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Tecnologías
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Sub-surface water harvesting for an efficient use of water resources [Pakistán]

Infiltration gallery

technologies_540 - Pakistán

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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

Engineer-Water conservation:

Muhammad Khan

+923349915556 / +92915702450

khanm@helvetas.org.pk / mkkhattak@helvetas.org.pk

Water for Livelihoods Project-Intercooperation Pakistan

Peshawar- Pakistan

Pakistán

Water Management specilist:

Rehman Nasib-ur

+923469757756

On-Farm water managment, department of Agriculture

Peshawar Pakistan

Pakistán

Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Book project: where people and their land are safer - A Compendium of Good Practices in Disaster Risk Reduction (DRR) (where people and their land are safer)
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
HELVETAS (Swiss Intercooperation)

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

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

31/12/2015

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

Comentarios:

The technology promoted sunstainable water conservation. It is cost effective and requires no external energy supply as it is based on gravity flow.

1.5 Referencia al (los) Cuestionario(s) de Enfoques MST

Water Use Management Plan (WUMP)
approaches

Water Use Management Plan (WUMP) [Pakistán]

The overall purpose of WUMP is to compile an inventory of available water ressources in a particular geographical or administrative area, to identify communities' priorities in order to achieve an effective, equitable and efficient use of water resources at local level. This approach promotes a participatory and inclusive analysis and …

  • Compilador: Eveline Studer

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

The purpose of this water harvesting technology is to capture, collect and distribute sub-surface water. First, an infiltration gallery is developed, which allows the percolation and collection of sub-surface water through perforated pipes at a depth of approximately 3-4.5 metres. Sub-surface water is filtered by gravel/sand underground and infiltrates into the gallery. The harvested water is used for household needs as well as for livestock and irrigation through gravity flow.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

This method is applied in areas with low rainfall, where soils have a sandy-gravelly texture and where the sub-surface water can not percolate deeply, but instead flows laterally in shallow sub-surface channels. The technology consists of the following main elements: filtration materials (sand / gravel), collection chambers, perforated pipes, conveyance lines made from solid blocks, and storage tanks. Construction includes the following main activities and inputs:
• Excavation of rectangular trenches with machinery or by hand
• Construction of a solid base line with PCC (plain cement concrete) blocks on the top of
boulders
• Installation of perforated and blind pipes - and storage tanks where necessary
• Coverage of the trench first with boulders and then sand on top.
Once the gallery is constructed there is no further need for intervention; this means that maintenance costs for the user (farmer, households of the local community) are minimal. Traditionally, the technology has been implemented by local farmers for many years. Where improvements are required, support by local technicians is provided. The technology is based on local knowledge, and locally available construction materials. The method is technically simple, cost-effective and environmentally friendly. Farmers and other users consider this technology as very efficient as there is no need for external energy supply, and it can be easily replicated. Furthermore, it requires a minimum of external construction material and the operation costs are minimal. The captured water is filtered through the subsurface layers and - as long as there is no specific external contamination - it is safe and can be used for various purposes as already noted. This extra water supply is particularly effective for irrigation, contributing to increased production and allowing diversification of crop production (potentially also of high value crops), thereby improving the livelihoods of remote rural communities. The primary impact of this technology is to reduce risks related to droughts or water scarcity as natural phenomena or consequences of climate change effects. Additionally infiltration of water into the galleries reduces surface erosion of fertile soil, hence it lessens soil degradation.

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:

Pakistán

Región/ Estado/ Provincia:

Southern Khyber Pakhtunkhwa

Especifique más el lugar :

Karak, Laki Marwat & Dera Ismail Khan

2.6 Fecha de la implementación

Indique año de implementación:

2013

2.7 Introducción de la Tecnología

Especifique cómo se introdujo la Tecnología:
  • como parte de un sistema tradicional (> 50 años)
Comentarios (tipo de proyecto, etc.):

Water for Livelihoods Project (rural development project)

3. Clasificación de la Tecnología MST

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

  • mejorar la producción
  • reducir, prevenir, restaurar la degradación del suelo
  • proteger una cuenca hidrográfica/ áreas corriente abajo – en combinación con otras Tecnologías
  • reducir el riesgo de desastres naturales
  • adaptarse al cambio climático/ extremos climáticos y sus impactos
  • crear impacto económico benéfico
  • crear impacto social benéfico

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

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual
Cosechas principales (comerciales y de subsistencia):

- Wheat, maize/corn, millet
- Tomato and other vegetables
- Fruit trees: guava etc.

Comentarios:

As a result of the introdued technology, farmers can now produce multiple crops and have increased the cropping efficiency.

Si el uso de la tierra ha cambiado debido a la implementación de la Tecnología, indique el uso de la tierra antes de la implementación de la Tecnología.

Prior to the establishment of the infiltration gallery, cropland was mainly rain-fed and only a single crop was produced with 50 % cropping efficiency.
The cropping efficiency increased up to 150 % (growing 3 crops instead of 1 crop in a year.

3.3 Información adicional sobre el uso de tierras

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

- The technology is simple and not costly to establish.
- It further contributes to adapt to climate change, especially in areas where water becomes increasingly scarce.

Número de temporadas de cultivo por año:
  • 2
Especifique:

Rabi (October to March) & Kharif (April to September) season

3.4 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • cosecha de agua
  • Manejo de irrigación: (incl. provisión de agua, invernaderos)
  • manejo de agua subterránea

3.5 Difusión de la Tecnología

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

This technology is suitable for area with little slope to retain a maximum amount of water. when the stream bed has a higher gravel content, it provides more water. The technology is suitable for strata with no/ low vertical percolation, such as underlying hard rocks.

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas estructurales

medidas estructurales

  • S3: Acequias graduadas, canales, vías fluviales
  • S7: Equipo para cosechar agua / provisión de agua/ irrigación
  • S10: Medidas de ahorro de energía

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

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
  • adaptarse a la degradación del suelo
Comentarios:

Further the technology contributes to reduce risks and losses linked to droughts as natural hazard and/or the effect of climate change.

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

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Autor:

Munawar Khan & Khan Muhammad

Fecha:

2013

Autor:

Munawar Khan & Khan Muhammad

Fecha:

2013

4.2 Especificaciones técnicas/ explicaciones del dibujo técnico

Dimensions of the cross section:
- Depth: 10 to 15 feet, width: 6 to 8 feet, length: 300 to 1000 feet
- Slope: 3% on 200 feet
- Volume of storage tank: 30 x 30 x 4 feet

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:

Infiltration gallery: conveyance, collection chamber and tank

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

600 feet gallery (including 3600 feet conveyance lineconveyance line to the tank/water user's end point (adduction section without wholes for infiltration))

Especifique la moneda usada para calcular costos:
  • dólares americanos
Indique el costo promedio del salario de trabajo contratado por día:

Skilled labour: 12 USD/day, unskilled labour: 6 USD /day

4.4 Actividades de establecimiento

Actividad Tipo de medida Momento
1. Excavation Estructurales 2 weeks
2. Dry stone packing Estructurales 1 week
3. Laying of PCC block (plain cement concrete) Estructurales 2-3 days
4. Installation & fixing of perforated pipes (6" diameter) Estructurales 2-3 days
5. Establishement of filtration media (boulder, gravel, sand packing)at gallery's end point/ water user's access point (if required) material: concrete Estructurales 2 weeks
6. Construction of water collecting chamber Estructurales 1 week
7. Convayance line (3" diameter) Estructurales 3 weeks
8. construction of storage tank (if required) Estructurales 4 weeks as parallel activity
Comentarios:

Totally, it takes 3 months to complete the construction of the infiltration gallery unit (600 feet) including the conveyance line and storage tank. Some of the activities can be carried out in parallel.

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 Skilled Labour Days 109,0 12,0 1308,0
Mano de obra Un-Skilled Labour Days 465,0 6,0 2790,0 100,0
Equipo Machinary (Excavator) Hour 118,0 25,0 2950,0
Material de construcción Bricks (Number) 1000 12,5 95,0 1187,5
Material de construcción PCC blocks, rough stone (cubic foot) 100 44,5 50,0 2225,0
Material de construcción Cement (50 kg bags) 50 275,0 5,0 1375,0
Material de construcción sand, crush, boulder, gravel (cubic foot) 100 63,0 35,0 2205,0
Otros PVC pipe perforated (6" diameter filter section class D) (ft) 1 590,0 5,0 2950,0
Otros PVC blind pipe (3" diameter class B) (ft) 1 3600,0 1,0 3600,0
Costos totales para establecer la Tecnología 20590,5
Si el usuario de la tierra no cubrió el 100% de los costos, indique quién financió el resto del costo:

Project / Government partner - i.e. on Farm Water Management department & public Health engineering Department, shared the cost at the ratio of 80 % : 20 %.

Comentarios:

Total cost of the technology is basically proportional to the length of gallery and futher dependson the size of the storage tank.

4.6 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Comentarios:

This technology is based on a single cost investment. Except minor repairs of storage tank, there are no relevant maintanance costs.
The filter function of the boulder layer and the perforated pipes reduce sedimentation problems. Minor amounts of silt and fine sediments in the storage tank can be removed with minor effort by the user (unskilled labo no tools required),

4.8 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

- Length of the infiltration gallery
- Length of the conveyance line
- Size of storage tank (not alway included)

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:

300,00

Especificaciones/ comentarios sobre la cantidad de lluvia:

rains in both season (monsoon & winter)

Indique el nombre de la estación metereológica de referencia considerada:

Kohat & Bannu & DIKhan Met Department Automatic Weather Station

Zona agroclimática
  • semi-árida

Min. /max. temperatures: 9°C / 42°C

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
Indique si la Tecnología se aplica específicamente en:
  • no relevante

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)
Textura del suelo (> 20 cm debajo de la superficie):
  • áspera/ ligera (arenosa)
Materia orgánica de capa arable:
  • media (1-3%)

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

5-50 m

Disponibilidad de aguas superficiales:

mediana

Calidad de agua (sin tratar):

agua potable de buena calidad

¿La salinidad del agua es un problema?

No

¿Se está llevando a cabo la inundación del área? :

Comentarios y especificaciones adicionales sobre calidad y cantidad de agua:

Due to floods in monsoon season, the discharge capacity increases.

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • mediana
Diversidad de hábitats:
  • baja

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

Sedentario o nómada:
  • Sedentario
Orientación del mercado del sistema de producción:
  • subsistencia (autoprovisionamiento)
  • mixta (subsistencia/ comercial)
Ingresos no agrarios:
  • > 50% de todo el ingreso
Nivel relativo de riqueza:
  • pobre
Individuos o grupos:
  • individual/ doméstico
  • grupos/ comunal
Nivel de mecanización:
  • trabajo manual
  • tracción animal
Género:
  • mujeres
  • hombres
Edad de los usuarios de la tierra:
  • personas de mediana edad

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:
  • individual, con título
Derechos de uso de tierra:
  • comunitarios (organizado)
  • individual
Derechos de uso de agua:
  • comunitarios (organizado)
  • individual

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
Comentarios/ especifique:

increased crop production efficiency due to additional and year-round water avalability for irrigation.

calidad de cultivo

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

with the additional water for irrigation, water is no limiting factor anymore, with allows an improved crop productin in terms of quality and quantity.

producción de forraje

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

-1

Cantidad luego de MST:

1

riesgo de fracaso de producción

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

water for irrigation can reduce risk of production failure due to drought/water scarcity.

diversidad de producto

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

-1

Cantidad luego de MST:

2

Comentarios/ especifique:

with additional water through irrigation, additional crops might be cultivated, which contributes to production and income diversification.

área de producción

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

with additional water through irrigation, additional areas can be used for agriculture.

Disponibilidad y calidad de agua

disponibilidad de agua potable

disminuyó
incrementó

calidad de agua potable

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

0

Cantidad luego de MST:

2

disponibilidad de agua para ganado

disminuyó
incrementó

disponibilidad de agua para irrigar

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

-2

Cantidad luego de MST:

3

calidad de agua para irrigar

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

0

Cantidad luego de MST:

3

demanda de agua para irrigar

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

the technology directly contributes to additional water for irrigation

Ingreso y costos

ingreso agrario

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Irrigation allows improved, diversified crop production. Water access for lifestock ensures animals health. Both crucial aspects for the income of local farmers

diversidad de fuentes de ingreso

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

0

Cantidad luego de MST:

1

Impactos socioculturales

seguridad alimentaria/ autosuficiencia

disminuyó
mejoró
Cantidad antes de MST:

-1

Cantidad luego de MST:

2

derechos de uso de la tierra/ agua

empeoró
mejoró
Cantidad antes de MST:

0

Cantidad luego de MST:

2

Impactos ecológicos

Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento

cosecha/ recolección de agua

disminuyó
mejoró
Cantidad antes de MST:

0

Cantidad luego de MST:

2

Biodiversidad: vegetación, animales

Cubierta vegetal

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

0

Cantidad luego de MST:

1

Reducción de riesgos de desastres y riesgos climáticos

impactos de sequías

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

reduced consequences of droughts/water scarcity, in terms of production failure/lost harvest and reduced production

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

disponibilidad de agua

disminuyó
incrementó

corriente confiable y estable fluye en estación seca

disminuyó
incrementó

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?
lluvia anual incrementó bien
lluvia estacional verano incrementó bien

Extremos (desastres) relacionados al clima

Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
sequía 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:

positivo

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:

positivo

Ingresos a largo plazo:

positivo

6.5 Adopción de la Tecnología

  • 1-10%
De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron espontáneamente, es decir, sin recibir incentivos/ pagos materiales?
  • 10-50%

6.6 Adaptación

¿La tecnología fue modificada recientemente para adaptarse a las condiciones cambiantes?

Si fuera así, indique a qué condiciones cambiantes se adaptó:
  • cambios climáticos / extremos
Especifique la adaptación de la Tecnología (diseño, material/ especies, etc.):

Design of infiltration galleries (diameter of pipes, size of perforation, slope etc.) was adjusted to local conditions including the consideration of local rainfall / amount of water.

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
Low cost measure, which requires only a one-time investment, low/no repair or maintenance costs are required.

Well assimilated and replicated by local farmers of the area since it is a simple and traditional technology.
No requirement of external energy (no pumping).

Allows harvest of sub-surface water for different purposes (domestic use, irrigation, livestock).
Environmentally friendly, making use as much as possible of local construction material (gravel, sand).
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
The technology can be replicated in areas of similar conditions, as well as up-scaled with little efforts in other areas with a similar environment.

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?
If the land, where the sub-surface water is harvested is communal property, the distribution of water rights may be an issue. Involvement of farmer organizations, distribution of water rights based on land holdings have to according check water rights.
Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Filtration media might clogge in the long run in case silt content is high. Filtration media should be prepared with graded materials (sand, gravel, boulder).
Considering the initial investment cost, the measure cannot be done by an individual alone. It requires an organized (group of) community. Though this pre-condition can also be interpreted as a strength for a coordinated and efficient use of water.

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

  • visitas de campo, encuestas de campo

5-10

  • entrevistas con usuarios de tierras

20-30

  • entrevistas con especialistas/ expertos en MST

2-3

Vínculos y módulos

Expandir todo Colapsar todos

Módulos