Observed hydro-climatic trends and local perceptions of water availability: a mixed-methods study in Marsyandi river basin, Nepal

Abstract

In the central Himalayas, water dynamics are expected to change due to multiple factors like climate change, hydro power development and shifting land use practices. This thesis looks at possible changes in water dynamics in Marsyandi river basin, Nepal, as well as causes to those changes and how they are perceived locally.

Grounded in critical physical geography, the study uses mixed methods and an analytical approach of socio-hydrology. Trends in streamflow, precipitation and evapotranspiration from year 1998-2018 were analyzed using climate indices and the Regional Hydro-Ecological Simulation System, and local perceptions were explored through surveys and focus group discussions with households in a mid-hill village, Gaunshahar. The results indicate that the catchment’s average annual hydrograph peaks in August with variation in both peak timing within the monsoon season months and volume during the years of study. Evapotranspiration rates on the other hand, are highest in the pre-monsoon season according to the hydro-ecological model, which reaches a Nash-Sutcliffe efficiency of 0.51 against observed daily streamflow. Detected climate trends from 1998-2018 include a statistically significant increase in consecutive dry days (2 to 5 days/year), decrease in total precipitation (-26.1 mm/year) and increase in days above 25°C (2 days/year, all p-value >0.05). While the focus group participants highlight the importance of a new water pipe system which has increased the security of water supply, there are indications that the pipe system’s effectiveness varies within the village. The results prove that the local community has a high dependency on rainfall distribution and spring water availability rather than glacial or snow melt. In combination with the results of increasing temperatures and rainfall intensities over the time period the outcomes show that water availability has been more unpredictable over the course of the study period, but improved water infrastructure has simultaneously lowered the risk of water stress in the local community. For future studies, the Regional Hydro-Ecological Simulation System needs site-specific adjustments of model parameters but shows promising results for application in a Himalayan river basin. Social structures like caste and gender may be important aspects to consider for deepened understanding of the effects on water availability on a local scale.

Popular Abstract (Swedish)

Snö, glaciärer och regn över bergsområden möjliggör dricksvatten för miljoner av människor och fungerar som vattenreservoar för hela ekosystem. Under rådande klimatförändringar har smältande glaciärer i Himalaya blivit ett känt hot mot framtida dricksvattenförsörjning, men glaciärerna är inte de enda processer som påverkar tillgången på vatten. För att ta beslut som säkrar framtida vattentillgänglighet är det viktigt att även förstå andra orsaker till variation i vattentillgänglighet.

Uppsatsen bygger på data från Marsyandi avrinningsområde, nära vandringsleden Annapurna Circuit, Nepal. Det är ett varierat område, från de lägre bergssluttningarnas jordbrukslandskap till skogar och höga bergstoppar som når 8000 meter över havet. För att se hur regn, avdunstning och vattenflöde har förändrats från 1998-2018, beräknades klimattrender och avdunstning simulerades. Detta kopplades samman med svar från intervjuer och fokusdiskussioner med boende i Gaunshahar, en by på medelhöjd där regnstyrt, självförsörjande jordbruk är den främsta sysselsättningen. Utifrån förståelsen om att lokal kunskap kan komplimentera uppgifter från statistik och simuleringar samt genom att kombinera olika metoder, kan vi få en bättre helhetsbild av hur vatten behövs, används och varierar.

Resultaten visar att från 1998-2018 har vattenflödet i Marsyandifloden i genomsnitt varit högst under regnsäsong medan avdunstning varit som högst i maj, just före monsunen. Analyser av klimattrender visade att perioder utan regn har ökat med 2-5 dagar/år och att antal dagar med temperaturer över 25°C har ökat med 2 dagar/år. Totala regnmängder visar en minskande trend med -26.1 mm/år. I Gaunshahar poängterar deltagarna hur viktigt ett nytt rörsystem har varit för att minska tiden det tar att få tillräckligt med vatten, och säkerheten att få vatten även i perioder då det tidigare har varit svårt. Samtidigt tyder svaren på att det finns skillnader inom byn i hur effektivt rörsystemet når alla hushåll; sociala strukturer verkar alltså också ha påverkan på tillgången till vatten. Genom att kombinera klimattrender, simuleringar och intervjuer visar studien att befolkningen i Gaunshahar är starkt beroende av regn- och källvatten för vattenförsörjning, samtidigt som trenderna i regn och temperaturer över Marsyandiflodens avrinningsområde visar på mindre pålitliga regnmängder samt torrare och varmare dagar.

• author: Ekström, Hanna
• supervisor: Emma Johansson
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• course: NGEM01 20201
• year: 2020
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Physical Geography, Ecosystem Analysis, ETCCDI, climate indices, RHESSys, Himalaya, socio-hydrology
• publication/series: Student thesis series INES
• report number: 523
• funder: Crafoord Foundation
• language: English
• additional info: Field work funded by The Crafoord Foundation
• id: 9022468
• date added to LUP: 2020-06-26 10:57:35
• date last changed: 2021-06-01 03:40:57