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Small Earth Dams [Zambia]

technologies_1331 - Zambia

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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)
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)
International Centre for Research in Agroforestry (ICRAF) - Kenia

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

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

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

Water harvesting and storage structures to impound runoff generated from upstream catchment areas.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología


Small earth dams are water harvesting storage structures, constructed across narrow sections of valleys, to impound runoff generated from upstream catchment areas.

Establishment / maintenance activities and inputs: Construction of the dam wall begins with excavation of a core trench along the length of the dam wall which is filled with clay and compacted to form a ‘central core’ that anchors the wall and prevents or minimizes seepage. The upstream and downstream embankments are also built using soil with a 20-30% clay content. During construction – either by human labour, animal draught or machine (bulldozer, compacter, grader etc.) – it is critical to ensure good compaction for stability of the wall. It is common to plant Kikuyu grass (Pennisetum clandestinum) to prevent erosion of the embankment. The dam is fenced with barbed wire to prevent livestock from eroding the wall. Typical length of the embankment is 50-100 m with water depth ranging 4-8 m. An emergency spillway (vegetated or a concrete shute) is provided on either, or both sides, of the wall for safe disposal of excess water above the full supply level. The dam water has a maximum throwback of 500 m, with a capacity ranging from 50,000 – 100,000 m3.

Natural / human environment: The dams are mainly used for domestic consumption, irrigation or for watering livestock. If the dams are located on communal lands, their establishment requires full consultation and involvement of the local community. The government provides technical and financial assistance for design, construction and management of these infrastructures. Community contribution includes land, labour and local resources. The community carries out periodic maintenance of the infrastructure – including vegetation management on embankment, desilting etc. – and of the catchment areas (through soil and water conservation practices).

2.3 Fotografías de la Tecnología

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



Región/ Estado/ Provincia:

Southern Province

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

3. Clasificación de la Tecnología MST

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

  • Access to water

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

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual

Major land use problems (compiler’s opinion): water degradation, soil erosion, low surface water availability

3.3 Información adicional sobre el uso de tierras

Provisión de agua para la tierra donde se aplica la Tecnología:
  • de secano
Número de temporadas de cultivo por año:
  • 1

Longest growing period in days: 120; Longest growing period from month to month: Nov-April

3.4 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • cobertura de suelo/ vegetal mejorada
  • cosecha de agua

3.5 Difusión de la Tecnología

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • aplicada en puntos específicos/ concentrada en un área pequeña

In the study area there are over 293 dams serving a cattle population of 1.1 million and human population of nearly 1 million people

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas vegetativas

medidas vegetativas

  • V2: Pastos y plantas herbáceas perennes
medidas estructurales

medidas estructurales

  • S5: Diques, hondonadas, estanques

Secondary measures: vegetative measures

Type of vegetative measures: aligned: -contour

3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología

erosión de suelos por agua

erosión de suelos por agua

  • Wt: pérdida de capa arable/ erosión de la superficie
  • Wg: erosión en cárcavas

Secondary types of degradation addressed: Wg: gully erosion / gullying

Main causes of degradation: Heavy / extreme rainfall (intensity/amounts), floods

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:
  • prevenir la degradación del suelo
  • reducir la degradación del suelo

Secondary goals: rehabilitation / reclamation of denuded land

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

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología


Mats Gurtner, Center for Development and Environment, University of Bern

4.2 Especificaciones técnicas/ explicaciones del dibujo técnico

Dimensions and main components of a small dam: (1) water body; (2) dam wall (with layers of compacted soil; side slopes 3:1); (3) central core ('key'); (4) grass cover; (5) stone apron; (6) spillway

Southern Province

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: high

Main technical functions: control of concentrated runoff: retain / trap, water harvesting / increase water supply

Aligned: -contour
Vegetative material: G : grass

Grass species: Pennisetum clandestinum

Dam/ pan/ pond
Depth of ditches/pits/dams (m): 4.00
Length of ditches/pits/dams (m): 50.00

Construction material (earth): 20-30% clay content

Specification of dams/ pans/ ponds: Capacity 100000.00m3

Dimensions of spillways: 5.00m

Vegetation is used for stabilisation of structures.

4.3 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

Especifique cómo se calcularon los costos e insumos:
  • por unidad de Tecnología
Especifique unidad:


Especifique volumen, largo, etc. (si fuera relevante):

10’000 m3 (44 m long; 8 m deep)

4.4 Actividades de establecimiento

Actividad Tipo de medida Momento
1. Site selection in consultation with community. Manejo
2. Dam survey and design: Topographical survey of dam area; using leveling equipment (dumpy level or theodolite); Determination of dam wall dimensions. Manejo
3. Dam wall construction: Excavate core trench (usually 4m wide; 2m deep). Excavate and transport clay-rich soil to the dam site. Construct core and embankments (slope angles 3:1). Continuously compact placed soil. Estructurales
4. Construct lateral spillway(s), 5-30m wide (depending on the flood flow and the return slope). Estructurales
5. Design and installation of irrigation and drainage infrastructure (in case of crop production). Estructurales
6. Completion: plant kikuyu grass on dam embank-ment, spillway and irrigation canals and fence of; alternatively line with cement Vegetativas

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 Dam and spillway construction unit 1,0 2000,0 2000,0 20,0
Equipo Tools unit 1,0 30000,0 30000,0 20,0
Material para plantas Seeds unit 1,0 1000,0 1000,0 20,0
Fertilizantes y biocidas Fertilizer unit 1,0 1000,0 1000,0 20,0
Fertilizantes y biocidas Biocides unit 1,0 1000,0 1000,0 20,0
Material de construcción Stone unit 1,0 15000,0 15000,0 20,0
Costos totales para establecer la Tecnología 50000,0

4.6 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Tipo de medida Momento/ frequencia
1. Catchment conservation to minimise siltation of dam and irrigation infrastructure (continuous). Estructurales
2. (Re-)planting grass on dam and irrigation infrastructure (annually, using hand hoes). Estructurales
3. Desiliting of the dam (every 5-10 years): excavate and remove the silt deposited in the dam. Estructurales
4. Cleaning of dam and irrigation infra-structure (annually): remove trees/ shrubs from dam / canals. If concrete lined: repair of any damages. Estructurales

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 Maintenance of dam unit 1,0 200,0 200,0
Equipo Tools unit 1,0 2000,0 2000,0
Material para plantas Seeds unit 1,0 300,0 300,0
Material de construcción Stone unit 1,0 1500,0 1500,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 4000,0

Machinery/ tools: machinery, ox-ripper, hoe/pick, shovel

Establishment costs are calculated for a dam with an earthwork volume of 10’000 m3 (44 m long; 8 m deep; side slopes 3:1). 20% of costs are borne by the community (in-kind contribution: labour and local materials such as sand, stones). Construction machinery can include: tipper truck, bulldozer, motor scraper, compactor, tractor, grader

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
Especifique el promedio anual de lluvia (si lo conoce), en mm:


Zona agroclimática
  • Sub-húmeda
  • semi-árida

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
Comentarios y especificaciones adicionales sobre topografía :

Slopes on average: Gentle (plains), moderate (plains), rolling (plains) and hilly (valleys)

Altitudinal zone: Also 1000-1500 m a.s.l., range from 300-1200 m a.s.l.

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)
  • mediana (limosa)
Materia orgánica de capa arable:
  • media (1-3%)
Si se halla disponible, adjunte una descripción completa de los suelos o especifique la información disponible, por ej., tipo de suelo, pH/ acidez de suelo, capacidad de intercambio catiónico, nitrógeno, salinidad, etc. :

Soil fertility is medium

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Disponibilidad de aguas superficiales:

pobre/ ninguna

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

Orientación del mercado del sistema de producción:
  • mixta (subsistencia/ comercial)
Individuos o grupos:
  • grupos/ comunal
Nivel de mecanización:
  • tracción animal
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

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
  • not titled
Derechos de uso de tierra:
  • comunitarios (organizado)

6. Impactos y comentarios para concluir

6.1 Impactos in situ demostrados por la Tecnología

Impactos socioeconómicos


producción de cultivo


producción animal

Disponibilidad y calidad de agua

disponibilidad de agua para irrigar


calidad de agua para irrigar

Ingreso y costos

ingreso agrario


Impactos socioculturales

seguridad alimentaria/ autosuficiencia


oportunidades recreativas


instituciones comunitarias

se debilitaron
se fortalecieron

Impactos ecológicos

Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento

cantidad de agua


cosecha/ recolección de agua


nivel freático/ acuífero

Reducción de riesgos de desastres y riesgos climáticos

impactos de sequías


6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

disponibilidad de agua


inundaciones río abajo


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

Otras consecuencias relacionadas al clima

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

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:


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:

neutral/ balanceado

Ingresos a largo plazo:

muy positivo

6.5 Adopción de la Tecnología


Comments on adoption trend: Records of 1991 indicate at least 537 such dams exist in Zambia. In the study area there are over 293 dams serving a cattle population of 1.1 million and human population of nearly 1 million people.

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
Small earth dams allow for the diversification of income activities including tree nurseries, brick making, fish farming, raising ducks and geese and thus alleviate poverty

improvement of access to markets will be crucial to support such income generating activities
Saves people’s time by reducing the distance to fetch water for domestic use

clear and equitable water use rights and agreements
Reduced risk of crop failure by bridging prolonged dry periods and as such contribute to food security and climate change adaptation

How can they be sustained / enhanced? combine with water saving cultivation practices such as mulching, pitting etc.
Reduced damages from soil erosion and flooding by storing excessive runoff water

How can they be sustained / enhanced? use an integrated watershed management approach to reduce flood and erosion risk
Possibility for watering cattle near the village reduced soil compaction and erosion

How can they be sustained / enhanced? regulate access of cattle to avoid degradation around the water source and protect water source from pollution

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

Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Dams are communally owned requires strong organisation and commitment by community
Risk of siltation de-silting and Catchment conservation is essential
Vulnerability to climate change increase depth and design storage to last at least for two rainy seasons
Evaporation and seepage losses maintain minimum design depth of 4 meters; if seepage is high: provide impervious material on the upstream embankment, i.e. clay or plastic lining if necessary

7. Referencias y vínculos

7.2 Vínculos a las publicaciones disponibles

Título, autor, año, ISBN:

Nissen-Petersen E. 2006. Water from small dams. A handbook for technicians, farmers and others on site investigations, designs, cost estimations, construction and maintenance of small earth dams

Título, autor, año, ISBN:

Morris P. H. 1991. Statement of Policy: Progress Review of the Drought Relief Dam Cons/ruction Project, Southern Province. Part 1 — Main Report. Irrigation and Land Husbandry Branch, Department of Agriculture, Chôma

Título, autor, año, ISBN:

Sichingabula H.M. 1997. Problems of sedimentation in small dams in Zambia. Human Impact on Erosion and Sedimentation (Proceedings of the Rabat Symposium, April 1997. IAHS Publ. no. 245, 1997

7.3 Vínculos a la información relevante disponible en línea

Título/ descripción:

The Jesuit Centre for Theological Reflection. 2010. Social Conditions Programme.


Vínculos y módulos

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