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Auswirkungen des urbanen Wasserkreislaufs auf die δ18O/δ2H Isotopensignatur eines Karstaquifers im semi-ariden Klima Nord-Jordaniens

Felix Grimmeisen1, Jochen Klinger1, Nico Goldscheider1
1 Abt. Hydrogeologie, Karlsruher Institut für Technolgie

O 9.3 in Urbane Hydrogeologie

29.05.2014, 16:00-16:20, H17, NW II

 

 

Zur Deckung des Trinkwasserbedarfs der Ballungszentren Nord-Jordaniens wie Amman oder Balqa werden bedeutende Mengen an Wasser, z.B. des Yarmouk-Flusses, mehr als 100 km nach Süden geleitet. Während der Großteil von jährlich etwa 60-70 Mio. m³/Jahr dieser Leitungswässer der Hauptstadt zur Verfügung stehen (Alkhoury et al. 2010), sind auch kleinere Städte wie Salt verstärkt auf diese Importe angewiesen, da lokale Ressourcen durch mangelndes Wassermanagement und starke Verschmutzung bei der verfügbaren Aufbereitungstechnologie nur limitiert ins Trinkwassernetz eingespeist werden können. Im Wadi Shueib kann die Stadt Salt mit 110.000 Einwohnern, etwa 20 km westlich von Amman, potentielle Trinkwasserquellen vor Ort nur noch zu etwa 50% nutzen. Zwei von drei verfügbaren Karstquellen mit einer durchschnittlichen Gesamtschüttung von 8 Mio. m³/Jahr sind aus technischen und Qualitätsgründen nicht verwendbar. Demzufolge müssen durchschnittlich 50% des Wasserbedarfs durch Importe ausglichen werden. Somit werden die Haushalte mit Mischwasser versorgt, das sich etwa zu gleichen Teilen aus einer Karstquelle (Baqqouria) sowie dem importierten Wasser zusammensetzt. Die Hydrogeologie der Quellen bestimmen tektonisch stark verformte und gestörte Kalkstein-Schluffstein-Formationen aus kreidezeitlichen marinen Sedimenten die dem wichtigsten Grundwasserleiter im Norden Jordaniens, dem Amman/Wadi As Sir Aquifer (Turon-Coniac), angehören (Margane et al. 2002).

Das Stadtgebiet von Salt liegt im Einzugsgebiet der Karstquellen und kennzeichnet damit die zentrale Problematik. Eine von Natur aus höhere Vulnerabilität von Karstgrundwasserleitern bei gleichsam mangelhaften Kanalisationssystemen sowie hohe Verluste im Leitungswassernetz führen hier zu einer Beeinflussung der Grundwasserqualität. Die Karstquelle (Hazzir) in nächster Nähe zum Stadtgebiet wird dabei am stärksten durch die urbanen (Ab-)Wässer beeinflusst, was sich in höherer elektrischer Leitfähigkeit, beständigen E. coli Belastungen sowie hohen Nitratkonzentrationen verdeutlicht. Diesen urbanen Einfluss spiegeln auch die δ18O/δ2H Isotopendaten wider, da der Einfluss der externen Trinkwasser-Ressource als künstlicher Anteil im Grundwasser erkennbar ist (vgl. Abb.1). Dabei wirken sich die saisonalen Effekte des semi-ariden Klimas sehr dynamisch aus. Während sich die Isotopensignaturen der Quellen im Winter durch Niederschläge angleichen, wird im Sommer der unterschiedlich starke urbane Einfluss auf die Quellen entsprechend gekennzeichnet mit zunehmendem Trend hin zur Signatur des Leitungswassers (tap water). Ohne den Einfluss der Niederschläge ändern sich die Isotopensignaturen der Quellen durch den verhältnismäßig erhöhten Einfluss aus Leckagen. Vereinfachte Mischungsrechnungen ermöglichen so, den Abwasser-Einfluss bzw. den Effekt der künstlichen Grundwasseranreicherung durch die Stadt besser zu quantifizieren.

Abb.1 δ18O/δ2H Isotopensignaturen kennzeichnen unterschiedliche Auswirkungen städtischer Abwässer auf die Wasserqualität von Karst-quellen im Wadi Shueib, Jordanien
Abb.1 δ18O/δ2H Isotopensignaturen kennzeichnen unterschiedliche Auswirkungen städtischer Abwässer auf die Wasserqualität von Karst-quellen im Wadi Shueib, Jordanien



Margane, A.,  Hobler, M., Almomani, M., Subah, A. (2002): Contributions to the Hydrogeology of Northern and Central Jordan.– Geol. Jb., C. 68; 52 p.;  Hannover.

Alkhoury, W., Ziegmann, M., Frimmel, F.H., Abbt-Braun, G. Salameh, E. (2010): Water quality of the King Abdullah Canal/Jordan-impact on eutrophication and water disinfection.– Toxico-logical & Environmental Chemistry, 92: 5, p. 855-877; London (Taylor & Francis).



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Letzte Änderung 31.10.2013