A landscape view of stoneline technology constructed along a contour line in Lower Mbeere South District, Kenya (Paul Kahiga (8444-00300 Nairobi))

Stonelines (Kenya)

Miraini ya maviga

Description

Stonelines are constructed along the contours to slow down the speed of runoff, filter the soil and enhance water infiltration.

In Kenya stone lines are mostly practiced in areas that receive 200-750 mm of annual rainfall with a spacing of 15-30 m between them. They are particularly common in areas where rocks are readily available, such as Mbeere, Laikipia, Baringo, Mwingi, Kitui and Tharaka. Since the stonelines are permeable they do not pond runoff water but instead, they slow down the speed, filter it and spread the water over the field, thus enhancing water infiltration and reducing soil erosion. They are built in series running along the slope. In addition, the stone barrier blocks and settles down the sediments transported from the upper slopes.

Purpose of the Technology: They are often used to rehabilitate eroded and abandoned land. The advantages of stonelines include; slowing down the runoff thereby increasing infiltration and soil moisture. They also induce a natural process of terracing, reducing erosion and rehabilitation of eroded lands by trapping silt. They are easy to design and construct and since the stone line structure is permeable there is no need for construction of spillways to drain the excess runoff water. When it rains, the soil builds up on the upslope side of the stonelines and over time a natural terrace is formed.

Establishment / maintenance activities and inputs: The stonelines are spaced 15-30 m apart, a shorter distance being used for the steeper slopes. Stonelines are normally suitable on gentle slopes. Slopes above 35% should be avoided. They are established in the following manner: first, the contour line are marked out with the help of a tube level or line levels. In this region here, it is done with the help of the frontline agricultural extension officers. Secondly, a shallow foundation trench is dug across the slope (5-10 cm to 30 cm deep) using basic farm equipments (jembes or hoes). As shown on the above photographs, the larger stones are put on the down slope side of the trench while the smaller stones are used to build the rest of the bund. The smallest stones are used to fill the gaps and increase the heights of the bunds up to the desired level. Farmers plant fruit trees (pawpaws) as show in the photograph above on the upper part. The trees utilises the moisture and rich sediments deposited on the upper part. The stonelines can be reinforced with earth, or crop residues to make them more stable. Maintenance of stonelines is done by repairing the already damaged /fallen stoneline that may have been knocked down or disarranged by livestock or by human beings. In this case animal access needs to be limited and/or the bund should be laid out in a way that allows the animals to pass through.

Natural / human environment: In the lower Mbeere South District where the stoneline technologies is largely practiced, unless there are stones in the individual farms, it might be difficult to import stones from other farms as the exercise can be labor intensive. In this catchment, the Ministry of Agriculture through the front line extension officers has taken a lead role in encouraging farmers to adopt the technology especially the farms which have many stones. Most of the farmers who have implemented this technology in the Lower Mbeere South District learn from the ones who are already practicing through field days or individual initiatives.

Lieu

Lieu: Mbeere South District, Eastern Province, Kenya

Nbr de sites de la Technologie analysés:

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 37.73636, -0.6751

Diffusion de la Technologie: répartie uniformément sur une zone (approx. < 0,1 km2 (10 ha))

Dans des zones protégées en permanence ?:

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

Type d'introduction
Farmers constructing a stoneline technology along a contour line in the Lower Mbeere South District (Paul Kahiga (8444-00300 Nairobi))

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 - maïs, céréales - mil, céréales - sorgho, légumineuses et légumes secs - pois
    • Cultures pérennes (non ligneuses)
    • Plantations d’arbres ou de buissons: manguier, mangostane, goyave, fruits à pépins (pommes, poires, coings, etc.)
    Nombre de période de croissance par an: : 2
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
  • érosion hydrique des sols - Wt: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)/ érosion de surface
Groupe de GDT
  • dérivation et drainage de l'eau
Mesures de GDT
  • structures physiques - S2: Diguettes, digues

Dessin technique

Spécifications techniques
This is a technical drawing representing a cross-section view of how the stonelines are constructed by the emerging farmers in the lower Mbeere South District.

First, a small trench is dug along an established contour line, the farmer starts arranging the stones with reference to their sizes. The bigger ones are arranged on the lower side and the small ones on the upper side as shown on the technical drawing.

By so doing, the eroded soils are trapped on the upper side by the small pebbles, allowing the water to pass through at lower speed hence low erosive capacity.

Location: Ntharawe. Lower Mbeere South District

Date: 2011-08-02

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate (In order to implement this technology, the farmers contact the front line agricultural extension officer in order to assist in making the contours.)

Technical knowledge required for land users: high (Stone required placement of a certain order. Big stone on the lower side and small stones on the upper side-Vertically)

Main technical functions: water spreading, sediment retention / trapping, sediment harvesting

Secondary technical functions: reduction of slope angle

Bund/ bank: graded
Spacing between structures (m): 15
Height of bunds/banks/others (m): 0.8
Width of bunds/banks/others (m): 1.2
Length of bunds/banks/others (m): 27.6

Slope (which determines the spacing indicated above): 8%

Lateral gradient along the structure: 8%
Author: W.Nguru, P.O.Box 12776-00100 Nairobi

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés : par entité de la Technologie (unité : Stonelines)
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : Kshs
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 80.0 Kshs
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : 2.50
Facteurs les plus importants affectant les coûts
The system is labour intensive and hence will affect the cost of constructing the stonelines. However, availability of farm equipments like wheelbarrows, mattocks or oxen will help reduce the total cost and time required for construction and maintaining the stonelines. On steep slopes, the spacing between the lines is small as compared to a relatively gentle slope.
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Establish a contour line and dig up a trench upon which the stones will be arranged (Calendrier/ fréquence: yearly)
  2. stones are collected and arranged along the established trench. The big boulders are reduced to the required sizes by the use of mattocks (Calendrier/ fréquence: once)
  3. The big stones are arranged on the lower side and the rest follows with respect to their sizes on the upper side (Calendrier/ fréquence: None)
  4. This formation is done per meter length. Mostly is charged 150Kshs per meter. (Calendrier/ fréquence: None)
Intrants et coûts de mise en place (per Stonelines)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Kshs) Coût total par intrant (Kshs) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Establish a contour line Persons/day 0,5 3,76 1,88 100,0
Reduce stone size Persons/day 0,5 3,76 1,88 100,0
Arranging stones Persons/day 0,5 3,76 1,88 100,0
Equipements
Mattock pieces 1,0 18,75 18,75 100,0
Wheelbarrow pieces 1,0 20,0 20,0 100,0
Matériaux de construction
Stone no 1,0 1,88 1,88 100,0
Coût total de mise en place de la Technologie 46.27
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 0.58
Activités récurrentes d'entretien
  1. Repair/Rearrange stone on stone line after a rainy seasons or when people and animals have destroyed the stone line. (Calendrier/ fréquence: yearly during dry season)
Intrants et coûts de l'entretien (per Stonelines)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Kshs) Coût total par intrant (Kshs) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Repair/Rearrange stone mandays/acre 14,0 2,5 35,0 100,0
Coût total d'entretien de la Technologie 35.0
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 0.44

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
Annual rainfall: Also < 250 mm
Thermal climate class: tropics
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

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

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

gestion des terres
entravé
x
simplifié


Such that it hinders mechanisation tractors cannot operate due to the stone line arragement

charge de travail
en augmentation
x
en baisse


The operation is labour intensive

Livelihood and human well-being
reduced
x
improved


Increased food security (the yield near the stoneline is better as compared to the situation that it was before implementation).

Impacts socioculturels
connaissances sur la GDT/ dégradation des terres
réduit
x
amélioré

situation des groupes socialement et économiquement désavantagés (genre, âge, statut, ethnie, etc.)
détérioré
x
amélioré

Impacts écologiques
humidité du sol
en baisse
x
en augmentation

perte en sol
en augmentation
x
en baisse

contrôle des animaux nuisibles/ maladies
en baisse
x
en augmentation


Snakes and scorpions

impacts des inondations
en augmentation
x
en baisse

Impacts hors site
inondations en aval (indésirables)
en augmentation
x
réduit

capacité tampon/de filtration (par les sols, la végétation, les zones humides)
réduit
x
amélioré

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

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
  • By concentrating the stones along a contour, the farmer is able to make use of the land which otherwise is not possible if the stones are scatered.

    How can they be sustained / enhanced? Farmers should be encouraged to learn from one another but they should also seek advice from extension officers in making the contours.
  • The cost of replacement of farm equipments (jembes, forks and pangas) is reduced since they aren't broken by stones during land preparation.
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • The stones for constructing the technology are readily available in most of the farms.

    How can they be sustained / enhanced? Encouraging farmers to use the available stones to put up the technology.
  • Stoneline technology prevents soil loss due to erosion.

    How can they be sustained / enhanced? Modification of the technology to allow more infiltration.
  • No high level technical knowledge is required for construction of stoneline technology.

    How can they be sustained / enhanced? More farmers should be encouraged to adopt the technology since they dont need a high level of technical knowledge.
  • Stone lines technology can be modified to prevent soil and water from running off on the side of stone line ridge.

    How can they be sustained / enhanced? Construction of side ridges.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
  • Contour profiling is challenging. Assistance from the front line agricultural extension officers.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • Labour intensive. When constructing, always move the stones downslope by gravity instead of moving upwards i.e. start from the contours from the upper side
  • The technology only allows the soil to deposit on the upper side of the stoneline but water passes through. Proper arrangement of the stones should be enhanced basing on their sizes.
  • Increased habitats for snakes and other dangerous creatures like scorpions that hide on the stonelines. Where there creatures are prone, the farmers should be careful.

Références

Compilateur
  • Paul Kahiga
Editors
Examinateur
  • David Streiff
  • Alexandra Gavilano
Date de mise en oeuvre: 13 juin 2013
Dernière mise à jour: 7 juin 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
  • Thomas, D.B. (eds) 1997. Soil and Water Conservation Manual for Kenya. Soil and Water Conservation Branch. Ministry of Agriculture, Livestock Development and Marketing. 210 p.:
  • Critchley W and Seigert K (1991) Water Harvesting. FAO:
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