Hydrogeophysical and hydrogeochemical characterization of volcanic aquifers in Northwest Ethiopia

Fenta Mulugeta Chanie
Hydrogeophysical and hydrogeochemical characterization of volcanic aquifers in Northwest Ethiopia.
[Thesis]

[thumbnail of Dissertation_Mulugeta_Fenta_v04.pdf]
Preview
PDF (disszertáció)
Download (9MB) | Preview
[thumbnail of Booklet_Mulugeta_Fenta_A4.pdf]
Preview
PDF (tézis)
Download (809kB) | Preview

Abstract in Hungarian

Etiópia lakossági vízigényének kielégítése döntően a felszín alatti vízkészleteken alapul. Ugyanakkor a csapadék, az éghajlat, a topográfiai és hidrogeológiai tényezők együttes vizsgálata óriási kihívást jelent ezen létfontosságú erőforrás hatékony hasznosításához. A vizsgálati területemet ké-pező, változatos morfológiájú, északnyugat-etiópiai Dangila városának térségét a kutak folyamatos meghibásodása és alacsony hozama jellemezte az elmúlt évtizedekben. A terciert és a negyedidő-szakot felölelő korszakban lezajlott vulkánkitörések rendkívül összetett talajvíztároló jelleget eredményeztek. A tároló képződmény komplexitása, valamint a csapadék időszakossága a talajvíz elő- fordulásának, minőségének, mennyiségének és a víztartó réteg paramétereinek változásait okozza akár néhány száz méteres távolságon belül. Az Etióp-magasföld édesvíz készletét rejtő vulkanikus víztárolók számos kihívást jelentettek a fenntartható gazdálkodással kapcsolatban, ami a felszín alatti vizek kutatására ösztönzött. Munkám során, a vulkanikus víztartó rétegek bonyolult természete komplex megközelítést igé- nyelt, melyhez általam gyűjtött mérési adatokat és különböző forrású információkat használtam fel. Számos vizsgálati megközelítést alkalmaztam, beleértve a meglévő fúrások, kőzetfeltárások vizsgálatát; hidrokémiai-, stabilizotóp elemzéseket, felszínközeli geo-mágneses és vertikális elektromos szondázást, valamint szivattyúteszt elemzési technikákat. Emellett felmértem az új száloptikai technológiák alkalmazhatóságát a komplex geometriájú víztartó rendszerek megértésében. Ennek eredményeképpen megvizsgáltam a talajvíztartó réteg jellemzőit, a hidraulikai paramétereket, a vízminőséget, valamint a talajvíz ivóvíz- és öntözési célú felhasználásra való alkalmasságát. Tanulmányoztam a talajvíz kémiáját befolyásoló tényezőket, a talajvízben lévő ionok forrásait, a kőzet-víz kölcsönhatásokat és a talajvíz alakulását. Vizsgáltam továbbá az utánpótlódáshoz szükséges csapadékforrásokat, a talajvíz előfordulását és mozgását meghatározó jellemzőket, a beáramlási és kiáramlási területeket, valamint további kutak létesítésének lehetséges helyeit. Végül, a felszín alatti vízkészlet jövőbeni fenntartható hasznosítása érdekében, koncepcionális felszínalattivízáramlási modellt dolgoztam ki.

Abstract in foreign language

The pursuit of meeting the critical needs for clean water of Ethiopia’s citizens depends on groundwater resources. However, the geology, rainfall, physiography, and other factors make it challenging to manage resources without conducting intensive, efficient investigations. The variable physiographic area surrounding the town of Dangila in northwest Ethiopia has been occasioned by incessant borehole failure and low yield over the past four decades. The Oligocene – Miocene and the recent Quaternary timing of volcanic eruption yielded a highly complex groundwater reservoir. The variable groundwater reservoir of rainfall causes variations in groundwater occurrence, quality, quantity, and aquifer parameters within hundreds of meters. Volcanic aquifers supplying freshwater in Ethiopian highlands have imposed various challenges on sustainable management that have prompted groundwater research. In my study, the intricate nature of volcanic aquifers demands a multi-investigation approach that uses survey data and information from diverse sources. Numerous investigative approaches have been utilized, comprising analysis of existing boreholes, rock outcrops, and hydrochemistry as well as water-stable isotope analysis, surveys of near-surface geomagnetic and vertical electrical sounding, and pump test analysis techniques. Additionally, the extent of the possibility of utilizing new fiber optical technologies to understand the complex geometry of aquifers systems has been assessed. As a result, in this study, the aquifer's groundwater reservoir characteristics, hydraulic parameters, water quality, and suitability for drinking and irrigation use have been investigated. The influencing factors for groundwater chemistry, the sources of ions in the groundwater, the rock–water interactions, and groundwater evolution have been examined. Furthermore, the sources of precipitation for recharge, the recharge and discharge areas, the potential areas for further borehole drilling, and the governing features for groundwater occurrence and movement have been investigated. Finally, the conceptual groundwater flow model has been developed for the sustainable utilization of the groundwater resource in the future.

Item Type: Thesis (Doktori értekezés)
Creators: Fenta Mulugeta Chanie
Subjects: 01. Natural sciences > 01.05. Earth and related environmental sciences > 01.05.12. Hydrology
01. Natural sciences > 01.05. Earth and related environmental sciences > 01.05.13. Water resources
01. Natural sciences > 01.05. Earth and related environmental sciences > 01.05.01. Geosciences, multidisciplinary
01. Natural sciences > 01.05. Earth and related environmental sciences > 01.05.04. Geochemistry and geophysics
01. Natural sciences > 01.05. Earth and related environmental sciences > 01.05.08. Environmental sciences
Divisions: Doctoral School of Geosciences
Tudományterület / tudományág: Natural Sciences > Earth Sciences
Nyelv: English
Date: 2022. May 11.
Uncontrolled Keywords: Hydrogeophysics. Hydrochemistry. Water isotope. Volcanic aquifer. Groundwater flows conceptual model. Northwest Ethiopia.
Item ID: 11138
Date Deposited: 2022. Jan. 27. 08:24
Last Modified: 2022. May. 18. 14:16
Depository no.: B 6944
URI: https://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/11138
Defence/Citable status: Not Defended. (Do not cite until it has not assigned DOI number!)

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year