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Laura Woltersdorf

• In situ rainwater harvesting has a long history in arid and semi-arid regions of the world buffering water shortages for human consumption and agriculture. In the context of an Integrated Water Resource Management (IWRM) in the Cuvelai Basin in northern Namibia, roof top rainwater harvesting is being introduced to a rural community for the irrigation of household scale gardens for the cultivation of horticulture products. This study elaborates how harvested rainwater can be used for garden irrigation in a sustainable manner evaluating ecologic, economic and social implications. Considering local conditions eight cropping scenarios were designed, including different criteria as well as one and two annual planting seasons. These schemes were tested under present climate conditions and under three future climate change scenarios for 2050 with the help of a tank model designed to model monthly tank inflows and outflows. Special attention was laid on risk and uncertainty aspects of varying inter-annual and interseasonal precipitation and future climate change. A framework for the assessment of sustainability was adapted to the purposes of this study and indicators have been developed in order to assess the cropping and irrigation schemes for sustainability. The study found that with the given tank size of 30 m³, depending on crop scenario, under optimized conditions a garden area of 60 to 90 m³ can be irrigated. The choice of crops highly impacts water use efficiency and economic profitability, compared to the considerably lower impact of amount of annual planting seasons and future climate change. In the case of worsening future climate conditions, adaptation measures need to be taken as especially the economic as well as the environmental situation are expected to exacerbate due to expected decreases in yields and revenues. Already under present conditions however, the economic dimension represents the most limiting factor to sustainability, particularly due to the excessive investment costs of the rainwater harvesting and gardening facility. Nonetheless, rainwater harvesting in combination with gardening can be regarded as successful in securing household nutrition, providing sufficient horticulture products for household consumption or market sale. At the same time with the optimal choice of crops the investment costs can be recovered within the end of the lifespan of the facility.
• In situ Regenwassersammlung hat in ariden und semi-ariden Gebieten der Welt eine lange Geschichte und dient bei Wasserknappheit als Puffer für den menschlichen und landwirtschaftlichen Verbrauch. Im Rahmen eines Integrierten Wasser Ressourcen Managements (IWRM) im Cuvelai Becken im nördlichen Namibia, wurde die Dachregenwassersammlung in einer ländlichen Gemeinschaft zur Bewässerung von Gärten auf Haushaltsebene zwecks des Anbaus von Gartenprodukten eingeführt. Diese Studie erörtert wie gesammeltes Regenwasser für die Bewässerung von Gärten nachhaltig eingesetzt werden kann und evaluiert die ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen. Unter der Berücksichtigung von lokalen Gegebenheiten wurden acht Anbau- und Bewässerungspläne aufgestellt, die verschiedene Anbaukriterien sowie eine und zwei jährliche Anpflanzungszeiten beinhalten. Diese Pläne wurden unter heutigen Klimabedingungen sowie unter drei zukünftigen Klimaszenarien für 2050 mit Hilfe eines Tankmodels getestet, das dazu entworfen wurde monatliche Tank Zu- und Abflüsse zu modellieren. Besonders beachtet wurden dabei Risiko und Unsicherheitsaspekte von schwankenden jährlichen und saisonalen Niederschlägen und zukünftige Klimaveränderung. Ein Rahmen für die Nachhaltigkeitsbewertung wurde für diese Studie angepasst und Indikatoren wurden für die Bewertung der Anbau- und Bewässerungspläne entwickelt. Die Studie hat befunden, dass mit der gegebenen Tankgröße von 30 m³, je nach Anbauszenario, eine Gartenfläche von 60 bis 90 m² bewässert werden kann. Die Auswahl der Feldfrüchte hat dabei maßgebliche Auswirkung auf die Wassernutzungseffizienz und auf die ökonomische Wirtschaftlichkeit, verglichen mit der relativ geringeren Auswirkung der Anzahl der jährlichen Anbauperioden und des zukünftigen Klimawandels. Im Falle einer Verschlechterung zukünftiger Klimabedingungen, müssten Anpassungsmaßnahmen ergriffen werden, besonders hinsichtlich der zu erwartenden Verschärfung der ökonomischen aber auch der ökologischen Situation, da niedrigere Ernteerträge und Einnahmen zu erwarten sind. Schon unter jetzigen Klimabedingungen, stellt die ökonomische Dimension die größte Nachhaltigkeitsbeschränkung dar, vor allem durch die sehr hohen Investitionskosten für die Regenwassersammel- und Gartenanlage. Nichtdestotrotz, kann Gartenanbau in Kombination mit Regenwassersammlung als erfolgreich für die Nahrungssicherung auf Haushaltsebene eingestuft werden, da genügend Gemüse und Obstprodukte für den Haushaltsverbrauch oder den Marktverkauf produziert werden können. Gleichzeitig können die Investitionskosten innerhalb der Lebensdauer einer Regenwassersammelanlage, bei optimaler Auswahl der Feldfrüchte, erwirtschaftet werden.