Water pumping wheel (noria) irrigating paddy fields. (Stefan Graf)

Irrigation of paddy fields using water-pumping wheels (Norias) (Cambodge)

រហាត់ទឹក (Khmer)

Description

Norias are water-pumping wheels made of bamboo which are used to irrigate paddy fields in order to increase the yield.

Norias are undershot waterwheels used to pump up water. They are a traditional technology in south-east Asia, where the technology is passed on from father to son. Norias are traditionally made of bamboo and wood. The stream powers the wheel; the bamboo tubes closed at one end fill with water, carry it up and release it in a trough which flows to the fields. To avoid damages from floating debris and water plants, a diverting bamboo fence is built upstream.
When the water level in the river is lower, an underwater bound is built to direct it toward the wheel and ensure a continuous pumping. This is done around three times a year. In case of a flood, the waterwheel can be damaged or destroyed, which occurs around once a year. The noria described in this case study is in use from June to November, as the river dries out. With its 3 m diameter it allows the production of two rice harvests a year on 2.5 ha. During the dry season, it is removed and repaired.

The purpose of this irrigation device is to ensure a permanent water access in the rice field, and to produce 2 harvests instead of one per year. The norias are low cost devices which are built by the farmer themselves, but can only be used to irrigate fields which are located close to a river.

To build a noria, an experienced farmer only needs around one day, and wood and bamboo worth around 25 US$. It is installed at the beginning of the rainy season, and removed at the end to be fixed. In case of floods (which happens around once a year) it also needs to be fixed. The maintenance costs are around a quarter of the establishment costs. When the water level drops, a berm is built in the water to redirect the water toward the wheel, which is needed around three times a year. With this berm, the speed and thus pumping of water can be regulated.

The analysed area is flat (slope < 2%), with a tropical climate (dry and wet season), and the soils are mostly sandy or loamy. The soils contain little organic matter (low soil fertility, acidification, small amount of cattle, area has been deforested a long time ago) and the groundwater table is rather high (2 m below soil level during the dry season, on the surface during the wet season). There are many temporary and a few permanent streams in the area.
Due to climate change, the rainfalls are more erratic, temperatures rise and droughts are more recurrent. Rice is the predominant crop grown in the area, since it serves as staple food (mix subsistence and commercial activities). Rice is often grown in monocultures and harvested once a year. Once the rice is harvested (dry season), some farmers release cattle to the paddy fields to eat the straw and weeds.

As an addition to rice, most land users grow vegetables and fruits in small home gardens (subsistence) and complement their income by producing handicrafts or through off-farm income / remittances from family members working in other places. The increasing migration rate (the young generation leaves the villages to work in the cities, garment industry or abroad) results in a decrease of available labour force in the area which has detrimental effects on the agricultural activities. Furthermore, the civil war in the 1970s (Khmer Rouge) led to the loss of agricultural knowledge which different NGOs try to re-establish.

Lieu

Lieu: Toeuk Phos, Kampong Chhnang, Cambodge

Nbr de sites de la Technologie analysés:

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 104.5907, 12.11291

Diffusion de la Technologie: répartie uniformément sur une zone (approx. 0,1-1 km2)

Dans des zones protégées en permanence ?:

Date de mise en oeuvre: il y a plus de 50 ans (technologie traditionnelle)

Type d'introduction
Water pumping wheel (noria) irrigating paddy fields. (Stefan Graf)
Water flowing out of the bamboo bottles into the channel flowing to the fields. (Stefan Graf)

Classification de la Technologie

Principal objectif
  • améliorer la production
  • réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
  • préserver l'écosystème
  • protéger un bassin versant/ des zones situées en aval - en combinaison avec d'autres technologies
  • conserver/ améliorer la biodiversité
  • réduire les risques de catastrophes
  • s'adapter au changement et aux extrêmes climatiques et à leurs impacts
  • atténuer le changement climatique et ses impacts
  • créer un impact économique positif
  • créer un impact social positif
L'utilisation des terres

  • Terres cultivées
    • Cultures annuelles: céréales - riz (de terres humides)
    Nombre de période de croissance par an: : 1
  • Voies d'eau, plans d'eau, zones humides -
Approvisionnement en eau
  • pluvial
  • mixte: pluvial-irrigué
  • pleine irrigation

But relatif à la dégradation des terres
  • prévenir la dégradation des terres
  • réduire la dégradation des terres
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées
  • s'adapter à la dégradation des terres
  • non applicable
Dégradation des terres traité
  • dégradation hydrique - Ha: aridification
Groupe de GDT
  • gestion de l'irrigation (incl. l'approvisionnement en eau, le drainage)
  • dérivation et drainage de l'eau
Mesures de GDT
  • structures physiques - S11: Autres

Dessin technique

Spécifications techniques
Noria, undershot water wheel lifting up water. The stream pushes the wheel, while the bamboos closed on one side are filled with water which is released into the trough where it flows to the fields.

Technical knowledge required for field staff / advisors: high
Technical knowledge required for land users: low (This is the farmers opinion. He said building norias is easy, everybody in the village could build them. On the other hand, only farmers who learned it from their father use it.)
Main technical functions: water harvesting / increase water supply
Secondary technical functions: increase of biomass (quantity)

Structural measure: Noria
Construction material (earth): The bank is built in the river when the water level is low to divert the water toward the wheel.
Construction material (wood): Bamboo fence in the water to avoid damages by floating plants or waste.
Beneficial area: 2.5 ham2
Author: FAO, Rome, http://www.fao.org/docrep/010/ah810e/AH810E05.htm

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés :
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : sans objet
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = n.d.
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : 5.00
Facteurs les plus importants affectant les coûts
The availability of wood and bamboo determines the costs.
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Build and install the noria. (Calendrier/ fréquence: None)
Intrants et coûts de mise en place
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (sans objet) Coût total par intrant (sans objet) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
labour 1,0 15,0 15,0 100,0
Equipements
tools 1,0 20,0 20,0 100,0
Matériaux de construction
wood 1,0 25,0 25,0 100,0
Coût total de mise en place de la Technologie 60.0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 60.0
Activités récurrentes d'entretien
  1. Repair and reinstall the water wheel (Calendrier/ fréquence: Yearly, at the wet season of the dry season and after the floods.)
  2. Build a small bound inside the river to redirect the water toward the noria (Calendrier/ fréquence: When the water level sinks, approximately 3 times/year)
Intrants et coûts de l'entretien
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (sans objet) Coût total par intrant (sans objet) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
labour 1,0 20,0 20,0 100,0
Matériaux de construction
wood 1,0 12,5 12,5 100,0
Coût total d'entretien de la Technologie 32.5
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 32.5

Environnement naturel

Précipitations annuelles
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1000 mm
  • 1001-1500 mm
  • 1501-2000 mm
  • 2001-3000 mm
  • 3001-4000 mm
  • > 4000 mm
Zones agro-climatiques
  • humide
  • subhumide
  • semi-aride
  • aride
Spécifications sur le climat
1486.45 mm 2013 in Kampong Chhnang
Thermal climate class: tropics. 27-35°C
Pentes moyennes
  • plat (0-2 %)
  • faible (3-5%)
  • modéré (6-10%)
  • onduleux (11-15%)
  • vallonné (16-30%)
  • raide (31-60%)
  • très raide (>60%)
Reliefs
  • plateaux/ plaines
  • crêtes
  • flancs/ pentes de montagne
  • flancs/ pentes de colline
  • piémonts/ glacis (bas de pente)
  • fonds de vallée/bas-fonds
Zones altitudinales
  • 0-100 m
  • 101-500 m
  • 501-1000 m
  • 1001-1500 m
  • 1501-2000 m
  • 2001-2500 m
  • 2501-3000 m
  • 3001-4000 m
  • > 4000 m
La Technologie est appliquée dans
  • situations convexes
  • situations concaves
  • non pertinent
Profondeurs moyennes du sol
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Textures du sol (de la couche arable)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Textures du sol (> 20 cm sous la surface)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Matière organique de la couche arable
  • abondant (>3%)
  • moyen (1-3%)
  • faible (<1%)
Profondeur estimée de l’eau dans le sol
  • en surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilité de l’eau de surface
  • excès
  • bonne
  • moyenne
  • faible/ absente
Qualité de l’eau (non traitée)
  • eau potable
  • faiblement potable (traitement nécessaire)
  • uniquement pour usage agricole (irrigation)
  • eau inutilisable
La qualité de l'eau fait référence à:
La salinité de l'eau est-elle un problème ?
  • Oui
  • Non

Présence d'inondations
  • Oui
  • Non
Diversité des espèces
  • élevé
  • moyenne
  • faible
Diversité des habitats
  • élevé
  • moyenne
  • faible

Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production
  • subsistance (auto-approvisionnement)
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation
  • moins de 10% de tous les revenus
  • 10-50% de tous les revenus
  • > 50% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse
  • très pauvre
  • pauvre
  • moyen
  • riche
  • très riche
Niveau de mécanisation
  • travail manuel
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Sédentaire ou nomade
  • Sédentaire
  • Semi-nomade
  • Nomade
Individus ou groupes
  • individu/ ménage
  • groupe/ communauté
  • coopérative
  • employé (entreprise, gouvernement)
Genre
  • femmes
  • hommes
Âge
  • enfants
  • jeunes
  • personnes d'âge moyen
  • personnes âgées
Superficie utilisée par ménage
  • < 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
Échelle
  • petite dimension
  • moyenne dimension
  • grande dimension
Propriété foncière
  • état
  • entreprise
  • communauté/ village
  • groupe
  • individu, sans titre de propriété
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Accès aux services et aux infrastructures
santé

pauvre
x
bonne
éducation

pauvre
x
bonne
assistance technique

pauvre
x
bonne
emploi (par ex. hors exploitation)

pauvre
x
bonne
marchés

pauvre
x
bonne
énergie

pauvre
x
bonne
routes et transports

pauvre
x
bonne
eau potable et assainissement

pauvre
x
bonne
services financiers

pauvre
x
bonne

Impact

Impacts socio-économiques
Production agricole
en baisse
x
en augmentation


2 rice harvests instead of one.

risque d'échec de la production
en augmentation
x
en baisse


No problems during dry season.

surface de production (nouvelles terres cultivées/ utilisées)
en baisse
x
en augmentation


Same land twice under use.

demande pour l'eau d'irrigation
en augmentation
x
en baisse

dépenses pour les intrants agricoles
en augmentation
x
en baisse


Pumps are around 10 times more expensive to rent.

revenus agricoles
en baisse
x
en augmentation

Impacts socioculturels
sécurité alimentaire/ autosuffisance
réduit
x
amélioré


2 harvests, without risk of failure due to drought.

contribution to human well-being
decreased
x
increased


2 rice harvests instead of one improves the livelihood of the farmers applying this technology.

Impacts écologiques
quantité d'eau
en baisse
x
en augmentation


Decreased water availability in the river.

humidité du sol
en baisse
x
en augmentation

couverture du sol
réduit
x
amélioré


Period of production is increased.

Impacts hors site

Analyse coûts-bénéfices

Bénéfices par rapport aux coûts de mise en place
Rentabilité à court terme
très négative
x
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
x
très positive

Bénéfices par rapport aux coûts d'entretien
Rentabilité à court terme
très négative
x
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
x
très positive

Changement climatique

Changements climatiques progressifs
températures annuelles augmente

pas bien du tout
x
très bien
Extrêmes climatiques (catastrophes)
pluie torrentielle locale

pas bien du tout
x
très bien
tempête de vent locale

pas bien du tout
x
très bien
sécheresse

pas bien du tout
x
très bien
inondation générale (rivière)

pas bien du tout
x
très bien
Autres conséquences liées au climat
réduction de la période de croissance

pas bien du tout
très bien
Réponse : pas connu

Adoption et adaptation de la Technologie

Pourcentage d'exploitants des terres ayant adopté la Technologie dans la région
  • cas isolés/ expérimentaux
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Parmi tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle ou aucun paiement ?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions ?
  • Oui
  • Non
A quel changement ?
  • changements/ extrêmes climatiques
  • évolution des marchés
  • la disponibilité de la main-d'œuvre (par ex., en raison de migrations)

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
  • The river water quality (nutrients) is higher than the quality of rainwater for the irrigation of crops.
  • Through the use of Norias there is always water in the paddy fields; the rice is less threatened by droughts
  • There are two rice harvests each year instead of one.
  • Norias are much cheaper (around 10 times) than renting a water pump.
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • Fields are only irrigated when sufficient water is available, thus not depleting the river of all its water, as norias need a rather high water flow rate.
  • Do not rely on fossil fuels.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
  • Norias are damaged/destroyed in case of floods. A weather forecast system would allow to remove/secure the noria in case of a flood.
  • The fields need to be close to a stream, at a distance of max. 100 m as a noria does not pump much water. Use SRI (System of Rice Intensification) with alternately flooding and drying the fields.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter

Références

Compilateur
  • Christoph Kaufmann
Editors
Examinateur
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Date de mise en oeuvre: 27 octobre 2014
Dernière mise à jour: 19 mars 2019
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
Données de GDT correspondantes
La documentation a été facilitée par
Institution Projet
Références clés
  • FAO report on water pumping devices.: http://www.fao.org/docrep/010/ah810e/ah810e12.htm
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