Tecnologías

Detention ponds [Alemania]

Rückhaltebecken

technologies_6265 - Alemania

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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:
Especialista MST:
Especialista MST:

Schürz Christoph

Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ)

Alemania

Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
OPtimal strategies to retAIN and re-use water and nutrients in small agricultural catchments across different soil-climatic regions in Europe (OPTAIN)
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) - Alemania

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:

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:

Detention ponds are artificially excavated basins that collect stormwater runoff and eroded sediment from the upstream catchment. The water stored in these ponds is slowly released into a water body or it infiltrates into the groundwater – or both. Their primary functions are flood control, erosion control and water quality improvement.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

This documentation focuses on a detention basin constructed to hold surface runoff at the lowest point of an agricultural catchment. A well-designed detention pond is an effective flood control and landscape management measure. It stores surface runoff and releases it through controlled flow, infiltration, or evaporation (or a combination), and reduces nutrient inputs to the adjacent water body by filtering out sediment and nutrients through particle deposition, or nutrient uptake by plants. On average, water treatment in a detention pond can remove about 50-60% of suspended solids, 30-35% of total phosphorus and total nitrogen, and 25-65% of metals. Ponds also provide habitat for terrestrial, riparian and aquatic species. In addition to their ecological impact, they have an aesthetic and cultural value to society, for example, as a demonstration of effective sustainable water management.
The detention basin described here was constructed by excavating a new depression and ditch system. It consists of a 450 m long inlet channel, a 250 m² pond, and an overflow channel that diverts excess water downstream to the nearest river (Schwarzer Schöps). However, there are no outlet structures for draining water that is captured in the pond (apart from the overflow). All the collected water seeps into the ground and soil particles settle. As a general rule, the size of such a pond should be 3-7% of the upstream catchment and should be able to hold at least the precipitation of a 1 in 30 year rainfall event. However, as the infiltration of the collected water is rather slow, the efficiency is reduced for successive events and overflowing is common. The depth should be between 1.2 m and 2.0 m. A deeper pond can lead to stratification and anoxic conditions, while a shallower pond may cause algal blooms and high biological activity in the summer. Water stored in the pond should remain for at least 20 days to ensure biological treatment.
The construction of the detention pond in this documentation was initiated as a compensation and replacement measure for the construction of a new road in 2016. Accordingly, the road construction authority, the landscape conservation association and a farmer were involved in the implementation.
As usual with such measures there are drawbacks as well as positive impact for landowners. The measure consumes a lot of land, which automatically results in yield losses. It is expensive to build and not easy to construct - and requires the help of an engineering firm while also being time-consuming to maintain. Maintenance is required to sustain the benefits of the technology. For a pond such as that documented here, the following maintenance activities are necessary: during the first three years, maintenance includes mowing the surrounding green area and the dried out pond and channel three times per year. After the fourth year, maintenance includes (a) an annual function check, (b) a check for pest infestation every two years, and (c) suppression of excess woody growth every eight to ten years. Twice a year (mid-June and late August), the grass around the pond and in the intake channel is mowed and the clippings are removed. Shrubs and woody plants are maintained, especially by pruning woody plants (every 8 to 10 years) and coppicing sections of shrubs (every 10 to 15 years). In the long term, it may be necessary to remove the deposited sediments in order to maintain the retention capacity.

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:

Alemania

Región/ Estado/ Provincia:

Saxony

Especifique más el lugar :

Reichenbach

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • aplicada en puntos específicos/ concentrada en un área pequeña
¿El/los sitio(s) de la Tecnología se ubica(n) en un área de protección permanente?

No

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

  • Compensation measure
Comentarios (tipo de proyecto, etc.):

The construction of the detention pond was initiated as a compensation measure for the construction for the road construction project "S70 OU Reichenbach 2. BA".

3. Clasificación de la Tecnología MST

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

  • reducir, prevenir, restaurar la degradación del suelo
  • conservar el ecosistema
  • proteger una cuenca hidrográfica/ áreas corriente abajo – en combinación con otras Tecnologías
  • reducir el riesgo de desastres naturales
  • crear impacto social benéfico

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

Mezcla de tipos de uso de tierras dentro de la misma unidad de tierras: :

No


Otros

Otros

Especifique:

extensively farmed grassland

3.3 ¿Cambió el uso de tierras debido a la implementación de la Tecnología?

¿Cambió el uso de tierras debido a la implementación de la Tecnología?
  • No (Continúe con la pregunta 3.4)

3.4 Provisión de agua

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

3.5 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • cosecha de agua
  • reducción de riesgos de desastres basados en el ecosistema

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

erosión de suelos por agua

erosión de suelos por agua

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

degradación del agua

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

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
  • restaurar/ rehabilitar tierra severamente degradada

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

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

Securing dam stability by willow sticks.

Autor:

LISt Gesellschaft für Verkehrswesen und ingenieurtechnische Dienstleistungen mbH, Bereich Kompensationsmaßnahmenmanagement

Fecha:

29/02/2016

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

A detention pond (in genreral) consists of a sediment forebay (pretreatment system), a permanent pool that is intended to remain wet throughout the year (but may dry out), a temporary storage pond for flood attenuation, and a shallow zone or aquatic bench along the edge of the permanent pool to support wetland planting that provides ecological and safety benefits. It should be wedge-shaped with a length to width ratio of between 3:1 and 5:1. The side slope shouldn’t be steeper than 1:3 for public safety and maintenance access.

Autor:

Hunt et al. (2020)

Fecha:

20/02/2020

4.2 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

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

Detention pond (as documented here)

Especifique las dimensiones de la unidad (si fuera relevante):

225 m², ca. 337,5 m³ (water depth of 1,5m)

otra / moneda nacional (especifique):

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

0,91

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

18.70 € per hour

4.3 Actividades de establecimiento

Actividad Momento (estación)
1. remove topsoil
2. profile water body according to site plan (Standing water 1.5 m deep, ditch 0.5-1.5m deep)
3. installing of inlet channel
4. installing erosion protection on embankments
5. cover the topsoil / terrain profiling
6. planting of shrubs & aquatic plants along the shoreline
7. ditch connection to Schwarzer-Schöps
8. reprofiling ditches (90m)
9. desilting of drainage ditch to Schwarzer-Schöps
10. subsequent installation of a spillway (beak structure: 'Schnabelbauwerk') and willow sticks as an erosion control measure for the ditch connection to Schwarzer-Schöps.

4.4 Costos e insumos necesarios para el establecimiento

Si no puede desglosar los costos especificados en la tabla anterior, proporcione un estimado de los cálculos totales en los que se incurrió para establecer la Tecnología:

25250,0

Si el usuario de la tierra no cubrió el 100% de los costos, indique quién financió el resto del costo:

The costs were covered by the road construction authority (compensation measure for the construction of a new road)

Comentarios:

based on estimated average costs (nwrm.eu)

4.5 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Momento/ frequencia
1. completion and development maintenance (mowing of the green area and the water-free water body) first three years: three times per year
2. functional check after the fourth year: every year
3. check for pest infestation after the fourth year : every other year
4. check to suppress unwanted woody growth after the fourth year: every 8 to 10 years
5. grass around the pond and in the intake channel is mowed and the clippings are removed after the fourth year: twice a year (mid-June and late August)
6. pruning woody plants every 8 to 10 years
7. putting sections of shrubs on stock every 10 to 15 years

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

Si no puede desglosar los costos especificados en la tabla anterior, proporcione un estimado de los cálculos totales en los que se incurrió para mantener la Tecnología:

618,0

Si el usuario de la tierra no cubrió el 100% de los costos, indique quién financió el resto del costo:

The costs are covered by the road construction authority (compensation measure for the construction of a new road)

Comentarios:

estimated average costs (nwrm.eu)

4.7 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

From the government perspective: A budget must be set aside annually for necessary maintenance to ensure functional efficiency.

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
Especificaciones/ comentarios sobre la cantidad de lluvia:

Average annual rainfall in mm: 750.82 mm/a
Name of the meteorological station: https://whh-kliwes.de/mapview

Zona agroclimática
  • Sub-húmeda

Length of growing period (LGP): 209 days
(https://www.umwelt.sachsen.de/dauer-der-vegetationsperiode-30631.html)

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:
  • situaciones cóncavas

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)
Textura del suelo (> 20 cm debajo de la superficie):
  • mediana (limosa)
Materia orgánica de capa arable:
  • elevada (>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. :

Luvisol (German soil classification system: Parabraunerde)

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)

La calidad de agua se refiere a:

agua superficial

¿La salinidad del agua es un problema?

No

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

No

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • mediana
Diversidad de hábitats:
  • elevada

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

Sedentario o nómada:
  • Sedentario
Ingresos no agrarios:
  • menos del 10% de todos los ingresos
Nivel relativo de riqueza:
  • rico
Individuos o grupos:
  • grupos/ comunal
  • empleado (compañía, gobierno)
Nivel de mecanización:
  • mecanizado/motorizado
Género:
  • mujeres
  • hombres
Edad de los usuarios de la tierra:
  • personas de mediana edad

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
Comentarios:

The technology was not built and is not maintained by a land user, but by a public authority (road construction authority).

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

Tenencia de tierra:
  • estado
Derechos de uso de tierra:
  • individual
Derechos de uso de agua:
  • comunitarios (organizado)
¿Los derechos del uso de la tierra se basan en un sistema legal tradicional?

No

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

Disponibilidad y calidad de agua

disponibilidad de agua para irrigar

disminuyó
incrementó
Ingreso y costos

gastos en insumos agrícolas

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

not on agricultural inputs, but establishment and maintenance consume a lot of money.

carga de trabajo

incrementó
disminuyó

Impactos ecológicos

Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento

calidad de agua

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Improved water quality of subsequent river Schwarzer-Schöps.

drenaje de agua en exceso

disminuyó
mejoró
Suelo

humedad del suelo

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Soil moisture next to the retention pond increased due to infiltration.

Biodiversidad: vegetación, animales

diversidad vegetal

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

More plant diversity compared to normal farmed grassland.

diversidad animal

disminuyó
incrementó

diversidad de hábitats

disminuyó
incrementó
Reducción de riesgos de desastres y riesgos climáticos

impactos de inundaciones

incrementó
disminuyó
Especifique la evaluación de los impactos en el sitio (mediciones):

The assessment is based on expert judgements. It is not based on on-site measurements.

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

disponibilidad de agua

disminuyó
incrementó

contaminación de aguas subterráneas/ de ríos

incrementó
disminuyó
Especifique la evaluación de los impactos fuera del emplazamiento (medidas):

The assessment is based on the expertise of the compilers and not on measurements in the case study.

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?
lluvia anual disminuyó bien

Extremos (desastres) relacionados al clima

Desastres climatológicos:
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
tormenta de lluvia local muy bien
Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
ola de calor bien
Comentarios:

In past summers there was little or no water left in the pond.

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:

negativo

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

ligeramente negativo

Ingresos a largo plazo:

neutral/ balanceado

6.5 Adopción de la Tecnología

  • casos individuales / experimentales

6.6 Adaptación

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

No

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
temporary water-bearing habitat
biotopic network
buffer effect
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
effective flood control and landscape management measure
Stores surface runoff, slows it down, and releases it incrementally through controlled runoff, infiltration, or evaporation. Reduces nutrient inputs to adjacent water bodies.
aesthetic and cultural value for the society

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?
Danger of siltation and succession if not maintained regularly and professionally.
Difficult maintenance due to inaccessible terrain.
Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Consumes a lot of land, which means a loss of yield.
expensive to build and not easy to construct
requires the help of an engineering firm
time-consuming to maintain

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

  • visitas de campo, encuestas de campo

1

  • entrevistas con usuarios de tierras

1

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

14/09/2021

7.3 Vínculos a la información relevante disponible en línea

Título/ descripción:

Hunt et al. (2020): Plant Selection for Infiltrating Wet Ponds in North Carolina

URL:

https://content.ces.ncsu.edu/plant-selection-for-infiltrating-wet-ponds-in-north-carolina

Título/ descripción:

nwrm.eu: Individual NWRM, retention pond

URL:

http://nwrm.eu/index.php/measure/retention-ponds

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