Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Water Security in Lower Akagera, Rwanda: Climate variabilities, Water Demand, and Impact in a Drought Prone Catchment

Kellgren, Gustav LU (2026) In TVVR 5000 VVRM05 20252
Division of Water Resources Engineering
Abstract
The drought-prone Eastern Province of Rwanda faces recurring water scarcity that constrains rural livelihoods. This thesis investigates seasonal water use, availability, and impacts in the Lower Akagera catchment by combining household interviews, groundwater monitoring, and remote sensing of dams.
A Normalised Water Use Index (NWUI) was developed to capture seasonal groundwater abstraction and linked with rainfall anomalies, revealing an inverse relationship between precipitation and use. Results show that domestic water use from main sources increases by about 30% in the dry season and decreases by 25% in the rainy season, with rainwater harvesting providing an important supplementary supply.
While groundwater recharge consistently... (More)
The drought-prone Eastern Province of Rwanda faces recurring water scarcity that constrains rural livelihoods. This thesis investigates seasonal water use, availability, and impacts in the Lower Akagera catchment by combining household interviews, groundwater monitoring, and remote sensing of dams.
A Normalised Water Use Index (NWUI) was developed to capture seasonal groundwater abstraction and linked with rainfall anomalies, revealing an inverse relationship between precipitation and use. Results show that domestic water use from main sources increases by about 30% in the dry season and decreases by 25% in the rainy season, with rainwater harvesting providing an important supplementary supply.
While groundwater recharge consistently exceeds demand, shallow boreholes and overused handpumps create economic water scarcity. Remote sensing revealed strong seasonal variability in surface water storage, with valley dams drying annually and irrigation dams stressed during droughts. Livelihood analysis indicated cascading negative consequences, especially during droughts, including reduced food security, income loss, and increased disease. The study concludes that water scarcity is driven less by hydrological limits than by infrastructure and access constraints, highlighting the need for improved storage, deeper boreholes, and strengthened monitoring to secure long-term water access. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Den torkdrabbade Östra provinsen i Rwanda upplever återkommande
vattenbrist som begränsar befolkningens försörjningsmöjligheter. Denna
studie undersöker säsongsvariationer i vattenanvändning, tillgång och effekter
av vattenbrist i Lower Akagera-området genom en kombination av
hushållsintervjuer, grundvattenövervakning och fjärranalys av dammar.

Ett Normaliserat Vattenanvändningsindex utvecklades för att fånga
säsongsmässig grundvattenuttagning som sedan kopplades till variationer i
nederbörd, vilket visade ett omvänt samband mellan nederbörd och
användning. Resultaten visade att hushållens vattenanvändning ökar med cirka
30 % under torrperioden och minskar med omkring 25 % under regnperioden,
där direkt användning av... (More)
Den torkdrabbade Östra provinsen i Rwanda upplever återkommande
vattenbrist som begränsar befolkningens försörjningsmöjligheter. Denna
studie undersöker säsongsvariationer i vattenanvändning, tillgång och effekter
av vattenbrist i Lower Akagera-området genom en kombination av
hushållsintervjuer, grundvattenövervakning och fjärranalys av dammar.

Ett Normaliserat Vattenanvändningsindex utvecklades för att fånga
säsongsmässig grundvattenuttagning som sedan kopplades till variationer i
nederbörd, vilket visade ett omvänt samband mellan nederbörd och
användning. Resultaten visade att hushållens vattenanvändning ökar med cirka
30 % under torrperioden och minskar med omkring 25 % under regnperioden,
där direkt användning av regnvatten utgör ett viktigt komplement.

Studien visade att grundvattenbildningen konsekvent överstiger efterfrågan,
men trots detta leder grunda brunnar och för många användare per existerande
vatteninfrastruktur till ekonomisk vattenbrist. Fjärranalysen visade tydliga
säsongsvariationer i ytvattenmagasin, där mindre dammar torkar ut årligen och
större bevattningsdammar visar på stor brist under torka. Konsekvenserna av
vattenbrist på befolkningens uppehällen visade på kedjeeffekter med bland
annat minskad livsmedelssäkerhet, inkomstbortfall och ökad sjukdomsförekomst. Studien drar slutsatsen att vattenbristen i huvudsak orsakas av brister i infrastruktur snarare än av hydrologiska begränsningar, och understryker behovet av förbättrad lagring, djupare borrhål och ökad övervakning av resurser för att säkerställa långsiktig vattentillgång. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Kellgren, Gustav LU
supervisor
organization
course
VVRM05 20252
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Rwanda, Regression, Water Demand, Water Use, Groundwater, Livelihoods, Water
publication/series
TVVR 5000
report number
TVVR25/5014
ISSN
1101-9824
language
English
additional info
Examiner: Kenneth M. Persson
id
9218087
date added to LUP
2026-03-16 14:19:31
date last changed
2026-03-16 14:19:31
@misc{9218087,
  abstract     = {{The drought-prone Eastern Province of Rwanda faces recurring water scarcity that constrains rural livelihoods. This thesis investigates seasonal water use, availability, and impacts in the Lower Akagera catchment by combining household interviews, groundwater monitoring, and remote sensing of dams. 
A Normalised Water Use Index (NWUI) was developed to capture seasonal groundwater abstraction and linked with rainfall anomalies, revealing an inverse relationship between precipitation and use. Results show that domestic water use from main sources increases by about 30% in the dry season and decreases by 25% in the rainy season, with rainwater harvesting providing an important supplementary supply. 
While groundwater recharge consistently exceeds demand, shallow boreholes and overused handpumps create economic water scarcity. Remote sensing revealed strong seasonal variability in surface water storage, with valley dams drying annually and irrigation dams stressed during droughts. Livelihood analysis indicated cascading negative consequences, especially during droughts, including reduced food security, income loss, and increased disease. The study concludes that water scarcity is driven less by hydrological limits than by infrastructure and access constraints, highlighting the need for improved storage, deeper boreholes, and strengthened monitoring to secure long-term water access.}},
  author       = {{Kellgren, Gustav}},
  issn         = {{1101-9824}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  series       = {{TVVR 5000}},
  title        = {{Water Security in Lower Akagera, Rwanda: Climate variabilities, Water Demand, and Impact in a Drought Prone Catchment}},
  year         = {{2026}},
}