Eine erfolgreiche Wasserbohrung in der jordanischen Wüste
Die verantwortlichen Institutionen des jordanischen Wassersektors verfügen jedoch nicht über ausreichend Fachkompetenz sowie Erfahrungs- und Prozesswissen, um die im Bereich (Grund-)Wasserschutz heute und künftig durchzuführenden Aufgaben routiniert wahrzunehmen und einen integrierten Ressourcenschutz in die Praxis umzusetzen.
Ziel des Projektes ist es, den Schutz der jordanischen Wasserressourcen durch die Ausarbeitung und Umsetzung geeigneter Maßnahmen zu verbessern. Von zentraler Bedeutung sind dabei die Einrichtung von Grundwasserschutzgebieten und die Verankerung von Schutzaspekten in der Regionalplanung sowie in Standortgenehmigungsverfahren.
Die BGR unterstützt das Wasserministerium (MWI), seine nachgeordneten Behörden und andere Institutionen beim Aufbau entsprechender Fachkompetenzen im Bereich des Grundwassermanagements und –schutz und fördert die notwendige institutionelle Zusammenarbeit. Im Rahmen der aktuellen Projektphase wird die Einrichtung von Grundwasserschutzzonen in weiteren Gebieten unterstützt. Weiterhin wird das MWI bei der Ausarbeitung rechtlicher Grundlagen für die Schutzgebietsausweisung für Oberflächengewässer beraten. Mit der Ausweitung des Grundwasserschutzes wird der weiteren Verknappung der jordanischen Trinkwasserressourcen, erhöhten Gesundheitsrisiken und untragbaren Sanierungskosten im Falle von Kontaminationen präventiv begegnet. Damit leistet das Projekt einen Beitrag zur langfristigen Sicherung einer angemessenen und bezahlbaren Wasserversorgung der verschiedenen Nutzergruppen und insbesondere der ärmeren Bevölkerung.
Mit dem GIZ-Wasserprogramm bestehen enge Arbeitsbeziehungen.
Die vorgesehene Gesamtlaufzeit von 7 Jahren (2002–2009) gliedert sich in zwei Phasen von 3 bzw. 4 Jahren. Die Gesamtkosten des deutschen Beitrages werden auf 2,2 Mio. € geschätzt.
Projektbeiträge
Projektergebnisse
Dokumenttyp:
Projektbeitrag, | Thema:
Grundwasser
Jordanien gilt als eines der wasserärmsten Länder der Welt. Grundwasser ist die wichtigste Quelle für die Wasserversorgung Jordaniens. Bevölkerungswachstum, die zunehmende Verwendung von Grundwasser für Bewässerungszwecke und illegale Entnahmen haben den Druck auf die vorhandenen Grundwasservorkommen erhöht.
Deckblatt des jordanischen Wasserjahrbuchs für das hydrologische Jahr 2016-2017
Wasserjahrbuch
Im Rahmen dieser Aktivität wurden aktuelle hydrologische und hydrogeologische Daten gesammelt, ausgewertet, validiert, grafisch dargestellt und als Wasserjahrbuch veröffentlicht. In der Publikation sind Monitoringdaten in Form von Karten, Diagrammen, Grafiken und Trends dargestellt, die den Zustand der Wasservorkommen Jordaniens detailliert beschreiben.
Ein technisch-wissenschaftliches Team bestehend aus Mitarbeitern des Ministry of Water and Irrigation (MWI), der Water Authority of Jordan (WAJ) und des Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) hat im Rahmen einer Umfrage eine Bedarfsanalyse unter den relevanten Zielgruppen durchgeführt, um den Inhalt und die Struktur des Jahrbuchs festzulegen. Das Jahrbuch behandelt die Themenbereiche Meteorologie, Quellen, Staudämme, Grundwasser, Hydrochemie und Wasserinfrastruktur. Des Weiteren wurden die jährlichen Änderungen gegenüber den hydrologischen und hydrogeologischen Durchschnittsverhältnissen abgebildet. Das erste Wasserjahrbuch wurde für das Jahr 2016–2017 herausgegeben. In Zukunft sollen jährliche Updates vom MWI veröffentlicht werden.
Untersuchung der Grundwasservorkommen
Im Jahr 2017 wurde eine landesweite Bestandsaufnahme der Grundwasserverhältnisse, die zweite nach 1995, durchgeführt, um die aktuelle hydrogeologische Situation auf Grundlage der neuesten verfügbaren Daten darstellen und bewerten zu können. Mittels aktueller Wasserstandsmessungen wurde zunächst eine Grundwassergleichenkarte für den Hauptgrundwasserleiter (A7/B2) erstellt. Diese Karte diente als Basis für weitere thematische Karten, in denen der Flurabstand, die Wasserspiegelabsenkung seit 1995 und die wassererfüllte Mächtigkeit dargestellt werden. Mittlerweile wurden alle wichtigen Grundwasserleiter Jordaniens bearbeitet und anhand von Messungen die aktuelle Situation (Stand 2017) in Karten dargestellt.
Grundwassergleichenkarte des A7/B2-Aquifers im Oktober 2017
Die Ergebnisse zeigten ein kontinuierliches Absinken des Grundwasserspiegels in den überwachten Brunnen. Das Trockenfallen von Förderbrunnen und Quellen ist ein weiterer Indikator für den überaus kritischen Zustand der Grundwasserressourcen Jordaniens.
Vor allem im Norden des Landes sind die natürlichen Strömungsverhältnisse und die Grundwasserstände im A7/B2-Aquifer durch die hohen Entnahmeraten beeinflusst. Es hat sich ein regionaler Grundwassertrichter entwickelt, der zu einer Umkehrung der ursprünglichen Strömungsrichtung geführt hat.
Bereits 1995 wurden westlich von Mafraq Gebiete ohne Grundwasserführung kartiert. Diese Zone hat sich (Stand 2017) stark nach Westen erweitert. Große Gebiete entlang der Ausbissbereiche des A7/B2-Aquifers am Rand des Jordangrabens sind inzwischen trockengefallen.
Differenzenkarte der Grundwasserstände 1995–2017 des A7/B2-Aquifers
Eine Karte der Grundwasserstandsdifferenzen von 1995 und 2017 zeigte, dass nahezu der gesamte Westen des Landes von einer zusätzlichen Absenkung betroffen ist. In mehreren dichter besiedelten und landwirtschaftlich genutzten Gebieten sind Grundwasserabsenkungen von bis zu 100 Metern zu verzeichnen, die Förderhöhen um das Wasser an die Erdoberfläche zu bringen erreichen teilweise 300 m.
Unter den gegenwärtigen (Stand 2017) Bedingungen wird sich die Grundwasserabsenkung fortsetzen und die Ausdehnung der Bereiche ohne Wasserführung wird zunehmen. Infolgedessen ist in den kommenden Jahren eine beträchtliche Anzahl von Brunnen dem Risiko des Trockenfallens ausgesetzt und muss entweder aufgegeben oder vertieft werden.
Entscheidungsunterstützungssystem (DSS)
Um das MWI bei der strategischen Bewirtschaftung der Wasserressourcen zu unterstützen, wurde ein Entscheidungsunterstützungssystem, ein sogenanntes Decision Support System (DSS) mithilfe der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) und der BGR entwickelt bzw. erweitert. Es dient unter anderem dazu, die Auswirkungen der geplanten Maßnahmen bewerten zu können.
Das DSS besteht zum einen aus der zuvor entwickelten und regelmäßig aktualisierten nationalen Wasserplanungs- und Managementsoftware WEAP (Water Evaluation And Planning System), das die Wasserverteilungsprozesse im Wasserversorgungsnetz simuliert und zum anderen aus dem landesweiten numerischen Grundwasserströmungsmodell auf Basis von MODFLOW, das alle relevanten Grundwasservorkommen Jordaniens abschätzt und quantifiziert.
Grundwasserströmungsmodell
Das Grundwasserströmungsmodell umfasst die geologischen Gesteinseinheiten der Ram-Gruppe bis zu den Basalt und dem Alluvium mit hydraulisch unterschiedenen Grundwasserleitern und Grundwassergeringleitern. Das Grundwasserströmungsregime für die unteren Sandstein-Aquifere geht von einem Zufluss aus Saudi-Arabien und dem Irak sowie von einem Abfluss in das Tote Meer aus. Das Grundwasser der oberen Kalkstein- und Basalt-Aquifere wird durch Niederschläge gespeist und fließt in Wadis oder durch Quellen ab, insbesondere am Rand des Jordangrabens.
3D-Ansicht der hydrogeologischen Schichten im Grundwasserströmungsmodell von Jordanien
Das transiente Grundwassermodell simulierte den Zeitraum 1960–2017. Die beobachtete Absenkung des Grundwasserspiegels wurde unter Berücksichtigung der im Laufe der Zeit beträchtlichen Heterogenität der Entwicklung und der unterschiedlichen Grundwasserleiter in ganz Jordanien reproduziert. Betrachtet man einzelne Überwachungsbrunnen, stimmten die berechneten Absenkungen und Trends in frühen Simulationszeiten (80er Jahre bis 2010) ausreichend mit den beobachteten Daten überein. Die in jüngerer Zeit beobachteten starken Absenkungen wurden jedoch nicht durch die berechneten Grundwasserstände reproduziert. Die Hinzuziehung von Landnutzungsdaten und von Daten zum geschätzten Wasserbedarf von Pflanzen führte zu einer besseren Abschätzung der Grundwasserentnahmeraten (als nur durch die Summierung der genehmigten Entnahmeraten) und letztendlich zu berechneten Grundwasserständen, die mit den beobachteten Grundwasserspiegeln übereinstimmten. Dies war ein Indikator für die Annahme, dass in verschiedenen Bereichen illegale Entnahmen stattfanden. Das Modell reproduzierte die beobachteten hydraulischen Prozesse wie die Umkehrung der Fließrichtungen im Azraq-Gebiet, das Versiegen der Azraq-Quellen und den Rückgang der Abflussmenge im Zarqa-Fluss gut.
In der Summe stimmten die Ergebnisse des Modells gut mit den Ergebnissen der Grundwasserbestandsaufnahme überein und stützten die Ergebnisse.
Kopplung von WEAP und MODFLOW
Innerhalb von WEAP wird für jeden Grundwasserleiter ein festes Wasservolumen angenommen. Hydraulische Prozesse und Einschränkungen der Verfügbarkeit von Grundwasser aufgrund sinkender Wasserstände und trockenfallender Brunnen werden nicht berücksichtigt. Das Grundwassermodell und das WEAP-Modell wurden mit dem Software-Tool LinkKitchen gekoppelt, um die Ergebnisse von WEAP zu verbessern.
Die gekoppelten Modelle ermöglichen dem Benutzer die einfache Untersuchung mehrerer Szenarien, ohne das numerische Grundwasserströmungsmodell zu beeinträchtigen, da die Verbindungssoftware für jeden Zeitschritt sowie unterschiedliche Szenarien automatisch die grundwasserbezogenen Randbedingungen im Grundwassermodell festsetzt. Die Ergebnisse verschiedener Szenarien können mit WEAP analysiert und verglichen werden.
Die modellbasierten Vorhersagen werden in das strategische Management der Grundwasserressourcen einbezogen und sollten die Planung von Maßnahmen zur Eindämmung nachteiliger Entwicklungen möglichst unterstützen.
Bewertung
Die Ergebnisse der landesweiten Bestandsaufnahme der Grundwasserverhältnisse und die Ergebnisse des Grundwasserströmungsmodells flossen ein in die Publikation "Groundwater Resource Assessment of Jordan 2017". Der 150-seitige Bericht fasst den aktuellen (Stand 2017) wissenschaftlichen Kenntnisstand zur Situation des Grundwassers in Jordanien zusammen und enthält als Anlagen 13 hydrogeologische Übersichtskarten des Landes.
Weiterführende Literatur
Paper
GROPIUS, M., DAHABIYEH, M., AL HYARI, M., BRÜCKNER, F., LINDERMAIER F. & VASSOLO, S. (2022): Estimation of unrecorded groundwater abstractions in Jordan through regional groundwater modelling. – Hydrogeology Journal, 30, 1769–1787. DOI: 10.1007/s10040-022-02523-3
Fachberichte
BREULMANN, M., BRÜCKNER, F., TOLL, M., VAN AFFERDEN, M., BECKER, M.-Y., AL-SUBEH, A., SUBAH, A. & MÜLLER, R.A. (2019): Vulnerable water resources in Jordan: Hot spots. – Ministry of Water and Irrigation (MWI), Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR), Amman, Leipzig, Hanover: 51 pp.; ISBN 978-3-944280-09-7.
Download (PDF, 34MB, Datei ist nicht barrierefrei)
MWI & BGR (2019): Groundwater resource assessment of Jordan 2017. – Ministry of Water and Irrigation (MWI) & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR), Amman, Hanover: 154 pp.; ISBN 978-9923-9769-0-6.
ALMOMANI, T., AL SHRAYDEH, S., SHAKHATREH, H., ALROUD, R., BREZAT, A., OBAYAT, A., ATYEH, A., ALMASRI, M., ALTA'ANI, A., SA'AYDEH, H., SHAABAN, R., BANI KHALAF, R., SALEH, L., MASSADEH, F., AL-SALHI, S., BAHLS, R., ALHYARI, M., TOLL, M. & HOLZNER, K. (2018): Water Year Book – Hydrological year 2016–2017. – Project "Groundwater Resources Management of Jordan", Ministry of Water and Irrigation (MWI), Water Authority of Jordan (WAJ) & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR), Amman: 124 pp.
Download (PDF, 12MB, Datei ist nicht barrierefrei)
Karten
Wir empfehlen, die Dateien zunächst herunterzuladen und erst dann zu öffen, da nicht jeder Browser die Karten anzeigen kann.
ALSHRAIDEH, S., GROPIUS, M. & SHAHEEN, H. (2019): WEAP-MODFLOW Decision Support System (DSS) for Jordan. – 5th Arab Water Week 2019, 3–5 March 2019, King Hussein Bin Talal Convention Center, Dead Sea, Jordan.
BAHLS, R. & , AL-ROUD, R. (2019): Development of groundwater resources of Jordan from 1995 to present. – 5th Arab Water Week 2019, 3–5 March 2019, King Hussein Bin Talal Convention Center, Dead Sea, Jordan.
DAHABIYEH, M. & GROPIUS, M. (2019): Numerical Groundwater Flow Model of Jordan. – 5th Arab Water Week 2019, 3–5 March 2019, King Hussein Bin Talal Convention Center, Dead Sea, Jordan.
Filme
Groundwater resources of Jordan – Current status and outlookLink
How to make the invisible visible – Communication on groundwaterLink
