Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.18419/opus-409
Authors: Nguyen, Nghia-Hung
Title: Sediment dynamics in the floodplain of the Mekong Delta, Vietnam
Other Titles: Sedimentdynamik in den Auen des Mekong Deltas, Vietnam
Issue Date: 2011
metadata.ubs.publikation.typ: Dissertation
Series/Report no.: Mitteilungen / Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung, Universität Stuttgart;208
URI: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-68469
http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/426
http://dx.doi.org/10.18419/opus-409
ISBN: 978-3-942036-12-2
Abstract: The Mekong Delta is one of the largest and most intensively used estuaries in the world. It experiences annual widespread flooding, which provide the basis of livelihood for about 17 million people in the Mekong Delta, but they also pose a considerable hazard when extreme events exceed protection levels. Especially since the Delta in Vietnam is intensively used for agriculture, the pristine natural floodplains have been altered to channel networks, dike rings, paddy fields and aquaculture ponds. Sediment dynamics play an important role in carrying contaminants, bacteria, nutrients, heavy metals, phytoplankton, pesticides, etc. They are the primary source for the productivity of biota in floodplains as well as a sustainable agroecosystem within the Delta. However, little is known about the dynamics of these suspended sediments, including multi-processes erosion, deposition, and suspension in the complex channel network of the Delta. In particular, quantitative analyses are lacking, mainly because of lacking data about the inundation processes in the floodplains. In 2008, therefore, a comprehensive in-situ monitoring scheme to monitor floodplain inundation as well as the dynamics of suspended sediment was established in a study area of the North-Eastern part of the Delta, the Plain of Reeds. The in-situ monitoring system is equipped with twenty-one water level probes and seven water quality monitoring stations. They all have a robust design, autonomous power supply, and the ability to gather reliable data over a long period of time with a high temporal resolution. The water quality parameters include suspended sediment concentration, pH, EC (electrical conductivity) and water temperature. Sediment traps were installed additionally and used in combination with recorded suspended sediment loads to investigate deposition and erosion in the floodplains. This in-situ data collection was complemented by high-resolution inundation maps derived from the TerraSAR-X satellite. Hence, the floodplain hydrology of the Delta could be described quantitatively for the first time. In detail, the present study investigates:(1) spatial and temporal floodplain inundation processes, (2) anthropogenic influence on floodplain hydrology, (3) the tidal influence on flow regime, (4) suspended sediment dynamics, and (5) the erosion and deposition processes during flood season. These processes were analysed quantitatively, providing insights into basic control parameters, dynamics of the processes and the quantity and timing of human interference. The practical contribution of this study is to fill the knowledge gaps in water resources management in order to foster a sustainable future development of the Delta. The scientific contributions are the new ideas in the in-situ monitoring system for floodplain inundation study. In particular, it provided insights into the sedimentation process and enabled an estimation of the key parameters for deposition and erosion as a basis for future model based quantitative estimations of floodplain sedimentation.
Das Mekong Delta gehört zu den größten und intensivst genutzten Ästuare der Welt. Die jährliche und weitverbreitete Überflutung stellt sowohl die Lebensgrundlage, als auch die Hauptgefährdung für mehr als 17 Millionen Menschen dar. In Folge der intensiven Landwirtschaft werden die ursprünglichen Überflutungsflächen im vietnamesischen Teil des Deltas heute von einem Kanalnetzwerk durchzogen und durch Deiche in Nutzflächen für Landwirtschaft und Aquakulturen geteilt. Sedimentdynamiken spielen eine wichtige Rolle beim Transport von Schadstoffen, Bakterien, Nährstoffen, Schwermetallen, Phytoplankton und Pestiziden. Sie sind eine wichtige Quelle für die biologische Produktivität auf den Überflutungsflächen und für ein nachhaltiges Agra-Ökosystem im Delta. Betrachtet man Prozesse wie Erosion, Deposition und Suspension ist jedoch wenig bekannt über deren Dynamik in diesem komplexen System. Besonders quantitative Analysen fehlen aufgrund von nur spärlichen, bzw. gar nicht verfügbaren Daten zu Überflutungsprozessen auf den Überflutungsflächen des Deltas. Aus diesem Grund wurde im Jahr 2008 ein umfassendes in-situ Monitoring System angelegt um die Überschwemmungen und die Sedimentdynamiken im Untersuchungsgebiet im Tam Nong Distrikt, Dong Thap Provinz, zu erfassen. Das Monitoring System besteht aus 21 Wasserstandssensoren und 7 Wasserqualitätsstationen. Diese baulich robusten Stationen mit autonomer Stromversorgung sind in der Lage hoch aufgelöste Daten über eine lange Zeitspanne zu liefern. Die Parameter zur Wasserqualität beinhalten suspendierte Sedimentfrachten, pH-Wert, elektrischen Leitfähigkeit (EC) und Wassertemperatur. Zusätzlich wurden Sedimentfallen in Kombination mit de Trübungssensoren verwendet um Deposition und Erosion auf den Überflutungsflächen zu untersuchen. Vervollständigt wurden diese Daten mit hoch aufgelösten Überflutungskarten aus TerraSAR-X Satellitendaten. Somit können erstmalig die relevanten hydrologischen Prozessee im Überschwemmungsgebiet quantifiziert werden. Im Detail untersucht diese Studie (1) die räumliche und zeitliche Dynamik der Überflutungsprozesse, (2) den anthropogenen Einfluss darauf und (3) den Einfluss des Gezeitenganges auf die Hydrologie der Überflutungsflächen, (4) die Dynamik der suspendierten Sedimente und, (5) die Erosions- und Depositionsprozesse während der Hochwassersaison auf den Überflutungsflächen. Die quantitative Analyse ermöglicht die Bestimmung grundlegender Kontrollparameter und Quantifizierung dynamischer Prozesse, sowie die Identifikation des menschlichen Einflusses. Der angewandte Beitrag diese Arbeit schließt die systematische Lücke im Management von Wasserressourcen als Grundlage für eine nachhaltige Entwicklung des Mekong Deltas. Der wissenschaftliche Beitrag umfasst Konzepte zur messtechnischen Erfassung der Prozesse in Überflutungsflächen. Im Besonderen werden Einblicke in Sedimentationsprozesse gewährt und somit die Schätzung von Schlüsselparametern ermöglicht, mit deren Hilfe eine flächenhafte Abschätzung der Erosion und Deposition im Delta erfolgen kann.
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