TZ Sambia: Grundwasserressourcen für die Südprovinz

Beitrag zum Projekt:

• Sambia – Grundwasserressourcen für Lusaka und ausgewählte Einzugsgebiete (Phase III)
• Zambia - Groundwater Resources Management Support Programme (GReSP)

Abb. 1: Lage des Projektgebiets Quelle: BGR

Hintergrund
Die Südprovinz erstreckt sich über eine Fläche von 85.500 km² und ist eine der am meisten von Dürren betroffenen Regionen Sambias (Abbildung 1). Das tropisch kontinentale Hochlandklima ist durch eine anfangs kühle, dann aber zunehmend heiße Trockenzeit von Mai bis Oktober und eine Regenzeit von November bis April gekennzeichnet. In der Südprovinz stellen die Regenmengen mit 650 – 800 mm das landesweite Minimum des mittleren jährlichen Niederschlags dar. Die Verteilung des Niederschlags während einzelner Regenereignisse und der Regenzeit ist sehr variabel. Aufgrund dieser klimatischen Gegebenheiten stellt der Regenfeldbau eine sehr unzuverlässige Versorgungsquelle für die Bevölkerung dar.

Teile der Südprovinz liegen im Einzugsgebiet zweier großer Flüsse Sambias, dem Zambesi, mit dem Kariba-Reservoir an der südlichen und östlichen Grenze, und dem Kafue im Norden. Während der lang anhaltenden Trockenzeiten versiegen jedoch die meisten Zuflüsse (Abbildungen 2a + 2b) und die große Mehrheit der Bevölkerung der Südprovinz ist auf die Wasserversorgung durch kleine Staudämme oder durch Grundwasser angewiesen. Grundwasser stellt hier die einzige verlässliche und sichere Süßwasserressource dar, da sie das ganze Jahr über verfügbar ist. Trotz seiner großen Bedeutung ist die Nutzung des Grundwassers bisher nicht reguliert. Gesetzliche Vorschriften zum Grundwassermanagement wurden zwar bereits entworfen und ins Parlament zur Lesung eingebracht, sind aber noch nicht ratifiziert worden.

Hydrogeologische Methoden
Um die Nutzung des Grundwassers auf einer gesetzlichen Grundlage regulieren und überwachen zu können und somit ein integriertes und nachhaltiges Management der nationalen Wasserressourcen zu gewährleisten, werden korrekte und aktuelle Informationen zu Oberflächen- und Grundwasser benötigt. Dies beinhaltet eine umfassende Bestandsaufnahme der Grundwasserressourcen und ihrer aktuellen Nutzung, ein verbessertes Verständnis der Grundwassersysteme und deren Interaktionen mit dem Oberflächenwasser sowie eine kontinuierliche und erweiterte Beobachtung der Grundwasserstände und der Grundwasserqualität.

Abb. 3: Grundwasserinformationssystem Quelle: BGR

Das BGR-Grundwasserprojekt begann im Mai 2005 und zielt darauf ab, in der Provinz ein effektives Grundwasserressourcenmanagement zu ermöglichen und die administrativen sowie technischen Fähigkeiten im sambischen Wassersektor zu stärken. Als integraler Teil des Projekts wurde ein Grundwasser-Informationssystem beim Department of Water Affairs (DWA) entwickelt, das aus einer Grundwasserdatenbank und einem Geographischen Informationssystem (GIS) besteht (Abbildung 3). In der Datenbank sind Informationen zu 3.000 Wasserstellen einschließlich der von Hand gegrabenen Brunnen, Bohrlöchern, Quellen und nicht erfolgreichen Grundwasser-Explorationsbohrungen abgespeichert. Weiterhin enthält die Datenbank Informationen aller größeren hydrogeologischen Untersuchungen, die seit der Mitte der 1970er Jahre durchgeführt wurden, und verbindet generelle Informationen (wie Ort, Typ und Zweck der Wasserstelle) mit umfassenden und detaillierten technischen Informationen zur Grundwasserhydraulik, zum Bohrlochdesign, zur Geologie und zur Grundwasserqualität.

Abb. 4: Grundwassergleichenkarte Quelle: DWA/BGR

Um die hydrogeologischen Verhältnisse flächendeckend darstellen zu können, wurden drei hydrogeologische Karten im Maßstab 1:250.000, die über 75% der Provinz abdecken, und eine detaillierte Karte im Maßstab 1:100.000 erstellt. Die Karten stellen die lokale Wassernutzung, den lithologischen Aufbau, die hydraulischen Eigenschaften und die Potentiale der Grundwasserleiter dar. Das Design und die Legende der Karten fußen auf internationalen Richtlinien und können als nationaler Standard für Grundwasserkarten anderer Regionen übernommen werden. Weitere thematische Spezialkarten bilden den regionalen Grundwasserfluss (Abbildung 4) und Einzugsgebiete von Oberflächengewässern (Abbildung 5) ab, die durch ein digitales Höhenmodell (Auflösung 90 x 90 m) generiert wurden. Das entwickelte Grundwasser-Informationssystem und die thematischen Karten unterstützen die Bemühungen, die Grundwasserressourcen der Südprovinz besser zu erkunden, nachhaltiger zu bewirtschaften und besser zu schützen.

Ergebnisse
Die zusammengestellten hydrogeologischen Informationen wurden evaluiert und interpretiert, um Grundwassersysteme zu identifizieren und deren Potential besser beurteilen zu können.

Abb. 5: Flusseinzugsgebiete Quelle: DWA/BGR

Ungefähr zwei Drittel der Provinz bestehen aus Festgesteinen, u.a. aus präkambrischem Grundgebirge, klastischen Ablagerungen und Basalten der Karoo-Abfolge (Perm bis frühes Jura), deren Reste von Lockergesteinen aus angeschwemmten Sedimenten und Kalahari-Sanden bedeckt werden. Die meisten Gesteinsformationen können als heterogen charakterisiert werden, d.h. ihre Eigenschaft Grundwasser zu speichern und abzugeben ist räumlich sehr variabel. Dies ist einer der Gründe, warum mehr als eine von fünf im Verlauf größerer Explorationsvorhaben niedergebrachten Bohrungen kein Wasser antraf. Durch eine verbesserte Planung unter Verwendung des im Rahmen des Projektes erstellten Grundwasserinformationssystems und möglicherweise auch durch die Verwendung neuerer geophysikalischer Methoden könnten die Erfolgsraten von Erkundungsvorhaben verbessert werden.

Abb. 6: Hauptgrundwasserleiter Quelle: DWA/BGR

Die statistische Analyse der verfügbaren hydrogeologischen Daten zeigt, dass das Grundwasserpotential in der Südprovinz generell begrenzt ist (Abbildung 6). Lediglich in einigen geologischen Einheiten wie bspw. den Karoo-Sandsteinen und -Basalten, den alluvialen Ablagerungen der Kafue Flats und den Kalk-Silikatgesteinen in der Mazabuka/Magoye-Region sind die Grundwasserverhältnisse deutlich besser. Für eine Landwirtschaft im industriellen Stil sind die Grundwasservorkommen grundsätzlich nicht ausreichend. Die Grundwasserqualität ist generell gut, doch in der Nähe großer Siedlungen kommt es aufgrund schlechter Sanitärverhältnisse zu mikrobiologischen Belastungen. Trotz dieser Einschränkung reichen die Grundwasserressourcen aus, um die Wasserversorgung für die ländliche und kleinstädtische Bevölkerung langfristig zu sichern, wenn sie nachhaltig bewirtschaftet werden.

Literatur:

Fachberichte:

• BÄUMLE, R., NEUKUM, C., NKHOMA, J. & SILEMBO, O. (2007): The Groundwater Resources of Southern Province, Zambia. - Technical report Vol. 1, prepared by Department of Water Affairs (DWA), Zambia & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR); Unpubl. report, BGR archive no. 0127518, 132 p., 64 fig., 27 tab.; Hannover - Lusaka. (PDF, 6 MB)
• BÄUMLE, R., NKHOMA, J., SILEMBO, O. & NEUKUM, CH. (2007): Groundwater resources for Southern Province, Zambia – A brief description of physiography, climate, hydrology and groundwater systems of the Southern Province. - Department of Water Affairs (DWA), Zambia & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR); 53 pp; Hannover - Lusaka (Printech). (PDF, 5 MB)
• NKHOMA, J. & BÄUMLE, R. (2007): Groundwater resources for Southern Province, Zambia – A manual with explanations for the use of the hydrogeological maps. - Department of Water Affairs (DWA), Zambia & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR); 20 pp; Hannover - Lusaka (Printech). (PDF, 2 MB)

Hydrogeologische Karten:

• BÄUMLE, R., NKHOMA, J. & SILEMBO, O. (2007): Hydrogeological Map of Zambia, Southern Province: Map Sheet Kafue Flats and Southern Tributaries 1:250,000. - Department of Water Affairs (DWA), Zambia & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR); 1st ed.; Hannover - Lusaka.
• BÄUMLE, R., NKHOMA, J. & SILEMBO, O. (2007): Hydrogeological Map of Zambia, Southern Province: Map Sheet Northern Kariba Lake and Kafue Gorge 1:250,000. - Department of Water Affairs (DWA), Zambia & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR); 1st ed.; Hannover - Lusaka.
• BÄUMLE, R., NKHOMA, J. & SILEMBO, O. (2007): Hydrogeological Map of Zambia, Southern Province: Map Sheet Southern Kariba Lake and Kalomo 1:250,000. - Department of Water Affairs (DWA), Zambia & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR); 1st ed.; Hannover - Lusaka.
• BÄUMLE, R., NKHOMA, J. & SILEMBO, O. (2007): Hydrogeological Map of Zambia, Southern Province: Map Sheet Lusitu Catchment 1:100,000. - Department of Water Affairs (DWA), Zambia & Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR); 1st ed.; Hannover - Lusaka.
  
  Gedruckte Exemplare der oben aufgeführten hydrogeologischen Karten von Sambia erhalten Sie bei unserem Kommissionär, dem Internationalen Landkartenhaus (ILH) Stuttgart.