Geothermischer Ressourcenatlas der Schweiz - Schweizerische ...

Energieforschung:
Projekt: 100’022 Vertrag: 150’812
5.2 Simulation der Temperaturverteilung
Geothermie im Auftrag des
Bundesamts für Energie BFE
Die Temperaturverteilung im Untergrund der Nordostschweiz wird mit den in Figur 4 dargestellten FE-
Modellen simuliert. Für die Temperaturberechnung wurden die Oberflächentemperatur als obere und
der basale Wärmefluss (Figur 5) als untere Randbedingung ins FE-Modell gesetzt. Die aus der
Anpassung der gemessenen Temperaturdaten resultierende Wärmeflussverteilung zeigt variierende
Werte zwischen 110 – 80 mW m -2 .
Grundlage der Modelle sind dieselben petrophysikalischen Daten, die in auch in den 2003
durchgeführten Untersuchungen an Lokalmodellen (Andenmatten und Kohl, 2003) verwendet wurden.
Allerdings musste für die jetzigen Regionalmodelle eine Homogenisierung der Parameter
vorgenommen werden, um eine regionale Anpassung an die gemessenen Temperaturdaten zu
erreichen. Wie für die früher berechneten Lokalmodelle werden in einem ersten Schritt auch für die
Regionalmodelle vereinfachte, einheitliche, thermische Materialparameter für jede Schichtstruktur
angenommen. Diese basieren hauptsächlich auf den Messungen in den Nagra-Bohrungen Benken,
Böttstein, Kaisten, Leuggern, Lindau, Riniken und Weiach. Für Störungszonen sind keine Angaben
vorhanden, hier wird eine Abschätzung vorgenommen. Für die Wärmekapazität wird ein einheitlicher
Wert (2.2⋅10 6 J m -3 K -1 ) angenommen. Tabelle 4 fasst die mittleren thermischen Modellparameter
zusammen. Diese Modellparameter, die die Basis für die numerischen Modellierungen des
Temperaturfeldes mit FRACTure bilden, weichen bis ~10 % von den gemessenen Mittelwerten ab. Zu
berücksichtigen ist dabei, dass die einzelnen petrophysikalischen Messungen insbesondere im
Kristallin bis zu 20% vom Mittel der Messwerte abweichen können. Auf regionalem Massstab wird
eine Anpassung nicht mit derselben Qualität wie bei den Lokalmodellen möglich sein. Wegen der
geringen Datendichte wurde zudem nicht mit einer Temperatur- und Druckabhängigkeit der
Parameter gerechnet. Die gleichen Modellparameter werden auch für die thermische Modellierung
"Region Basel" in Kapitel 6.2 verwendet. Im Rahmen einer Revision des thermischen Modells wird
2005 eine komplexere, petrophysikalische Parameterverteilung berücksichtigt, was zu leicht
modifizierten Anpassungen führen wird.
Figur 5: Basaler Wärmefluss in 10 km Tiefe, basierend auf den Lokalmodellen aus der 2003
durchgeführten Arbeit (Andenmatten und Kohl, 2003). Die Modelle Nordschweiz I, II und III
sind zusammen dargestellt.
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