David Galulas theories has strongly influenced modern counterinsurgency (COIN) theory. According to the authors of the current US. COIN field manual FM 3-24, Galula was the theoretician that had the most considerable influence on the field manual. Galula claims that the objective in COIN is to win the populations active support, because without it, the counterinsurgent will never win the war. Surveys conducted on the Iraq war between 2004-2008 shows that the US-led Coalition did not win the support of the population, since it decreased constantly from the start of the war until 2007, when 79% of the population was against their presence in the country. However, in Mars 2008 the support had instead increased to 72%. This essay studies the US-led coalitions COIN methods in Iraq between 2004 to 2007, and aims to investigate how COIN methods affect the support of the population for the counterinsurgent. The results shows that, to gain the support of the population, the counterinsurgent must station their troops amongst the population and protect them from the insurgency.

Obesity-induced chronic inflammation plays a key role in the pathogenesis of insulin resistance and the metabolic syndrome. Proinflammatory cytokines can cause insulin resistance in adipose tissue, skeletal muscle and liver by inhibiting insulin signaling transduction. Interleukin-1 receptor-associated kinase-1 (IRAK-1) is a serine/threonine kinase functioning in Toll-like Receptor signaling pathways, and plays an important role in inflammation and immune response. In our studies, we demonstrated that IRAK-1 is involved with the negative regulation of PI3K-Akt dependent signaling pathway induced by insulin and TLR 2&4 agonists. Out data also indicate that IRAK-1 can interact with IRS-1 protein both in vivo and in vitro. The binding sites for the IRAK1-IRS1 biochemical interaction are IRS-1's PH domain and IRAK-1's proline-rich LWPPPP motif. Our studies also indicate that IRAK-1 is involved with the negative regulation of glycogen synthesis through inhibiting PI3K-Akt signaling pathway and thus releasing GSK3β's inhibitory effect on glycogen synthase. Moreover, our studies also suggest that IRAK-1 is involved in the activation of transcription factors CREB and ATF-1 by stimulating CREB-Ser133 and ATF-1 phosphorylation. CREB transcription factor family induces genes involved in cellular metabolism, gene transcription, cell cycle regulation, cell survival, as well as growth factor and cytokine genes. That may partially explain our finding that IRAK-1 may be also involved with cell proliferation and survival pathway. / Master of Science

Interleukin-1 receptor associated kinase -1 is a protein kinase pivotal in mediating signals for innate immune responses. Here, I report that IRAK-1 also regulates cell-mediated immune responses. NFATc2 (nuclear factor of activated T cells) was found to be associated with IRAK-1 in T cells in vitro and its activity was elevated in the absence of IRAK-1. In addition, IRAK-1-/- mice had increased naturally occurring regulatory T cells and inducible regulatory T cells as well as Th1 responses as compared to WT mice. The findings suggest that activated T cells might employ IRAK-1 to mediate the regulation of acquired immunity. Therefore, IRAK-1 may participate in direct signaling cross talk between the innate and the acquired immunity. / Master of Science

Macrophage migration, an essential component of many biological processes and pathologic conditions, is mediated by integrated cellular signaling processes and cytoskeleton rearrangement. Recent advances indicate that the innate immunity signaling process plays a key role in the regulation of macrophage migration. Furthermore, our lab has provided evidence demonstrating the involvement of a key innate immunity signaling kinase, IRAK-1, as a critical modulator of murine macrophage migration. Macrophage migration induced by a potent PKC activator, phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), or lipopolysaccharide (LPS) was significantly decreased in IRAK-1-/- murine macrophages compared with wild type cells. Mechanistically, we first demonstrated that IRAK-1 works downstream of PKCε and directly binds to VASP, a cytoskeleton regulatory protein, to regulate PMA-induced macrophage migration. Secondly, we proved that IRAK-1 is required for LPS-induced macrophage migration and expression of MCP-1, a chemotactic cytokine for macrophages, via transcription factor C/EBPδ instead of NFκB. IRAK-1 binds directly to IKKε and inhibition or knock-down of IKKε results in a significant decrease in C/EBPδ expression and MCP-1 mRNA expression. Lastly, we identified the direct association between IRAK-1 and Rac1, a member of the Rac subfamily in the Rho family of GTPases. These finding further confirmed the essential role of IRAK-1 during macrophage migration. Our research provides a novel facet regarding the molecular signaling processes regulating macrophage migration. / Ph. D.

Das proinflammatorische Zytokin Interleukin-1 (IL-1) spielt eine zentrale Rolle bei Entzündungen und Infektionen. Die zellulären Antworten von IL-1 werden über den IL-1-Rezeptor Typ I (IL-1RI) vermittelt. Adapterproteine und die IL-1RI-assoziierte Kinase IRAK werden nach Ligandenbindung an den Rezeptor rekrutiert. Nach ihrer Phosphorylierung dissoziiert die IRAK vom IL-1RI-Komplex und aktiviert weitere Kinasen, was letztendlich zur Aktivierung von NF-κB und zur Induktion der Transkription von Genen führt. Für eine adäquate Immunantwort ist ein intrazellulärer reduzierter Status von Proteinthiolen essentiell. Vorausgegangene Untersuchungen an der murinen Thymomzelllinie EL-4 zeigten, dass die IL-1-Signalkaskade durch thiolmodifizierende Substanzen wie Menadion (MD) oder Phenylarsinoxid (PAO) gehemmt wird. Eine IL-1-abhängige Aktivierung von IL-1RI-assoziierte Kinasen oder NF-κB fand nicht mehr statt.<br><br> Ziele dieser Arbeit waren: (i) mögliche Proteine, die für den Angriff von thiolmodifizierenden Agenzien ein Ziel sein könnten, zu identifizieren und (ii) den Einfluss nahrungsrelevanter und redoxaktiver Substanzen auf frühe Ereignisse der IL-1-Signaltransduktion wie der Bildung des IL-1RI-Komplexes zu untersuchen. Als Zellmodell wurden EL-4-Zellen mit stabil überexprimierter IRAK (EL-4^IRAK) verwendet. Um die Bildung des IL-1RI-Komplexes, anschließende Phosphorylierungsereignisse und somit Kinase-Aktivitäten nachzuweisen, wurden Co-Präzipitations-Experimente und <i>in vitro</i> Kinase Tests durchgeführt. Die Markierung von Proteinthiolen erfolgte mit dem thiolspezifischen Reagenz Iodoacetyl-[¹²⁵I]-Iodotyrosin ([¹²⁵I]-IAIT).<br><br> Die Vorbehandlung von EL-4^IRAK-Zellen mit MD oder PAO führte zu einer Hemmung der Rekrutierung der IRAK an den IL-1RI und der anschließenden Phosphorylierungen. Zur Identifikation weiterer IL-1RI-assoziierter Proteine wurden IL-1RI-Immunpräzipitate zweidimensional aufgetrennt, Colloidal-Coomassie gefärbte Proteinspots ausgeschnitten und anschließend massenspektrometrisch mittels ESI-Q-TOF analysiert. Bei der Analyse wurden Proteine des Cytoskeletts wie z. B. Actin identifiziert.<br><br> In Analogie zu den synthetischen Substanzen MD und PAO wurden nahrungsrelevante und redoxaktive Substanzen wie Curcumin (Gelbwurz) und Sulforaphan (Broccoli) eingesetzt, um zu untersuchen, ob sie bereits früh die IL-1-Signaltransduktion beeinflussen. Bislang sind antiinflammatorische Effekte dieser beiden Nahrungsinhaltsstoffe nur auf der Ebene der Zytokin-vermittelten Aktivierung von NF-κB beschrieben. Sowohl Curcumin als auch Sulforaphan blockierten konzentrationsabhängig die Assoziation der IRAK an den IL-1RI in EL-4^IRAK-Zellen, wobei beide Substanzen unterschiedlich wirkten. Curcumin beeinflusste die IRAK-Aktivierung durch direkte Modifikation von Thiolen der IRAK ohne die Bindung von IL-1 mit dem IL-1RI zu beeinträchtigen. Sulforaphan hingegen induzierte auf mRNA- und Proteinebene die Expression von Tollip, welches durch PCR bzw. Western Blot nachgewiesen wurde. Tollip, ein negativer Regulator in TLR/IL-1RI-Signalkaskaden, könnte somit nach Induktion die IRAK-Aktivierung unterdrücken. Die Sulforaphan-abhängige Induktion der Tollip-Expression erfolgte jedoch nicht über Nrf2 und "antioxidant response element" (ARE)-regulierte Transkription, obwohl Sulforaphan ein bekannter Nrf2-Aktivator ist.<br><br> Diese Ergebnisse veranschaulichen, dass die IRAK ein redoxsensitives Protein ist und für die Bildung des IL-1RI-Komplexes reduzierte Proteinthiole eine Voraussetzung sind. Der Angriffspunkt für die antiinflammatorische Wirkung der beiden Nahrungsbestandteile Curcumin und Sulforaphan ist die Bildung des IL-1RI-Komplexes als ein frühes Ereignis in der IL-1-Signalkaskade. Die Hemmung dieses Prozesses würde die in der Literatur beobachteten Inhibitionen der abwärts liegenden Signale wie die Aktivierung von NF-κB und die Induktion proinflammatorischer Proteine erklären. / The pro-inflammatory cytokine Interleukin-1 (IL-1) generates cellular responses in infection and inflammation. Effects of IL-1 are mediated by the IL-1-receptor type I (IL-1RI). Following ligand binding the IL-1RI-associated kinase IRAK is recruited to the IL-1RI. After phosphorylation and dissociation of IRAK from the receptor different adapter proteins and kinases are activated finally leading to translocation of NF-κB into the nucleus and induction of gene expression. An intracellular reduced state of cysteine residues (thiols) of proteins is necessary for an appropriate IL-1 response. It was shown recently, that preincubation of murine thymoma EL-4 cells with the thiol modifying agents menadione (MD) or phenylarsine oxide (PAO) completely abolished e. g. the IL-1-induced activation of NF-κB. <br><br> The question to answer therefore was: (i) what are the proteins requiring free thiols and (ii) is the complex formation also influenced by dietary compounds exhibiting anti-inflammatory effects and being able to react with thiols in proteins. As a model the EL-4-cell line stably overexpressing IRAK (EL-4^IRAK) was used. Recruitment of IRAK was followed by its co-precipitation with the IL-1RI by means of Western blotting with an IRAK antibody. IRAK phosphorylation was demonstrated by in vitro kinase assays with the co-precipitates. Free thiols of IL-1RI complex-associated proteins were made visible by Iodo-acetyl-[¹²⁵I]-Iodotyrosine ([¹²⁵I]-IAIT). <br><br> By combining these methods with pretreatment of cells with MD or PAO, inhibition of recruitment of IRAK was identified as the first step in the IL-1 signaling cascade sensitive to thiol modification. To detect further redox-sensitive IL-1RI-associated proteins, receptor immunoprecipitates were separated by two dimensional gel electrophoresis and protein spots were analyzed by ESI-Q-TOF. In this way proteins of the cytoskeleton, including actin, were identified. <br><br> In addition to the synthetical compounds MD or PAO the effects of dietary agents were investigated on the IL-1 signaling pathway. Curcumin as a component of turmeric and sulforaphane from broccoli have been described to be redox-active and anti-inflammatory by an impairment of late events in IL-1- and Toll-like receptor (TLR) signaling. Increasing doses of curcumin and sulforaphane blocked the recruitment of IRAK to the IL-1RI in EL-4^IRAK cells, but these dietary compounds acted by different mechanisms. Curcumin exerted this inhibition not due to an interference with ligand binding to the receptor, it rather modified protein thiols of IRAK. In contrast, sulforaphane had an indirect effect by an induction of Tollip expression, as shown by mRNA (PCR) and protein (Western blot) analysis. Tollip is known as a negative regulator of IL-1- and TLR-mediated signaling and enhanced expression of Tollip mediated by sulforaphane might therefore inhibit IRAK activation. The induction of Tollip expression was not initiated by Nrf2 and antioxidant response element (ARE)-regulated transcription, which is known to be activated by sulforaphane. <br><br> These results demonstrate that IRAK is a redox-sensitive protein and the complex formation requires a reduced state of proteins involved. Curcumin and sulforaphane act anti-inflammatory by blocking IL-1 signaling pathway at the most early step, explaining its inhibitory effect on further downstream events in pro-inflammatory pathways.

Contexte. Depuis les années 1990, des spécialistes de la question du terrorisme affirment que les groupes terroristes islamistes actuels seraient différents des "anciens" groupes terroristes laïcs des années 1970 - 1980. Alors que les "anciens" terroristes avaient des objectifs politiques réformistes précis, les croyances religieuses des "nouveaux" groupes terroristes islamistes les amèneraient à prôner des objectifs utopiques qui ne sauraient être atteints en réformant un système politique. Conséquemment, les terroristes islamistes n'utiliseraient plus la violence pour contraindre un gouvernement à accéder à des revendications politiques précises, mais pour éliminer une vaste catégorie d'individus. Question. Cette recherche vise à comprendre la nature des objectifs des "nouveaux" groupes terroristes islamistes (utopiques ou réformistes) et la logique qui sous-tend l'utilisation qu'ils font de la violence. Méthodologie. Nous proposons donc une étude de cas simple qui s'intéresse à al-Qaida en Iraq (AQI) - un groupe terroriste islamiste contemporain basé en Iraq. Cette recherche se fonde sur une analyse de contenu contextualisée de 396 communiqués émis par AQI entre 2004 et 2008. Conclusions. Les résultats de cette recherche suggèrent qu'AQI ne prône pas uniquement des objectifs utopiques et que l'utilisation qu'il fait de la violence s'inscrit dans le cadre d'une stratégie politique complexe comparable à celle des "anciens" groupes terroristes.

Doctorat en philosophie et lettres / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The region of interest is part from Iraqi western desert covering an area about 100,000 km². Several of the large wadis such as Hauran, Amij, Ghadaf, Tubal and Ubaiydh traverse the entire region and discharge into the Euphrates River. The present study included the following hydrogeological investigations: Lineaments interpretation was done by using different data sets (SRTM 30 m and Landsat ETM 15m), within different algorithms. Some faults recognized by field survey match rather well with the automatically extracted lineaments with only a small difference between field data and re-mote sensed data. The groundwater flow directions (west to east) for three aquifers were determined by using different spatial interpolation algorithms. Due to the faults impact, the flow direction gets a slightly other direction when reaching the fault’s zone. Two pumping test were performed close to fault 2 in the unconfined aquifer Dammam using well no. 9 and 17. Results of pumping test and recovery were evaluated with the analytical model MLU for Windows. Well 17 shows a slightly higher transmissivity (0.1048 m²/min) in compari-son to well 9 (T= 0.0832 m²/min). This supports the assumption of a zone of unique elevated permeability between fault 1 and fault 2 because of the tectonic stress and the anticline structure. The catchment and watershed delineation was performed by means of four GIS packages utilizing three DTM´s: 90 m and 30 m SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) and the ASTER 30 m. A thorough field survey and manual catchment delineation of the same area was available from Division 1944. Software used was Arc Hydrotools, TNTmips, River Tools and TecDEM. Ten 90 m SRTM and twelve 30 m ASTER files were merged by means of ArcGIS. The 30 m SRTM dataset of Iraq was supplied by courtesy of the US Army and the region of interest (ROI) was clipped from this DTM using ArcGIS. No additional steps were performed with both DTM data sets before using the mentioned software products to perform the catchment analysis. As a result the catchment calculations were significantly different for both 30 m and 90 m data and the different software products. The groundwater model implemented in Visual Modflow V.4.2 was built by 5 main layers repre-senting Dammam aquifer, first aquiclude, UmEr Duhmma aquifer, second aquiclude and the Tayarat aquifer. Averaged readings of groundwater head from 102 observation wells were used to calibrate the model. Calculated recharge average was 17.5 mm/year based on the water balance for ~30 years (1980-2008). A sensitivity analysis was performed by using different permeability and recharge values. However, the model showed a rather low sensitivity because the values of the standard error of the estimation were between 2.27 m and 3.56 m. Models with recharge less than 11.85 mm/year or more than 60 mm/year did not converge and thus failed to produce a result. Models with Kf values from 1.1-3 to 1.1-4 m/s for aquifers and from 1.1-7 to 1.1-8 m/s for aquicludes converged. Water budget is about 2.17*10¹⁰ m³/year; by irrigating the greenhouses this budget will cover only 1.75% of the total area. However, this value could be upgraded up to 8 – 9 % by utilizing the groundwater inflow from Saudi Arabia. / Das Untersuchungsgebiet umfasst eine Fläche von etwa 100.000 km² und ist Teil der westlichen irakischen Wüste. Einige der großen Wadis wie Hauran, Amij, Ghadaf, Tubal und Ubaiydh durchqueren die gesamte Region und entwässern in den Euphrat. Die vorliegende Arbeit umfasst folgende hydrogeologische Untersuchungen: Die Interpretation der Lineamente wurde anhand verschiedener Datensätze (SRTM 30 m und Landsat ETM 15 m) und unter Nutzung unterschiedlicher Algorithmen durchgeführt. Einige Störungen, welche während Feldmessungen identifiziert wurden, stimmen gut mit automatisch extrahierten Lineamenten überein, der Unterschied zwischen Feld- und Fernerkundungsdaten ist somit gering. Die Ermittlung der Grundwasserfließrichtungen (von West nach Ost) der drei Aquifere erfolgte unter Nutzung verschiedener Algorithmen zur räumlichen Interpolation. Es zeigte sich, dass die Störungen zu einer leichten Veränderung der Fließrichtung mit zunehmender Nähe zur Störungszone führen. Zwei Pumpversuche in den Brunnen 9 und 17 wurden nahe der Störung 2 im ungesättigten Aquifer Dammam durchgeführt. Die Auswertung der Ergebnisse der Pump- und Wiederanstiegsversuche erfolgte mittels des analytischen Modells MLU für Windows. Es zeigte sich, dass Brunnen 17 eine leicht höhere Transmissivität aufweist (T = 0,1048 m²/min) im Vergleich zu Brunnen 9 (T = 0,0832 m²/min). Dies unterstützt die Annahme der Existenz einer Zone erhöhter Permeabilität zwischen den Störungen 1 und 2, verursacht durch tektonischen Stress und die Antiklinalstruktur. Die Erfassung von Einzugsgebiet und Wasserscheiden erfolgte anhand von vier GIS-Paketen unter Nutzung von 3 DTM’s: 90 m und 30 m SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) sowie ASTER 30 m. Genaue Daten aus einer Feldkampagne und eine manuelle Abgrenzung des Einzugsgebietes derselben Region standen zur Verfügung (Division 1944). Als Software kamen Arc Hydrotools, TNTmips, River Tools und TecDEM zum Einsatz. Zehn SRTM- (90 m) und zwölf ASTER-Files (30 m) wurden mittels ArcGIS vereinigt. Ein 30 m SRTM-Datensatz des Irak (bereitgestellt durch die US-Armee) diente als Grundlage für das Ausschneiden des Untersuchungsgebietes (ROI) mit Hilfe von ArcGIS. An beiden DTM Datensätzen wurden vor der Ermittlung des Einzugsgebietes mit den genannten Software-Produkten keine zusätzlichen Schritte durchgeführt. Als Resultat ergaben sich signifikante Unterschiede zwischen den 30 m und 90 m Datensätzen sowie der verschiedenen Software. Das in Visual Modflow V.4.2 implementierte Grundwassermodell wurde aus fünf Hauptschichten bestehend aus Dammam Aquifer, erster Stauer, UmEr Duhmma Aquifer, zweiter Stauer und Tayarat Aquifer aufgebaut. Durchschnittliche Werte der Grundwasserstände aus 102 Observationsbrunnen dienten der Kalibrierung des Modells. Die berechnete mittlere Grundwasserneubildung betrug 17,5 mm/a, basierend auf dem Wasserhaushalt der letzten 30 Jahre (1980-2008). Unter Einbeziehung verschiedener Werte für Permeabilität und Grundwasserneubildung wurde eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Dabei ergab sich allerdings eine geringe Empfindlichkeit des Modells, resultierend aus einer Standardabweichung der Schätzung zwischen 2,27 m und 3,56 m. Modelle mit einer Grundwasserneubildung kleiner 11,85 mm/a und größer 60 mm/a zeigten keine Konvergenz und führten somit zu keinem Ergebnis. Modelle mit kf Werten zwischen 1.1-3 und 1.1-4 m/s für Aquifere und zwischen 1.1-7 und 1.1-8 m/s für Grundwasserstauer konvergierten. Die Grundwasserneubildung betrug etwa 2,17∙10¹⁰ m³/a, für die Bewässerung von Gewächshäusern deckt diese Summe nur 1,75% des gesamten Gebietes ab. Allerdings könnte dieser Wert durch die Nutzung des Grundwasserzuflusses aus Saudi Arabien auf 8 – 9% gesteigert werden.

L’Iraq Petroleum Company (IPC) est un consortium britannique formé le 30 mai 1929 et qui prend la suite de la Turkish Petroleum Company qui opérait sur l’ensemble de l’Empire ottoman. Sa mission est de trouver, exploiter et transporter du pétrole brut provenant de ses vastes concessions au profit de ses actionnaires. C’est l’Irak qui se trouve au cœur de l’entreprise pétrolière que les Majors comptent mener au Moyen-Orient, tout au moins à ses débuts. L’IPC exploite à partir de 1925 une concession qui s’étend à l’est du Tigre. En juillet 1938 et en mai 1939, deux de ses filiales, la Basra Petroleum Company (BPC) et la Mosul Petroleum company (MPC), gèrent respectivement les territoires situés au sud et au nord du 33e parallèle. À la veille de la Seconde Guerre mondiale, c’est donc la presque totalité de l’Irak qui est aux mains du consortium britannique pour une durée de 75 ans. Entre 1948, date à laquelle les Majors américaines prennent le contrôle effectif du consortium, et la nationalisation de tous les avoirs de la compagnie en Irak en 1975, l’IPC doit faire face à de profondes mutations, tant en ce qui concerne l’industrie pétrolière que la situation géopolitique du Moyen-Orient. Tandis que le Moyen-Orient devient la première région exportatrice de pétrole au monde grâce aux efforts des Majors, l’affrontement entre le monde arabe et l’État d’Israël exacerbe le nationalisme des pays producteurs de pétrole. De simples pays hôtes percepteurs de redevances, ceux-ci réclament au nom de la souveraineté nationale et de la lutte contre l’impérialisme de contrôler l’action des Majors et de prendre activement part dans l’exploitation de leurs richesses nationales. Ainsi, l’IPC, avec d’autres consortium pétroliers internationaux opérant au Moyen-Orient, se trouve affectée, voire impliquée, dans les choix diplomatiques que les gouvernements occidentaux développent pour prévenir l’instabilité du Moyen-Orient, zone stratégique essentielle pour leur approvisionnement énergétique dans un contexte de guerre froide. / The Iraq Petroleum Company (IPC) is a British company that, in July 1928, succeeded the Turkish Petroleum Company, which held a concession in Iraq. Since its creation, the IPC had been both an emanation of the major Western oil groups and the concrete expression of the oil policy pursued in the Middle East by the major Western powers, the United States, Great Britain and France. It was a petroleum production consortium whose activities were mainly in Iraq. From his creation in 1929 to his nationalization in 1975, IPC associated all of the Western Majors. In 1932 and in 1938, the Mosul Petroleum Company (MPC) and the Basrah Petroleum Company (BPC) rounded out this system in the southern part of Iraq. So, on the eve of World War II, the area of the concessions covered all Iraq.Until the 1970s, the concession system governed relationships between operating companies and producing countries. In those agreements, the producing countries did not control the amounts produced, the level of exports, or prices. But, as of the 1950s, the complex oil system implemented by the Majors was threatened by the de-colonization movement. The Soviet threat and the Israeli-Arab conflicts strengthened this increasing instability. So the battle for freeing the Arab nation incorporated the fight against IPC to return Arab oil to the Arabs. The revolution of 14 July 1958, which overthrew Nouri Saïd’s pro-Western government and brought General Abd el-Karim Kassem to power, intensified a constant political desire for re-appropriation of the Iraqi oil economy in the name of Iraq’s development and national sovereignty.

The region of interest is part from Iraqi western desert covering an area about 100,000 km². Several of the large wadis such as Hauran, Amij, Ghadaf, Tubal and Ubaiydh traverse the entire region and discharge into the Euphrates River. The present study included the following hydrogeological investigations: Lineaments interpretation was done by using different data sets (SRTM 30 m and Landsat ETM 15m), within different algorithms. Some faults recognized by field survey match rather well with the automatically extracted lineaments with only a small difference between field data and re-mote sensed data. The groundwater flow directions (west to east) for three aquifers were determined by using different spatial interpolation algorithms. Due to the faults impact, the flow direction gets a slightly other direction when reaching the fault’s zone. Two pumping test were performed close to fault 2 in the unconfined aquifer Dammam using well no. 9 and 17. Results of pumping test and recovery were evaluated with the analytical model MLU for Windows. Well 17 shows a slightly higher transmissivity (0.1048 m²/min) in compari-son to well 9 (T= 0.0832 m²/min). This supports the assumption of a zone of unique elevated permeability between fault 1 and fault 2 because of the tectonic stress and the anticline structure. The catchment and watershed delineation was performed by means of four GIS packages utilizing three DTM´s: 90 m and 30 m SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) and the ASTER 30 m. A thorough field survey and manual catchment delineation of the same area was available from Division 1944. Software used was Arc Hydrotools, TNTmips, River Tools and TecDEM. Ten 90 m SRTM and twelve 30 m ASTER files were merged by means of ArcGIS. The 30 m SRTM dataset of Iraq was supplied by courtesy of the US Army and the region of interest (ROI) was clipped from this DTM using ArcGIS. No additional steps were performed with both DTM data sets before using the mentioned software products to perform the catchment analysis. As a result the catchment calculations were significantly different for both 30 m and 90 m data and the different software products. The groundwater model implemented in Visual Modflow V.4.2 was built by 5 main layers repre-senting Dammam aquifer, first aquiclude, UmEr Duhmma aquifer, second aquiclude and the Tayarat aquifer. Averaged readings of groundwater head from 102 observation wells were used to calibrate the model. Calculated recharge average was 17.5 mm/year based on the water balance for ~30 years (1980-2008). A sensitivity analysis was performed by using different permeability and recharge values. However, the model showed a rather low sensitivity because the values of the standard error of the estimation were between 2.27 m and 3.56 m. Models with recharge less than 11.85 mm/year or more than 60 mm/year did not converge and thus failed to produce a result. Models with Kf values from 1.1-3 to 1.1-4 m/s for aquifers and from 1.1-7 to 1.1-8 m/s for aquicludes converged. Water budget is about 2.17*10¹⁰ m³/year; by irrigating the greenhouses this budget will cover only 1.75% of the total area. However, this value could be upgraded up to 8 – 9 % by utilizing the groundwater inflow from Saudi Arabia.:List of Content Page Dedication ………………………………..………………..2 Acknowledgment ………………………………..………………..3 List of contents …………………………………..……………..4 List of Figures ………..……………………………..….......…8 List of Tables ………..……………………………….…….…9 List of abbreviations ………..……………………………….………10 English Abstract ……………………………………….………..12 German Abstract ..………………...…………………….……….14 1 Introduction ………..……………………………….………16 1-1 Preface ………..……………………………….………16 1-2 Region of interest ………..……………………………….………16 1-3 Previous Studies ………..……………………………….………17 1-3-1 Local studies ………..……………………………….………17 1-3-1-1 Hydrogeological Studies ………..………………………….…….17 1-3-1-2 Remote Sensing Studies ………..………………………….…….18 1-3-2 Global studies …..……………………………….…….18 1-3-2-1 Groundwater flow and fracture zone ..………………………...19 1-3-2-2 Lineaments extraction ………..…………………………….….19 1-3-2-3 Watershed delineation ………..……………………….……….20 1-4 Importance of investigation area ……………..………………..…24 1-5 Motivation ………..……………………………….…….…24 1-6 Deliverables ………..……………………………….………24 1-7 Problems ………..……………………………….………26 2 Methodology ………..……………………………….………27 2-1 Literature review ………..……………………………….………27 2-2 Personal contact ………..……………………………….………27 2-3 Field work ………..……………………………….………27 2-4 Evaluation of geological data ………………………….………27 2-4-1 Geological cross section ….……..……………………….27 2-4-2 Fault system by means of remote sensing techniques …..………28 2-5 Climate and Meteorology..…..………………………………....……28 2-5-1 Meteorological data ………..……………………………….………28 2-5-2 Aridity index ………..……………………………….………28 2-5-3 Groundwater recharge ………..…………………………….….29 2-5-4 Vegetation index ………..……………………………….………29 2-5-5 Actual evaporation ………..……………………………….………30 2-5-6 Soil moisture ………..……………………………….………32 2-5-7 Runoff ………..……………………………….………32 2-6 Hydrogeology ………..……………………………….………34 2-6-1 Pumping test ………..……………………………….………34 2-6-2 Groundwater flow ………..……………………………….………34 2-6-3 Wadi catchment delineation ……………………………….…34 2-6-3-1 Dataset ………..……………………………….………34 2-6-3-2 Approaches ………..……………………………….………34 2-6-3-3 Software packages ………..……………………………….………35 2-6-4 PC options ………..……………………………….………39 2-6-5 Groundwater Model ………..……………………………….………39 2-6-5-1 Conceptual model ………..……………………………….………40 2-6-5-2 Input ………..……………………………….………41 2-6-5-3 Properties ………..……………………………….………41 2-6-5-4 Boundary conditions ………..……………………………….………41 2-6-5-5 Observation wells ………..……………………………….………42 2-6-5-6 Solver ………..……………………………….………42 2-6-5-7 Calibration ………..……………………………….………42 3 Geological setting ………..……………………………….………44 3-1 Preface ………..……………………………….………44 3-2 Tectonic and structure …………………………………………..…...44 3-3 Stratigraphy ………..……………………………….………46 3-3-1 Tayarat formation ………..……………………………….………47 3-3-2 Umm Er Radhumma formation ………………………………....47 3-3-3 Dammam formation ………..……………………………….………48 3-3-4 Euphrates formation………..…………………………………………48 3-4 Topography and Ubaiydh Wadi …………………………………49 4 Climate and meteorology.…………………………………..………51 4-1 Preface ………..……………………………….………51 4-2 Precipitation ………..……………………………….………51 4-3 Temperature ………..……………………………….………52 4-4 Potential evaporation …………………………………………53 4-5 Relative humidity ………..……………………………….………54 4-6 Wind ………..……………………………….………55 4-7 Sunshine duration ………..……………………………….………56 5 Hydrogeology ………..……………………………….………57 5-1 Preface ………..……………………………….………57 5-2 Tayarat aquifer ………..……………………………….………57 5-2-1 Pressure conditions ………..……………………………….………57 5-2-2 Hydraulic characteristics …………………………………………57 5-2-3 Water quality ………..……………………………….………58 5-3 Um Er Radumma aquifer …………………………………………58 5-3-1 Pressure conditions ………..……………………………….………58 5-3-2 Hydraulic characteristics …………………………………………58 5-3-3 Water quality ………..……………………………….………59 5-4 Dammam aquifer ………..……………………………….………59 5-4-1 Pressure conditions ………..……………………………….………59 5-4-2 Hydraulic characteristics …………………………………………60 5-4-3 Water quality ………..……………………………….………60 6 Result and discussion …………………………………………61 6-1 Topographic contour map …………………………………………61 6-2 Geological cross section …………………………………………62 6-3 Lineaments evaluation …………………………………………65 6-4 Groundwater flow ………..……………………………….………66 6-5 Pumping test evaluation …………………………………………70 6-6 Catchment calculation …………………………………………72 6-7 Water balance and Recharge ……………………………….…76 6-8 Groundwater model ………..……………………………….………78 6.8.1 Model sensitivity ………..……………………………….………80 6.8.2 Groundwater management ……………………………….…83 7 Conclusion and recommendations …………………………………84 7.1 Conclusion ………..……………………………….…….…84 7.2 Recommendations ………..……………………………….…….…85 8 References ………..……………………………….………86 9 Appendixes ………..……………………………….………90 10 Field work Photos ………..……………………………….………115 11 Author CV. ………..……………………………….………116 / Das Untersuchungsgebiet umfasst eine Fläche von etwa 100.000 km² und ist Teil der westlichen irakischen Wüste. Einige der großen Wadis wie Hauran, Amij, Ghadaf, Tubal und Ubaiydh durchqueren die gesamte Region und entwässern in den Euphrat. Die vorliegende Arbeit umfasst folgende hydrogeologische Untersuchungen: Die Interpretation der Lineamente wurde anhand verschiedener Datensätze (SRTM 30 m und Landsat ETM 15 m) und unter Nutzung unterschiedlicher Algorithmen durchgeführt. Einige Störungen, welche während Feldmessungen identifiziert wurden, stimmen gut mit automatisch extrahierten Lineamenten überein, der Unterschied zwischen Feld- und Fernerkundungsdaten ist somit gering. Die Ermittlung der Grundwasserfließrichtungen (von West nach Ost) der drei Aquifere erfolgte unter Nutzung verschiedener Algorithmen zur räumlichen Interpolation. Es zeigte sich, dass die Störungen zu einer leichten Veränderung der Fließrichtung mit zunehmender Nähe zur Störungszone führen. Zwei Pumpversuche in den Brunnen 9 und 17 wurden nahe der Störung 2 im ungesättigten Aquifer Dammam durchgeführt. Die Auswertung der Ergebnisse der Pump- und Wiederanstiegsversuche erfolgte mittels des analytischen Modells MLU für Windows. Es zeigte sich, dass Brunnen 17 eine leicht höhere Transmissivität aufweist (T = 0,1048 m²/min) im Vergleich zu Brunnen 9 (T = 0,0832 m²/min). Dies unterstützt die Annahme der Existenz einer Zone erhöhter Permeabilität zwischen den Störungen 1 und 2, verursacht durch tektonischen Stress und die Antiklinalstruktur. Die Erfassung von Einzugsgebiet und Wasserscheiden erfolgte anhand von vier GIS-Paketen unter Nutzung von 3 DTM’s: 90 m und 30 m SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) sowie ASTER 30 m. Genaue Daten aus einer Feldkampagne und eine manuelle Abgrenzung des Einzugsgebietes derselben Region standen zur Verfügung (Division 1944). Als Software kamen Arc Hydrotools, TNTmips, River Tools und TecDEM zum Einsatz. Zehn SRTM- (90 m) und zwölf ASTER-Files (30 m) wurden mittels ArcGIS vereinigt. Ein 30 m SRTM-Datensatz des Irak (bereitgestellt durch die US-Armee) diente als Grundlage für das Ausschneiden des Untersuchungsgebietes (ROI) mit Hilfe von ArcGIS. An beiden DTM Datensätzen wurden vor der Ermittlung des Einzugsgebietes mit den genannten Software-Produkten keine zusätzlichen Schritte durchgeführt. Als Resultat ergaben sich signifikante Unterschiede zwischen den 30 m und 90 m Datensätzen sowie der verschiedenen Software. Das in Visual Modflow V.4.2 implementierte Grundwassermodell wurde aus fünf Hauptschichten bestehend aus Dammam Aquifer, erster Stauer, UmEr Duhmma Aquifer, zweiter Stauer und Tayarat Aquifer aufgebaut. Durchschnittliche Werte der Grundwasserstände aus 102 Observationsbrunnen dienten der Kalibrierung des Modells. Die berechnete mittlere Grundwasserneubildung betrug 17,5 mm/a, basierend auf dem Wasserhaushalt der letzten 30 Jahre (1980-2008). Unter Einbeziehung verschiedener Werte für Permeabilität und Grundwasserneubildung wurde eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Dabei ergab sich allerdings eine geringe Empfindlichkeit des Modells, resultierend aus einer Standardabweichung der Schätzung zwischen 2,27 m und 3,56 m. Modelle mit einer Grundwasserneubildung kleiner 11,85 mm/a und größer 60 mm/a zeigten keine Konvergenz und führten somit zu keinem Ergebnis. Modelle mit kf Werten zwischen 1.1-3 und 1.1-4 m/s für Aquifere und zwischen 1.1-7 und 1.1-8 m/s für Grundwasserstauer konvergierten. Die Grundwasserneubildung betrug etwa 2,17∙10¹⁰ m³/a, für die Bewässerung von Gewächshäusern deckt diese Summe nur 1,75% des gesamten Gebietes ab. Allerdings könnte dieser Wert durch die Nutzung des Grundwasserzuflusses aus Saudi Arabien auf 8 – 9% gesteigert werden.:List of Content Page Dedication ………………………………..………………..2 Acknowledgment ………………………………..………………..3 List of contents …………………………………..……………..4 List of Figures ………..……………………………..….......…8 List of Tables ………..……………………………….…….…9 List of abbreviations ………..……………………………….………10 English Abstract ……………………………………….………..12 German Abstract ..………………...…………………….……….14 1 Introduction ………..……………………………….………16 1-1 Preface ………..……………………………….………16 1-2 Region of interest ………..……………………………….………16 1-3 Previous Studies ………..……………………………….………17 1-3-1 Local studies ………..……………………………….………17 1-3-1-1 Hydrogeological Studies ………..………………………….…….17 1-3-1-2 Remote Sensing Studies ………..………………………….…….18 1-3-2 Global studies …..……………………………….…….18 1-3-2-1 Groundwater flow and fracture zone ..………………………...19 1-3-2-2 Lineaments extraction ………..…………………………….….19 1-3-2-3 Watershed delineation ………..……………………….……….20 1-4 Importance of investigation area ……………..………………..…24 1-5 Motivation ………..……………………………….…….…24 1-6 Deliverables ………..……………………………….………24 1-7 Problems ………..……………………………….………26 2 Methodology ………..……………………………….………27 2-1 Literature review ………..……………………………….………27 2-2 Personal contact ………..……………………………….………27 2-3 Field work ………..……………………………….………27 2-4 Evaluation of geological data ………………………….………27 2-4-1 Geological cross section ….……..……………………….27 2-4-2 Fault system by means of remote sensing techniques …..………28 2-5 Climate and Meteorology..…..………………………………....……28 2-5-1 Meteorological data ………..……………………………….………28 2-5-2 Aridity index ………..……………………………….………28 2-5-3 Groundwater recharge ………..…………………………….….29 2-5-4 Vegetation index ………..……………………………….………29 2-5-5 Actual evaporation ………..……………………………….………30 2-5-6 Soil moisture ………..……………………………….………32 2-5-7 Runoff ………..……………………………….………32 2-6 Hydrogeology ………..……………………………….………34 2-6-1 Pumping test ………..……………………………….………34 2-6-2 Groundwater flow ………..……………………………….………34 2-6-3 Wadi catchment delineation ……………………………….…34 2-6-3-1 Dataset ………..……………………………….………34 2-6-3-2 Approaches ………..……………………………….………34 2-6-3-3 Software packages ………..……………………………….………35 2-6-4 PC options ………..……………………………….………39 2-6-5 Groundwater Model ………..……………………………….………39 2-6-5-1 Conceptual model ………..……………………………….………40 2-6-5-2 Input ………..……………………………….………41 2-6-5-3 Properties ………..……………………………….………41 2-6-5-4 Boundary conditions ………..……………………………….………41 2-6-5-5 Observation wells ………..……………………………….………42 2-6-5-6 Solver ………..……………………………….………42 2-6-5-7 Calibration ………..……………………………….………42 3 Geological setting ………..……………………………….………44 3-1 Preface ………..……………………………….………44 3-2 Tectonic and structure …………………………………………..…...44 3-3 Stratigraphy ………..……………………………….………46 3-3-1 Tayarat formation ………..……………………………….………47 3-3-2 Umm Er Radhumma formation ………………………………....47 3-3-3 Dammam formation ………..……………………………….………48 3-3-4 Euphrates formation………..…………………………………………48 3-4 Topography and Ubaiydh Wadi …………………………………49 4 Climate and meteorology.…………………………………..………51 4-1 Preface ………..……………………………….………51 4-2 Precipitation ………..……………………………….………51 4-3 Temperature ………..……………………………….………52 4-4 Potential evaporation …………………………………………53 4-5 Relative humidity ………..……………………………….………54 4-6 Wind ………..……………………………….………55 4-7 Sunshine duration ………..……………………………….………56 5 Hydrogeology ………..……………………………….………57 5-1 Preface ………..……………………………….………57 5-2 Tayarat aquifer ………..……………………………….………57 5-2-1 Pressure conditions ………..……………………………….………57 5-2-2 Hydraulic characteristics …………………………………………57 5-2-3 Water quality ………..……………………………….………58 5-3 Um Er Radumma aquifer …………………………………………58 5-3-1 Pressure conditions ………..……………………………….………58 5-3-2 Hydraulic characteristics …………………………………………58 5-3-3 Water quality ………..……………………………….………59 5-4 Dammam aquifer ………..……………………………….………59 5-4-1 Pressure conditions ………..……………………………….………59 5-4-2 Hydraulic characteristics …………………………………………60 5-4-3 Water quality ………..……………………………….………60 6 Result and discussion …………………………………………61 6-1 Topographic contour map …………………………………………61 6-2 Geological cross section …………………………………………62 6-3 Lineaments evaluation …………………………………………65 6-4 Groundwater flow ………..……………………………….………66 6-5 Pumping test evaluation …………………………………………70 6-6 Catchment calculation …………………………………………72 6-7 Water balance and Recharge ……………………………….…76 6-8 Groundwater model ………..……………………………….………78 6.8.1 Model sensitivity ………..……………………………….………80 6.8.2 Groundwater management ……………………………….…83 7 Conclusion and recommendations …………………………………84 7.1 Conclusion ………..……………………………….…….…84 7.2 Recommendations ………..……………………………….…….…85 8 References ………..……………………………….………86 9 Appendixes ………..……………………………….………90 10 Field work Photos ………..……………………………….………115 11 Author CV. ………..……………………………….………116