TZ Burundi: Management und Schutz von Grundwasserressourcen
Beitrag zum Projekt:
Hydrologische Karte von Burundi
Hintergrund:
Burundi liegt in Zentral-Afrika. Es ist mit einer 27.834 km² Fläche ein kleines Land. Nach der Volkszählung von 2008 lebten in Burundi etwa 8,04 Millionen Menschen. Bis 2014 wird mit einem Anstieg auf 10,5 Millionen gerechnet. Das prägende Landschaftsbild ist ein Hochplateau auf 1400 m bis 1800 m. Dieses Plateau steigt von Osten nach Westen bis auf 2768 m (Berg Heha) über dem Meeresspiegel an, um dann in Richtung des Ostafrikanischen Grabens, in dem der Tanganjika See liegt, auf 772 m abzufallen. Das Klima ist tropisch wechselfeucht mit mittleren Jahrestemperaturen von 17 °C bis 23 °C. Der mittlere jährliche Niederschlag beträgt etwa 1277 mm und fällt überwiegend in den beiden Regenperioden Februar bis Mai und September bis November.
Die Wasserversorgung der burundischen Bevölkerung basiert im Wesentlichen auf oberflächig austretendem Quellwasser, das an etwa 25.000 Quellen gefasst wird. Von den Quellfassungen wird das Wasser über Sammelleitungen gravitativ zu den Ansiedlungen geführt. Bei einer Wachstumsrate der Bevölkerung von etwa 3 %, können diese traditionellen Versorgungssysteme den zukünftigen Bedarf nicht decken. Aus dem Grund ist es dringend erforderlich, sowohl die Menge als auch die Beschaffenheit der Grundwasserressourcen zu erfassen. Diese Daten werden dazu beitragen, dass das Wassermanagement optimiert und so die zukünftige Versorgung verbessert wird.
Projektgebiete
Das Projekt:
Das BGR-Projekt “Management und Schutz der Grundwasserressourcen“ ist ein bilaterales Kooperationsprojekt mit dem Ministerium für Wasser, Umwelt, Stadtentwicklung und Landplanung (MEEATU) von Burundi. Der direkte Projektpartner der BGR ist das Geographische Institut von Burundi (IGEBU) in der zentral gelegenen Stadt Gitega. Das Projekt ist im Sektorprogramm „Wasser und Sanitärversorgung“ (PROSECEAU) eingebunden, einem nationalen Wasserversorgungs- und Siedlungswasserwirtschaftlichen Programm, welches durch das deutsche Ministerium für Entwicklung und Zusammenarbeit finanziert wird. Weitere teilnehmende Organisationen am PROSECEAU sind die GIZ und die KfW.
Ziel des BGR Projektes ist die Quantifizierung und der Schutz von Grundwasserressourcen. Hierfür wurden zunächst vier Pilotgebiete mit folgenden Projektschwerpunkten ausgewählt:
- Kirundo: Abschätzung der Grundwasserressourcen in einem granitischen Grundwasserleiter
- Gitega: Ausweisung von Grundwasserschutzgebieten für die Trinkwasser-Brunnen der Stadt
- Rumonge: Erfassung der Qualität und dem Grundwasserpotential von lokalen Grundwasserressourcen. Das Projekt unterstützt den Aufbau eines integrierten Wasserressourcenmanagement (IWRM)-Ansatzes in einem Pilotgebiet
Kirundo Region
Ergebnisse:
Die Region Kirundo ist durch eine flache Topographie mit rundlichen Hügelkuppen charakterisiert. Es gibt so gut wie keine Flüsse. In zahlreichen Talsohlen haben sich jedoch Grundwasser-Seen gebildet. Die Trinkwasserversorgung in der Projektregion Kirundo ist nicht ausreichend. Zurzeit wird die Trinkwasserversorgung aus kleineren Seen und einigen Grundwasserbrunnen gedeckt. Die Brunnen wurden 2012 bis 2013 im Auftrag des Wasserversorgers (AH) errichtet. Das Brunnenwasser hat erhöhte Eisen-, Mangan-, Ammonium- und Fluorid-Gehalte, die über den empfohlenen Werten der WHO liegen.
Im Rahmen des BGR-Projekts wurden mit Hilfe von Fernerkundungs- und oberflächen-geophysikalischen Methoden fünf Ansatzpunkte für Bohrungen lokalisiert. Diese Bohrungen wurden 2015 abgeteuft und als Messstellen ausgebaut. In allen fünf Bohrungen wurden etwa 90 m Granitgrus über Granitgestein erbohrt. Pumpversuche ergaben, dass der Granitgrus mit einer mittleren Transmissivität von etwa 4x10-4 m²/s sehr gut durchlässig ist. Darüber hinaus zeigen die chemischen Analysen, dass das Grundwasser den WHO-Kriterien entspricht. Lediglich Fluorid liegt mit 1,5 mg/l am Grenzwert.
Gitega ist mit einer Einwohnerzahl von 23.000 Menschen nach der Hauptstadt Bujumbura die zweitgrößte Stadt in Burundi. Die Landschaft wird durch Hügel, die aus Quarziten und Schiefer bestehen geprägt. In den relativ engen Tälern zwischen den Hügeln ist Ton als Verwitterungsprodukt der Schiefer anzutreffen.
Brunnenfelder in Birohe
Die “Régie de la Production et de Distribution d’Eau et d’Électricité” (REGIDESO) ist für die Wasserversorgung in der Region Gitega verantwortlich. REGIDESO betreibt 12 Brunnen in drei Brunnenfeldern. Das Brunnenwasser wird zusammen mit Wasser aus zahlreichen Quellen, die im Osten und Süden der Stadt liegen, in eine zentrale Wasserversorgung eingespeist. Im Rahmen der Zusammenarbeit wurde damit begonnen, die bakteriologische Qualität des Brunnenwassers und der Quellen zu untersuchen. Die Brunnen sind frei von Bakterien, aber die Quellen zeigen anthropogen verursachte bakterielle Belastung. Daher sollen vor allem für die Quellen Schutzgebiete ausgewiesen werden. Regelmäßige Messungen von Escherichia Coli (E-Coli) Bakterien z.B. bei Birohe, östlich von Gitega, zeigen je nach Quelle sehr unterschiedliche Ergebnisse. Während die Quelle C26 und C119 nicht belastet sind, zeigt C25 in fünfzig Prozent der Proben erhöhte Keimzahlen an. In den Quellen C115 und C116 sind lediglich 11 % der Proben frei von E-Coli Bakterien. In den Quellen C117 und C116 sind 17 % der Proben frei von E-Coli.
Schnitt durch das Untersuchungsgebiet Birohe
Um die bakterielle Verschmutzung der Quellen bei Birohe zu reduzieren, empfiehlt das Projekt Schutzgebiete auszuweisen und dafür Erkundungen durchzuführen. Zu Beginn der Erkundungen wurden Markierungsversuche mit Salz (NaCl) in der Nähe von 2 Quellen durchgeführt, um die Fließgeschwindigkeit zu bestimmen. Die Geologie des Einzugsgebiets ist durch einen Hang gekennzeichnet, der aus einer Wechselfolge von Quarzit und Schiefergestein besteht. Die Hangneigung beträgt 19 %. Der Talgrund besteht aus einer mindestens 5 m mächtige Tonschicht. Eine solche geologische Situation ist typisch für Burundi.
Die Ergebnisse der Versuche zeigen eine hohe Fließgeschwindigkeit des Grundwassers (1 m/h), was auf eine hohe Vulnerabilität der Quellen hinweist. Um den geologischen Aufbau des Untergrundes zu erkunden und hydrogeologische Monitoringdaten sammeln zu können, wurden drei Grundwassermessstellen im Bereich des größten Brunnenfeldes errichtet. Die Bohrpunkte für die Messstellen wurden mittels Fernerkundung und Geophysik ermittelt. Pumpversuche in den Messstellen zeigten eine hervorragende hydraulischen Leitfähigkeit des Grundwasserleiters (T = 3x10-3 m²/s bis 8x10-3 m²/s). Die gute Grundwasserqualität entspricht den WHO-Standards.
E-Coli in der Region Rumonge
Das dritte Untersuchungsgebiet Rumonge wurde im Rahmen des PROSECEAU-Programms ausgewählt, um IWRM Maßnahmen in diesem Gebiet zu unterfüttern. Das Gebiet ist im Osten durch steile Hänge aus Quarzit und Schiefergesteine gekennzeichnet. Im Westen erstreckt sich eine aus Sedimenten des Tanganyikasees aufgebaute flache Ebene. Bakteriologische Untersuchungen zeigten, dass 75 % der Quellen und 33 % der Oberflächengewässer frei von E-Coli Bakterien sind.
Die Stadt Rumonge wird durch zwei Brunnen versorgt, die direkt am Ufer des Tanganyikasees liegen und Uferfiltrat aus den Seesedimenten pumpen. Das Wasser beider Brunnen hat hohe Eisengehalte (> 10 mg/l) und benötigt eine Aufarbeitung bevor es als Trinkwasser verwendet werden kann. Im Rahmen des BGR-Projekts wurden vier Erkundungsbohrungen abgeteuft, um Brunnenstandorte mit einer geringeren Eisenbelastung zu finden. Die Bohrergebnisse zeigen, dass der Grundwasserleiter mit einer Transmissivität T = 3x10-3 m²/s eine sehr gute Durchlässigkeit hat. Hydrochemisch zeigt sich jedoch, dass das Grundwasser stark eisenhaltig ist. Die bisherigen Erkundungsergebnisse zeigen jedoch, dass die hohen Eisengehalte nach Osten mit zunehmender Entfernung vom Tanganjika-See abnehmen.
Literatur:
Fachberichte
- BLÜMEL, M. (2015): Improvement of IT Infrastructure and Data Management Systems at the Geographic Institute of Burundi (IGEBU). – Technical Report No. 5 of the project "Management and Protection of Groundwater Resources in Burundi", prepared by IGEBU & BGR: 32 p., 32 fig.; Hannover. (PDF, 3 MB)
- BRAC, F., MAZURU, A., KREKELER, T., TIBERGHIEN, C. & VASSOLO, S. (2018): Essais de traçage dans les sources Kagoti I et Ruhero II, Gitega. - Rapport Technique No 11 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 39 p., 30 fig., 8 tab.; Gitega - Hanovre. (PDF, 6 MB)
- HAHNE, K. (2014): Lineament Mapping for the Localisation of High Groundwater Potential Using Remote Sensing. - Technical Report No. 4 of the project "Management and Protection of Groundwater Resources in Burundi", prepared by IGEBU & BGR: 52 p., 53 fig., 2 tab.; Hannover. (PDF, 9 MB)
- HECKMANN, M., VASSOLO, S. & TIBERGHIEN, C. (2016): Groundwater Vulnerability Map (COP) for the Nyanzari Catchment, Gitega, Burundi. – Technical Report No. 7 of the project "Management and Protection of Groundwater Resources in Burundi", prepared by IGEBU & BGR: 96 p., 33 fig., 14 tab.; Hannover. (PDF, 6 MB)
- MIBURO, D. & TIBERGHIEN, C. (2019): Rapport sur les pompages d’essai du forage Aquavie Liquid. - Rapport Technique No 14 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 11 p., 7 fig., 1 tab., 2 ann.; Gitega. (PDF, 6 MB)
- MIBURO, D. & TIBERGHIEN, C. (2019): Rapport des travaux de réhabilitation du forage F8 Cewe. - Rapport Technique No 17 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 17 p., 26 ann.; Gitega. (PDF, 9 MB)
- NDAYITWAYEKO, F., TIBERGHIEN, C. & NDGAIJIMANA, G. (2019): Note technique pour la remise en marche à pleine capacité du système AEP de Bugabira. - Rapport Technique No 15 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 18 p., 3 fig., 7 tab., 10 ann.; Gitega. (PDF, 3 MB)
- NIJIMBERE, R., RUGERINYANGE, D., TIBERGHIEN, C., NEUKUM, C. & VASSOLO, S. (2018): Synthèse des études techniques préalables à la définition des périmètres de protection des captages d’eau potable de la ville de Gitega. - Rapport Technique No 10 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 46 p., 41 fig., 7 tab., 9 ann.; Hanovre. (PDF, 11 MB)
- NOELL, U. (2016): Report on the Geophysical Measurements to Support the Technical Cooperation Project in Burundi. – Technical Report No. 6 of the project "Management and Protection of Groundwater Resources in Burundi", prepared by IGEBU & BGR: 103 p., 28 fig., 4 tab.; Berlin. (PDF, 12 MB)
- PFUNT, H., TIBERGHIEN, C. & VASSOLO, S. (2016): Numerical Groundwater Model for the Nyanzare Well Field at the Town of Gitega, Burundi. – Technical Report No. 8 of the project "Management and Protection of Groundwater Resources in Burundi", prepared by IGEBU & BGR: 46 p., 18 fig., 4 tab.; Hannover. (PDF, 2 MB)
- RYUMEKO, M. & TIBERGHIEN, C. (2018): Rapport de supervision pour la construction des forages effectués à Gihanga. - Rapport Technique No 12 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 35 p., 19 fig., 2 tab., 7 ann.; Gitega. (PDF, 5 MB)
- TIBERGHIEN, C. & BARANYIKWA, D. (2018): Estimation des volumes d’eau prélevables de l’aquifère cristallin du champ captant de Gitega et de sa recharge. - Rapport Technique No 9 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 33 p., 8 fig., 6 tab., 10 ann.; Gitega. (PDF, 4 MB)
- TIBERGHIEN, C., BARANYIKWA, D., VASSOLO, S. & VALLEY, S. (2015): Étude sur le potentiel en eaux souterraines de la plaine de Rumonge - Rapport Technique No 3 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 40 p., 32 fig., 11 tab., 15 ann.; Hanovre. (PDF, 7 MB)
- TIBERGHIEN, C., NAHIMANA, N., BARANYIKWA, D., VALLEY, S. & VASSOLO, S. (2014): Présentation des captages d’eau potable de la ville de Gitega et évaluation de leurs qualités chimiques et bactériologiques en vue de la définition des périmètres de protection. - Rapport Technique No 2 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 42 p., 28 fig., 16 tab., 9 ann.; Hanovre. (PDF, 5 MB)
- VASSOLO, S. (2014): Guide National de Détermination des Périmètres de Protection des Captages d’Eau destinée à la Consommation Humaine: Annexe au Décret N°100/189 du 25 août 2014 portant modalités de détermination et d’instauration des périmètres de protection des captages d’eau destinés à la consommation humaine. - Rapport Technique de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 24 p., 11 fig., 2 tab., 6 ann.; Gitega. (PDF, 3 MB)
- VASSOLO, S. & KREKELER, T. (2013): Essais de traçage dans le bassin versant de Birohe, Gitega. - Rapport Technique No 1 de projet "Gestion et Protection des Ressources en Eau Souterraine au Burundi", elaboré par IGEBU et BGR: 13 p., 12 fig., 2 tab.; Hanovre. (PDF, 3 MB)
- VASSOLO, S. & KREKELER, T. (2013): Tracer Tests at Birohe Water Catchment, Gitega. - Technical Report No. 1 of the project "Management and Protection of Groundwater Resources in Burundi", prepared by IGEBU & BGR: 14 p., 12 fig., 2 tab.; Hannover. (PDF, 3 MB)
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