Das grenzüberschreitende Cuvelai-Etosha-Becken (CEB) beherbergt ausgedehnte Grundwasserleiter, die für die aktuelle und zukünftige Wasserversorgung in den semiariden Regionen im Norden Namibias und im Süden Angolas von zentraler Bedeutung sind. Die Volumina und Fließrichtungen, Voraussetzungen für eine nachhaltige Bewirtschaftung, sind jedoch kaum bekannt. Der nördliche Teil des CEB wird von einem klastischen Megafan-Binnendelta, dem sogenannten Cubango-Megafan, gebildet, in dem der Ohangwena Aquifer (KOH‑1) mit sehr flachen hydraulischen Gradienten entstanden ist. Der südliche Teil enthält einen primären Karst-Grundwasserleiter (DO) und einen sekundären Sinter-Grundwasserleiter (KEL) mit deutlich höheren hydraulischen Gradienten. Die Grundwasserneubildung erfolgt sowohl am südlichen als auch am nördlichen Rand des Beckens, von wo aus das Grundwasser zum Zentrum des Beckens fließt. Die sehr verschiedenen hydrogeochemischen Signaturen ermöglichen eine klare Abgrenzung der beiden Systeme (s. Abb.). Sedimentologische Merkmale und hydrochemische Muster im KOH-1 deuten darauf hin, dass der Grundwasserleiter ursprünglich weitgehend mit brackigem bis salzhaltigem Wasser gesättigt war.

Mittels eines konzeptionellen numerischen Modells soll die vermutete Verdrängung von Salzwasser und die Entwicklung der Wasserqualität auf der Grundlage unserer aktuellen Interpretation der Grundwasserströmung nachgebildet und verifiziert werden.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass zur Reproduktion der aktuellen Salzgehaltsverteilung die regionale Strömung im östlichen Teil des CEB wahrscheinlich in südöstlicher Richtung zum Okavango und schließlich zum Okavango-Delta verläuft. Obwohl die Hydrogeologie des Systems weitaus komplexer ist, als wir es derzeit modellieren können, verbessert unser vereinfachtes Konzeptmodell das allgemeine Verständnis der Grundwasserströmung in der Region erheblich. Unter Verwendung einfacher zeitunabhängiger Randbedingungen, eines idealisierten homogenen, isotropen Grundwasserleitersystems mit konstanter Mächtigkeit und aktueller Beobachtungen des Grundwasserspiegels im KOH-1 konnten wir eine gute Übereinstimmung mit der aktuellen räumlichen Verteilung der wichtigsten hydrochemischen Parameter nachweisen.

Unser subregionales reaktives Transportmodell innerhalb des Cubango-Megafans bildet ein regionales Ionenchromatographie-Muster im KOH-1 ab. Es zeigt somit, dass der ursprünglich salzhaltige Grundwasserleiter eine sukzessive Aussüßung (englisch: „freshening“) durchläuft. Unser Modell trägt wesentlich zum Verständnis der hydraulischen Funktionsweise dieses wichtigen grenzüberschreitenden Grundwasserleiters bei. Dadurch lassen sich die Zonen mit Süß- und Salzwasser besser abgrenzen, was für die Standortwahl von Brunnen sehr wichtig ist.

Literatur:

Appelo, C. A. J. (1994). "Cation and proton exchange, pH variations, and carbonate reactions in a freshening aquifer." Water Resources Research 30(10): 2793-2805.

Bäumle, R., et al. (2024). "New insights into the flow dynamics of a deep freshwater aquifer in the semi-arid and saline Cuvelai-Etosha Basin, Northern Namibia: Results of a multi-environmental tracer study." Journal of Hydrology: Regional Studies 52.

Houben, G. J., et al. (2020). "Stacked megafans of the Kalahari Basin as archives of paleogeography, river capture, and Cenozoic paleoclimate of southwestern Africa." Journal of Sedimentary Research 90(9): 980-1010.

Abb.:Karte der hydrochemischen Fazien aus Wasserqualitätsdaten im östlichen CEB