Ein GIS-basierter AHP-Ansatz, der georäumliche und magnetische Daten für die Kartierung des Grundwasserpotenzials in einer strukturell komplexen ariden Region Ägyptens integriert

Warum verborgenes Wasser unter Wüsten wichtig ist

In einigen der trockensten Regionen der Erde sind ganze Städte auf Wasser angewiesen, das an der Oberfläche nicht sichtbar ist. Entlang der ägyptischen Rotmeerküste müssen schnell wachsende Ferienorte und Gemeinden begrenzte Süßwasserressourcen strecken und gleichzeitig mit unregelmäßigem Regen und Sturzfluten umgehen. Diese Studie untersucht, wie man in solchen harschen Landschaften die vielversprechendsten unterirdischen Wasservorkommen findet, indem Satellitenbilder, Felddaten und feine Signale des Erdmagnetfelds kombiniert werden. Das Ergebnis ist eine detaillierte Karte, die zeigt, wo das Bohren neuer Brunnen am erfolgversprechendsten ist, ohne Geld zu verschwenden oder fragile Wasserreserven weiter zu belasten.

Durstiges Land zwischen Bergen und Meer

Die Untersuchung konzentriert sich auf ein Gebiet von etwa 3500 Quadratkilometern zwischen den Red Sea Hills und den Städten Hurghada und El Gouna. Hier ist Regen selten und fällt meist in kurzen, heftigen Stürmen, die Wasser durch trockene Täler Richtung Küste treiben. Ein Großteil dieses Wassers läuft schnell ab, aber ein kleiner Anteil kann in den Boden einsickern und unterirdische Speicher auffüllen. Die Region umfasst mehrere Arten von unterirdischen Reservoirs, von Klüften in altem harten Gebirge bis zu jüngeren Sand- und Kiesablagerungen in Talsohlen und Küstenebenen. Zu verstehen, wie diese verschiedenen Schichten verbunden sind, ist entscheidend, um vorherzusagen, wo noch süßes oder nur leicht salziges Wasser erschlossen werden kann.

Karten, Daten und Expertenurteil gemeinsam nutzen

Um ein realistisches Bild des Grundwasserpotenzials zu erstellen, stellten die Autorinnen und Autoren sechzehn verschiedene Kartenlagen zusammen, die sowohl die Oberfläche als auch das darunterliegende Gebiet beschreiben. Oberflächenlagen umfassen Höhe, Hangneigung, Landbedeckung, Bodenart, Entwässerungsmuster und geschätzte Niederschläge. Subsurface-Lagen stammen aus luftgestützten magnetischen Messungen, die helfen, die Tiefe harter Grundgebirgsgesteine und die Lage vergrabener Störungen zu skizzieren. Jeder dieser Faktoren beeinflusst, wie leicht Wasser in den Boden einsickern, sich in Klüften bewegen und gespeichert werden kann. Das Team nutzte die Analytical Hierarchy Process-Methode, bei der Expertinnen und Experten die Wichtigkeit jeder Faktor-Paarung paarweise vergleichen und diese Urteile dann in ein Gewichtungssystem überführen, das alle Lagen zu einer einzigen Grundwasserpotenzialkarte kombiniert.

Die verborgenen Senken finden, die Wasser speichern

Die kombinierte Karte teilt das Untersuchungsgebiet in Zonen mit hohem, mäßigem und geringem Grundwasserpotenzial ein. Zonen mit hohem Potenzial machen etwa ein Drittel der Fläche aus und gruppieren sich in weiten, tiefliegenden Becken wie dem Tarboul-Synklinal, dem West-Hurghada-Trog und fächerförmigen Ebenen in der Nähe von El Gouna. An diesen Stellen bedecken mächtige Sand- und Kiesablagerungen tiefe Gesteinsvertiefungen, und sowohl Oberflächenströme als auch unterirdische Brüche leiten Flutwasser in Speicher. Ein wichtiges Merkmal ist die Bali-Scherzone, ein langer Bruchgürtel, der mit dem Wadi Bali ausgerichtet ist und offenbar als Recharge-Korridor fungiert, indem er Wasser aus den Bergen in strukturelle Tiefs verlagert. Steile, felsige Hochländer mit dünnen Böden rangieren am niedrigsten, da sie Wasser schnell ableiten und wenig Raum zur Speicherung bieten.

Testen und Feinabstimmung der Wassermap

Die Forschenden überprüften ihre Karte anhand von Aufzeichnungen aus 57 Brunnen, die über die Region verteilt sind. Die meisten bekannten Wasserstellen liegen innerhalb der Bereiche, die das Modell als hoch- oder mäßig potenziell einstuft, was eine Prüfpunktbewertung liefert, die darauf hindeutet, dass die Karte auf regionaler Ebene ein verlässlicher Leitfaden ist. Eine weiterführende Analyse untersuchte, welche Eingaben am wichtigsten waren. Lagen, die Gesteinsart, Störungs- und Klüftendichte sowie Hangneigung beschreiben, erwiesen sich als die einflussreichsten Faktoren für das Endmuster, während subtilere Geländemaße eine geringere Rolle spielten. Das stützt die Vorstellung, dass in solchen riftgeprägten Wüstenumgebungen die Architektur tiefer Störungen und Becken wichtiger ist als die alleinige Form der Oberfläche, wenn es um die Speicherung knappen Wassers geht.

Was das für die Wasserplanung bedeutet

Für Planerinnen, Planer und lokale Gemeinschaften ist die Botschaft der Studie klar. Die besten Orte zur Suche nach neuen Grundwasservorkommen um Hurghada und El Gouna sind nicht zufällig verteilt, sondern eng mit tiefen, bruchgesteuerten Becken und Talfächern verbunden, in denen Sturzflutwasser abfließen und verweilen kann. Besonders der südliche Teil des Tarboul-Beckens sticht als prioritäres Ziel für künftige Brunnen hervor. Zwar vermerken die Autorinnen und Autoren, dass bessere Niederschlagsaufzeichnungen und hochauflösendere Karten ihre Ergebnisse weiter schärfen würden, doch bietet ihr Ansatz eine praktikable, transparente Methode, um Bohrstandorte einzugrenzen und wichtige Recharge-Korridore in ariden Küstenregionen zu schützen, die auf unsichtbares unterirdisches Wasser angewiesen sind.

Zitation: Zamzam, S., Gadallah, E., Henaish, A. et al. A GIS-based AHP approach integrating geospatial and magnetic data for groundwater potential mapping in a structurally complex arid region, Egypt. Sci Rep 16, 15353 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52393-y

Schlüsselwörter: Grundwasser, Rotes Meer Ägypten, Fernerkundung, bruchgesteuerte Aquifere, aride Hydrologie