Projekt Tayma

Aufbau eines Grundwassermessnetzes
Zur Validierung des hydro-geologischen Modells soll ein Grundwassermessnetz eingerichtet werden, das einerseits die Abschätzung der lokalen und saisonalen Wasserverfügbarkeit erlaubt, und andererseits das Abfallen des Grundwasserleiters in nördliche Richtung erklärt. Somit wird auch die Wechselwirkung zwischen dem Grundwasserleiter und dem Paläo-See der Sabkha untersucht. Das Messnetz besteht aus etwa 10 Druckmesssonden, die - an der Sohle der wasserführenden Brunnen der heutigen Oase positioniert - kontinuierlich den Wasserstand im Brunnen aufzeichnen.

Quantifizierung des Wasserdargebotes und des Wasserbedarfs
Auf Basis des hydro-geologischen Modells und der Aufnahme der Grundwasserganglinien ist das verfügbare Wasserdargebot aus der Anzahl der Brunnen sowie deren Ergiebigkeit abzuschätzen. Ausgehend von den landwirtschaftlich genutzten Flächen sowie auf Grundlage denkbarer Bewirtschaftungsweisen (z.B. Art des Bewässerungsverfahren oder der Vegetationsfolge) ist der Wasserbedarf zu ermitteln (Pflanzenwasserbedarf, Bedarf für Mensch und Vieh sowie sonstige Produktionsprozesse). Schließlich sind das Wasserdargebot und der -bedarf gegenüberzustellen und so auf eine maximale Größe der Oase (Population und Fläche) zu schließen. Diese Rekonstruktion orientiert sich eng an den archäologischen sowie archäo- und paläohydrologischen Befunden und soll somit die Entwicklung der Oase entlang des Klimagradienten seit dem mittleren Holozän aufzeigen.

Validierung eines Niederschlags-Abfluss-Modells für das Einzugsgebiet der Sabkha
Auf der Grundlage der in den bisherigen Projektphasen gesammelten hydrologischen Parameter (Infiltrationskapazitäten, Körnungslinien und weitere Kenngrößen zur Abflussbildung) soll ein detailliertes, numerisches Niederschlags-Abfluss-Modell (Modell NASIM) des Sabkha-Einzugsgebietes erstellt werden. Dieses erlaubt die Abschätzung der relevanten hydrologischen Größen (Oberflächenabfluss, Grundwasserneubildung) einerseits als Bilanzmodell für die Untersuchung der langzeitigen Entwicklungen entlang des Klimagradienten seit dem mittleren Holozän und andererseits als direktes Modell zur Untersuchung der Auswirkung einzelner Niederschlagsereignisse. Die numerische Modellierung dient mithin zur Validierung des bisherigen Modell (Engel et al. 2012, Wellbrock et al., im Druck). Zur Berücksichtigung der Spannweiten der Modell-Eingangsgrößen soll das Konzept der statistischen Simulation (vgl. Whitehead et al. 2011) umgesetzt werden, mit dem eine Aussage über die statistische Wahrscheinlichkeit bestimmter Ereignisse bzw. Systemzustände getroffen werden kann.

Archäo-hydrologische Untersuchung der landwirtschaftlich genutzten Fläche in Compound A
Neben Sondagen zur Identifizierung des Wasserverteilungssystem sowie dessen Bestandteilen und der Wasserressource im südlichen Teil des Compound A ist insbesondere für den bisher weniger untersuchten östlichen Teil des Areals die Fortführung der geomagnetischen Prospektion geplant. Die Kombination kleinflächiger Grabungen mit geophysikalischer Prospektion hat sich für das untersuchte Areal bewährt.
Die Untersuchungsergebnisse dienen schließlich als Grundlage zur Quantifizierung des Wasserdargebots, indem die Bewirtschaftungsweise rekonstruiert werden kann (z.B. Nachweis der hydraulischen Leistungsfähigkeit einzelner Kanalabschnitte). Besonderes Augenmerk ist bei den befundarmen Grabungen im Compound A auf die Datierung zu legen, da diese bisher noch nicht eindeutig geklärt werden konnte. Auch ist der Zusammenhang zwischen den Kanalsystemen unterschiedlicher Niveaus (Drainage oder ältere Phase) zu klären.