理屈として考えられるのは、は行は古くは p 音だったので、「ふ(pu)」に「武(bu)」を当てることは、音の近さからありえなくはない。とすると、

・もともと「あふ(apu)」という地名があった所に漢音で「阿武(abu)」を当てた。
・一方では字音に固執して「あぶ」と読むようになった。
・もう一方では「あふ」のまま、発音の変化に従って apu→afu となり、さらに au→ou となった。

といったところなんじゃないかと思いました。