TZ Sambia: Verbesserung der Kapazitäten zum Grundwasserschutz in Sambia
Beitrag zum Projekt:
Hintergrund:
Grundwasser ist für die Wasserversorgung in Sambia von essentieller Bedeutung, da die in großen Landesteilen ergiebigen Niederschläge (zwischen 600 mm/a bis 1350 mm/a, je nach Region) zum überwiegenden Teil zwischen November und März auftreten und die Flüsse zum Ende der Trockenzeit nur geringe Durchflüsse aufweisen oder ganz versiegen. Wie der durch die sambische Wasserbehörde, der Water Resources Management Authority (WARMA), und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) herausgegebenen überarbeiteten hydrogeologischen Karte Sambias zu entnehmen ist, unterscheiden sich die Potenziale zur Grundwassernutzung regional stark.
Abb. 1: Die Stadt Lusaka mit der Skyline der City am Horizont, betrachtet von der Great North Road
Quelle: BGR
Viele der sambischen Großstädte wie die Hauptstadt Lusaka befinden sich in der Nähe von ergiebigen Kalksteingrundwasserleitern. In Lusaka besteht dennoch teilweise Wasserknappheit, da die Stadt als eine der am schnellsten wachsenden Städte in Afrika gilt und der Bedarf ständig zunimmt. Gegenwärtig bezieht der örtliche Wasserversorger, die Lusaka Water Supply and Sanitation Company (LWSC), etwa 40 % seines Rohwassers energieaufwändig aus dem Kafue-Fluss und etwa 60 % aus Grundwasser von lokalen Brunnen. Hinzu kommt eine Vielzahl von Einwohnern, Industrien und Gewerben, die für ihre Wasserversorgung auf private Brunnen angewiesen sind. Die Grundwassergüte an diesen Brunnenstandorten ist im Regelfall nicht bekannt.
Fehlender Grundwasserschutz in Lusaka:
Eine ungenügende Sanitärversorgung in großen Teilen Lusakas sowie andere Kontaminationsquellen (z. B. Industriebetriebe, Tankstellen) gefährden die Qualität des Grundwassers im Stadtgebiet. Verschiedene Studien haben immer wieder Beeinträchtigungen der Grundwasserqualität in Lusaka, vor allem durch mikrobielle Verunreinigungen, festgestellt, die sich u. a. in wiederkehrenden Cholera-Epidemien manifestieren. Speziell der Lusaka Dolomite, der ergiebigste und wichtigste Grundwasserleiter Lusakas, ist dabei hochvulnerabel für Verschmutzungen wie Untersuchungen des damaligen Department for Water Affairs und der BGR gezeigt haben. Dennoch werden die Grundwasserressourcen in Lusaka und in Sambia allgemein kaum geschützt.
Abb. 2: Grundwasservulnerabilitätskarte Lusakas
Quelle: BGR
Das sambische Wassergesetz (Water Resources Management Act, 2011) sieht entsprechende Schutzmöglichkeiten vor. Unter Mithilfe der BGR wurde bereits eine Durchführungsverordnung (Statutory Instrument 20 of 2018, Groundwater and Boreholes) erlassen, die Mindeststandards für die Bohrung neuer Brunnen vorgibt. Durch diese Vorgaben wird die Kontamination des Grundwassers in unmittelbarer Nähe des Brunnens verhindert. Für einen weitreichenderen Schutz bedarf es jedoch der Ausweisung von Wasserschutzzonen mit konkreten Vorgaben zu erlaubten und verbotenen Aktivitäten in diesen Zonen. Bislang bestehen keine derartigen Schutzzonen und es ist gesetzlich kein einheitliches Vorgehen zur Ausweisung von Schutzzonen geregelt.
Um die Trinkwasserversorgung in Lusaka sicherzustellen, sind eine Ausweitung der Grundwassergewinnung und der Schutz der Ressource notwendig. Eine nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung kann nur durch die Erhebung hydrogeologischer Daten (z. B. Messung von Grundwasserständen, Dokumentation von Bohrprofilen) sowie deren Nachhaltung, Auswertung und Bereitstellung gewährleistet werden.
Zielstellung:
Um Grundwasserbewirtschaftung und -schutz in Sambia zu verbessern, arbeitet die BGR mit dem Ministerium für Wasserentwicklung, Abwasserreinigung und Umweltschutz als politischem Träger und den technischen Institutionen WARMA und LWSC zusammen. Es werden drei übergeordnete Ziele verfolgt:
- Erkundung eines zukünftigen, durch LWSC zu betreibenden Brunnenfeldes und Unterstützung bei der Ausweisung einer Grundwasserschutzzone für dieses Brunnenfeld, um die Trinkwasserversorgung Lusakas qualitativ und quantitativ zu verbessern,
- Erarbeitung von Ausbildungsmodulen zur Brunnenbauqualitätssicherung für Angestellte von Bohrfirmen und Behörden, um die Qualität des Brunnenbaus sowie der Datenaufnahme bei der Brunnenbohrung (v. a. der Bohrprofile) zu steigern und
- Erstellung einer digitalen Informationsplattform, die räumliche, grundwasserrelevante Daten für Lusaka leicht zugänglich macht und die Berücksichtigung hydrogeologischer Informationen z. B. für Entscheidungen in der Stadtplanung vereinfacht.
Abb. 3: Übersicht der BGR-Aktivitäten
Quelle: BGR
Das Projekt unterstützt die beiden Partner beim Ausbau ihrer technischen Kapazitäten durch Training "on-the-job" und Fortbildungsprogramme. Bei der technischen Umsetzung kann auf umfangreiche Vorarbeiten zurückgegriffen werden, da die BGR seit 2005 in Sambia aktiv ist und bereits in den 1970er Jahren in Lusaka Untersuchungen durchgeführt hat.
Methoden:
Ausweisung von Grundwasserschutzzonen für ein zukünftiges Brunnenfeld: Zur Ausweisung eines möglichen Standortes für ein neues, kommerziell nutzbares Brunnenfeld wird eine umfangreiche hydrogeologische Erkundung durchgeführt. Im Rahmen früherer Studien wurden fünf potenzielle Standorte für die zukünftige Grundwassergewinnung in der Umgebung Lusakas ausfindig gemacht (s. Abb. 2). Ein Zielgebiet im Westen Lusakas wurde durch die Auswertung von Feldbegehungen und Fernerkundungsdaten ausgewählt. Aussichtsreiche Standorte zur Grundwassergewinnung wurden durch eine Analyse von Lineamenten, welche Rückschlüsse auf tektonische Störungen zulassen, eingegrenzt. Eine geophysikalische Erkundung mit Hilfe der elektrischen Widerstandstomographie an diesen Standorten wird Aufschluss darüber geben, wo sich besonders wasserführende Schichten befinden.
Im Anschluss sind Testbohrungen und Pumpversuche geplant, um endgültige Aussagen über die Ergiebigkeit möglicher kommerzieller Brunnen zu erlangen. Nachdem der Standort des zukünftigen Brunnenfeldes bestimmt wurde, sind Markierungsversuche vorgesehen, um die Fließrichtung und -geschwindigkeit des Grundwassers zu bestimmen. Auf Grundlage aller erhobenen Daten werden Grundwasserschutzzonen für das zukünftige Brunnenfeld abgegrenzt (s. Tab. 1).
Tabelle 1: Angedachtes Grundwasserschutzkonzept für Förderbrunnen in Lusaka
Grundwasser- | Umfang | Vorgaben (Beispiele) | Bestimmung des Zonenumfangs |
|---|---|---|---|
| I | Direkte Umgebung Brunnenfeld | Keinerlei Aktivitäten erlaubt | 10 - 50 Meter um das Brunnenfeld |
| II | Gebiet, aus welchem Grundwasser das Brunnenfeld in weniger als 50 Tagen erreicht, und Zonen hoher Vulnerabilität | Geeignete Sanitärversorgung, Verbot industrieller Aktivitäten, Verbot von Pestizidnutzung | Analyse der Grundwasser-strömungsrichtungen und -geschwindigkeiten, Vulnerabilitätskarte |
| III | Einzugsgebiet (d. h. Gebiet, aus dem Grundwasser zum Brunnenfeld strömt) | Generelle Vorgaben zum Grundwasserschutz z. B. in Hinblick auf Deponien, Versickerung von Abwässern, etc. | Hydrogeologische Karten und Untersuchungen |
Auf Grundlage der technischen Untersuchungen unterstützt das Projekt die gesetzliche Ausweisung dieser Schutzzonen gemäß des Water Resources Management Acts aus dem Jahr 2011.
Ausbildungsmodule zur Brunnenbauqualitätssicherung: Unter Leitung der WARMA werden Ausbildungskurse für Angestellte sambischer Bohrfirmen und Behörden entwickelt. Hierfür wird eine Arbeitsgruppe mit Interessensvertretern von Behörden, Verbänden und Bohrfirmen gebildet, welche die Kursinhalte erarbeiten und prüfen soll. Die ausgearbeiteten Kurse werden von der Technical Education, Vocational and Entrepreneurship Training Authority (TEVETA) zertifiziert und können dann landesweit angeboten werden. Lehrer für die Kurse werden im Rahmen des Projekts ausgebildet ("Training of trainers"). Es wird angestrebt, die Teilnahme an den Kursen zu einer Voraussetzung für die Vergabe von Lizenzen an Bohrfirmen zu machen.
Digitale Informationsplattform: Die digitale Informationsplattform soll räumliche Daten im Form eines einfachen, über einen Internetbrowser einsehbares Geo-Informationssystem zur Verfügung stellen. Entsprechende Software und ein Server sind bereits vorhanden. Vorhandene Karten und Daten müssen hierfür aufbereitet werden bzw. von den entsprechenden Behörden zur Verfügung gestellt werden. Sobald die Plattform betriebsbereit ist, werden den potentiellen Anwendern die Nutzungsmöglichkeiten im Rahmen von Workshops vermittelt.
Partner:
Ergebnisse vorheriger Projektphasen:
- Grundwassermanagement mit dem Fokus auf das Upper-Kafue-Einzugsgebiet
- Entwicklung eines Grundwasser-Informations- und Managementprogramms für Lusaka
- Grundwasserressourcen für die Südprovinz
Literatur:
Fachberichte
- KREKELER, T. & RAU, S. (2024): Results of the Dye Tracer Test in Lusaka in April/May 2023. - Technical Report No. 2. (PDF, 2 MB)
- BÖTTCHER, S. & FAHLE, M. (2023): Groundwater Chemistry and Flow in Lusaka West and Lusaka East - Results of the groundwater level measurement and sampling campaign of 2021. - Technical report No. 1 (PDF, 11 MB)
