott példánál a HPF mérés 43-44m között jelzi a beáramlást, míg a BHTV 43.5 m-nél mutat több nyitott repedést (piros pötty), ugyanitt az elektromos ellenállás és a sebesség is minimumot mutat.


11


Tektonikai zónák és beáramlási helyek

Tektonikus zónák és beáramlási helyek Az elektromos, az akusztikus sebesség és neutron-porozitás mérések ezt a fúrást két nagy tömbre (A és B) osztják 220 m-nél. Az alsó sávban feltüntetett HPF mérés több beáramlási helyet jelez, de a tömbök határán nem, mivel a tektonikus zóna elagyagosodott, és így kiváló vízzáró réteget képez. Éppen a HPF és BHTV másik együttes értelmezése mutatta ki azt az alapvető felismerést, hogy sok esetben egyedi, vékony repedések adják a vizet.


12


Akusztikus lyuktelevíziós felvétel és kiértékelés vízszintes fúrásban

Akusztikus lyuktelevíziós felvétel és kiértékelés vízszintes fúrásban Vízszintes fúrásban is működik a BHTV, de csak addig ameddig víz van a lyukban (nehezebb a központosítás; sokszor tömedék akad a rugók alá).


13


BHTV és HPF mérés felszín alatti vízszintes fúrásban

BHTV és HPF mérés felszín alatti vízszintes fúrásban Egy felszín alatti vízszintes fúrásban is végeztünk HPF mérést. Az ábrán megfigyelhető, hogy a sok kisebb-nagyobb repedés közül a 35 m-nél levő ad vizet, míg a felső vízbelépési hely meghatározása bizonytalan, mivel a hozam növekedés helyén nincs számottevő repedés.


14


Hőmérséklet mérés felszín alatti vízszintes fúrásban

Hőmérséklet mérés felszín alatti vízszintes fúrásban A vízszintes fúrásokban általában a hőmérséklet görbe anomáliákból határozzuk meg a vízbelépési helyeket. Az ábrán 65 és 81 m-nél valószínűsítettünk vízbelépést, amit az egyéb vizsgálatok igazoltak.


15


Korreláció, Bs–29-30

Bs–29–30 korreláció. A vágat homlokfalán egymás felett kb. 1,5 m-re mélyült teljesszelvényű (ún. szonda) fúrásokban mért ellenállás szelvények, illetve az abból készített RMR jellegű kőzettest osztályozás igen jól korrelálható. A homlokfal másik oldalán (kb. 3 méter távolságban) egymás felett mélyült 2 fúrás is jó egyezést mutat.


16


Korreláció a Bs–27-28-29-30 fúrások között

Bs–27–28–29–30 korreláció. A négy fúrás korrelációját bemutató ábrán átható, hogy csak egy fúrásban lehetett talpig (kb. 23 méter) mérni, a másik három — újbóli beépítés ellenére is — összeomlott 15 méter körül. A korreláció így is elkészíthető, sőt a tektonikus zóna iránya, és vastagsága is megadható. A zóna elején csökken az ellenállás (gránit murva), majd a zóna magjában az ellenállás egész az agyag szintig csökken (elagyagosodott vízzáró vetőzóna). Ezek előzetes kimutatása rendkívül fontos a vágathajtás biztonsága szempontjából.


17


Összefoglalás A mélyfúrás-geofizika főbb eredményei • a paleotalajok korrelációja és a víztelítettség meghatározása fedőüledékben • mállási kéreg felosztása • tektonizált, töréses övek vizsgálata (repedések osztályozása) • vízbeáramlási helyek kimutatása Az előadásban bemutatott ábrákon felhasznált adatok, eredmények az RHK Kft. által finanszírozott „A Bátaapátiban létesítendő, a kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok végleges elhelyezésére szolgáló Nemzeti Radioaktív Hulladéktároló felszíni, illetve felszín alatti létesítmények” beruházási munkáival kapcsolatosak.


18


Köszönöm a figyelmet!

EDZ-6_kituz_vagatfoto


19

hidrogeológiai vizsgálatokban

Recommend Documents