Hydrometeorological analysis of the Hilkot catchment, Pakistan.

Publikation GewässerkundePublikation Gewässerkunde Nr. 350Pascal Hänggi (2005):Hydrometeorological analysis of the Hilkot catchment, PakistanDie Gruppe für Hydrologie am Geographischen Institut unterstützt seit 1996 unter anderem auch den operationellenBetrieb der hydrometeorologischen Messnetze, welche im Rahmen des Projektes PARDYP (Peopleand Resource Dynamics in Mountain Watersheds of the Hindu Kush-Himalayas) betrieben werden. DasPARDYP-Messnetz umfasst aktuell insgesamt drei Testgebiete in Nepal, Indien und Pakistan. Der Betriebder Messnetze sowie die Auswertung und Umsetzung der gewonnenen Informationen liegen im Verantwortungsbereichder Teams vor Ort. Nun wurde die Gruppe für Hydrologie vom pakistanischen Team angefragt,eine erste umfassende Analyse der im Testgebiet erhobenen hydrometeorologischen Daten durchzuführen.Pascal Hänggi hat diese Aufgabe im Rahmen einer Diplomarbeit übernommen.Das pakistanische Testgebiet, das Hilkot catchment, umfasst 14.9 km 2 . Es liegt im nördlichen Teil Pakistans(34.5° N, 73° E), 100 km nördlich von Islamabad, gehört zum hügeligen bis gebirgigen Vorland des westlichenHimalajas («Lesser Hindu Kush») und deckt höhenmässig den Bereich zwischen 1500 und2700 m ü.M. ab.Die Diplomarbeit von Pascal Hänggi gliedert sich im wesentlichen in zwei Teile:1. Charakterisierung des Wasserhaushalts (Periode 2000–2004)Den Niederschlag als Inputgrösse des Wasserhaushalts hat Pascal Hänggi mittels Kenngrössen wie Mittelwert,Variabilität, saisonale Verteilung, Intensität und Schneeanteil beschrieben. Auch führte er Untersuchungenzur Bestimmung des für den Wasserhaushalt massgeblichen Gebietsniederschlags durch.Die Ergebnisse belegen, dass das Niederschlagsgeschehen im Hilkot catchment im Winter durch die sogenannteWesterlies, im Sommer durch die Monsunzirkulation beeinflusst ist. Die interannuelle Niederschlagsvariabilitätist im Winter hoch, in der Monsunperiode klein. Die räumlichen Niederschlagsmuster innerhalbdes Testgebiets werden im wesentlichen durch die Reliefverhältnisse geprägt. Der 5-jährige (2000-2004)mittlere Gebietsniederschlag beträgt 1193 mm/a.Das pakistanische Team hat in den letzten Jahren die Nacheichung der Abflussstation stark vernachlässigt,so dass sich Pascal Hänggi gezwungen sah, mittels hydraulischer Berechnungen (Strickler-Manning) diePegelstand-/Abflussbeziehung neu zu erstellen.Mit Blick auf Aussagen bezüglich der Wasserbilanz beschränkte sich der Diplomand bei seinen Untersuchungenauf die Hauptstation am Ausgang des Einzugsgebietes. Die Abflussverhältnisse werden mit denHauptzahlen des Abflusses, der Variabilität sowie der saisonalen Verteilung charakterisiert. Dabei stellt sichdas Problem, dass die natürlichen Abflussverhältnisse vor allem im Sommerhalbjahr in einem nicht quantifizierbarenAusmass von der landwirtschaftlichen Bewässerung beeinflusst sind.Der mittlere Abfluss der 5-jährigen Periode beträgt 199 l/s, was einer Spende von rund 13 l/s km 2 und einerAbflusshöhe von 420 mm/a entspricht. Die saisonale Verteilung der Abflüsse und die Variabilität der Tagesabflüsseinnerhalb der einzelnen Monate veranschaulicht die nachstehende Abbildung. Sie zeigt, dass dasHilkot catchment ein doppelgipfliges, pluvio-nivales Regime aufweist.

Für die Analyse der Verdunstung hat Pascal Hänggi sowohl gemessene Werte (Class A Pan) wie auch indirektnach PENMAN und HAUDE bestimmte Werte verwendet. Dabei hat er auch Umrechnungsfaktoren zwischenden einzelnen Ansätzen ausgewiesen. Die potentielle Verdunstung im Hilkot catchment liegt beica. 950 mm/a; sie ist 200 bis 250 mm/a höher als die aktuelle Verdunstung, welche nach derWasserbilanzmethode und nach TURC berechnet wurde.Insgesamt ergibt sich für das Hilkot catchment somit die folgende Wasserbilanz (gerundete Werte):Niederschlag = Abfluss + Verdunstung1200 [mm/a] = 500 [mm/a] + 700 [mm/a]2. Analyse der Wasserversorgungssituation, der meteorologischen Trockenheit sowieder NiedrigwasserverhältnisseDas per-capita-Wasserdargebot im Hilkot catchment beträgt etwas weniger als 1000 m 3 pro Einwohner undJahr; damit ist die Versorgungssituation in Anlehnung an die Definition von Falkenmark und Widstrand(1992) als «chronisch knapp» zu bezeichnen. Diese Knappheit ist vor allem auf die hohe Bevölkerungszahl(6600 Personen oder 450 Einwohner pro km 2 ) zurückzuführen.Meteorologische Trockenperioden nach der Definition von Maurer (1975) treten während rund 130 Tagendes Jahres auf; lang und ausgeprägt sind sie vor allem im Oktober.Wegen der Beeinflussung des Abflussganges durch die Bewässerung musste sich Pascal Hänggi bei seinenNiedrigwasseranalysen auf die Wintermonate November bis Januar beschränken, was die Aussagekraft derErgebnisse allerdings etwas einschränkt. Alle zwei Jahre ist während einer Periode von 7 Tagen mitNiedrigwasserabflüssen < 8 l/s, alle fünf Jahre mit solchen < 5 l/s zu rechnen.