Impact of climate change on the snow covers and glaciers in the Upper Indus River basin and its consequences on the water reservoirs (Tarbela reservoir) – Pakistan

par Adnan Ahmad Tahir

Thèse de doctorat en Eaux continentales et Société

Sous la direction de Pierre Chevallier.

Soutenue le 21-09-2011

à Montpellier 2 , dans le cadre de Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015) , en partenariat avec Hydrosciences (laboratoire) .

Le jury était composé de Pierre Chevallier, Vazken Andreassian, Antonello Provenzale, Yves Arnaud, Eric Servat, Isabella Zin.

Les rapporteurs étaient Vazken Andreassian, Antonello Provenzale.

  • Titre traduit

    Impact du changement climatique sur les couvertures neigeuses et les glaciers dans le Haut Bassin de l'Indus et ses conséquences sur les ouvrages hydrauliques (Réservoir de Tarbela) – Pakistan


  • Résumé

    L'économie du Pakistan, fondée sur l'agriculture, est hautement dépendante de l'approvisionnement en eau issu de la fonte de la neige et des glaciers du Haut Bassin de l'Indus (UIB) qui s'étend sur les chaînes de l'Himalaya, du Karakoram et de l'Hindukush. Il est par conséquent essentiel pour la gestion des ressources en eau d'appréhender la dynamique de la cryosphère (neige et glace), ainsi que les régimes hydrologiques de cette région dans le contexte de scénarios de changement climatique. La base de données satellitaire du produit de couverture neigeuse MODIS MOD10A2 a été utilisée de mars 2000 à décembre 2009 pour analyser la dynamique du couvert neigeux de l'UIB. Les données journalières de débits à 13 stations hydrométriques et de précipitation et température à 18 postes météorologiques ont été exploitées sur des périodes variables selon les stations pour étudier le régime hydro-climatique de la région. Les analyses satellitaires de la couverture neigeuse et glaciaire suggèrent une très légère extension de la cryosphère au cours de la dernière décade (2000‒2009) en contradiction avec la rapide fonte des glaciers observée dans la plupart des régions du monde. Le modèle « Snowmelt Runoff » (SRM), associé aux produits neige du capteur MODIS a été utilisé avec succès pour simuler les débits journaliers et étudier les impacts du changement climatique sur ces débits dans les sous-bassins à contribution nivo-glaciaire de l'UIB. L'application de SRM pour différents scénarios futurs de changement climatique indique un doublement des débits pour le milieu du siècle actuel. La variation des écoulement de l'UIB, la capacité décroissante des réservoirs existants (barrage de Tarbela) à cause de la sédimentation, ainsi que la demande croissante pour les différents usages de l'eau, laissent penser que de nouveaux réservoirs sont à envisager pour stocker les écoulements d'été et répondre aux nécessités de l'irrigation, de la production hydro-électrique, de la prévention des crues et de l'alimentation en eau domestique.


  • Résumé

    Agriculture based economy of Pakistan is highly dependent on the snow and glacier melt water supplies from the Upper Indus River Basin (UIB), situated in the Himalaya, Karakoram and Hindukush ranges. It is therefore essential to understand the cryosphere (snow and ice) dynamics and hydrological regime of this area under changed climate scenarios, for water resource management. The MODIS MOD10A2 remote-sensing database of snow cover products from March 2000 to December 2009 was selected to analyse the snow cover dynamics in the UIB. A database of daily flows from 13 hydrometric stations and climate data (precipitation and temperature) from 18 gauging stations, over different time periods for different stations, was made available to investigate the hydro-climatological regime in the area. Analysis of remotely sensed cryosphere (snow and ice cover) data during the last decade (2000‒2009) suggest a rather slight expansion of cryosphere in the area in contrast to most of the regions in the world where glaciers are melting rapidly. The Snowmelt Runoff Model (SRM) integrated with MODIS remote-sensing snow cover products was successfully used to simulate the daily discharges and to study the climate change impact on these discharges in the snow and glacier fed sub-catchments of UIB. The application of the SRM under future climate change scenarios indicates a doubling of summer runoff until the middle of this century. This variation in the Upper Indus River flow, decreasing capacity of existing reservoirs (Tarbela Dam) by sedimentation and the increasing demand of water uses suggests that new reservoirs shall be planned for summer flow storage to meet with the needs of irrigation supply, increasing power generation demand, flood control and water supply.


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