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Resumen:
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[EN] This Master Thesis arises after six months working on the Institute für
Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau (Hannover,
Germany) under the supervision of Dipl.-Hydrol. Matthias Beyer. It ...[+]
[EN] This Master Thesis arises after six months working on the Institute für
Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau (Hannover,
Germany) under the supervision of Dipl.-Hydrol. Matthias Beyer. It is enclosed in the
context of the CERPA project which focuses on the evaluation of new market-based
instruments for biodiversity conservation and their socio-economic implications, using
the example of wetlands in Sub-Sahara Africa .
Ecosystems and biodiversity provide a wide range of goods and services. There is a
need for effective instruments to protect them from destruction and deterioration. The
designation of areas as `environmentally protected¿ is widely used and there exist
different kinds of management systems. Among those is the concept of Payment for
Ecosystem Services (PES). An ecosystem service is the general name for goods and
services provided by ecosystems; benefits which are provided ¿for free¿ and do not
normally carry a monetary value. The idea of PES is to encourage the conservation and
sustainable use of ecosystems, by offering incentives to farmers and landowners in
exchange for the responsible management of their land, to ensure the preservation of
the ecosystem services. Under this framework the Eastern Caprivi (Namibia) was
chosen by the CERPA research team as a pilot area because of its special location and
its hydrological and ecological characteristics.
The goal of the CERPA research project is to evaluate the practicability of international
markets for protected area certificates, hence to investigate innovative combinations of
¿protected area approaches¿ and ¿Payment for Ecosystem (PES) approaches¿. To
achieve the objective is pursued to establish a management plan based on detail
knowledge of the natural resources and the socio-economic aspect.
In this Master Thesis, the characterization of the Caprivi subbasin and its hydrological
characteristic are exposed as first step. An analysis of the Zambezi River at Katima
Mulilo gauging site was performed, showing its variability during the wet and dry
seasons. Secondly, mulapos (local name for lentic water bodies in the floodplain) were
determined by the use of remote sensing techniques and Geographic information
System (GIS). For this purpose, a satellite image (Landsat 5) of May 2008 was used and
its mndwi index (for superficial water bodies) mapped. The month of May was chosen
because it corresponds to the end of the wet season; rains have stopped and the
remaining water indicates the lower areas where the mulapos are. The year 2008 was
chosen because it was a very wet year.
Once the mulapos were determined, the water volume that remains in the floodplain
was calculated. Besides, the floodplain was divided into 12 sectors, due to its huge
extension, and the frequencies of flooding in each of them were determined by the use
of satellites images for the month of April each year, from 2000 to 2011. This
information, together with the volume calculated, was used to compare the occurrence
of flooding in the different polygons over time.
Finally, different methods were used to calculate the environmental flow in the Zambezi
River at the Katima Mulilo gauging station. The Tennant Method and the Percentile 90
and 95 are the statistical methods chosen to establish a minimum flow to protect
biodiversity and encourage the permanence of the mulapos in the floodplain.
The literature about these topics in the Zambezi River Basin is very limited; a deeper
study about its flow requirements and the characterization of the mulapos as
characteristic features in the floodplain would be of great interest to preserve its
biodiversity. This Master Thesis is intended to be as a first step concerning with future
research in order to design a complete management plan of the river basin
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[ES] En segundo lugar, en la llanura de inundación se determinan los mulapos existentes,
siendo éstos los cuerpos de agua inundados periódicamente durante la estación
húmeda. Para ello se utilizaron técnicas de teledetección ...[+]
[ES] En segundo lugar, en la llanura de inundación se determinan los mulapos existentes,
siendo éstos los cuerpos de agua inundados periódicamente durante la estación
húmeda. Para ello se utilizaron técnicas de teledetección y Sistemas de Información
Geográfica (GIS).
Se utilizó una imagen satelital (Landsat 5) perteneciente al mes de mayo de 2008, a
partir de la cual se calcula su correspondiente índice mndwi (que indica las masas de
agua superficial). El mes de mayo fue elegido por coincidir con el final de la estación
húmeda (existen dos estaciones bien diferenciadas, estación húmeda de enero a junio,
y estación seca de julio a diciembre); las lluvias han terminado y el agua que queda en
la llanura de inundación corresponde con las zonas más bajas en las que se
encuentran los mulapos. El año 2008 se eligió por ser muy húmedo.
Una vez determinados los mulapos, se calculó el volumen de agua superficial en la
llanura de inundación. Ésta fue dividida en 12 sectores, debido a su enorme extensión
(en un GIS mediante un ¿standar watershed delineation¿ sobre el modelo digital de
elevación), y la frecuencia de inundación de cada uno de ellos ha sido evaluada
mediante el uso de imágenes satelitales correspondientes al mes de abril de cada uno
de los años, entre 2000 y 2011. Esta información, junto con el volumen de agua
calculado, ha sido utilizada para comparar la frecuencia de inundación en cada uno de
los polígonos a lo largo de estos años.
Finalmente, se ha calculado el caudal ecológico mínimo del río Zambezi en la estación
de aforo de Katima Mulilo por varios métodos. Para ello, el método de Tennant y el
cálculo del percentil 90 y 95 han sido elegidos como los métodos estadísticos
utilizados para el cálculo del mínimo caudal necesario para la protección de la
biodiversidad existente en la zona, así como para garantizar la aparición estacional de
los mulapos.
Esta tesina final de Máster pretende ser un primer paso hacia el estudio de los
caudales ecológicos en el río Zambezi y la determinación y el estudio de la importancia
de los mulapos en la llanura de inundación de la región de Caprivi. Existe poca
información y poco estudios hechos en esta concreta zona, y, considerando su
elevada importancia ecológica y ambiental, resulta fundamental impulsar y promover
estudios que pongan de manifiesto la importancia de su protección, diseñando un plan
de gestión adecuado para la cuenca del río
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