Tecnologías

Gravity Irrigation for enhancing Community-Based Restoration efforts in the degraded forests of Paktya [Afganistán]

Obu Zakhira

technologies_7481 - Afganistán

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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)
Community-based sustainable land and forest management in Afghanistan
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
FAO Afghanistan (FAO Afghanistan) - Afganistán

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:

Using a gravity-irrigation system, spring water is diverted to fill reservoirs and then distributed to fields for the restoration of degraded forest areas, with the active involvement of local communities and a focus on the sustainable use of water resources (spring water).

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

The Paktya province in Afghanistan, known for its mountainous terrain and rich forests of pine nuts deodar, cedar, and conifers, faces severe challenges. Most water in the province comes from rivers, springs, and tube wells, with high mountains acting as natural reservoirs. Unfortunately, many traditional water sources have been destroyed over decades of conflict and natural drought, forcing farmers to rely on costly tube wells for irrigation.

To support sustainable water management in the mountainous areas of Ahmad Aba and Sayed Karam districts, 60 water reservoirs with a total storage capacity of 6,000 m³ were constructed. The volume of individual reservoirs varies depending on the availability and flow of upstream spring water ranging from 36 m³ to 192 m³.

Water is diverted from a small intake near the source and delivered to the reservoir inlet through a 2-inch Polyvinyl Chloride (PVC) pipe. For irrigation of the restored areas, the outlets from the reservoirs are connected to 1-inch PVC pipes for distributing water to various plantation sites.

This technology is applied in a natural environment and is designed to support environmental sustainability by recharging the groundwater table, as water is harvested into reservoirs, it can infiltrate through the side walls and bottom. This percolation process contributes to the natural hydrological cycle, harvesting surplus water (water evaporate or percolating into atmosphere or soil) into reservoirs for irrigation of planted saplings, and extending existing forest boundaries.

The system enables the local community to sustainably manage and utilize spring water for gravity-based irrigation of restored areas, while also supporting the expansion of forested land through sapling plantation.

Before constructing the reservoirs, a feasibility survey of the water source (the spring) was conducted to verify the perennial availability of water and to determine the optimal distance between the spring and the designated reforestation sites. The preliminary selection of reservoir locations was based on key criteria including the year-round reliability of the water source, the size of the target reforestation area, and the discharge capacity of the spring. Excavation of the rocky mountain earth was carried out using a hand excavator as per the specified requirements as per technical drawing and approved design. The stone masonry work was completed using random rubble coursed stone with a cement-sand mortar mix (1:2, Type A). As per the design, Plain Cement Concrete (PCC M20) was applied to the top of the stone masonry and on all floors of the reservoirs. A 20 mm thick plastering was carried out on the internal walls using cement-sand mix (1:2). The external walls were backfilled to a height of 1.5 meters.

The benefits of this gravity-fed irrigation technique include increased reforestation rates, reduced water loss due to evaporation and runoff, achieved by using closed piping systems instead of open channels, and improved water use efficiency. These improvements have led to higher sapling survival rates and better growth. Overall, the socio-economic and environmental conditions of rural populations have been improved. Additionally, the implementation of the gravity irrigation system has reduced the cost of restoring degraded forests.

As a low-cost, environmentally friendly technology, it allows for the efficient harvesting of spring water for irrigation, supports sapling planting for carbon sequestration, and helps mitigate the severe impacts of climate change.

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:

Afganistán

Región/ Estado/ Provincia:

Paktya

Especifique más el lugar :

Ahamd Aba and Sayed Karam district

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • distribuida parejamente sobre un área
¿El/los sitio(s) de la Tecnología se ubica(n) en un área de protección permanente?

Comentarios:

The technology being applied in various location of forest areas, while in the map only two points highlighted in Ahmad Aba and Sayed Karam district of Paktya
However, 46 water reservoirs constructed in Sayed Karam, while 14 water reservoirs constructed in Ahmad Ab

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

3. Clasificación de la Tecnología MST

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

  • reducir, prevenir, restaurar la degradación de la tierra
  • conservar el ecosistema
  • proteger una cuenca hidrográfica/ áreas corriente abajo – en combinación con otras Tecnologías
  • preservar/ mejorar biodiversidad
  • mitigar cambio climático 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

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

No


Bosques

Bosques

  • Plantación de árboles, reforestación
Plantación de árboles, reforestación: Especifique el origen y la composición de las especies:
  • Monocultivo variedad local
tipo de plantación de árboles, reforestación:
  • plantación de bosque subtropical seco - Pinus spp.
Tipo de árbol:
  • Especies de Pinus
¿Los árboles especificados son deciduos o imperecederos?
  • mixto deciduo/ imperecedero
Productos y servicios:
  • Madera
  • Leña
  • Frutos y nueces

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

No

vías fluviales, masas de agua, humedales

vías fluviales, masas de agua, humedales

Comentarios:

With the implementation of the technology, degraded land has been restored to forested areas through reforestation.

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 plantación forestal
  • Manejo de irrigación: (incl. provisión de agua, invernaderos)
  • manejo de agua superficial (manantial, río, lagos, mar):

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas estructurales

medidas estructurales

  • S5: Diques, hondonadas, estanques

3.7 Principales tipos de degradación de la tierra 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

3.8 Prevención, reducción o restauración de la degradación de la tierra

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

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

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

Technical drawing: indicated the details of the dimension of water reservoirs

Autor:

Hafizullah Neemy

Fecha:

30/03/2022

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

Technical drawing

Autor:

Hafizullah Neemy

Fecha:

23/03/2022

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

Technical drawing

Autor:

Hafizullah Neemy

Fecha:

30/03/2022

Especificaciones técnicas (relacionadas al dibujo técnico):

Drawing

Autor:

Hafizullah Neemy

Fecha:

30/03/2022

4.2 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

Especifique cómo se calcularon los costos e insumos:
  • por área de Tecnología
Especifique la moneda usada para calcular costos:
  • USD
Indique el costo promedio del salario de trabajo contratado por día:

5

4.3 Actividades de establecimiento

Actividad Momento (estación)
1. Excavation to build reservoirs When construction work is possible
2. Back filling of all outside of reservoir through soil After construction the reservoir
3. Stone masonry using random rubble coursed stone, laid with a cement-sand mortar mix of 1:2 (Type A) When construction work is possible
4. Plain Cement Concrete (PCC) M20 with formwork and waterproof compound applied under and on top of the stone masonry, as well as on the reservoir floor When construction work is possible
5. Plastering of internal reservoir wall with cement sand (mix 1:2), 20 mm thick When construction work is possible
6. Installation of pipes; 1 and 2 inch with elbow, joints , and connectors and valves for fitting in outlet and inlet area of reservoir After construction work

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 Excavation to build the reservoris M3 62,0 10,0 620,0
Mano de obra Stone masonry using random rubble coursed stone, laid with a cement-sand mortar mix of 1:2 (Type A) M3 23,0 14,0 322,0
Mano de obra Plain Cement Concrete (PCC) M20 with formwork and waterproof compound applied under and on top of the stone masonry, as well as on the reservoir floor M3 6,0 14,0 84,0
Mano de obra Plastering of internal reservoir wall with cement sand (mix 1:2), 20 mm thick M3 42,0 14,0 588,0
Mano de obra Back filling of all outside of reservoir through soil Man-days 5,0 5,0 25,0
Mano de obra Installation of pipes; 1 and 2 inch with elbow, joints , and connectors and valves for fitting in outlet and inlet area of reservoir Man-days 8,0 5,0 40,0
Equipo Shovel PC 5,0 5,0 25,0
Equipo Hammer PC 2,0 10,0 20,0
Equipo Excavator (taking by rent for excavation) Cubic meter cost 192,0 10,0 1920,0
Material de construcción Cement Package 75,0 6,0 450,0
Material de construcción Stone Cubic meters 23,0 14,0 322,0
Material de construcción Polyethelen pipe 1 inch Meter 500,0 0,8 400,0
Material de construcción Polyethelen pipe 2 inch Meter 200,0 1,0 200,0
Material de construcción Elbow joint Piece 3,0 1,0 3,0
Material de construcción Valves Piece 4,0 4,0 16,0
Material de construcción Sand Cumbic meter 20,0 5,0 100,0
Otros Transportation LS 1,0 700,0 700,0
Costos totales para establecer la Tecnología 5835,0
Costos totales para establecer la Tecnología en USD 5835,0

4.5 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Momento/ frequencia
1. Installation of pipes to outlet and inlet area of water reservoir Spring season
2. Maintenance of reservoir for clearing and unclogging the inlet area As per requirement
3. Replacement and installation of valves and elbow joints to prevent water clogging in the pipes During non-function
4. The embankment constructed to accumulate the water and put the pipes inside to water for diverting to the reservoir Spring season

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 Labour for repairing of pipes at outlet and valves Person 1,0 100,0 100,0 100,0
Mano de obra Labour for clearing and unclogging Person 1,0 50,0 50,0 100,0
Material de construcción Valves PC 5,0 3,0 15,0 100,0
Material de construcción Elbow joint Pc 5,0 1,0 5,0 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 170,0
Costos totales para mantener la Tecnología en USD 170,0

4.7 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

The distance between the spring and reservoir can affect the total cost of technology

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:

553,00

Zona agroclimática
  • 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
Indique si la Tecnología se aplica específicamente en:
  • situaciones convexas
Comentarios y especificaciones adicionales sobre topografía :

The construction site is situated at an elevation of 2500-3000 meters above sea level, with a terrain slope ranging from 15% to 20%. Photo related to field skitch, indicated that the area of reforestation is around the reservoir.

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:
  • media (1-3%)

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

< 5 m

Disponibilidad de aguas superficiales:

excesiva

Calidad de agua (sin tratar):

agua potable de buena calidad

La calidad de agua se refiere a:

agua subterránea y superficial

Comentarios y especificaciones adicionales sobre calidad y cantidad de agua:

As the water from spring harvesting through pipes and accumulated in reservoirs can reduced the evaporation and stored for 2 or 3 days in reservoirs that can excess the water quantity for irrigation purposes.

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
Ingresos no agrarios:
  • 10-50% de todo el ingreso
Nivel relativo de riqueza:
  • pobre
  • promedio
Individuos o grupos:
  • individual/ doméstico
Nivel de mecanización:
  • trabajo manual
  • tracción animal
Género:
  • mujeres
  • hombres
Edad de los usuarios de la tierra:
  • jóvenes
  • personas de mediana edad
  • ancianos
Indique otras características relevantes de los usuarios de las tierras:

All age group excluding children

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
  • escala mediana
Comentarios:

The small-scale covered the reforestation areas about 10 ha for irrigation, while the medium scale covered about 20 ha for irrigation purposes.

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

Tenencia de tierra:
  • comunitaria/ aldea
Derechos de uso de tierra:
  • comunitarios (organizado)
Derechos de uso de agua:
  • comunitarios (organizado)
Comentarios:

The water reservoirs were constructed on communal land for use by the local community, allowing shared access for irrigating reforested areas. Access and use are managed through a community-agreed contribution system.

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 madera

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

The establishment of woodlots and other forest can increase the fuel wood for heating the house and cooking, fodder for livestock and fruit for home consumption. The established woodlots consist of a mix of fruit and non-fruit tree species.

producción de productos forestales no madereros

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

The non-wood forest productions increased with increasing the area of production through gravity irrigation systems enhanced the community-based efforts in degraded forest.

área de producción

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

The production areas of NTFPs have expanded due to the annual planting of saplings in degraded forest areas, supported by water reservoirs that provide irrigation and enable the extension of existing forest boundaries.

Disponibilidad y calidad de agua

disponibilidad de agua para irrigar

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

The irrigation water availability has improved due to efficient management of the spring water. As the spring water gradually decreases from June to December months which considered as dry period, while January to March months is the wettest period that water is excessive and can be harvested for the following dry period.

demanda de agua para irrigar

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

As the construction of water reservoirs can significantly improve the water availability during the year both in the wettest period and followed by dry period, by storing the water can balance the demand for the irrigation water.

Ingreso y costos

diversidad de fuentes de ingreso

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Households living in rural areas rely on income from non-timber forest products (NTFPs) and agricultural production, resulting in a diversification of their income sources.

carga de trabajo

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

the workload for the irrigation of reforestation areas reduced with application of technology because the number of days for irrigation done manually reduced and also the cost of irrigation.

Impactos socioculturales

seguridad alimentaria/ autosuficiencia

disminuyó
mejoró

Vegetation Cover

Comentarios/ especifique:

Vegetation cover has improved each year due to ongoing tree planting and the protection of designated areas through quarantine measures.

Impactos ecológicos

Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento

cantidad de agua

disminuyó
incrementó

cosecha/ recolección de agua

disminuyó
mejoró
Suelo

humedad del suelo

disminuyó
incrementó

cubierta del suelo

disminuyó
mejoró

acumulación de suelo

disminuyó
incrementó

encostramiento/ sellado de suelo

incrementó
disminuyó

compactación de suelo

incrementó
disminuyó

ciclo/ recarga de nutrientes

disminuyó
incrementó

materia orgánica debajo del suelo C

disminuyó
incrementó
Biodiversidad: vegetación, animales

Cubierta vegetal

disminuyó
incrementó
Reducción de riesgos de desastres y riesgos climáticos

impactos de inundaciones

incrementó
disminuyó

impactos de sequías

incrementó
disminuyó

emisión de carbono y gases de invernadero

incrementó
disminuyó

micro-clima

empeoró
mejoró

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

disponibilidad de agua

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 Incremento o reducción ¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
temperatura estacional verano disminuyó muy bien
lluvia anual incrementó moderadamente
lluvia estacional primavera incrementó muy bien
Comentarios:

The forest function for the regulating of climate, rainfall and snowfall. By increasing the forest cover that can help in regulating the annual rainfall.

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:

ligeramente positivo

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

ligeramente positivo

Ingresos a largo plazo:

positivo

6.5 Adopción de la Tecnología

  • 1-10%
De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron espontáneamente, por ej. sin recibir nada de incentivos/ materiales:
  • 0-10%

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.):

The technology adapted well to reduce the severe impacts of the water on the plant growth and development during water scarity situation in summer.

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
The technology is cost-effective for irrigating afforested areas and is easy to use and conducive to implementation.
The workload for irrigating the afforested area has been reduced, resulting in fewer man-days required for irrigation.
The harvesting of water from ground spring allows to expand the forest area through plantation of saplings, otherwise it not possible.
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
The sustainable management of ground water spring contributed to the expansion of restoration efforts in the community level.
By implementation of technology at specific point, the soil vegetation cover improved from 10 to 15 percent.
The biodiversity enhanced with restoration of degraded forest area, through plantation of native species, regeneration of native bushes, grasses.
The unproductive soil converted into productive soil through plantation of bio energy plants to produce fuel wood, fodder and fruit.

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?
Initial capital for construction of water reservoir. Government should provide subsidy for construction of reservoir.
Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Communities' willingness and technical knowledge for the resource management depends on the component of the project . Providing supporting from the government side for establishment and technical knowledge.

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

  • visitas de campo, encuestas de campo

Sixty field visits were conducted to assess the constructed water systems.

  • entrevistas con usuarios de tierras

Four land users interviewed using SLM technology questionnaire.

  • entrevistas con especialistas/ expertos en MST

Two SLM specialists were interviewed to gather their insights on aspects of the project.

Vínculos y módulos

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Módulos