Tecnologías

Spiral water pumps [Tayikistán]

technologies_1464 - Tayikistán

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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:
Especialista MST:

Khudonazarov Artur

Manager of the "Centre for Sustainable and Innovative Technology", a project of MSDSP

Tayikistán

Especialista MST:

Shariff Jamil

MSDSP

Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Pilot Program for Climate Resilience, Tajikistan (WB / PPCR)
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Kyrgyzstan Mountain Societies Development Support Programme, Aga Khan Development Network (MSDSP KG) - Kirguistán

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:

Spiral water pumps can carry water from the river to fields that are up to 30 metres higher than the river without the input of electricity or fuel.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

A Spiral tube water pump is a method of pumping water by using an undershot water wheel which has a scoop connected to a spiral tube. As the wheel turns, the scoop will alternatively introduce either water or air into the spiral tube. The pressure from the hydrostatic head generated from the column of water introduced by the scoop, is added to the pressure from previous scoops, and so as the wheel turns it will increase the water pressure with every turn of the spiral. The main characteristic of the spiral water pump is that it can pump water without the input of electricity or fuel. It works with the power of the water flow. Once built, the spiral water pump is able to push water up to 30 metres high (horizontal push) and up to 70 metres away (vertical push). The water push (how far water will be pushed horizontally and vertically) depends on how big the wheel of the Spiral Water Pump is built, and how much tube is put around the wheel.

Purpose of the Technology: The spiral tube water pumps were installed with the aim to provide irrigation water from rivers to higher level crop fields. Land users in GBAO are dependent on irrigation water to grow their crops and without the use of water pumps they can not access the water from rivers that are at a lower level than the fields.

Establishment / maintenance activities and inputs: The type, size and thus material costs of a spiral water pump will depend on 2 parameters: first, the irrigation needs (how far the water needs to go and how much is used per day) and second, the available water flow (the velocity and depth of the water source). There is only an initial investment in material for the water wheel, after that the pump should work without any further costs incurred.

Natural / human environment: The spiral water pumps were installed in 4 different districts of the semi-arid to arid GBAO region where the availability of irrigation water is crucial to crop production. So far, 4 spiral water pumps have been installed for test runs but it is very likely that they will be adopted by other farmers as they observe the benefits created by the ones that are already in place.

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:

Tayikistán

Región/ Estado/ Provincia:

GBAO

Especifique más el lugar :

Roshtkalah, Ishkashim, Vanj, Rushnan

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • distribuida parejamente sobre un área
Si se desconoce el área precisa, indique el área aproximada cubierta:
  • 100-1,000 km2
Comentarios:

1 spiral water pump was installed in each of these 4 districts

2.6 Fecha de la implementación

Si no se conoce el año preciso, indique la fecha aproximada:
  • hace menos de 10 años (recientemente)

2.7 Introducción de la Tecnología

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

The first water wheels were established in 2011 by MSDSP

3. Clasificación de la Tecnología MST

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

  • access to irrigation

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

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual
  • Cosecha de árboles y arbustos
Cosechas anuales - Especifique cultivos:
  • cereales - trigo (verano)
  • cultivos de raíces/ tubérculos - patatas
  • tomatoes, radishes, coleslaw
Cultivos de matorrales y arbustos - Especifique cultivos:
  • frutas de hueso (durazno, albaricoque, cerezos, ciruelas, etc)
  • frutos secos (castañas, pistachos, nuez, almendras, etc.)
Número de temporadas de cultivo por año:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 170

Comentarios:

Major land use problems (compiler’s opinion): There has been less snow cover during winter time, and less precipitation in the spring, resulting in a lack of irrigation water, and a decline of soil fertility.

3.4 Provisión de agua

Provisión de agua para la tierra donde se aplica la Tecnología:
  • totalmente irrigada

3.5 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • Manejo de irrigación: (incl. provisión de agua, invernaderos)
  • tecnologías de eficiencia energética

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas estructurales

medidas estructurales

  • S11: Otros
Comentarios:

Main measures: structural measures

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
erosión de suelos por viento

erosión de suelos por viento

  • Et: pérdida de capa arable
deterioro químico del suelo

deterioro químico del suelo

  • Cn: reducción de la fertilidad y contenido reducido de la materia orgánica del suelo (no ocasionados por la erosión)
deterioro físico del suelo

deterioro físico del suelo

  • Pk: desmoronamiento y encostramiento
  • Pi: sellado de suelo
degradación biológica

degradación biológica

  • Bc: reducción de la cobertura vegetal del suelo
  • Bq: reducción de la cantidad/ biomasa
Comentarios:

Main type of degradation addressed: Wt: loss of topsoil / surface erosion, Et: loss of topsoil, Cn: fertility decline and reduced organic matter content

Secondary types of degradation addressed: Pk: sealing and crusting, Bc: reduction of vegetation cover, Bq: quantity / biomass decline

Main causes of degradation: change of seasonal rainfall (less precipitation and snow cover), droughts

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

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

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

Spiral water pump: When the wheel rotates with the power of the water, a “gulp” will add water and air into the tube at every rotation. The combination of water and air in the tube will create an increasing pressure at every rotation of the wheel. This build-up of pressure will allow the water to be pushed to a definite height.

Date: 13.05.2011

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: high

Main technical functions: water harvesting / increase water supply, water spreading

Structural measure: spiral water pump

Construction material (other): metal, plastic tube

Autor:

MSDSP Khorog

4.2 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

otra / moneda nacional (especifique):

Somoni

Si fuera relevante, indique la tasa de cambio de dólares americanos a la moneda local (ej. 1 U$ = 79.9 Reales Brasileros): 1 U$ =:

4,5

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

9.00

4.3 Actividades de establecimiento

Actividad Momento (estación)
1. Building a steel frame to fix two empty water tanks that keep the water pump floating (if the water source is a river, not a canal)
2. Setting up the outer steel frame connected with axel, outrig
3. Putting in polyethylene tube
4. Painting wheels white
5. None
6. None

4.4 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 Putting in polyethylene tube Persons/day 5,0 40,0 200,0
Equipo Electrode for welding Pieces 80,0 0,375 30,0
Material de construcción Tin plates Pieces 7,0 200,0 1400,0
Material de construcción Chain hooks Pieces 8,0 3,0 24,0
Material de construcción Scoop Pieces 1,0 25,0 25,0
Material de construcción Clamps Pieces 60,0 0,7 42,0
Material de construcción Gabion grid Pieces 1,0 135,0 135,0
Material de construcción Steel meter 32,0 8,375 268,0
Material de construcción Axle (pipe), 32 cm meter 1,0 50,0 50,0
Material de construcción Bushing Pieces 2,0 35,0 70,0
Otros Rotary fitting Pieces 1,0 200,0 200,0
Otros Polyethylene tube meter 50,0 13,0 650,0
Otros White paint liter 3,0 15,0 45,0
Costos totales para establecer la Tecnología 3139,0
Costos totales para establecer la Tecnología en USD 697,56
Si el usuario de la tierra no cubrió el 100% de los costos, indique quién financió el resto del costo:

MSDSP

Comentarios:

Duration of establishment phase: 3 month(s)

4.5 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Momento/ frequencia
1. maintenance of pump annual

4.6 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 pump Pump 1,0 45,0 45,0 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 45,0
Costos totales para mantener la Tecnología en USD 10,0
Comentarios:

The costs apply to the construction of 1 spiral pump.

4.7 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

The material needed to build such a spiral waterpump is the most important factor determining the costs.

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
  • árida

Thermal climate class: temperate

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 :

Altitudinal zone: Also 1,001-1,500 m a.s.l.

Landforms: Rivers

Slopes on average: Rivers need to have some flow

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)
Materia orgánica de capa arable:
  • baja (<1%)
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 low

Soil drainage / infiltration is medium

Soil water storage capacity is medium

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

< 5 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:
  • baja

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

Orientación del mercado del sistema de producción:
  • mixta (subsistencia/ comercial)
Ingresos no agrarios:
  • menos del 10% de todos los ingresos
Individuos o grupos:
  • grupos/ comunal
Nivel de mecanización:
  • tracción animal
  • mecanizado/motorizado
Género:
  • hombres
Indique otras características relevantes de los usuarios de las tierras:

Land users applying the Technology are mainly common / average land users

Population density: 10-50 persons/km2

Annual population growth: 1% - 2%

5.7 Área promedio de la tierra usada 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:
  • estado
  • individual, con título
Derechos de uso de tierra:
  • comunitarios (organizado)

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

generación de energía

disminuyó
incrementó
Disponibilidad y calidad de agua

disponibilidad de agua para ganado

disminuyó
incrementó

disponibilidad de agua para irrigar

disminuyó
incrementó

Impactos socioculturales

Livelihood and human well-being

reduced
improved
Comentarios/ especifique:

This has improved the amount of area that can be utilised for cultivation of several varieties of crops.

Impactos ecológicos

Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento

cosecha/ recolección de agua

disminuyó
mejoró

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 Incremento o reducción ¿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
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
Comentarios:

Of course the technology only works if there is a water flow available, therefore a decrease in seasonal rainfall could negatively impact the performance of the spiral water pumps.

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

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

positivo

Comentarios:

the spiral pumps were only installed in 2011, therefore long-term returns can not be assessed yet

6.5 Adopción de la Tecnología

  • casos individuales / experimentales
Si tiene la información disponible, cuantifique (número de hogares y/o área cubierta):

4 households

De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron espontáneamente, por ej. sin recibir nada de incentivos/ materiales:
  • 0-10%
Comentarios:

100% of land user families have adopted the Technology with external material support

Comments on acceptance with external material support: It was the Social Unit Development Village Organisations (SUDVO) who received the spiral water pumps from MSDSP

There is no trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: not yet determined, as the technology has been installed only recently

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
The water pumps are easy to build using the manual provided

How can they be sustained / enhanced? Provide an user friendly manual, listing the detailed steps of construction including materials and prices
The land was not productive and now I have a good yield of fruit

How can they be sustained / enhanced? Training on fruit tree cultivation.
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
Spiral water pumps can provide water up to 30 m higher than the river due to the system of compressed air in the spiral tubes
Increase of irrigation water quantity
The impact on crop production and thus increased farm income can not yet be assessed as the pumps were only been installed in 2011
The pumps provide water without the need for fuel or electricity which is very useful for poor rural communities

How can they be sustained / enhanced? Spreading this technology among rural areas in GBAO
Once established the pumps do not require any further investments

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?
It may be expensive to replace some of the parts if they wear out in a few years time. Buy replacement parts in advance.
Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Relatively high initial investment A micro-loan might help to cover the initial investment

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

7.2 Vínculos a las publicaciones disponibles

Título, autor, año, ISBN:

Shariff, Jamil et. al. Spiral water pumps. An efficient, cheap and effective solution for up-land irrigation along canals, streams and rivers. CSIT 2011.

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

jamil.shariff@akdn.org, artur.khudonazarov@yahoo.com,

Vínculos y módulos

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