Overland storage tank and main pipe channelling rainwater. The waterproof membrane is also visible. (Ioanna Panagea)

Rainwater harvesting for greenhouse irrigation (Grèce)

Σύστημα συγκομιδής ομβρίων υδάτων από θερμοκήπια με σκοπό την άρδευση

Description

Rain water harvesting from greenhouses roofs.

The roof of a greenhouse is used as catchment area for rainwater harvesting. A system of gutters is installed to channel water into a storage facility that can be either above ground or at ground level, open or covered. The water harvested from the roofs is used for irrigation purposes, either on its own or mixed with other sources.

In central and eastern Crete, a negative water balance emerges due to agricultural exploitation and lack of sustainable water resources management. Regarding water availability, it is notable that the spatial and temporal variability of precipitation are the limiting factors, rather than overall precipitation quantity. Especially in coastal areas where the main source of irrigation is groundwater, seawater intrusion often takes place, and eventually leading to irrigation with saline water. In the intensive agriculture and water stress conditions existing in greenhouses this situation can progressively lead to soil salinisation with subsequent adverse effects on production. The technology promotes sustainable land management through prevention and mitigation of land degradation by increasing water resources self-sufficiency thus allowing the user to rely less on the scarce groundwater resources and reduce the risk of production failure. Furthermore, the technology improves the overall irrigation water quality. The main disadvantage of the technology is the increase of agricultural inputs (fertilizers) because of the lack of minerals necessary for the crops (especially tomatoes) in the rainwater. This disadvantage can be mitigated by mixing rainwater with other sources.

The majority of the greenhouses in the region normally have built-in gutters between the basic construction units in order to discharge rainwater from the roof for structural safety. Thus, initially little structural measures are required including the implementation of some further gutters that channel rainwater in the storage system and preparation of the area for the tank installation. Overland tanks may consist of galvanized steel or similar material. Ground level storage usually requires earth removal. In both case, the installation of the relevant waterproofing material is required to avoid leaks. A cover may also be installed to reduce evaporation. Here we assess the use of a harvesting system comprising of (a) an above ground circular tank made out of galvanized steel with total volume of 320 m3 and (b) a gutter network spreading on the roof of a 0.7 ha greenhouse. Furthermore, a water filter and water treatment may be required for removal of particles and waterborne disease mitigation. Finally, a suitable pump and mixing facilities are installed to control water quality and quantity.

The average annual precipitation in the area is 500 mm and the climate ranges between sub-humid Mediterranean and semi-arid. Average annual temperature is 18.5 °C with 6 months below 18 °C but above 5 °C, thus classifying the area as subtropical. In the location where the technology is applied, land is mostly privately owned and water rights can be public, cooperative or private. Although the financial means of the land user who applies this technology are more or less on par with those of the rest of the community, he has a wider empirical education and relatively higher social status acquired thought his involvement with the commons and the water resources management of the region.

This Technology was documented within the scope of FP7 RECARE Project, funded grant agreement no 603498.

Lieu

Lieu: Timpaki, Heraklion, Grèce

Nbr de sites de la Technologie analysés:

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 24.74867, 35.09855

Diffusion de la Technologie:

Dans des zones protégées en permanence ?:

Date de mise en oeuvre: il y a entre 10-50 ans

Type d'introduction
Gutters collecting rainwater from the greenhouse's roof. (Ioanna Panagea)

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
    Nombre de période de croissance par an: : 1
  • Implantations, infrastructures - Habitats, buildings

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 chimique des sols - Cs: salinisation/ alcalinisation
  • dégradation biologique - Bq: baisse de la quantité/ biomasse
  • dégradation hydrique - Hg: changement du niveau des nappes phréatiques (eaux souterraines) et des aquifères
Groupe de GDT
  • récupération/ collecte de l'eau
  • gestion de l'irrigation (incl. l'approvisionnement en eau, le drainage)
Mesures de GDT
  • structures physiques - S5: Barrages/retenues, micro-bassins, étangs, S11: Autres

Dessin technique

Spécifications techniques
A network of gutters channels rainwater to an adequately insulated metal tank. The stored water is then used for irrigation.

Location: Timpaki. Heraklion, Crete, Greece
Date: 31/3/2015

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate
Technical knowledge required for land users: moderate
Main technical functions: water harvesting / increase water supply, improvement of water quality, buffering / filtering water
Secondary technical functions: increase of groundwater level / recharge of groundwater

Dam/ pan/ pond
Height of bunds/banks/others (m): 2.7
Width of bunds/banks/others (m): 12.3

Structural measure: gutter network
Length of bunds/banks/others (m): 210

Construction material (other): Plastic gutters on the greenhouses roofs, galvanized steel & wateproof membrane for the tank
Specification of dams/ pans/ ponds: Capacity 320m3
Catchment area: 7000m2m2
Beneficial area: 7000m2m2

For water harvesting: the ratio between the area where the harvested water is applied and the total area from which water is collected is: 1:1
Author: Ioannis Daliakopoulos

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 : Euro
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 0.93 Euro
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : n.d.
Facteurs les plus importants affectant les coûts
The greater deterrent against implementing the technology is the high cost of the tank construction.
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Construction of the tank base (including material transportation) (Calendrier/ fréquence: None)
  2. Tank construction (including material transportation) (Calendrier/ fréquence: None)
  3. Installation of the plastic gutters (Calendrier/ fréquence: None)
  4. Pump and cleaning filter (Calendrier/ fréquence: None)
Intrants et coûts de mise en place
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Euro) Coût total par intrant (Euro) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Labour 1,0 858,0 858,0 60,0
Equipements
pump 1,0 536,0 536,0 60,0
cleaning filter 1,0 536,0 536,0 60,0
Matériaux de construction
galvanized steel 1,0 3379,0 3379,0 60,0
waterproof membrane 1,0 2360,0 2360,0 60,0
sand 1,0 675,0 675,0 60,0
concrete 1,0 290,0 290,0 60,0
Autre
gutters 1,0 2252,0 2252,0 60,0
Coût total de mise en place de la Technologie 10'886.0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 11'705.38
Activités récurrentes d'entretien
  1. Maintenance costs are negligible, e.g. filters are cleaned with water when needed. Fuel can't be accurately estimated as it depends on the machine hours that the pump works to irrigate. Two considerations: 1.Practically, the pump would have to work regardless of the water harvesting system. 2.The water harvesting system is irrelevant of the pumping scheme. (Calendrier/ fréquence: None)

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
About 400-500 mm annually
Thermal climate class: subtropics. 6 months below 18 °C but above 5 °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
  • Cooperative
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
  • Cooperative
Accès aux services et aux infrastructures
santé

pauvre
bonne
éducation

pauvre
bonne
assistance technique

pauvre
bonne
emploi (par ex. hors exploitation)

pauvre
bonne
marchés

pauvre
bonne
énergie

pauvre
bonne
routes et transports

pauvre
bonne
eau potable et assainissement

pauvre
bonne
services financiers

pauvre
bonne

Impact

Impacts socio-économiques
Production agricole
en baisse
en augmentation

risque d'échec de la production
en augmentation
en baisse

dépenses pour les intrants agricoles
en augmentation
en baisse


softer water (rainwater) requires more expensive fertilisers

production area
None
None


Depending on relative farm size.

Impacts socioculturels
sécurité alimentaire/ autosuffisance
réduit
amélioré

connaissances sur la GDT/ dégradation des terres
réduit
amélioré

Contribution to human well-being
decreased
increased


The technology reduces production risk and increases self sufficiency for the user who implements it. If the technology is widely implemented this will have a positive impact on the soil sustainability of the area thus allowing agricultural exploitation for longer. It will also greatly reduce water use conflicts, thus contributing to the general well-being of the local community.

Impacts écologiques
quantité d'eau
en baisse
en augmentation

qualité de l'eau
en baisse
en augmentation

récolte/ collecte de l'eau (ruissellement, rosée, neige, etc.)
réduit
amélioré

humidité du sol
en baisse
en augmentation

salinité
en augmentation
en baisse

Impacts hors site
disponibilité de l’eau (nappes phréatiques, sources)
en baisse
en augmentation

dommages sur les champs voisins
en augmentation
réduit


control of the water from the greenhouses roofs.

dommages sur les infrastructures publiques/ privées
en augmentation
réduit


control of the water from the greenhouses roofs.

Analyse coûts-bénéfices

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

Rentabilité à long terme
très négative
très positive

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

Rentabilité à long terme
très négative
très positive

In the long term soil health is greatly maintained.

Changement climatique

Changements climatiques progressifs
températures annuelles augmente

pas bien du tout
très bien
Extrêmes climatiques (catastrophes)
sécheresse

pas bien du tout
très bien
Autres conséquences liées au climat
Decrease of water temperature

pas bien du tout
très bien

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%
Nombre de ménages et/ou superficie couverte
70% or 7 land user families
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
  • Increased irrigation water availability, and security; reduced crop failure risk; ability to diversify or intensify production
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • Self-sufficiency of water; sustainable agriculture management (soil protection and conservation) and reduced failure risk; decreased soil salinity
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
  • High construction cost. The construction of a water harvesting system for greenhouses can be subsidized.
  • Tomato cultivation requires water with higher electric conductivity than that of rainwater, therefore increased agricultural inputs may be required to treat the harvested rainwater. Rainwater may be mixed with brackish water at a prescribed ratio.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • Is dependent on climatic conditions (precipitation/evaporation) During dry years the storage tank can be used as a buffer from other sources. Installing a cover reduces evaporation.
  • High construction cost. The construction of a water harvesting system for greenhouses can be made obligatory.
  • The storage area decreases the area available for cultivation (or can't be established in very small properties)

Références

Compilateur
  • Ioanna Panagea
Editors
Examinateur
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Date de mise en oeuvre: 16 mars 2015
Dernière mise à jour: 4 septembre 2019
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
Données de GDT correspondantes
La documentation a été facilitée par
Institution Projet
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