Abstract.
As part of the Swiss programme for high-level radioactive-waste disposal, a Jurassic shale (Opalinus Clay) is being investigated as a potential host rock. Observations in clay pits and the results of a German research programme focusing on hazardous waste disposal have demonstrated that, at depths of 10–30 m, the permeability of the Opalinus Clay decreases by several orders of magnitude. Hydraulic tests in deeper boreholes (test intervals below 300 m) yielded hydraulic conductivities <10–12 m/s, even though joints and faults were included in some of the test intervals. These measurements are consistent with hydrogeological data from Opalinus Clay sections in ten tunnels in the Folded Jura of northern Switzerland. Despite extensive faulting, only a few indications of minor water inflow were encountered in more than 6,600 m of tunnel. All inflows were in tunnel sections where the overburden is less than 200 m. The hydraulic data are consistent with clay pore-water hydrochemical and isotopic data. The extensive hydrogeological data base – part of which derives from particularly unfavourable geological environments – provides arguments that advective transport through faults and joints is not a critical issue for the suitability of Opalinus Clay as a host rock for deep geological waste disposal.
Résumé.
Dans le cadre du programme suisse de stockage de déchets hautement radioactifs, une formation argileuse du Jurassique, l'argile à Opalinus, a été étudiée en tant que roche hôte potentielle. Des observations dans des cavités dans l'argile et les résultats du programme de recherche allemand consacré au stockage de déchets à risques ont démontré que, à des profondeur de 10 à 30 m, la perméabilité des argiles à Opalinus décroît de plusieurs ordres de grandeur. Des essais hydrauliques dans des forages plus profonds (intervalles de test á une profondeur de plus de 300 m) ont donné des conductivités hydrauliques inférieures à 10–12 m/s, même lorsque des fractures et des failles existaient dans certains des intervalles d'essais. Ces mesures sont conformes aux données hydrogéologiques tirées du recoupement des argiles à Opalinus par dix tunnels du Jura plissé du nord de la Suisse. Malgré une tectonique intense, peu de manifestations de faibles venues d'eau ont été rencontrées dans plus de 6600 m de tunnel. Toutes les venues d'eau se sont produites dans des sections de tunnel où le recouvrement est inférieur à 200 m. Les données hydrauliques sont en bon accord avec les données hydrochimiques et isotopiques de l'eau porale des argiles. En se basant sur le grand nombre de données hydrogéologiques, qui portent en partie sur les environnements géologiques particulièrement peu propices, on peut avancer que le transport advectif le long des failles et des fractures n'est pas un facteur susceptible de remettre en question le choix de l'argile à Opalinus comme roche hôte pour le stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde.
Resúmen.
Dentro del programa suizo de eliminación de residuos radiactivos de alta actividad, se está investigando la posibilidad de utilizar unos esquistos Jurásicos (Arcilla Opalina) como depósito geológico. Las observaciones efectuadas en pozos en arcilla y los resultados de un programa de estudio alemán sobre eliminación de residuos peligrosos han demostrado que, a profundidades de entre 10 y 30 m, la permeabilidad de la Arcilla Opalina decrece en varios órdenes de magnitud. Los ensayos hidráulicos realizados en sondeos más profundos (en intervalos situados a más de 300 m) proporcionaron conductividades hidráulicas inferiores a 10–12 m/s, pese a que algunos de los intervalos interceptaban juntas y fallas. Estas medidas son coherentes con los datos hidrogeológicos de las secciones de Arcilla Opalina existentes en 10 túneles del Jurásico Plegado, al norte de Suiza. A pesar de las fallas extensivas, apenas se hallaron indicios de entrada de agua en los más de 6.600 m de túnel. Todos los flujos tenían lugar en secciones del túnel que soportan sobrecargas inferiores a 200 m. Los datos hidráulicos son coherentes con los datos hidroquímicos e isotópicos del agua intersticial de las arcillas. Los abundantes datos hidrogeológicos –parte de los cuales proceden de medios particularmente desfavorables desde el punto de vista geológico– proporcionan argumentos de que el transporte advectivo a través de fallas y juntas no es un aspecto crítico en lo que respecta a la idoneidad de la Arcilla Opalina como almacenamiento geológico profundo de residuos.
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Gautschi, A. Hydrogeology of a fractured shale (Opalinus Clay): Implications for deep geological disposal of radioactive wastes. Hydrogeology Journal 9, 97–107 (2001). https://doi.org/10.1007/s100400000117
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