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A Numerical Large-Scale Investigation of Gas Transport Processes in a Generic Nuclear Waste Repository in Argillaceous Porous Media

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Input Data (vtu) Input Data (vtu)

Nutzungs­bedingun­gen

Creative Commons Namensnennung – 4.0 International (CC BY 4.0)Quellenvermerk: A Numerical Large-Scale Investigation of Gas Transport Processes in a Generic Nuclear Waste Repository in Argillaceous Porous Media, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), 2026

Point of Contact

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)

Postfach-B35@bgr.de

Vorschau

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Be­schrei­bung

NumModelGasTransProc

In this paper, we present the results of a large-scale numerical model of a generic nuclear waste repository situated in an argillaceous host rock formation. Modelling the evolution of an entire repository presents challenges due to the strong contrast in spatial and temporal scales at which the different processes take place, ranging from the centimetres to the kilometres and days to hundreds of thousands of years, respectively. From the view point of the physical processes, a further challenge originates from the different gas transport mechanisms: Gas advection as well as gas dissolution and diffusion jointly govern the efflux of gas from the repository and mitigate excess pore pressures, but there is a significant contrast between the rates of these two transport mechanisms. Using the TH2M implementation in the open-source finite element code OpenGeoSys-6 , we analyse the impact of gas transport via advection (in the partially saturated zones such as backfilled drifts, shafts and desaturated host rock) as well as gas transport via diffusion (in fully water-saturated media such as the undisturbed host rock and over- and underlying formations). Finally, this work outlines and discusses possible simplifications in modelling choices, such as mechanical surrogate models, geometrical simplifications as well as the impact of discretization. The work presented in this paper was carried out within the scope of the European Joint Programme EURAD, workpackage Gas, Task 4. In dieser Arbeit präsentieren wir die Ergebnisse eines großskaligen numerischen Modells eines generischen Endlagers für radioaktive Abfälle in einer tonigen Wirtsgesteinsformation. Die Modellierung der Entwicklung eines gesamten Endlagers stellt aufgrund der starken Kontraste in den räumlichen und zeitlichen Skalen, auf denen die verschiedenen Prozesse ablaufen, eine Herausforderung dar. Diese reichen von Zentimetern bis zu Kilometern sowie von Tagen bis zu mehreren hunderttausend Jahren. Aus Sicht der physikalischen Prozesse ergibt sich eine weitere Herausforderung aus den unterschiedlichen Gastransportmechanismen: Gasadvektion sowie Gaslösung und Diffusion bestimmen gemeinsam den Austrag von Gas aus dem Endlager und tragen zur Reduzierung überschüssiger Porendrücke bei, wobei jedoch ein erheblicher Unterschied zwischen den Transportgeschwindigkeiten dieser beiden Mechanismen besteht. Unter Verwendung der TH2M-Implementierung im Open-Source-Finite-Element-Code OpenGeoSys-6 analysieren wir den Einfluss des Gastransports durch Advektion (in teilweise gesättigten Zonen wie verfüllten Strecken, Schächten und desaturiertem Wirtsgestein) sowie des Gastransports durch Diffusion (in vollständig wassergesättigten Medien wie dem ungestörten Wirtsgestein sowie den über- und unterlagernden Formationen). Abschließend werden mögliche Vereinfachungen bei Modellierungsentscheidungen skizziert und diskutiert, darunter mechanische Ersatzmodelle, geometrische Vereinfachungen sowie der Einfluss der Diskretisierung. Die in dieser Arbeit vorgestellten Untersuchungen wurden im Rahmen des European Joint Programme EURAD im Arbeitspaket Gas, Task 4 durchgeführt.

Aktualität des Datensatzes

Publication

01.04.2026

Status

completed

Verweise und Downloads

Downloads (1)

Input Data (vtu) Input Data (vtu)

Weitere Verweise (3)

Project Report Information Project Report
Research Article (Preprint) Information Research Article (Preprint)
Technical Report Information Technical Report

Nutzung

Nutzungs­bedingun­gen

Creative Commons Namensnennung – 4.0 International (CC BY 4.0)Quellenvermerk: A Numerical Large-Scale Investigation of Gas Transport Processes in a Generic Nuclear Waste Repository in Argillaceous Porous Media, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), 2026

Zugriffs­beschränkun­gen

no limitations to public access

Kontakt

Point of Contact

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)

Stilleweg 2
30655 Hannover

Postfach-B35@bgr.de

Fach­informationen

Informationen zum Datensatz

Identifikator

https://registry.gdi-de.org/id/de.bund.bgr.csw/d7018ca2-575c-2bfc-9c25-9dbb4cc92490

Fachliche Grundlage

This data was created within the scope of task 4 of the EURAD workpackage GAS - this project has received funding from Euratom research and training programme 2014-2018 under grant agreement No. 847593. https://igdtp.eu/activity/gas-mechanistic-understanding-of-gas-transport-in-clay-materials/

Zusatzinformationen

Sprache des Daten­satzes

Deutsch

Datenformat
Name Version Kompressionstechnik Spezifi­kation
ascii n/a
vtu n/a

Schlag­worte

ISO-Themen­kategorien Geoscientific Information
Suchbegriffe Gas Migration Large-Scale Multiphase Flow Nuclear Waste Repository Design Numerical Modelling opendata OpenGeoSys

Informationen zum Metadatensatz

Objekt-ID

a1dca1e1-6acd-4aa9-a03b-4c7313703fb4

Aktualität der Metadaten

25.03.2026

Sprache Metadatensatz

Englisch

Datensatz / Datenserie  

Dataset

XML Dar­stellung
Metadaten als XML herunter­laden
Point of Contact (Metadatum)
geodatenmanagement@bgr.de
Metadatenquelle
GeoDaK (Datenkatalog der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

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