Modelling the effects of the Saalian glaciation on the NW European geohydrological system

Abstract

In een aantal Europese landen worden zoutkoepels beschouwd als potentiele geologische formaties voor de opslag van radio-actief afval. Subrosie (het oplossen van zout door stromend grondwater) van deze zoutkoepels vormt een mogelijke bedreiging voor de veiligheid van deze opslagplaatsen. Men neemt aan dat gedurende de ijstijd hoge grondwater-snelheden zullen voorkomen die de subrosie van het zout versterkt. Met betrekking tot de veiligheid van de opslagplaatsen is het daarom erg belangrijk om een grondige kennis te hebben van het Noordwest Europese grondwatersysteem gedurende koude, glaciale perioden. In dit kader is er in twee stappen een grondwaterstroming modelstudie uitgevoerd voor een groot 2-D verticaal geintegreerd systeem. Ten eerste is er een versimpeld, conceptueel model gebruikt om de algemene geohydrologische reacties op ijstijden te onderzoeken. Processen zoals subglaciale smeltwater-infiltratie, proglaciale drainage van het grondwater en bijvoorbeeld het concept van een afdekkende permafrostlaag zijn hiermee bestudeerd. Ten tweede, is er een verticaal geintegreerd, 2-dimensionaal grondwatermodel ontwikkeld waarmee het grondwatersysteem van Noordwest-Europa kan worden gesimuleerd. De basis van dit grondwatermodel wordt gevormd door het hydrogeologische model zoals dat is gedefinieerd door de Rijks Geologische Dienst. Dit hydrogeologisch model beschrijft het systeem van watervoerende en scheidende pakketten in Noordwest-Europa. De resultaten van het versimpelde model en van het Noordwest-Europese grondwatermodel tonen aan dat hoge grondwatersnelheden zich voordoen gedurende ijstijden. Extreem hoge snelheden ontwikkelen zich wanneer onder de ijskap het grondwater in een zich uitwiggend deel van het watervoerende pakket wordt geperst. Het model toont aan dat niet overal onder de ijskap al het aanwezige smeltwater ook werkelijk in het grondwatersysteem kan infiltreren. Het model geeft gebieden aan waar slechts gedeeltelijke smeltwater-infiltratie plaatsvindt. Het wordt aangenomen dat het resterende smeltwater door middel van een stelsel van tunnels in het ijs en geulen in het ijsbedekte sediment wordt afgevoerd. De gebieden met gedeeltelijke smeltwater-infiltratie zoals berekend met het model komen overeen met gebieden waar relatief veel geologische overblijfselen van deze tunnels en geulen (eskers en geulafzettingen) worden waargenomen.

It is thought that groundwater velocities under glacial conditions may increase considerably favouring the dissolution of salt domes wherein radoactive waste disposals are planned. A groundwater flow modelling study has been carried out to test geohydrological responses on glacial conditions. The basis of this groundwater model is formed by the hydrogeological model defined by the RGD. Three different hydrogeological units are distinguished. The effects of different stages of the Saalian glaciation on the geohydrological system of NW Europe are simulated. Results of the modelling study with the European groundwater model suggest relatively high groundwater velocities during glaciations. Extreme high velocities may develop when the snout of the glacier is overlying the thin, pinched out parts of the aquifer. Areas with reduced subglacial meltwater infiltration which are assumed to be favourable areas for subglacial channelling and tunnelling processes coincide with areas where many relics of these processes (channel fills and eskers) are observed. Drainage of the highly pressurized groundwater mainly takes place in the proximal proglacial lakes, seas, discontinuous permafrost zones and rivers.