Characterising wetland hydrology and water quality in streams and wetlands of Khalong-la-Lithunya, Lesotho

Abstract: 
Wetland hydrology is important in understanding wetland systems, evaluating wetland functions and processes and assessing wetland conditions. Wetlands assimilate and transform pollutants and nutrients ensuring that quality water is discharged from the wetland into streams. The objective of this study was to characterise wetland hydrology and evaluate the water quality so as to determine the ecological functioning of the Khalong-la-Lithunya wetland. Wetland hydrology and water quality of the three sub-catchments were monitored from October 2015 to March 2016. Water levels in piezometers were recorded once a month and monthly water levels data for the years 2010, 2011, 2012 and 2013 previously recorded by the Millennium Challenge Account-Lesotho (MCA-L) project were integrated to this study’s data. Rainfall, piezometer and stream water were similarly obtained once every month. These were analysed for δ2H and δ18O water stable isotopes and water quality parameters determined. The estimated overall hydro-period of Khalong-la-Lithunya from the years 2010 to 2016 was 11.4% of the sampled time. The wetland showed delayed response of piezometer water levels to rainfall and additional source of water to the wetland through sub-surface flow. The isotopic composition of piezometer and stream water showed that the water gets stored in the wetland before being discharged to the stream leading to a positive interaction between ground and surface water. Most water quality parameters (Na, pH, Mg, PO4 , COD, BOD, NO3, K, Ca, EC) were higher in streams than in piezometers and were mostly within WHO permissible limits. There was a poorer water quality index in streams (59.71) when compared to that of piezometers (53.67). The principal component analysis (PCA) indicated that the parameters that were responsible for the variation in water quality were related to natural hydro-chemical processes, anthropogenic factors and geology and soil constituents. Temporally most parameters were highest during dry months. Due to a short hydro-period, a delayed interaction between surface and ground water and a poorer stream water quality index, it is concluded that the wetland was not in a good condition. Thus, it is not adequately performing its ecological function.
L’hydrologie est importante pour comprendre les systèmes des zones humides, évaluer leurs fonctions, processus et conditions. Les milieux humides assimilent and transforment les polluants et éléments nutritifs assurant ainsi que l’eau de qualité soit évacuée. L’objectif de cette étude est de caractériser l’hydrologie des zones humides et évaluer la qualité de l’eau afin de déterminer le fonctionnement écologique de la zone humide de Khalong-la-Lithunya. L’hydrologie et la qualité de l’eau dans trois sous-bassins versants ont été mesurées d’Octobre 2015 à Mars 2016. Les niveaux d’eau ont été enregistrés une fois par mois, et des données mensuelles sur les niveaux d’eau de 2010, 2011, 2012 et 2013, récemment enregistrées par le Millennium Challenge Account-Lesotho (MCA-L) ont été intégrées aux données de cette étude. Les précipitations, le piézomètre et l’eau de cours d’eau ont été obtenus de la même façon une fois par mois. Ils ont été analysés pour déterminer les isotopes stables à l’eau δ2H et δ18O et les paramètres de qualité de l’eau. La valeur globale estimée de l’hydro-période de Khalong-la-Lithunya des années 2010 à 2016 était de 11,4% de la période échantillonnée. La zone humide a montré une réponse tardive des niveaux d’eau du piézomètre par rapport aux précipitations, et une source additionnelle d’eau à la zone humide par écoulement souterrain. Les compositions isotopiques du piézomètre et du cours d’eau ont montré que l’eau est stockée dans la zone humide avant d’être déversée dans le cours d’eau, entrainant une interaction positive entre les eaux souterraines et de surface. La plupart des paramètres de qualité de l’eau (Na, pH, Mg, PO4, DCO, DBO, NO3, K, Ca, EC) étaient plus élevés dans les cours d’eau que dans les piézomètres et plus situés dans les limites acceptables. L’indice de qualité de l’eau dans les cours d’eau était plus faible (59,71) que celui des piézomètres (53,67). L’analyse en composantes principales (ACP) a indiqué que les paramètres responsables de la variation de la qualité de l’eau étaient liés aux processus hydrochimiques naturels, aux facteurs anthropiques, à la géologie et aux constituants pédologiques. La plupart des paramètres étaient temporellement plus élevés pendant les mois secs. En raison d’une hydro-période courte, de l’interaction tardive entre les eaux de surface et souterraines et de l’indice de qualité du cours d’eau plus faible, il a été conclu que la zone humide n’était pas en bon état. Ainsi, elle ne remplit pas adéquatement sa fonction écologique.
Language: 
Date of publication: 
2017
Country: 
Region Focus: 
Southern Africa
University/affiliation: 
Volume: 
2
Number: 
1
Collection: 
RUFORUM TAGDev Resources
RUFORUM Journal Articles
Licence conditions: 
Open Access
Access restriction: 
Form: 
Web resource
ISSN: 
2415-2838
Notes: 

Publication of this article has been made possible through the United States Agency for International Development (USAID) funded Innovative Agricultural Research Initiative (iAGRI) Project and the Transforming African Agricultural Universities to meaningfully contribute to Africa’s growth and development (TAGDev) Project funded by MasterCard Foundation.