Geologie en seismologie

Deze paragraaf wordt in detail beschreven in §2.5 van het veiligheidsrapport Doel 4 [1].

Deze paragraaf beschrijft de aanpak die wordt gebruikt voor de seismische studies op de site van Doel [6].

Volgens de deterministische methode wordt eerst nagekeken welke de zwaarste aardbeving was die zich ooit in de buurt van de nucleaire site heeft voorgedaan.

Vervolgens wordt uitgegaan van de veronderstelling dat die aardbeving, met die magnitude, zich zou voordoen op de site zelf of in de onmiddellijke omgeving van de site, rekening houdend met de gekende breuklijnen in de aardkorst. Het epicentrum wordt dus, voor de berekening, verplaatst tot vlak bij de centrale.

Een alternatieve methode bestaat erin de maximale intensiteit te bepalen die ooit ter hoogte van de site werd waargenomen als gevolg van een aardbeving. Vervolgens wordt een veiligheidsmarge toegevoegd die overeenkomt met één graad van intensiteit op de MSK-schaal. Tenslotte wordt de maximale versnelling op grondniveau (PGA) afgeleid uit de correlatiecurves intensiteit-maximale versnelling op de grond, en dit voor alle trillingsfrequenties. Dit wordt het spectrum genoemd.

Vroeger was de deterministische methode de algemeen gangbare aanpak bij een seismische studie. Tegenwoordig wordt de probabilistische methode (PSHA) toegepast. Bedoeling van die methode is na te gaan wat de ergst denkbare aardbeving is voor de seismische zone waartoe de nucleaire site behoort.

De Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB) heeft nagegaan of de seismische gegevens van de ontwerpbasis nog gelden en tegen welke aardbeving de site van Doel minimaal bestand moet zijn.

Uit deze studie blijkt dat de waarde gebruikt in de ontwerpbasis van de nucleaire eenheden, nog steeds voldoet.

2.5.1. Geologie

2.5.1.1. Geologie van de streek

De streek van Doel maakt deel uit van de noordrand van het Brabants Massief, dichtbij het Kempisch Bekken. In dit landsdeel ligt het Brabants Massief onder een post-Paleozoïsche deklaag bestaande uit een dunne laag uit het Krijt en uit het Cenozoïcum.

Dit massief strekt zich vanaf de kuststreek naar het zuidoosten uit langsheen een as Oostende – Gent – Brussel volgens een globaal noord-noordoosten (NNO) gerichte helling. Het bestaat uit gesteenten uit het Cambrium-Siluur en vertoont globaal een anticlinale structuur. Deze oude gesteenten worden ook aangetroffen in de diepe ondergrond van het Kempische Bekken waar ze het onderliggend plateau vormen van de gesteenten uit het Devoon en uit het Carboon. Indien geen rekening gehouden wordt met de hoger gelegen deklagen vormt de uitbreidingsgrens van de gesteenten uit het Devoon en Carboon per definitie de overgang tussen het Massief van Brabant en het Bekken van de Kempen.

In de omgeving van Doel is de ongeveer 600 m dikke post-Paleozoïsche deklaag boven op de Primaire Cambrische sokkel samengesteld uit een gesteenteachtige horizon uit het Krijt met daarboven een aanzienlijke sequentie van losse sedimenten (zand en klei) uit het Tertiair en vervolgens lagen uit het Quartair.

Het uittreksel van de officiële geologische kaart alsook de kaarten en schematische geologische profielen situeren het desbetreffende gebied in zijn geologische en structurele context.

2.5.1.2. Geologie van de vestigingsplaats

Negen boringen uitgevoerd in het kader van een geologische en geotechnische verkenningscampagne van 1986 en 1987 laten toe om de tot op een diepte van 175 m aangetroffen lagen te omschrijven. Vier nieuwe boringen van juli 1998 vervolledigen deze gegevens tot op de sokkel uit het Cambrium-Siluur.

Ter hoogte van de terreinen, op de linkeroever van de Schelde, en opeenvolgend van hoog naar laag zijn de volgende lagen aangetroffen:

• Hydraulische ophoging: dikte tussen 4 en 8 m, voornamelijk samengesteld uit toegevoegd zand.

• Quartaire afzettingen, die grote laterale faciëswisselingen en grote verschillen in dikte vertonen en samengesteld zijn uit recente sedimenten (zware polderklei, zandhoudende rivierafzettingen, turflagen, fijne zanden…) alsook uit dekzanden en/of eolische zanden.

• Tertiaire afzettingen: in boringen vanaf peil –8 m bereikte zand- en kleihoudende sedimenten met opeenvolgend de lithostratigrafische eenheden van de Zanden van Lillo, Zanden van Kattendijk en Berchem, de Klei van Boom (tussen de peilen -40 m en -124,5 m), het klei-zandhoudend Complex van Kallo, de Zanden van Wemmel en van Lede en vervolgens de fijne zanden van het Paniseliaan, de Kleien van het Ieperiaan en de Zanden en kleien van het Landeniaan.

• Secundaire afzettingen: krijtachtige formaties uit het Krijt op ongeveer 512 m diepte.

• Primaire afzettingen: kwartsfyllades van de sokkel uit het Cambrium-Siluur vanaf een diepte van 675 m.

• Tot op ca. -10 m (absoluut), biedt de ondergrond weinig tot middelmatige weerstand. Vanaf ca. -10 m tot ca. -43 m is er een laag zeer compact zand. Vanaf -43 m tot ca. -95 m bestaat de ondergrond uit hypercompacte Boomse klei.

Bijkomende grondstudies zullen in het kader van de voorbereidende werken worden voorzien.

2.5.2. Seismologie

Het is een algemene vaststelling dat in het noordoostelijk deel van Europa de seismische activiteit lager is dan in de rest van de wereld. Doel maakt deel uit van het Londen-Brabant Massief. Het Brabant Massief is in het noorden, oosten en zuiden begrensd door een kolenscherm. Dit scherm scheidt het massief in het noorden af van de Graben van de Beneden-Rijn, in het zuidoosten van het Ardeens Massief, in het zuiden en zuidwesten van het Bekken van Parijs.

2.5.2.1. Aardbevingen

Deze paragraaf wordt in detail beschreven in §2.5.2 van het veiligheidsrapport Doel 4 [1].

De meer dan 500 aardschokken die in België sinds de 4^de eeuw historisch bekend zijn, werden in de mate van het mogelijke door bepaalde intensiteitsgraden gekenmerkt. Hieruit werden door middel van empirische formules de overeenkomende hypocentrale diepten en sterktes (magnitudes) afgeleid. Enkel voor de meest recente aardbevingen werden deze parameters eveneens door opmetingen met instrumenten bepaald. Er werd een duidelijk verband gelegd tussen de historisch waargenomen aardbevingen en de breuklijnpatronen en/of geologische discontinuïteiten.

De seismische geschiedenis van Doel kan worden samengevat in één enkele aardbeving, namelijk deze van 11 juni 1938 (aardschok met epicentrum te Zulzeke-Nukerke). Deze aardbeving is een uitzonderlijk verschijnsel in de geschiedenis van de Belgische seismiciteit door de diepte van haar haard (onder de korst) en van haar uitzonderlijke hevigheid in ons geologisch tijdperk: de aardbeving had een kracht van 5,6 (vrij krachtig) op de schaal van Richter en had in het epicentrum een intensiteit VII (zeer sterk) op de MSK-schaal.

De zone van epicentra waartoe deze aardbeving, die de streek van Doel beïnvloedt, behoort, ligt ten zuidwesten van de anticlinaal van Brabant. De golven, uitgaand van de epicentra van oostelijk Henegouwen en het Luikse gewest, stuiten bij hun voortplanting naar Doel op het scherm gevormd door het kolenbekken. Dit feit verklaart de zwakke intensiteit van de schokken die in Doel bij deze aardbevingen werden waargenomen.

De aardbeving van 11 juni 1938 ligt op de as Diksmuide-Geraardsbergen-Oudenaarde-Tienen, die overeenkomt met een duidelijk gravimetrische anomalie-as. De smalle strook met breuken die zich langs deze as uitstrekt, scheidt twee verschillende zones: het Ardeens Massief dat zich verheft door de erosie en het Brabants massief, dat verzakt door de aanslibbing. Bovendien is deze strook in isostatisch onevenwicht onder de invloed van het verschil in isostatisch compensatieniveau tussen het noorden en het zuiden (60 km ten noorden en 20 km ten zuiden). De aardbevingen die ontstaan in de nabijheid van deze as bereiken hun maximumintensiteit in duidelijk afgelijnde zones, die noodzakelijk epicentrisch zijn.

Het zijn zones met ophogingen van basische, intrusieve rotsen, ten noorden van de as in kwestie.

Gezien de toenemende dikte van de losse aarde (1 000 m in Doel), die afkomstig zijn van de krijthoudende formaties die boven de noordelijke helling van de paleozoïsche sokkel uitsteken, kunnen de aardschokken zich vrij naar het noorden voortplanten doorheen Oost- en West-Vlaanderen, met een afnemende intensiteit van IV tot V in de streek van Antwerpen.

In de periode 2012 tot 2015 is er door de Koninklijke Sterrenwacht een bijkomende PSHA-studie uitgevoerd voor de site van Doel.

Uit alle studies blijkt dat een horizontale piekgrondversnelling (PGA) van 0,066 g PGA met retourperiode van 10 000 jaar omhullend is voor alle aardbevingen in de regio [11], [12].

2.6. Referenties

[1] ELECTRABEL, Veiligheidsrapport KCD4

[2] TRACTEBEL, SF²: External Hazards – Explosion, CNT-KCD/4NT/25301/000/04, juni 2019

[3] TRACTEBEL, SF²: External hazards - Radiological consequences of an accidental aircraft crash – ACL-1 Scenario, CNT-KCD/4NT/22355/002/04, maart 2019

[4] BEL-V, Guidance on the application of conservative and less conservative approaches for the analysis of radiological consequences, 2016-02-04-RK-5-4-2-EN, juni 2017

[5] US EPA, AERMOD Deposition Algorithms - Science Document (Revised Draft), maart 2004

[6] ELECTRABEL, Kerncentrale Doel Rapport Weerstandstesten, oktober 2011 [7] TRACTEBEL, SF²: External hazards – Methodology for the safety assessment

of extreme meteorological events and rare phenomena, CNT-KCD/4NT/0022503/000/07, juni 2019

[8] IMDC, SF² – LIC – Extreme maandtemperatuur v 2.0, I/NO/16085/16.012/TFR/2017

[9] TRACTEBEL, SF²: External hazards – Dispersion Coefficients consecutive to an Accidental Aircraft Crash – Doel, CNT-KCD/4NT/0024431/002/01, oktober 2019

[10] TRACTEBEL, SF²: External hazards - scope of and methodology for the safety assessment of accidental aircraft crash, CNT-KCD/4NT/0022246/000/08, januari 2019

[11] USNRC, RG 1.70 - Standard format and content of safety analysis reports for nuclear power plants, PWR edition, rev. 2, september 1975

[12] TRACTEBEL, SF² - Scope of and methodology for the safety assessment of the seismic hazard - KCD, CNT-KCD/4NT/0026498/000/00, september 2019

[13] IMDC, Eindrapport: Overstromings analyse Doel versie 5.0, I/RA/14267/18.182/GLE/, 16 okt 2019.