TZ Jemen: IWRM-Geo-Umweltinformationen und Monitoring

Beitrag zum Projekt:

• Jemen - Integrierte Bewirtschaftung der Wasserressourcen (IWRM) – Geo-Umweltinformationen und Monitoring (Phase III)
• Yemen - Integrated Water Resources Management (IWRM) – Geo-Environmental Information and Monitoring (Phase III)

Hintergrund

Die Republik Jemen liegt im Süden der Arabischen Halbinsel. Bis auf den Küstenstreifen mit subtropischen Klima, handelt es sich um ein semiarid bis arides Hochland. Der durchschnittliche jährliche Niederschlag liegt zwischen 100 mm an den Küstenregionen und im östlichen Landesinneren und > 1000 mm im westlichen Hochgebirge. Der meiste Niederschlag fällt während der beiden Regenzeiten zwischen März und Mai, sowie Juli und September.

Abb. 1: BGR Projektgebiete Quelle: BGR

Der Wasserverbrauch im Jemen übersteigt die natürliche Erneuerung, was durch ein Bevölkerungswachstum von mehr als 3% weiter intensiviert wird. Zusätzlich verschärft sich die Lage durch die ineffiziente Wassernutzung besonders im Bereich der Landwirtschaft, wofür bis zu 90% der Wasserressourcen verbraucht werden. Der Hauptanteil wird dabei für die Bewässerung des Qat Drogenanbaus verwendet. Eine Trendwende zu anderen, weniger wasserintensiven Anbauarten ist nicht in Sicht.

Die Übernutzung führt zu Absenkungen der Grundwasserspiegel von bis zu mehreren Metern pro Jahr.

Mangelhafte Verfügbarkeit zuverlässiger Daten, unzureichende Kenntnis verfügbarer Grundwasservorkommen sowie mangelnde Überwachung der Grundwassersituation erschweren das nachhaltige Management der Grundwasserressourcen. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) unterstützt daher im Projekt „Integriertes Wasserressourcen-Management (IWRM) — Geo-Umweltinformationen und Monitoring“ die Nationale Wasserbehörde des Jemens (NWRA) bei der Erfassung und Auswertung von Geo-Umweltinformationen. Die aktuellen Schwerpunkte des Projektes sind Arbeiten zum nationalen Daten-Informations-System, Grundwassermonitoring und zur Grundwasserqualität.

Methoden

Abb. 2: Organisationsstruktur des NWRMIS Quelle: BGR

In der vorherigen Projektphase wurde ein nationales Daten-Informations-System (NWRMIS) aufgebaut, in dem alle Daten im Zusammenhang mit dem IWRM gespeichert werden. Die Hauptaktivität in der laufenden dritten Phase liegt in der Verankerung der Datenbank in der NWRA. Um eine vollständige Implementierung des neuen Datenbanksystems auch in Außenstellen der NWRA zu garantieren, wird an einer Zweigstellenversion gearbeitet, die im Juni 2013 in die Testphase gehen soll. Abbildung 2 zeigt die Organisationsstruktur des Datenbanksystems.

Die Arbeiten zum Grundwassermonitoring konzentrieren sich auf vier Projektgebiete (Abbildung 1), das Amran Becken (1607 km²) nordwestlich von Sana'a, das Ibb Becken (775 km²) im südlichen Hochland und die beiden Projektgebiete, die in der südlichen Küstenebene am Golf von Aden liegen, das Wadi Tuban (535 km²) und das Abyan Delta (750 km²).

In diesen Gebieten wurden zur Verbesserung des Grundwassermonitorings 34 automatische Datenlogger installiert. Beckenweite Stichtagsmessungen ergänzen die Aufzeichnungen. Zusätzlich wird in den Küstenregionen in einigen Messstellen die elektrische Leitfähigkeit als Kontrollgröße für den Salzgehalt des Wassers gemessen, um die ständig voranschreitende Salzwasserintrusion zu beobachten.

Ein großes Problem ist das Fehlen NWRA-eigener, speziell für das Monitoring erstellter Messstellen mit Basisinformationen (Messstellenausbau, lithologisches Profil der Bohrungen), weshalb sich ein verlässliches und aussagekräftiges Grundwassermonitoring sehr schwierig gestaltet. Aufgrund der instabilen politischen Situation konnten außerdem seit Januar 2011 keine Arbeiten im Bereich Grundwassermonitoring ausgeführt werden.

Ergebnisse

Abb. 3: Ganglinienkarte Quelle: BGR

In einem ersten Schritt wurden die vorhandenen sowie die neu gemessenen Grundwasserstandsdaten aus den 4 Projektgebieten gesammelt und ausgewertet. Abbildung 3 zeigt beispielhaft eine Übersichtskarte der Aufzeichnungen aus dem Amran Becken seit Juni 2005. Die Daten der Stichtagsmessung vom Juni 2013 wurden hinzugefügt, um einen ersten Hinweis auf die Entwicklung während der letzten 2 Jahre zu erhalten, da das Auslesen der Loggerdaten sich momentan als problematisch darstellt.

Besonders im Hochland wird der Abfall des Grundwasserspiegels an diesem Beispiel verdeutlicht. In einigen Gebieten ist die Absenkung von durchschnittlich 2 Metern pro Jahr noch wesentlich gravierender, sodass einige der Brunnen mittlerweile trocken gefallen sind. Ein vergleichbarer, kaum positiverer Trend lässt sich in den anderen Projektgebieten bis 2010 ebenfalls erkennen. Da es jedoch aus diesen Gebieten aufgrund der politischen Lage noch keine aktuellen Messergebnisse gibt, ist eine weitergehende Aussage bislang nicht möglich.

Die Qualität des Grundwassers wird nicht nur durch zunehmende Versalzung besonders in den Küstenregionen beeinträchtigt, sondern auch durch Schadstoffe aus vielen weiteren Kontaminationsherden. Verursacher sind im Jemen vor allem: Mülldeponien, Klärgruben, Tankstellen, Ledergerbereien, Schlachthöfe (Abbildung 4), Kläranlagen, Förderanlagen für Öl, Krankenhäuser, Farmen und Pestizide.

Abb. 4: Schlachthof in der Hauptstadt Sana’a Quelle: BGR

Beim Grundwassermonitoring unterstützt die BGR den Partner durch die Erstellung von Richtlinien, die auf die spezifischen Parameter bei den jeweiligen Kontaminationsherden eingehen. Trainingsmaßnahmen zeigen die Herangehensweise für das richtige Monitoring an den jeweiligen Kontaminationsstandorten. Dazu gehört auch die standardisierte Probenahme im Gelände als Grundlage für chemische Untersuchungen im Labor. 

In den Küstenregionen werden die knappen Frischwasserressourcen durch eine zunehmende Salzwasserintrusion bedroht. Abbildung 5 zeigt beispielhaft entsprechende Ergebnisse für das Abyan Delta. Dargestellt ist die Änderung der Grundwasserstände zwischen November 2008 und Oktober 2010 sowie die im Oktober 2010 gemessenen Leitfähigkeitswerte.

Abb. 5: Abyan Delta - Differenz der Grundwasserstände Quelle: BGR

Eine Absenkung des Grundwasserspiegels erfolgt hauptsächlich im Inneren des Deltas, nur im nördlichen Gebiet sowie direkt an der Küste erfolgt ein Anstieg des Grundwasserspiegels. Während im nördlichen Gebiet voraussichtlich die Grundwasserneubildung der entscheidende Faktor dafür ist, dürfte der Anstieg im Küstenbereich durch abnehmende Entnahmen zu erklären sein, da aufgrund der zunehmenden Versalzung (> 6000 µS/cm) das geförderte Wasser nicht mehr zur landwirtschaftlichen Bewässerung geeignet ist.

Für das angestrebte nachhaltige Management und den Schutz der knappen Wasserressourcen sind realistische und quantitative Wasserbilanzen notwendig. Diese können das dramatische Missverhältnis zwischen Verbrauch und Neubildung aufzeigen. Da die Sicherheitslage keine Geländearbeiten erlaubt, zeigt die folgende Tabelle nur eine erste grobe Bilanzschätzung in drei Projektgebieten. Die Gesamtentnahme basiert auf Ergebnissen früherer Untersuchungen aus den Jahren 2000 und 2007. Für die Ermittlung des jährlichen Verlusts an gespeichertem Grundwasser wurden die Grundwasserstandsdifferenzen 2008 bis 2010 verwendet. Die Grundwasserneubildung ergibt sich als Differenz der beiden Werte.

Tabelle 1: Vergleich der Projektgebiete zur Gesamtentnahme, Grundwasserneubildung und zum Verlust an gespeicherten Grundwasser in Millionen Kubikmeter pro Jahr.

Projektgebiet	Gesamtentnahme Mm³/a	Entnahme aus dem Grundwasserspeicher Mm³/a	Grundwasserneubildung Mm³/a
Abyan Delta	124	28	96
Wadi Tuban	162	50	112
Amran Basin	97	81	16

Aufgrund der Gesamtsituation im Jemen (politisch, administrativ, finanziell) ist es für die Nationale Wasserbehörde NWRA weiterhin schwierig, ihre grundlegenden Aufgaben zu erfüllen. Dazu gehört auch die Verbesserung der Datengrundlage (u. a. Monitoring von Grundwasserständen und –qualität, Informations- und Datenflüsse zwischen staatlichen Institutionen auf dem Wassersektor). Bis zu einer Stabilisierung der politischen Situation basieren die Handlungsempfehlungen daher im Wesentlichen nur auf bereits vorhandenen Daten. Die Verbesserung einer flächendeckenden Datengrundlage und der Einsatz des Qualitätsmanagements im nationalen Daten- und Informationssystem NWRMIS behalten höchste Priorität.