Bibliographic Metadata

Title
Hydrogeology of a complex rift system : the example of Gidabo River Basin, Ethiopian Rift / Abraham Mechal
AuthorDegu, Abraham Mechal
CensorBirk, Steffen ; Dietzel, Martin
Published2015
DescriptionVIII, 136 Bl. : Zsfassungen (2 Bl.) ; Ill. graph. Darst, Kt.
Institutional NoteGraz, Univ., Diss., 2015
Annotation
Zsfassung in dt. und in engl. Sprache
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (GND)Abessinischer Graben / Hydrogeologie
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-93503 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
Files
Hydrogeology of a complex rift system [12.04 mb]
Links
Reference
Classification
Abstract (German)

Die Motivation für diese Arbeit war, die Grundwasserströmung und die hydrogeologische Wirkung von Störungen im Einzugsgebiet des Gidabo-Flusses (Äthiopischer Graben) zu verstehen. Ein Multi-Proxy-Ansatz wurde angewendet, der sowohl hydrologische Modellierung als auch hydrochemische und Isotopen-Methoden einbezieht. Die Variabilität der Grundwasserneubildung und ihre Sensitivität in Bezug auf Niederschlag und Temperatur wurden durch die Anwendung des hydrologischen Modells SWAT untersucht. Die langjährige mittlere Neubildung zeigt eine bemerkenswerte Abnahme vom Hochland zur Grabensohle. Die Neubildung korreliert zeitlich mit dem Jahresverlauf von Feucht- und Trockenperioden. Die Sensitivität der jährlichen Grundwasserneubildung bezüglich Klimavariablen ist im Einzugsgebiet uneinheitlich, die relative Änderung nimmt vom Hochland zur Grabensohle zu. Die Wasserstände wie auch hydrochemische Untersuchungen und Isotopen-Signaturen zeigen eine hydraulische Verbindung von den Neubildungsgebieten im Hochland über die Grabenflanke zu den tiefen Aquiferen der Grabensohle. Die Grabenrandverwerfung spielt eine Hauptrolle beim Auftreten von Quellen und entwässert das Hochland in die Aquifere der Grabensohle. Die Grundwasserbewegung in der Grabensohle ist stark beeinflusst von Störungen. Das numerische Modell MODFLOW wurde verwendet um die Grundwasserströmung im Gebiet zu simulieren. Die Ergebnisse zeigen, dass das Grundwasser von den Hochlandgebieten im Osten zum Abaya-See im Westen fließt. Im Einzugsgebietsmaßstab haben die Störungen nur mäßigen Einfluss auf die Grundwasserströmung, scheinen aber im lokalen Maßstab bedeutender. Die Störungen wirken als komplexe Leiter-Barrieren-Systeme. Der Hauptteil der Neubildung (75%) speist die Flüsse. Die verbleibende Neubildung infiltriert in tiefere Aquifere und fließt zum Abaya-See. Die Aquifere innerhalb der Grabensohle werden hauptsächlich aus dem Niederschlag gespeist. Der laterale Grundwasserzustrom vom Hochland trägt 35% bei.

Abstract (English)

The primary motivation for undertaking this research was to understand the groundwater flow and the hydrogeologic functioning of faults in the Gidabo River Basin, Ethiopian Rift. A multi-proxy approach was employed integrating hydrological modelling as well as hydrochemical and isotopic approaches. Recharge variability and sensitivity to precipitation and temperature were studied by applying the hydrological model SWAT. The estimated long term average recharge shows a remarkable decrease from the highland towards the rift floor. Recharge is temporally correlated to the annual rainfall pattern of wet and dry periods. The sensitivity of annual groundwater recharge to climate variables is non-uniform across the watershed and the relative change of recharge increases from the highland toward the rift floor. The water level, hydrochemical and isotopic signatures show a clear hydraulic connection of the dominant recharge area on the highland through the escarpment into the deep rift floor aquifers. The rift boundary fault plays a major role in the occurrence of springs and drains highland groundwater into the rift floor aquifers. Groundwater movement in the rift floor is very elusive and highly influenced by faults. The numerical model MODFLOW was used to simulate the regional groundwater flow of the area. The results indicate that groundwater generally flows from the upland areas in the east towards Lake Abaya in the west. At the watershed scale faults seems to have modest effects on groundwater flow but appear to be more important at local scale. Faults generally act as complex conduit leaky barrier system. The groundwater budget of the area shows the majority of the recharge (75%) feeds the rivers to sustain flow. The remaining recharge infiltrates to the deeper aquifers and flows towards Lake Abaya. The rift floor aquifers gain the majority of inflow from direct recharge. Lateral groundwater flow from the upland accounts for 35% of the inflow to the rift floor.