Flood vulnerability assessment and adaptive capacity of smallholder farmers : a case study of the Orashi basin in the Niger Delta

Analyse der Hochwasserverwundbarkeit und Anpassungsfähigkeit von Kleinbauern : eine Fallstudie des Orashi Flussgebiets im Niger-Delta

  • In most studies on flood risk in Nigeria, priority is given to urban flood risk than rural flood risk. Smallholder farmers who mostly inhabit rural areas and flood plains are known to be at great risk of flooding, but to date, there have been no studies on the impacts they experience and how they cope with these impacts. To establish the existence of significant change in precipitation in the study area, statistical analysis of precipitation data was conducted using linear regression and non-parametric Mann Kendall test. Landsat satellite images for 1986, 2003 and 2016 were obtained from the United States Geological Survey’s (USGS) website and used to collect and analyze data related to land use. To determine flood risk in the context of land use change, the HEC-HMS model version 3.5 was used. Land use maps corresponding to 1986, 2003, and 2016 LULC conditions were analysed and prepared for the calculation of CN values using Soil Conservation Service (SCS-CN) method. CN map was prepared by integrating the maps of hydrologic soilIn most studies on flood risk in Nigeria, priority is given to urban flood risk than rural flood risk. Smallholder farmers who mostly inhabit rural areas and flood plains are known to be at great risk of flooding, but to date, there have been no studies on the impacts they experience and how they cope with these impacts. To establish the existence of significant change in precipitation in the study area, statistical analysis of precipitation data was conducted using linear regression and non-parametric Mann Kendall test. Landsat satellite images for 1986, 2003 and 2016 were obtained from the United States Geological Survey’s (USGS) website and used to collect and analyze data related to land use. To determine flood risk in the context of land use change, the HEC-HMS model version 3.5 was used. Land use maps corresponding to 1986, 2003, and 2016 LULC conditions were analysed and prepared for the calculation of CN values using Soil Conservation Service (SCS-CN) method. CN map was prepared by integrating the maps of hydrologic soil groups and land use in ArcGIS software. Based on selected morphological parameters, a flood risk map was developed for the study area. The morphologic flood risk showed that most parts of the basin face moderate flood risk. Higher runoff values were observed under 2016 LULC conditions mainly due to intense deforestation relative to those of 1986 and 2003. The results indicated that runoff and peak discharge are significantly affected by deforestation instead of changes in the rainfall pattern. Flood inundation maps of the study area were prepared for the flood events of 2012 and 2015. Maximum depth for the 2012 and 2015 flood events was calculated as 10.58m and 7.39m, respectively. The socioeconomic aspects of the research were conducted using household survey method. Using snowball sampling techniques, 400 flood-affected households were selected. The results show that the adaptive capacity of smallholder farmers in the study area remains very low and hampered by several factors such as poverty and weakened social networks. The synopsis of the examined variables leads to the following conclusion: Instead of climatic factors – as one indicator of vulnerability – it is social inequality and poverty in the region as well as the structural economic differences between various groups that mainly drives vulnerability in the study area.show moreshow less
  • In den meisten Studien zum Hochwasserrisiko in Nigeria erhält das städtische gegenüber dem ländlichen Hochwasserrisiko Priorität. Es ist bekannt, dass Kleinbauern, die meist in ländlichen Gebieten und Überschwemmungsgebieten leben, einem großen Hochwasserrisiko ausgesetzt sind. Bis heute gibt es jedoch keine Studien über die Auswirkungen und wie die Kleinbauern hiermit umgehen. Um das Vorhandensein signifikanter Änderungen des Niederschlags im Untersuchungsgebiet festzustellen, wurde eine statistische Analyse der Niederschlagsdaten mithilfe einer linearen Regression und eines nichtparametrischen Mann-Kendall-Tests durchgeführt. Landsat-Satellitenbilder für die Jahre 1986, 2003 und 2016 wurden von der Website der United States Geological Survey (USGS) bezogen und zum Sammeln sowie Analysieren von Daten bezüglich der Landnutzung verwendet. Zur Ermittlung des Hochwasserrisikos im Kontext der Landnutzungsänderung wurde das Modell HEC-HMS Version 3.5 verwendet. Landnutzungskarten, die den LULC-Bedingungen von 1986, 2003 und 2016In den meisten Studien zum Hochwasserrisiko in Nigeria erhält das städtische gegenüber dem ländlichen Hochwasserrisiko Priorität. Es ist bekannt, dass Kleinbauern, die meist in ländlichen Gebieten und Überschwemmungsgebieten leben, einem großen Hochwasserrisiko ausgesetzt sind. Bis heute gibt es jedoch keine Studien über die Auswirkungen und wie die Kleinbauern hiermit umgehen. Um das Vorhandensein signifikanter Änderungen des Niederschlags im Untersuchungsgebiet festzustellen, wurde eine statistische Analyse der Niederschlagsdaten mithilfe einer linearen Regression und eines nichtparametrischen Mann-Kendall-Tests durchgeführt. Landsat-Satellitenbilder für die Jahre 1986, 2003 und 2016 wurden von der Website der United States Geological Survey (USGS) bezogen und zum Sammeln sowie Analysieren von Daten bezüglich der Landnutzung verwendet. Zur Ermittlung des Hochwasserrisikos im Kontext der Landnutzungsänderung wurde das Modell HEC-HMS Version 3.5 verwendet. Landnutzungskarten, die den LULC-Bedingungen von 1986, 2003 und 2016 entsprechen, wurden analysiert und für die Berechnung der CN-Werte mit der Methode des Soil Conservation Service (SCS-CN) vorbereitet. Die CN-Karte wurde durch Integration der Karten der hydrologischen Bodengruppen und der Landnutzung in der ArcGIS-Software erstellt. Basierend auf ausgewählten morphologischen Parametern wurde eine Karte mit dem Hochwasserrisiko für das Untersuchungsgebiet entwickelt. Das morphologische Hochwasserrisiko zeigte, dass die meisten Teile des Einzugsgebietes einem moderaten Hochwasserrisiko ausgesetzt sind. Unter den LULC-Bedingungen von 2016 wurden höhere Abflusswerte beobachtet, die hauptsächlich auf die intensive Abholzung im Vergleich zu denen von 1986 und 2003 zurückzuführen sind. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Abflussmenge sowie höchster Abfluss signifikant von der Abholzung beeinflusst werden und nicht von Veränderungen im Niederschlagsmuster. Überschwemmungskarten des Untersuchungsgebiets wurden für die Hochwasserereignisse von 2012 und 2015 erstellt. Die maximale Tiefe für die Hochwasserereignisse 2012 und 2015 wurde mit 10,58m bzw. 7,39m berechnet. Die sozioökonomischen Aspekte der Untersuchung wurden mit der Methode der Haushaltsbefragung durchgeführt. Mittels Schneeballverfahren wurden 400 von der Flut betroffene Haushalte ausgewählt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anpassungsfähigkeit der Kleinbauern im Untersuchungsgebiet nach wie vor sehr gering ist und durch verschiedene Faktoren wie Armut und geschwächte soziale Netzwerke erschwert wird. Die Zusammenfassung der untersuchten Variablen führt zu folgender Schlussfolgerung: Statt klimatischer Faktoren - als ein Indikator für Vulnerabilität - sind es die soziale Ungleichheit und Armut in der Region sowie die strukturellen wirtschaftlichen Unterschiede zwischen verschiedenen Gruppen, welche die Vulnerabilität im Untersuchungsgebiet hauptsächlich antreiben.show moreshow less

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Metadaten
Author: Ikechukwu Mbachu
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-57211
Referee / Advisor:Prof. Dr. Michael Schmidt, Prof. Dr. Frank Molkenthin
Document Type:Doctoral thesis
Language:English
Year of Completion:2021
Date of final exam:2021/02/10
Release Date:2022/01/21
Tag:Anpassungsfähigkeit; Hochwasserrisiko; Kleinbauern; Klimawandel; Verletzlichkeit
Adaptive capacity; Climate change; Flood; Smallholder farmers; Vulnerability
GND Keyword:Nigeria; Nigerdelta; Hochwasser; Kleinbauer; Ländlicher Raum; Niederschlagsmessung; Anfälligkeit; Klimawandel
Institutes:Fakultät 2 Umwelt und Naturwissenschaften / FG Umweltplanung
Other Notes:PhD-Programm Environmental and Resource Management
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
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