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Near surface groundwater recharge modelling in the Cuvelai-Iishana Subbasin, Namibia
Harald Zandler
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Cyrus Samimi
DOI
10.25365/thesis.16809
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29157.77513.624964-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der diskontinuierliche hängende Aquifer stellt eine wichtige traditionelle Quelle für die
Süßwasserversorgung im Cuvelai-Iishana Subbecken in Nordnamibia dar. Vor dem Hintergrund zunehmender Bevölkerungsdichte und intensivierter Landnutzung ist die
Abschätzung der oberflächennahen Grundwasserneubildung daher ein wichtiges Anliegen. Diese Arbeit untersucht die räumliche und zeitliche Variation von
Wasserbilanzkomponenten mit einem bestehenden Modell (MODBIL, UDLUFT und DÜNKELOH 2009), welches bereits in anderen semi-ariden Regionen in Namibia
getestet wurde. Das Modell basiert auf Informationen über Klima, Topographie, Landbedeckung, Boden und die damit verknüpften hydrologischen Eigenschaften.
Geländearbeiten gegen Ende der Trockenzeit 2010 stellen die Grundlage der Modellierung dar. Nachfolgende Analysen und Datenverarbeitung, darunter Labormethoden und Fernerkundungstechniken, dienten der Bestimmung regional
angepasster Eingangsparameter. Die Ergebnisse ergeben hohe potenzielle Neubildungsraten mit einer durchschnittlichen jährlichen Menge von 241 mm in der
vergleichsweise niederschlagsreichen Modellierungsperiode 2003 bis 2010. Die räumliche Verteilung zeigt ein sehr unterschiedliches Muster und ist in erster Linie
von Boden- und Vegetationseinheiten abhängig. Die Tiefenversickerung wird stark durch die regional dominierenden durchlässigen Sandböden und geringen
Wurzeltiefen gefördert. Jedoch deuten einige Gründe und Prozesse auf zu hohe modellierte Raten hin und um die Konsequenzen dieser Unsicherheiten
abzuschätzen, wurden einige Rahmenbedingungen variiert. Ergebnisse zeigen einen maximalen Rückgang der jährlichen Grundwasserneubildung von 22% bei
tiefgreifenden Veränderungen (Wurzeltiefen) und 12% bei jener Parametermodifikation, welche auf Grund von Feldbeobachtungen als wahrscheinlicher angesehen wird (Feldkapazität). Zwei weitere Modellläufe, welche
Variationen der relativen Luftfeuchtigkeit und Vegetationsfaktoren repräsentierten,zeigten nur geringe Einflüsse von 2%. Wenn diese Beträge auf jene Gebiete
übertragen werden, welche weniger von Versalzung und Überflutung betroffen sind, dann bewegt sich die durchschnittliche jährliche Grundwasserneubildungsrate in
einem Bereich von 160 mm bis 200 mm. Diese Studie deutet daher auf ein großes Potenzial des betreffenden Aquifers hin, sie zeigt aber auch, dass Unsicherheiten
und Grenzen zusätzliche zukünftige Forschungsarbeit und Verifikation benötigen.
Abstract
(Englisch)
The discontinuous perched aquifer is an important traditional source of freshwater supply in the Cuvelai-Iishana Subbasin of north-central Namibia. Therefore, the
evaluation of near surface groundwater recharge is an important issue against the background of increasing population densities and intensified land use. This study
investigates the spatial and temporal variation of water balance components with an existing model (MODBIL, UDLUFT and DÜNKELOH 2009) that has already been
tested in other semi-arid regions in Namibia. The model is based on information about climate, topography, land cover, soil and associated hydrological properties.
Field work during the end of the dry season 2010 provided the basis for modelling. Subsequent analysis and data processing involving laboratory and remote sensing
techniques were utilised to compute regionally adapted input parameters. Results show high potential recharge rates with a mean annual amount of 241 mm in the
comparably wet modelling period from 2003 to 2010. The spatial pattern is highly variable and determined by soil-vegetation units. Deep percolation is favoured by
permeable sandy soils and shallow rooting depths which dominate the region. The water table is mostly found near the surface which results in a small threshold for
infiltration. However, a number of reasons and processes suggest that modelled amounts are too high; thus, alterations of basic settings were conducted to test the
implications of these uncertainties. Results show a maximum annual groundwater recharge decrease of 22% percent in the model run with a major change in boundary
conditions (rooting depths) and of about 12% due to a parameter modification which is more likely to apply according to field observations (field capacity). Two other
model runs, representing variations in relative humidity and vegetation factors, only showed minor influences of 2%. When these amounts are assigned to areas which are less prone to flooding and salinity, the estimated mean annual groundwater recharge ranges from 160 mm to 200 mm per year. Therefore, this study indicates that the aquifer in question has a large potential, but it also shows that occurring limitations and uncertainties require additional research and verification in the future.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
modelling groundwater recharge Namibia
Schlagwörter
(Deutsch)
Modellierung Grundwasserneubildung Namibia
Autor*innen
Harald Zandler
Haupttitel (Englisch)
Near surface groundwater recharge modelling in the Cuvelai-Iishana Subbasin, Namibia
Paralleltitel (Deutsch)
Modellierung oberflächennaher Grundwasserneubildung im Cuvelai-Iishana Subbecken, Namibia
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
130 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Cyrus Samimi
Klassifikation
74 Geographie > 74.23 Afrika
AC Nummer
AC09003328
Utheses ID
15063
Studienkennzahl
UA | 453 | | |