Die Räumliche Verteilung der Geohydraulischen Eigenschaften und Genese des Umm Er Radhuma Aquifers (Arabische Halbinsel)

Heiko Dirks1, Randolf Rausch2
1 Ingenieurges. Kobus und Partner
2 TU Darmstadt, Angewandte Geowissenschaften

10.3 in Hydrogeology of Arid and Semi-Arid Environments

Der Umm Er Radhuma Aquifer ist ein Karstaquifer aus tertiären Kalksteinen im Osten der Arabischen Halbinsel. Er enthält größtenteils fossiles Grundwasser, das intensiv genutzt wird. Er wird bis zu 400 m mächtig (Dirks et al. 2018). Geohydraulisch lässt er sich in der Vertikalen in 3 Zonen einteilen, entsprechend einer im oberen Bereich gut entwickelten und dann nach unten hin abnehmender Verkarstung der Kalksteine (El Alfy et al. 2018).

Mehr als durch lithologische Unterschiede wird diese Zonierung durch die Aquifergenese bestimmt. Die initiale Verkarstung wird für das Oligozän angenommen. Die Tieferlegung der Vorflut führte zu einem ersten Auftauchen der Umm Er Radhuma Formation kurz nach ihrer Bildung; sie definiert den oberen, gut verkarsteten Bereich der Formation (Epigene Verkarstung). Spätere epigene Verkarstungsphasen führten vor allem im obersten Aquiferbereich zur Aufweitung der Hohlräume.

Antiklinal-Strukturen (N-S und NE-SW streichend) sind nicht nur verantwortlich für die Öl und Gasvorkommen auf der Arabischen Halbinsel, sie haben auch die weithin homogenen Schichten der Umm Er Radhuma Formation überprägt. Entlang dieser Schwächezonen sorgten aufsteigende Gase für zusätzliche hypogene Verkarstung (Kempe et al. 2009) der Umm Er Radhuma Formation. Während in den unteren Aquiferbereichen die dadurch entstandenen Hohlräume oft voneinander isoliert blieben, wurde die Verkarstung im oberen Aquiferbereich punktuell oder linienhaft intensiviert. 

Eine Vernachlässigung der verschiedenen Verkarstungsstadien in ihrer vertikalen und lateralen Verteilung führt zu falschen räumlichen Verteilungen der geohydraulischen Aquifereigenschaften. Durch die Analyse von mehr als 100 Pumpversuchen (Hermes et al. 2014), Bohrungen, tektonischen Strukturen und der Berücksichtigung der Aquifergenese konnte der obere Aquiferbereich in 3 verschiedene laterale Verkarstungszonen unterteilt werden. Die Interpolation der Pumpversuchsergebnisse unter Berücksichtigung der verschiedenen Verkarstungszonen liefert nun ein wesentlich verbessertes Bild der räumlichen Verteilung der geohydraulischen Eigenschaften des Umm Er Radhuma Aquifers.



DIRKS, H., AL-AJMI, H., KIENAST, P., RAUSCH, R. (2018). Hydrogeology of the Umm Er Radhuma Aquifer (Arabian Peninsula). Grundwasser. 10.1007/s00767-017-0388-6.

EL ALFY, M., LASHIN, A., FARAJ, T., ALATAWAY, A., TARAWNEH, Q., AL-BASSAM, A. (2019): Quantitative hydro-geophysical analysis of a complex structural karst aquifer in Eastern Saudi Arabia. - Nature - Scientific Reports 9:2825

HERMES, C., RAUSCH, R., REICHERT, B., DIRKS, H. (2014). Analysis of Geohydraulic Properties of the "Upper Mega Aquifer-System" on the Arabian Peninsula from Pumping Test Data. 10.13140/RG.2.2.25077.83680.

KEMPE, S.; DIRKS, H.; BAUER, I. (2009): Hypogene karstification in Saudi Arabia. – In: Hypogene Speleogenesis and Karst Hydrogeology of Artesian Basins, Klimchouk, A. et al. (eds.), Institute of Speleology and Karstology, Special Paper 1