Hydrochemische und -isotopische Charakterisierung des tiefen Ohangwena Aquifers im Kalahari-Becken, nördliches Namibia

Roland Bäumle1, Paul Königer1
1 Fachbereich 2.3 Grundwasserressourcen, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)

10.4 in Hydrogeology of Arid and Semi-Arid Environments

28.03.2020, 09:45-10:00, Händel-Saal

Vor rund 20 Jahren wurde der sogenannte Ohangwena-2 (KOH‑2) Grundwasserleiter im Norden Namibias (zwischen 17,3 ‑ 18,0 °S und 16,0 ‑17,3 °O) in Tiefen zwischen 250 und 350 m entdeckt. Der KOH‑2-Aquifer ist Teil des Cubango-Megafans, der im Grenzgebiet zwischen Angola und Namibia in Nord-Süd verlaufender Richtung im Kalaharibecken abgelagert wurde. Das Grundwasservolumen auf namibischem Gebiet wird konservativ auf 20 x 109 m³ geschätzt. In der semiariden Region, die durch starke Schwankungen der Niederschlagsmengen sowie hohe Evaporationsraten mit damit verbundener Versalzung gekennzeichnet ist, verbindet sich mit der Entdeckung des tiefen Grundwasserstockwerks die Hoffnung, die Trinkwasserversorgung auch bei Klimawandel langfristig sicherzustellen. Allerdings sind die Neubildungsmechanismen und Fließrichtungen innerhalb des KOH‑2 weitestgehend ungeklärt.

Ziel dieser Studie ist es, mittels hydrochemischer und Isotopen- Untersuchungen das Verständnis hydraulischer Wechselwirkungen und des hydrogeologischen Aufbaus des im Cubango Megafan entwickelten mehrschichtigen Aquifersystems zu verbessern. Speziell soll die Altersverteilung der unterschiedlichen Grundwässer bestimmt werden. Ein übergeordnetes Ziel ist die Altersdatierung mit den langlebigen Radionukliden 4He und 81Kr und 36Cl sowie die Prüfung der Zuverlässigkeit dieser Nuklide zur Datierung von alten Grundwassern. Mit Hilfe gelöster atmosphärische Edelgase (Ne, Ar, Kr und Xe) im Grundwasser soll zusätzlich die Temperatur während der Grundwasserneubildung (Edelgastemperatur) abgeschätzt werden

Im März 2019 wurde eine umfassende Feldkampagne durchgeführt, die acht Tiefbohrungen des KOH‑2-Aquifers umfasste (Fig. 1). Das scheinbare Grundwasseralter wird aus Gas- und Wasserproben unter Verwendung von 85Kr/81Kr, 4He, 14C und 36Cl sowie der Edelgasthermometrie bestimmt. Die Ergebnisse werden mit früheren Daten zur Hydrochemie und Isotopengehalten im Rahmen einer geostatischen Auswertung umfassend analysiert. Die ermittelten 14C- Gehalte nahe der Bestimmungsgrenze weisen darauf hin, dass die die scheinbaren Grundwasseralter deutlich jenseits der Bestimmungsgrenzen der Radiokohlenstoffmethode von ca. 35 ka liegen. Die Auswertung der stabilen Isotope und der gelösten Edelgasgehalte geben Hinweise auf deutlich kühlere Klimabedingungen während der Neubildung. Das Grundwasser des KOH‑2 unterscheidet sich in Bezug auf Grundwasserchemismus und Isotopengehalte signifikant von Grundwasserkörpern im Hangenden und dem sich im Süden angrenzenden Oshivelo-Aquifer. Eine hydraulische Verbindung zu diesen benachbarten Grundwassersystemen ist folglich eher unwahrscheinlich.

Die Untersuchungen sind Teil des von der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA) koordinierten internationalen Forschungsprogramms "Use of Longlived Radionuclides for Dating Very Old Groundwaters" (F33023).




Bäumle, R., Himmelsbach, T. & Noell, U. (2018): Hydrogeology and geochemistry of a tectonically controlled, deep-seated and semi-fossil aquifer in the Zambezi Region (Namibia). Hydrogeology Journal, 27(3), 885-914, doi:10.1007/s10040-018-1896-x.
Lindenmaier, F., et al. (2014): Structure and genesis of the Cubango Megafan in northern Namibia: implications for its hydrogeology. Hydrogeology Journal, 22(6), 1307-1328, doi:10.1007/s10040-014-1141-1.
Wanke, H., Gaj, M., Beyer, M., Koeniger, P. & Hamutoko, J. (2018): Stable isotope signatures of meteoric water in the Cuvelai-Etosha Basin, Namibia: Seasonal characteristics, trends and relations to southern African patterns, doi:10.1080/10256016.2018.1505724.



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