Uni-Bayreuth

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Zur Hydrogeologie des „Oberen Mega-Aquifer-Systems“ auf der Arabischen Halbinsel

Randolf Rausch1, Heiko Dirks2, Tilman Mieseler2, Tobias Fuest2, Hussain Al Ajmi3
1 Water Resources Studies, GIZ International Services
2 Dornier Consulting
3 Ministry of Water & Electricity

P 10.9 in Hydrogeologie arider Gebiete

Mit einer Ausdehnung von etwa 1.860.000 km2 ist das Obere Mega-Aquifer-System auf der Arabischen Halbinsel eines der größten Aquifer-Systeme der Welt. Es besteht aus mehreren Festgesteinsaquiferen (Sandstein- und Karstaquiferen), die miteinander unvollkommen hydraulisch verbunden sind. Hauptaquifere sind der Sandsteinaquifer des Wasia-Biyadh und die Karstaquifere des Umm Er Radhuma und Dammam. Aufgrund der guten Wasserqualität und der hohen Ergiebigkeit wird das Grundwasservorkommen intensiv genutzt, was zum Aufbrauch der Grundwasserressourcen führt.

Die generelle Grundwasserfließrichtung erfolgt von Südwest nach Nordost. Dies gilt für alle Aquifere innerhalb des Aquifer-Systems, wobei große Differenzen in den Piezometerhöhen zwischen den einzelnen Aquiferen auftreten. Die Vorfluter sind vor allem Küsten- und Inlandsabkhen. Das Euphrat-Tigris Becken, der Arabische Golf, sowie wenige Quellen im Osten der Arabischen Plattform sind von nachgeordneter Bedeutung.

Isotopenuntersuchungen des Grundwassers ergaben maximale Verweilzeiten von 20.000 bis 30.000 Jahren. Das Grundwasseralter nimmt in Fließrichtung zu, die höchsten Alter werden an der Küste des Arabischen Golfs und in Bahrain gemessen. Im Ausbissbereich findet sich aber auch Tritium im Grundwasser, was eine rezente  Grundwasserneubildung belegt. Untersuchungen stabiler Isotope (Sauerstoff-18 und Deuterium) zeigen, dass das Grundwasser im Wesentlichen zu Zeiten gebildet wurde, als das Klima feuchter und kühler als heute war.

Die Grundwasserqualität entwickelt sich generell von West nach Ost zunächst entsprechend der Chebotarev-Sequenz. Der Lösungsinhalt steigt dabei kontinuierlich von den Gebieten der Grundwasserneubildung (1.000 – 2.000 mg/L) hin zum Abstrom in den Arabischen Golf und das Euphrat-Tigris Becken (5.000 – 10.000 mg/L). Schon im Ausbissbereich ist das Grundwasser meist karbonatgesättigt. Entlang des Fließweges wird die Evaporitlösung immer wichtiger, mit steigendem Lösungsinhalt werden Calcium und Sulfat die häufigsten Ionen. Ionenaustausch führt auch nach Erreichen der Gipssättigung weiter zum Anstieg der Salinität, das Grundwasser entwickelt sich im Osten der Arabischen Plattform zu einem Natrium-Chlorid-Wasser.

In den letzten Jahrzehnten hat der Mensch massiv in den Wasserhaushalt des Oberen Mega-Aquifer-Systems eingegriffen. Vor allem Grundwasserentnahmen für die landwirtschaftliche Bewässerung haben einen großen Einfluss auf die Wasserbilanz. Heute werden dem Aquifer System etwa 100 m3/s entnommen 70 % davon zur landwirtschaftlichen Bewässerung. Grosse Grundwasserabsenkungen (>150 m), versiegen der natürlichen Quellen und eine Verschlechterung der Wasserqualität sind die Folge. Ein modernes Integriertes Grundwasser Management des Aquifer-Systems ist dringend notwendig. Die dargestellte qualitative und halbquantitative Beschreibung der Hydrogeologie und des Wasserhaushalts ist Grundlage dafür.

Letzte Änderung 04.07.2013