Aspekte bodenphysikalischer Untersuchungen in der libyschen Wüste

Abstract

ZUSAMMENFASSUNG :

Für den Bereich der Libyschen Wüste sind, ebenso wie für die Zentralsahara, spätpleistozäne Feuchtphasen durch geomorphologische und prähistorische Befunde nachgewiesen. Diese Feuchtphasen lassen sieh jedoch nur in geringem Umfang in den 14C Datierungen von Grundwässern aus diesem Bereich wiederfinden.

In dieser Arbeit wird festgestellt, wie hoch die Grundwasserbildung einzelner geomorphologischer Einheiten bei gegebenem Paläoklima war.

Dazu erfolgt in einem ersten Schritt eine geomorphologische Kartierung eines etwa 250 km langen und 80 km breiten Streifens auf der Basis von Landsat-Satelitenbildern und Geländebefunden und die Rekonstruktion dreier Varianten eines fiktiven paläoklimatischen Jahresganges mit 242 mm, 194 mm und 147 mm Jahresniederschlag.

Den geomorphologischen Komplexen werden bodenphysikalische Kenngrößen zugeordnet, dazu werden im Gelände ungestörte Proben in Stechzylindern geborgen und daran im Labor die gesättigte Wasserleitfähigkeit und pF-Kurve bestimmt. Nebenprodukt einer statistischen Bearbeitung der Meßwerte ist eine multiple Regressionsgleichung zur Bestimmung der Kf-Werte aus der pF-Kurve für Wüstenböden.

In einem Exkurs erfolgt die Betrachtung der hydrologischen Bedeutung und möglichen Genese von häufig mit Flugsand verfüllten, polygonalen Rißsystemen im Boden.

Mittels einer Clusteranalyse werden die Meßdaten in 10 Klassen gruppiert; sie finden dann als bodenphysikalische Kenngrößen Eingang in ein Finite-Differenzen-Modell, das auf der Basis der PORKER-PLANCK-GLEICHUNG den Bodenwasserhaushalt und damit die regionale Grundwasserneubildung simuliert.

Diese Grundwasserneubildungsraten werden anhand des Verlaufes der Bodenwassergehalte hinsichtlich des Einflusses von Pflanzen und dadurch bedingter Transpirationsverluste diskutiert.

Die höchsten Grundwasserneubildungsraten werden für den Bereich der Schwemmfächer des Gilf-Kebir-Vorlandes und für Sandschleppen in den Wadis des Gilf Kebir ermittelt. (60 mm bzw. 25 mm bei 242 mm bzw. 194 mm Jahresniederschlag).

Die Bedeutung der weiten Serirflächen ist wesentlich geringer: Hier hat die wahrscheinlich präholozäne Anfüllung des Porenraumes mit Eisenoxiden und Carbonaten zu einer sekundären Überprägung der bodenphysikalischen Kennwerte geführt und so die Grundwasserbildungsrate reduziert (24 mm-36 mm bzw. 6 min-10 mm bei 242 mm bzw. 194 mm Jahresniederschlag).

Ähnliche Werte wie die Serirflächen liefern die Bereiche mit rezenten Flugsanden (27 mm bzw. 11 mm bei 242 mm bzw. 194 mm Jahresniederschlag). Die Simulationsläufe mit 147 mm Jahresniederschlag erbrachten nirgends eine Grundwasserspende, ebenso kann für die übrigen geomorphologischen Einheiten eine Grundwasserneubildung bei den gewählten Paläoklimaten ausgeschlossen werden.

Die nur geringe Befunddichte an holozänen Grundwässern im ägyptischen Teil der Libyschen Wüste läßt für die holozänen Feuchtphasen Niederschläge von maximal 200 mm/a als wahrscheinlich erscheinen.