Assessment of Rainwater Harvesting Potentiality in the Blue Nile Basin Based on Open-Access Data

Saif, Samah Mahmood Abdo

dc.date.accessioned	2022-06-14T12:06:37Z
dc.date.available	2022-06-14T12:06:37Z
dc.date.issued	2022
dc.identifier	doi:10.17170/kobra-202203235917
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/123456789/13922
dc.description	Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2022
dc.language.iso	eng
dc.publisher	kassel university press
dc.rights	Namensnennung 4.0 International	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/	*
dc.subject	water scarcity problem	eng
dc.subject	water management	eng
dc.subject	Rainwater harvesting	eng
dc.subject	lack of reliable ground data	eng
dc.subject	open-access data	eng
dc.subject	public domain products	eng
dc.subject.ddc	620
dc.title	Assessment of Rainwater Harvesting Potentiality in the Blue Nile Basin Based on Open-Access Data	eng
dc.type	Buch
dcterms.abstract	The water scarcity problem can be generated, in many cases, as a result of undesirable intensity and distribution of rainfall patterns. Water scarcity is a common dilemma that faces arid and semi-arid regions (ASARs). In most ASARs around the world, farmers, especially those who rely on rainfed agriculture for their livelihood, are suffering from unstable climatic conditions. For instance, timing and distribution of rainfall, especially during dry periods. The noticeable increase in population coupled with decreased and erratic rains made it challenging to reduce the poverty rate in Sub-Saharan Africa. Furthermore, inefficient water management is considered to be one of the main reasons for the constancy of food insecurity in this area. This highlights the necessity to work on enhancing water availability levels and managing water resources more sustainably. Rainwater harvesting (RWH) is considered to be a potential option to increase water availability and improve food security. In many ASARs and water shortage areas, RWH is found to be an efficient approach to increase crop productivity, and guarantee agricultural sustainability. Moreover, it can help in mitigating the undesirable and negative impacts of change in rainfall patterns, spatially and temporally, which can result in forms of floods, drought, and landslides. Identifying suitable sites for RWH potentiality and proper RWH structures is crucial for the successful application of RWH. The Suitable RWH sites are determined by many biophysical and socio-economic criteria based on the targeted goals of the application. The lack of reliable ground data in developing countries is one of the main challenges for the successful implementation of RWH applications. Advanced technologies, such as Remote Sensing (RS) and satellite images (SI) offer an opportunity for a new data source to be used for RWH. Especially that data generated from these technologies offer many advantages such as good spatial coverage and diverse emporal resolutions. In addition, many of these datasets are easily and freely accessible. The integration of RS data, Geographic Information System (GIS), and other examples of open-access programs to apply and enhance the RWH system successfully and efficiently for different aspects focusing on the Blue Nile Basin (BNB) is addressed in the current research. This research aimed to study the RWH potentiality and identify suitable RWH sites in the BNB. The Multi-Criteria Analysis (MCA) approach was used to define potential sites for RWH. Furthermore, the Curve Number method (SCS-CN) was utilized to estimate the potential runoff in the BNB. This method is confirmed to be an efficient approach for easier handling of multiple data for large catchment areas and an approach that can help in saving the time required for detailed investigations. Considering the BNB as a research study area, the current reˇ search focuses on multiple spatial scales, starting from a large scale, i.e., river basin, to a small scale i.e., Hafier located in Blue Nile State in Southern Sudan as an example of RWH applications. Results of this study emphasize the usefulness of RS and GIS using the MCA approach in defining suitable sites for RWH in large areas with the advantages of saving time and costs. This research has provided key knowledge regarding the application of open-access data and public domain products in RWH studies. Moreover, the research highlights the importance of ground data for result validation.	eng
dcterms.abstract	Das Problem der Wasserknappheit kann in vielen Fällen durch eine unerwünschte Intensität und Verteilung der Niederschläge verursacht werden und tritt häufig in Ariden und Semi-Aride Regionen (ASAR) auf. Insbesondere Landwirte leiden in den meisten ASARs unter instabilen klimatischen Bedingungen, wie dem Zeitpunkt und der Verteilung der Niederschläge. Der spürbare Bevölkerungsanstieg in Verbindung mit abnehmenden und unregelmäßigen Regenfällen erschwert damit eine Verringerung der Armut in Afrika südlich der Sahara. In diesem Zusammenhang wird eine ineffiziente Wasserbewirtschaftung als einer der Hauptgründe für die anhaltende Ernährungsunsicherheit in dieser Region angesehen. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, die Verfügbarkeit von Wasser zu verbessern und die Wasserressourcen nachhaltiger zu bewirtschaften. Die Regenwassernutzung (RWH) wird als Option zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit und zur Verbesserung der Ernährungssicherheit angesehen. In vielen ASARs und Gebieten mit Wasserknappheit hat sich die Regenwassernutzung als effizienter Ansatz zur Steigerung der Ernteproduktivität und zur Gewährleistung der Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft erwiesen. Darüber hinaus kann sie dazu beitragen, unerwünschte und negative Auswirkungen der räumlichen und zeitlichen Veränderung von Niederschlagsmustern abzumildern. Die Identifizierung geeigneter Standorte für RWHPotenziale und geeigneter RWH-Strukturen ist entscheidend für die erfolgreiche Anwendung von RWH. Die geeigneten RWH-Standorte müssen hierzu anhand vieler biophysikalischer und sozioökonomischer Kriterien bestimmt werden. Der Mangel an zuverlässigen Bodendaten in Entwicklungsländern ist eine der größten Herausforderungen für die erfolgreiche Umsetzung von RWH-Anwendungen. Moderne Technologien wie Fernerkundung (RS) und Satellitenbilder (SI) bieten hierbei die Möglichkeit eine neue Datenquelle für RWH zu nutzen. Insbesondere die mit diesen Technologien erzeugten Daten bieten viele Vorteile, wie eine gute räumliche Abdeckung für unterschiedliche zeitliche Auflösungen. Darüber hinaus sind viele dieser Datensätze frei zugänglich. Die Integration von RS-Daten, geografischen Informationssystemen (GIS) und anderen frei zugänglichen Programmen zur erfolgreichen und effizienten Anwendung und Verbesserung des RWH-Systems unter verschiedenen Aspekten mit Schwerpunkt auf dem Blauen Nilbecken (BNB) ist Gegenstand dieser Forschungsarbeit. Ziel war es das RWH-Potenzial zu untersuchen und geeignete RWH-Standorte im BNB zu identifizieren. Der Ansatz der Multikriterienanalyse (MCA) wurde verwendet, um potenzielle Standorte für RWH zu definieren. Darüber hinaus wurde die Curve-Number-Methode (SCS-CN) zur Schätzung des potenziellen Abflusses in der BNB verwendet. Diese Methode hat sich als effizienter Ansatz erwiesen, der den Umgang mit einer Vielzahl von Daten für große Einzugsgebiete erleichtert und dazu beitragen kann, die für detaillierte Untersuchungen erforderliche Zeit einzusparen. Mit dem BNB als Untersuchungsgebiet begann die Studie auf einer großen Skala und ging zu einer kleinen Skala über. Dazu wurde ein Hafier im BNB-Staat als Beispiel für RWH-Anwendungen herangezogen. Die Ergebnisse dieser Studieunterstreichen die Nützlichkeit von RS und GIS unter Verwendung des MCA-Ansatzes bei der Festlegung geeigneter Standorte für RWH in großen Gebieten mit den Vorteilen der Zeit- und Kosteneinsparung. Diese Forschung hat wichtige Erkenntnisse über die Anwendung von frei zugänglichen Daten und öffentlich zugänglichen Produkten in RWH-Studien geliefert. Darüber hinaus hebt die Forschung die Bedeutung von Bodendaten für die Ergebnisvalidierung hervor.	ger
dcterms.accessRights	open access
dcterms.creator	Saif, Samah Mahmood Abdo
dcterms.extent	XXV, 282 Seiten
dc.contributor.corporatename	Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
dc.contributor.referee	Frechen, Franz-Bernd (Prof. Dr.)
dc.contributor.referee	Ribbe, Lars (Prof. Dr.)
dc.publisher.place	Kassel
dc.relation.isbn	978-3-7376-1033-9
dc.subject.swd	Blauer Nil (Region)	ger
dc.subject.swd	Mangel	ger
dc.subject.swd	Daten	ger
dc.subject.swd	Wassermangel	ger
dc.subject.swd	Regenwassermangel	ger
dc.type.version	publishedVersion
dcterms.source.series	Wasser - Abwasser - Umwelt
dcterms.source.volume	Band 46
kup.iskup	true
kup.order	https://www.genialokal.de/Produkt/Samah-Mahmood-Abdo-Saif/Assessment-of-Rainwater-Harvesting-Potentiality-in-the-Blue-Nile-Basin-Based-on-Open-Access-Data_lid_49103478.html
kup.price	40,00
kup.series	Wasser - Abwasser - Umwelt	ger
kup.subject	Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin	ger
kup.typ	Dissertation
kup.institution	FB 14 / Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
kup.binding	Softcover
kup.size	DIN A5
ubks.epflicht	true