L'intérieur de la voie d'eau (Stefan Graf)

Khtarat (Morocco)

ⵍⵅⴰⵟⴰⵔⴰⵜ

Description

Le système de khtarat ou khatarat, au Maroc, est constitué d’un tunnel horizontal et de puits verticaux. Le tunnel horizontal, creusé dans la montagne permet d’atteindre une source souterraine et d’en amener les eaux par gravitation vers l’extérieur. Les puits verticaux creusés le long du tunnel horizontal servent à l’aération et facilitent le creusage. Ce système est nommé foggara/fuggara, qanat, kariz oukarez, dans d'autres régions.

Dans les montagnes et les plaines semi-arides aux alentours de Midelt, dans le Moyen Atlas, l’accès à l’eau est un des facteurs limitant les activités agricoles et humaines. Cette zone était anciennement couverte de forêts, constituées principalement de chênes verts et de cèdres de l’Atlas. L’expansion non contrôlée des activités humaines a entraîné la dégradation de ces forêts et de la production des parcours pour l’élevage. En conséquence, les activités humaines se tournent de plus en plus vers l’arboriculture, principalement la production des pommes. Cependant, le pommier n’est pas résistant à la sècheresse et nécessite d’être irrigué dans cette zone. Les forages de plus en plus nombreux minent l’aquifère. De plus, les infiltrations d’eau de pluie pour recharger la nappe phréatique diminuent à cause de la dégradation des bassins versant.
Le khtarat - nommés qanat, kariz, karez, ou foggara dans d’autres régions du Maroc – est un système de collecte des eaux souterraines fonctionnant par gravitation. Un tunnel horizontal (riäbät) est creusé légèrement en pente, pour atteindre une source d’eau détectée par un sourcier. Afin d’évacuer les déblais et ventiler le tunnel pour permettre aux travailleurs de respirer, des cheminées verticales (aussi appelées khtarat) sont creusées.
Le creusage se fait à l’aide de burins et de marteaux, puis les déblais sont éliminés via les cheminées verticales à l’aide d’une corde et d’un remonte-charge manuel. Les tunnels sont creusés dans une couche assez stable pour éviter les éboulements, mais assez meuble afin de faciliter le creusage.
Le khtarat est un système durable de collecte des eaux pour les raisons suivantes :
•Il fonctionne par gravitation et ne consomme donc pas d’énergies fossiles.
•Il ne nécessite que peu d’intrants. Les seuls intrants nécessaires sont le creusage lors de la mise en place, et deux jours annuels d’entretien réunissant une dizaine de personnes pour un système de khtarat de 50 m de profondeur.
•Il ne collecte que les eaux renouvelables et ne touche pas aux eaux fossiles, ce qui le rend plus durable par rapport à un système de collecte des eaux par pompage.
•Le système étant communautaire, un accès plus équitable à l’eau est garanti, ce qui diminue les inégalités sociales.
Malheureusement, à cause des pompages non contrôlés dans la zone, le niveau de l’aquifère baisse, et par conséquent les khtarats conduisent de moins en moins d’eau. De plus, une grande partie de l’eau est utilisée pour la production des pommes, gourmande en eau, alors que d’autres cultures (abricotiers par exemple) survivent sans irrigation additionnelle en été.
Les utilisateurs apprécient le fait que dans le khtarat l’eau s’écoule par gravitation, sans utilisation de motopompes et de gasoil. En revanche, ils regrettent que l’eau ne soit pas disponible toute l’année. Cette pénurie est due au manque de recharge de l’aquifère causée par la dégradation des zones en amont et la diminution de neige en hiver.

Location

Location: Midelt, Morocco

No. of Technology sites analysed: single site

Geo-reference of selected sites
  • -4.64747, 32.61644

Spread of the Technology: applied at specific points/ concentrated on a small area

In a permanently protected area?:

Date of implementation: 10-50 years ago

Type of introduction
Une cheminée d'aération, avec l'eau visible au fond. A noter que comme le bord n'est pas suffissamment surélevé, de l'eau s'infiltre et érode les bordures du puit, ce qui conduit à leurs effondrements. (Stefan Graf)
L'entrée du système de Khtarat, creusé dans la marne sous une couche rocheuse. (Stefan Graf)

Classification of the Technology

Main purpose
  • improve production
  • reduce, prevent, restore land degradation
  • conserve ecosystem
  • protect a watershed/ downstream areas – in combination with other Technologies
  • preserve/ improve biodiversity
  • reduce risk of disasters
  • adapt to climate change/ extremes and its impacts
  • mitigate climate change and its impacts
  • create beneficial economic impact
  • create beneficial social impact
Land use
Land use mixed within the same land unit: Ja - Agro-pastoralism (incl. integrated crop-livestock)

  • Cropland
    • Annual cropping
    • Tree and shrub cropping
    Number of growing seasons per year: 1
  • Grazing land
  • Waterways, waterbodies, wetlands - other (specify): Aquifères

Water supply
  • rainfed
  • mixed rainfed-irrigated
  • full irrigation

Purpose related to land degradation
  • prevent land degradation
  • reduce land degradation
  • restore/ rehabilitate severely degraded land
  • adapt to land degradation
  • not applicable
Degradation addressed
  • biological degradation - Bc: reduction of vegetation cover, Bq: quantity/ biomass decline
  • water degradation - Ha: aridification
SLM group
  • irrigation management (incl. water supply, drainage)
  • ground water management
SLM measures
  • structural measures - S3: Graded ditches, channels, waterways, S7: Water harvesting/ supply/ irrigation equipment

Technical drawing

Technical specifications
Le khtarat analysé fait environ 50 m de long, avec 6 cheminées verticales (seulement 4 sont dessinées dans le schéma pour la clarté). Le tunnel horizontal fait environ 1.3 m de haut, et de 40 à 60 cm de large. Il a une légère pente descendante vers la sortie afin de permettre l'écoulement de l'eau, mais pas trop forte afin d'éviter des dégâts.
Les cheminées verticales, d'une hauteur de 2 à 7 m, ont un diamètre d'environ 60 cm.
Les gravats du creusage sont éliminés à l'aide du monte-charge.
Author: Stefan Graf

Establishment and maintenance: activities, inputs and costs

Calculation of inputs and costs
  • Costs are calculated: per Technology unit (unit: Un système de khtarat. volume, length: Les 6 canaux verticaux font entre 2 et 7 m de profond (ca 25 m au total), environ 60 cm de diamètre. La longueur du canal horizontal est de 50 m, environ 45 cm de large et 1.3 m de haut.)
  • Currency used for cost calculation: Dirham
  • Exchange rate (to USD): 1 USD = 10.0 Dirham
  • Average wage cost of hired labour per day: 80
Most important factors affecting the costs
La dureté du sol, donc sa nature ( couche argileuse, marneuse ou de pierre) influe sur la quantité de travail nécessaire, qui est le facteur de coût le plus important.
Establishment activities
  1. Le sourcier doit trouver une voie d'eau souterraine (Timing/ frequency: None)
  2. Creusage (Timing/ frequency: En dehors des périodes de pluie)
Establishment inputs and costs (per Un système de khtarat.)
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (Dirham) Total costs per input (Dirham) % of costs borne by land users
Labour
Creusage Jours-personne 38.0 80.0 3040.0 100.0
Equipment
Seau pièces 5.0 10.0 50.0 100.0
Marteau pièces 2.0 40.0 80.0 100.0
Burin pièces 4.0 30.0 120.0 100.0
Pelle pièces 2.0 40.0 80.0 100.0
Monte-charge pièce 1.0
Total costs for establishment of the Technology 3'370.0
Total costs for establishment of the Technology in USD 337.0
Maintenance activities
  1. Nettoyage à l'intérieur du système de khtarat (Timing/ frequency: annuellement)
Maintenance inputs and costs (per Un système de khtarat.)
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (Dirham) Total costs per input (Dirham) % of costs borne by land users
Labour
Nettoyage et entretien jours-personne 20.0 80.0 1600.0 100.0
Total costs for maintenance of the Technology 1'600.0
Total costs for maintenance of the Technology in USD 160.0

Natural environment

Average annual rainfall
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Agro-climatic zone
  • humid
  • sub-humid
  • semi-arid
  • arid
Specifications on climate
pluviométrie très variable d'année en année
Slope
  • flat (0-2%)
  • gentle (3-5%)
  • moderate (6-10%)
  • rolling (11-15%)
  • hilly (16-30%)
  • steep (31-60%)
  • very steep (>60%)
Landforms
  • plateau/plains
  • ridges
  • mountain slopes
  • hill slopes
  • footslopes
  • valley floors
Altitude
  • 0-100 m a.s.l.
  • 101-500 m a.s.l.
  • 501-1,000 m a.s.l.
  • 1,001-1,500 m a.s.l.
  • 1,501-2,000 m a.s.l.
  • 2,001-2,500 m a.s.l.
  • 2,501-3,000 m a.s.l.
  • 3,001-4,000 m a.s.l.
  • > 4,000 m a.s.l.
Technology is applied in
  • convex situations
  • concave situations
  • not relevant
Soil depth
  • very shallow (0-20 cm)
  • shallow (21-50 cm)
  • moderately deep (51-80 cm)
  • deep (81-120 cm)
  • very deep (> 120 cm)
Soil texture (topsoil)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Soil texture (> 20 cm below surface)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Topsoil organic matter content
  • high (>3%)
  • medium (1-3%)
  • low (<1%)
Groundwater table
  • on surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Availability of surface water
  • excess
  • good
  • medium
  • poor/ none
Water quality (untreated)
  • good drinking water
  • poor drinking water (treatment required)
  • for agricultural use only (irrigation)
  • unusable
Water quality refers to:
Is salinity a problem?
  • Ja
  • Nee

Occurrence of flooding
  • Ja
  • Nee
Species diversity
  • high
  • medium
  • low
Habitat diversity
  • high
  • medium
  • low

Characteristics of land users applying the Technology

Market orientation
  • subsistence (self-supply)
  • mixed (subsistence/ commercial)
  • commercial/ market
Off-farm income
  • less than 10% of all income
  • 10-50% of all income
  • > 50% of all income
Relative level of wealth
  • very poor
  • poor
  • average
  • rich
  • very rich
Level of mechanization
  • manual work
  • animal traction
  • mechanized/ motorized
Sedentary or nomadic
  • Sedentary
  • Semi-nomadic
  • Nomadic
Individuals or groups
  • individual/ household
  • groups/ community
  • cooperative
  • employee (company, government)
Gender
  • women
  • men
Age
  • children
  • youth
  • middle-aged
  • elderly
Area used per household
  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha
Scale
  • small-scale
  • medium-scale
  • large-scale
Land ownership
  • state
  • company
  • communal/ village
  • group
  • individual, not titled
  • individual, titled
Land use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
Water use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
Access to services and infrastructure
health

poor
good
education

poor
good
technical assistance

poor
good
employment (e.g. off-farm)

poor
good
markets

poor
good
energy

poor
good
roads and transport

poor
good
drinking water and sanitation

poor
good
financial services

poor
good

Impacts

Socio-economic impacts
Crop production
decreased
increased


L'irrigation permet la croissance de cultures.

animal production
decreased
increased


Le système permet l'abreuvement d'animaux dans cette zone sans eaux de surface.

product diversity
decreased
increased


Permet de diversifier les cultures.

production area (new land under cultivation/ use)
decreased
increased


Permet l'irrigation d'une surface, donc sa mise en culture.

drinking water availability
decreased
increased


L'eau d’origine souterraine est bue sans traitements.

water availability for livestock
decreased
increased


Le système permet l'abreuvement d'animaux dans cette zone sans eaux de surface.

irrigation water availability
decreased
increased


Si le khtarat ne s'assèche pas à cause du creusage d'autres puits, de la réduction de l'infiltration par la dégradation du couvert végétal, ou de la réduction des précipitations.

demand for irrigation water
increased
decreased


Chaque goutte d'eau utilisable est utilisée. Le khtarat n'augmente que peu la demande en eau d’irrigation vu qu'il limite la consommation aux eaux renouvelables.

Socio-cultural impacts
land use/ water rights
worsened
improved


Le droit d'utilisation de l'eau est amélioré et plus égalitaire dans ce système de khtara communautaire, par rapport à un système de pompage individuel, qui abaisse le niveau de la nappe et assèche les domaines des voisins n'ayant pas les moyens de pomper.

situation of socially and economically disadvantaged groups (gender, age, status, ehtnicity etc.)
worsened
improved


Car c'est un système communautaire par gravitation, ne nécessitant pas de pompage coûteux.

Ecological impacts
harvesting/ collection of water (runoff, dew, snow, etc)
reduced
improved


L'eau des précipitations qui s'infiltre peut être utilisée.

groundwater table/ aquifer
lowered
recharge


L’eau de l’aquifère est utilisée, elle diminue donc. Mais seulement une partie de la recharge est utilisée, et les eaux fossiles ne sont pas utilisées.

vegetation cover
decreased
increased


Permet de diversifier les cultures grâce à l’irrigation.

plant diversity
decreased
increased


Permet de diversifier les cultures grâce à l’irrigation.

Off-site impacts
water availability (groundwater, springs)
decreased
increased


Une utilisation accrue de la nappe en amont entraîne une réduction de l'eau disponible en aval.

Cost-benefit analysis

Benefits compared with establishment costs
Short-term returns
very negative
very positive

Long-term returns
very negative
very positive

Benefits compared with maintenance costs
Short-term returns
very negative
very positive

Long-term returns
very negative
very positive

L'entretien n'est plus rentable à cause d'un pompage en amont, ainsi qu'à cause de dangers d'éboulement dans un des systèmes.

Climate change

Gradual climate change
annual rainfall decrease

not well at all
very well
Quantité de neige decrease

not well at all
very well
Climate-related extremes (disasters)
flash flood

not well at all
very well

Adoption and adaptation

Percentage of land users in the area who have adopted the Technology
  • single cases/ experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Of all those who have adopted the Technology, how many have done so without receiving material incentives?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Number of households and/ or area covered
Très peu de ménages ont des khtarats dans la région de Midelt. Ce système est plus commun dans le sud du pays.
Has the Technology been modified recently to adapt to changing conditions?
  • Ja
  • Nee
To which changing conditions?
  • climatic change/ extremes
  • changing markets
  • labour availability (e.g. due to migration)
  • Dégradation de l'aquifère
La technologie est en train d'être abandonnée, à cause des pompages en amont qui réduisent la productivité du système. Les utilisateurs des terres s'adaptent en pompant les eaux souterraines plus rapidement que leurs voisins (course à l'eau) ce qui n'est pas durable, contrairement aux Khtarats.

Conclusions and lessons learnt

Strengths: land user's view
  • Ne nécessite pas de gasoil pour pomper l’eau d’irriguation.
  • L'eau collectée par les kathrat n'est pas trop froide, contrairement à l'eau des profondeurs pompée par motopompe, ce qui est bénéfique pour les cultures.
Strengths: compiler’s or other key resource person’s view
  • Un système de khtarat permet de limiter la consommation d’eau à la quantité qui se recharge dans l'aquifère, sans toucher les réserves d'eau fossiles. Le système est donc durable.
  • Les khtarats permettent de garder des zones vivantes, grâce à la mise en place de fermes et la création d'écosystèmes productifs.
Weaknesses/ disadvantages/ risks: land user's viewhow to overcome
  • Quand il n'y a pas de neige, il n'y a pas d'eau dans l'aquifère. Il faut donc pomper l'eau de puits plus profonds. Au lieu de pomper l'eau de puits à l'aide de motopompes, résoudre les problèmes de dégradation du bassin versant, qui sont la cause du manque d'infiltration de l'eau dans l'aquifère.
Weaknesses/ disadvantages/ risks: compiler’s or other key resource person’s viewhow to overcome
  • Comme tout système d'irrigation, la collecte d’eau par kathrat baisse le niveau de la nappe phréatique. En ayant des règles claires sur l'utilisation de l'eau, qui limitent le captage à la vitesse de recharge de la nappe.

References

Compiler
  • Stefan Graf
Editors
  • Pascale Waelti Maumier
Reviewer
  • Pascale Waelti Maumier
  • Alexandra Gavilano
  • Isabelle Providoli
  • Donia Mühlematter
  • Joana Eichenberger
Date of documentation: Okt. 6, 2017
Last update: Aug. 17, 2022
Resource persons
Full description in the WOCAT database
Linked SLM data
Documentation was faciliated by
Institution Project
Key references
  • Syrian qanat Romani: history, ecology, abandonment. Lightfoot. 1996. https://doi.org/10.1006/jare.1996.0068: https://sci-hub.io/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140196396900683
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