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Roof rainwater harvesting system [Botswana]

Lekidi

technologies_1417 - Botswana

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1. Información general

1.2 Detalles de contacto de las personas de referencia e instituciones involucradas en la evaluación y la documentación de la Tecnología

Persona(s) de referencia clave

Especialista MST:
Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
DESIRE (EU-DES!RE)
Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Book project: Water Harvesting – Guidelines to Good Practice (Water Harvesting)
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
University of Botswana (University of Botswana) - Botswana

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

¿Cuándo se compilaron los datos (en el campo)?

03/06/2011

El compilador y la/s persona(s) de referencia claves aceptan las condiciones acerca del uso de los datos documentados mediante WOCAT:

1.4 Declaración de la sostenibilidad de la Tecnología descrita

¿La Tecnología aquí descrita resulta problemática en relación a la degradación de la tierra, de tal forma que no puede considerársela una tecnología sostenible para el manejo de la tierra?

No

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

Roof rainwater catchment system using galvanised iron roof material, feeding underground water tank.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

A roof of galvanised iron (corrugated iron) with the dimensions 7 x 6m is constructed on a support of gum poles (see photos). The roof catches the rain. The rain water flows over the roof into pipes at the rear end of the roof (sloping side) into an underground conical water tank. The tank is made of bricks and mortar. The underground tank serves two key roles: i) it stores water for use during the dry spells or times of no rain; and ii) the tank keeps the water cool in this hot environment. The technology is most preferred for so-called ‘lands’ areas, to provide household drinking water. On average, these lands are distant from water sources (e.g. 2-15 km). Other benefits of storing rainwater include less pressure on natural water ponds, but this would be a secondary concern

Water is critical for human consumption and needed around the home. The cool water is effective in quenching the thirst; it reduces labour time to collect water thus freeing time to concentrate on other farm activities. The water is mainly for household drinking and household chores like washing. Some is used as drinking water for chickens and for the animals used for draught power (e.g. donkeys during ploughing). The units are for use by individual farmers and thus restricted to individual households. The owner or the farmer has exclusive rights to the use of the water. Some farmers indicated that, in times of no rain, or before the first rains, they collect water from the village in drums, and pour it into this underground water tank, thus using it as a reservoir. They especially like the persistent coolness of water stored in the underground tank.

The technology is for rainwater collection in four villages. Rainwater that flows over the roof is collected, for example, on galvanised iron roofs. The water then runs through gutters and a pipe to the underground water tank. To build the underground tank, the ground is excavated, to about 2m deep and about 3m wide. Within this hole, a drum-like feature is built with concrete bricks and mortar. After the wall of the tank is complete, it is then lined with mortar from the inside, and the base is also lined to form the completed tank. It is then sealed at over most of the surface leaving an opening with a lid. This opening is large enough for a man to enter for occasional cleaning of the groundwater tank. Thus the system comprises a roof, for collecting rainwater, and an underground tank for storing it.

The environment is semi-arid and seasonal rainfall dominates during the summer months of October to April. People depend on nearby boreholes for water in the lands areas or have to travel to the village (about 2-5km away on average, but can be up to 15km) to fetch water. Most boreholes are either privately owned or communal and water is rationed to about two drums per week or even fortnightly. Most of the borehole water in the area is brackish. Thus roof rainwater (which is fresh) acts as the preferred alternative source of water. The underground tank, once full, is equivalent to 110 drums. Most normal rain events fill the tank, and the water remains in use till the next rainy season, which was found to be the case at all four pilot sites visited. Thus the rainwater catchments systems offer water security in the lands areas; water of very good drinking quality (sweet taste, cooler).

2.3 Fotografías de la Tecnología

2.5 País/ región/ lugares donde la Tecnología fue aplicada y que se hallan comprendidos por esta evaluación

País:

Botswana

Región/ Estado/ Provincia:

Boteti area, in Central District of Botswana

Especifique más el lugar :

Central District

2.6 Fecha de la implementación

Si no se conoce el año preciso, indique la fecha aproximada:
  • 10-50 años atrás

2.7 Introducción de la Tecnología

Especifique cómo se introdujo la Tecnología:
  • mediante proyectos/ intervenciones externas
Comentarios (tipo de proyecto, etc.):

This is an ALDEP (arable lands development project) which is specifically for arable lands areas, to ascertain water provision and it started in the 1980-1990s, then up to mid 2008.

3. Clasificación de la Tecnología MST

3.1 Propósito(s) principal(es) de la Tecnología MST

  • reducir el riesgo de desastres naturales

3.2 Tipo(s) actuales de uso de la tierra donde se aplica la Tecnología

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual
Tierra de pastoreo

Tierra de pastoreo

Tierras de pastoreo extensivo:
  • Semi-nomadismo/ pastoralismo
  • Ganadería de hacienda
Comentarios:

Major land use problems (compiler’s opinion): The water harvesting system is critical in a semi-arid environment, where water shortages are common. To augment water supplies, storage is needed especially in arable land areas where there are no coordinated water distributions like standpipes, as is the case in villages. People at the lands eke a living out of the arable fields, and assured water availability enables families to remain longer close to the fields for essential crop management, hence increased yields.
Major land use problems (land users’ perception): Water shortage and poor water quality.
Type of cropping system and major crops comments: Very little in a way of cash crops as the production system is subsistence based.
Type of grazing system comments: Free range grazing
Constraints of settlement / urban: piped water is cheap

3.3 Información adicional sobre el uso de tierras

Provisión de agua para la tierra donde se aplica la Tecnología:
  • de secano
Comentarios:

Water supply: rainfed, rainfed

Número de temporadas de cultivo por año:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 197, Longest growing period from month to month: Oct - Mar

Densidad del ganado (si fuese relevante):

1-10 LU /km2

3.4 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • cosecha de agua

3.5 Difusión de la Tecnología

Comentarios:

Total area covered by the SLM Technology is 0.01 m2.
This is a roof rainwater catchment system which is about 7m by 6m = 42 m2. The collection tank has a capacity of 10 000 litres.

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas estructurales

medidas estructurales

  • S5: Diques, hondonadas, estanques

3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología

degradación del agua

degradación del agua

  • Hs: cambio en la cantidad de aguas superficiales
  • Hg: cambio en nivel de aguas subterráneas/ nivel de acuífero
Comentarios:

Main causes of degradation: droughts (Reduced water/moisture due to droughts), land tenure (livelihoods depending on fragile ecosystem)
Secondary causes of degradation: overgrazing (high stocking rates in dry areas), population pressure, poverty / wealth (limited access to water and saline water)

3.8 Prevención, reducción o restauración de la degradación del suelo

Especifique la meta de la Tecnología con relación a la degradación de la tierra:
  • reducir la degradación del suelo

4. Especificaciones técnicas, actividades de implementación, insumos y costos

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Autor:

Atlhopheng Julius, Botswana

4.2 Especificaciones técnicas/ explicaciones del dibujo técnico

The top lid of the underground tank:
Rain water falls onto the corrugated roof surface, which usually measures 7 x 6m. This water flows down into the gutters, then down through the pipe into an underground water storage tank (built from concrete blocks which are lined with a coating of mortar, or mortar is applied to wire mesh. Most storage tanks, when full, have a capacity of about 110 drums (a drum holds 200 litres). Without this system, a farmer usually only has about 2 drums per week.

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate (Easy strycture or system to explain)
Technical knowledge required for land users: low (Needs professional builder to construct, but easy to run)
Main technical functions: water harvesting / increase water supply
Secondary technical functions: is used as open storage for farm equipment, offers shade against the heat, as well as temporary shelter

Structural measure: Roof rainwater system (roof)
Width of ditches/pits/dams (m): 6
Length of ditches/pits/dams (m): 7

Structural measure: Tank specifications (conical)
Depth of ditches/pits/dams (m): 2.7
Width of ditches/pits/dams (m): 1.75
Length of ditches/pits/dams (m): 3.5

Construction material (earth): To mix with cement
Construction material (wood): gum poles, rafters for supporting iron roof
Construction material (concrete): To build tank foundation
Construction material (other): iron
Lateral gradient along the structure: 5%
Specification of dams/ pans/ ponds: Capacity 10m3
Catchment area: 42m2
Beneficial area: 5m2

4.3 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

otra / moneda nacional (especifique):

Pula

Indique la tasa de cambio de USD a la moneda local (si fuese relevante): 1 USD =:

8,0

Indique el costo promedio del salario de trabajo contratado por día:

5.00

4.4 Actividades de establecimiento

Actividad Tipo de medida Momento
1. Digging pit Estructurales
2. Transporting sand, cement and concrete blocks Estructurales
3. Construction Estructurales

4.5 Costos e insumos necesarios para el establecimiento

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra labour ha 1,0 12,5 12,5 100,0
Mano de obra labour by gov (8 person days) ha 1,0 500,0 500,0
Material de construcción sand, cement, concrete block ha 1,0 1500,0 1500,0 100,0
Costos totales para establecer la Tecnología 2012,5
Comentarios:

Duration of establishment phase: 1 month(s)

4.6 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Tipo de medida Momento/ frequencia
1. Cleaning roof Estructurales once a year, before onset of rains
2. Cleaning storage tank Estructurales once a year, before onset of rains

4.7 Costos e insumos necesarios para actividades de mantenimiento/ recurrentes (por año)

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra labour ha 1,0 12,5 12,5 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 12,5
Comentarios:

Machinery/ tools: Stock bricks, corrugated iron sheets, meshwire, gutters, wire nails. No machinery, just broom and bucket to collect sediment and dispose of it.
Prices of construction material for the roof rainwater system, fitted with the underground water storage system. All prices and exchange rates were calculated for 29 September 2008. The government subsidy was such that, men pay 30% of all costs, while women pay 20%. The 20-30% could be paid through labour (i.e. digging the pit, transporting sand and cement and serving as a labour hand during construction. Thus if the farmer offers labour, then he does not pay anything. The costs are calculated with labour input and its price or the local wage.

4.8 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

Cost of building materials, specifically iron sheets, timber, bricks, concrete and the professional builder from the government.

5. Entorno natural y humano

5.1 Clima

Lluvia anual
  • < 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
Zona agroclimática
  • semi-árida

Thermal climate class: subtropics. sub-tropical thermal climate (hot summers, cool winters)

5.2 Topografía

Pendientes en promedio:
  • plana (0-2 %)
  • ligera (3-5%)
  • moderada (6-10%)
  • ondulada (11-15%)
  • accidentada (16-30%)
  • empinada (31-60%)
  • muy empinada (>60%)
Formaciones telúricas:
  • meseta/ planicies
  • cordilleras
  • laderas montañosas
  • laderas de cerro
  • pies de monte
  • fondo del valle
Zona altitudinal:
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1,000 m s.n.m
  • 1,001-1,500 m s.n.m
  • 1,501-2,000 m s.n.m
  • 2,001-2,500 m s.n.m
  • 2,501-3,000 m s.n.m
  • 3,001-4,000 m s.n.m
  • > 4,000 m s.n.m

5.3 Suelos

Profundidad promedio del suelo:
  • muy superficial (0-20 cm)
  • superficial (21-50 cm)
  • moderadamente profunda (51-80 cm)
  • profunda (81-120 cm)
  • muy profunda (>120 cm)
Textura del suelo (capa arable):
  • áspera/ ligera (arenosa)
  • fina/ pesada (arcilla)
Materia orgánica de capa arable:
  • media (1-3%)
  • baja (<1%)

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

5-50 m

Disponibilidad de aguas superficiales:

pobre/ ninguna

Calidad de agua (sin tratar):

agua potable de mala calidad (requiere tratamiento)

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • elevada

5.6 Las características de los usuarios de la tierra que aplican la Tecnología

Orientación del mercado del sistema de producción:
  • subsistencia (autoprovisionamiento)
Ingresos no agrarios:
  • menos del 10% de todos los ingresos
Nivel relativo de riqueza:
  • muy pobre
  • muy rico
Individuos o grupos:
  • individual/ doméstico
Nivel de mecanización:
  • tracción animal
Género:
  • mujeres
  • hombres
Indique otras características relevantes de los usuarios de las tierras:

Land users applying the Technology are mainly disadvantaged land users
Population density: < 10 persons/km2
Annual population growth: 2% - 3%
10% of the land users are very rich and own 50% of the land (rich cattle barons).
60% of the land users are average wealthy and own 30% of the land (most inhabitants).
30% of the land users are poor and own 20% of the land (subsistence farmers).
Off-farm income specification: Saves labour time to fetch water. Very limited off-farm income opportunities for everyone, including non-adopters of the technology

5.7 Área promedio de la tierra que pertenece a o es arrendada por usuarios de tierra que aplican la Tecnología

  • < 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
¿Esto se considera de pequeña, mediana o gran escala (refiriéndose al contexto local)?
  • pequeña escala

5.8 Tenencia de tierra, uso de tierra y derechos de uso de agua

Tenencia de tierra:
  • comunitaria/ aldea
  • individual, sin título
Derechos de uso de tierra:
  • acceso abierto (no organizado)
  • individual
Derechos de uso de agua:
  • comunitarios (organizado)
  • individual
Comentarios:

Communal grazing and individual land ownership for ploughing. Water availed through communal boreholes in lands and cattle posts, but with individual standpipes in villages. Open access to surface water resources for livestock e.g. pans after rains. Dual grazing rights problem, whereby private ranchers graze in the commons, but the opposite not possible.

5.9 Acceso a servicios e infraestructura

salud:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
educación:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
asistencia técnica:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
empleo (ej. fuera de la granja):
  • pobre
  • moderado
  • bueno
mercados:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
energía:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
caminos y transporte:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
agua potable y saneamiento:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
servicios financieros:
  • pobre
  • moderado
  • bueno

6. Impactos y comentarios para concluir

6.1 Impactos in situ demostrados por la Tecnología

Impactos socioeconómicos

Producción

producción de cultivo

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

0.15 t/ha/y

Cantidad luego de MST:

0.195 t/ha/y

Comentarios/ especifique:

30% increase due to more time to manage crops better e.g. weeding

producción animal

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

mainly chickens and small stock

riesgo de fracaso de producción

incrementó
disminuyó
Cantidad antes de MST:

40%

Cantidad luego de MST:

10%

Comentarios/ especifique:

more time on farm

Disponibilidad y calidad de agua

disponibilidad de agua potable

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

water year round

Ingreso y costos

gastos en insumos agrícolas

incrementó
disminuyó
Cantidad antes de MST:

5%

Cantidad luego de MST:

90%

Comentarios/ especifique:

at construction phase only

diversidad de fuentes de ingreso

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

3%

Cantidad luego de MST:

25%

Comentarios/ especifique:

from horticulture, chickens etc

disparidades económicas

incrementó
disminuyó
Cantidad antes de MST:

5%

Cantidad luego de MST:

90%

Comentarios/ especifique:

poor cannot afford it

carga de trabajo

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

no time lost in collecting water afar

Impactos socioculturales

seguridad alimentaria/ autosuficiencia

disminuyó
mejoró
Cantidad antes de MST:

5%

Cantidad luego de MST:

35%

Comentarios/ especifique:

better yields with more on-farm time

situación de salud

empeoró
mejoró
Cantidad antes de MST:

5%

Cantidad luego de MST:

40%

Comentarios/ especifique:

the water is better than in region

instituciones comunitarias

se debilitaron
se fortalecieron
Cantidad antes de MST:

6%

Cantidad luego de MST:

50%

Comentarios/ especifique:

uplifting of the disadvantaged

MST/ conocimiento de la degradación del suelo

disminuyó
mejoró
Cantidad antes de MST:

4%

Cantidad luego de MST:

50%

mitigación de conflicto

empeoró
mejoró
Comentarios/ especifique:

conflicts exist over boreholes

situación de grupos en desventaja social y económica

empeoró
mejoró
Comentarios/ especifique:

improved water provision, not affordable for the poor (unless subsidized)

contribution to human well-being

decreased
increased
Comentarios/ especifique:

Many educational tours made on these demonstration sites. Fresh rainwater is good for health compared to borehole (salty) water.

Impactos ecológicos

Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento

cantidad de agua

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

5%

Cantidad luego de MST:

80%

Comentarios/ especifique:

water year round

calidad de agua

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

not salty/saline, to clean roof and tank annually (temporarily)

cosecha/ recolección de agua

disminuyó
mejoró
Cantidad antes de MST:

1%

Cantidad luego de MST:

90%

Comentarios/ especifique:

resource from previous year used

evaporación

incrementó
disminuyó
Cantidad antes de MST:

1%

Cantidad luego de MST:

90%

Comentarios/ especifique:

underground water tank, sealed

Reducción de riesgos de desastres y riesgos climáticos

emisión de carbono y gases de invernadero

incrementó
disminuyó
Cantidad antes de MST:

1%

Cantidad luego de MST:

90%

Comentarios/ especifique:

clean technology

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

disponibilidad de agua

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

2 drums/we

Cantidad luego de MST:

42drums/we

Comentarios/ especifique:

all this water saved due to technology

6.3 Exposición y sensibilidad de la Tecnología al cambio climático gradual y a extremos relacionados al clima/ desastres (desde la percepción de los usuarios de tierras)

Cambio climático gradual

Cambio climático gradual
Estación tipo de cambios climáticos/ climas extremos ¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
temperatura anual incrementó bien

Extremos (desastres) relacionados al clima

Desastres climatológicos:
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
tormenta de lluvia local bien
Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
sequía no muy bien
Desastres hidrológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
inundación general (río) bien

Otras consecuencias relacionadas al clima

Otras consecuencias relacionadas al clima
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
periodo reducido de crecimiento bien
Comentarios:

The roof area is such that, some limited amounts of rain do fill or add some water into the storage tank

6.4 Análisis costo-beneficio

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de establecimiento (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

muy negativo

Ingresos a largo plazo:

muy positivo

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de mantenimiento/ recurrentes (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

muy negativo

Ingresos a largo plazo:

muy positivo

Comentarios:

Very costly to set up, if no government aid. It is however, very good for long term water provision.

6.5 Adopción de la Tecnología

Comentarios:

1% of land user families have adopted the Technology with external material support
1 land user families have adopted the Technology with external material support
There is one such structure per village in Boteti sub-district - and they are all demonstration schemes. There was no public uptake following demonstration, as government subsidy changed and was later stopped.
It is too costly e.g. building materials, hiring of professional builder and cement to set up in lands areas.
There is no trend towards spontaneous adoption of the Technology
High capital or start-up costs. The area has low income groups who get water from communal boreholes, while rich cattle owners obtain water from their private boreholes, and hence desalination is favoured rather than rainwater systems.

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
Useful as shelter or storage
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
Provides cool water in hot summers
Provides water in lands areas, where it is most needed
Farmers appreciate the good water quality and clean system annually
It has low maintenance costs, it is easy to use

6.8 Debilidades/ desventajas/ riesgos de la Tecnología y formas de sobreponerse a ellos

Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del usuario de la tierra ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Costly to set up, due to price of building materials Government subsidies, priviate sector, NGOs
Fear that their land would be taken away by the government after financial assistance Education about subsidies to allay fears
Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Costly to set up subsidies by government, NGOs, private sector
Seen as dependent on rains, thus fails during droughts research, information dissemination to stakeholders
Water quality issues (concerns) education on keeping storage clean and boiling water for human consumption

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

  • visitas de campo, encuestas de campo
  • entrevistas con usuarios de tierras

7.2 Vínculos a las publicaciones disponibles

Título, autor, año, ISBN:

Ministry of Agriculture Headquarters, Department of Crop Production, Engineering Division, Water Development Section,

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

P/Bag 003, Gaborone,

Título, autor, año, ISBN:

en.wikepedia.org/wiki/rainwater-harvesting

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

website

Título, autor, año, ISBN:

www.harvesth2O.com

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

website

Título, autor, año, ISBN:

www.rainwaterharvesting.org/index.htm

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

website

Título, autor, año, ISBN:

www.rainwaterharvesting.co.uk

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

website

Título, autor, año, ISBN:

cgwb.gov.in/Ground Water/roof-top.htm

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

website

Vínculos y módulos

Expandir todo Colapsar todos

Módulos