Technologies

Spiral water pumps [Tadjikistan]

technologies_1464 - Tadjikistan

État complet : 78%

1. Informations générales

1.2 Coordonnées des personnes-ressources et des institutions impliquées dans l'évaluation et la documentation de la Technologie

Personne(s)-ressource(s) clé(s)

Spécialiste GDT:
Spécialiste GDT:

Khudonazarov Artur

Manager of the "Centre for Sustainable and Innovative Technology", a project of MSDSP

Tadjikistan

Spécialiste GDT:

Shariff Jamil

MSDSP

Nom du projet qui a facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
Pilot Program for Climate Resilience, Tajikistan (WB / PPCR)
Nom du ou des institutions qui ont facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
Kyrgyzstan Mountain Societies Development Support Programme, Aga Khan Development Network (MSDSP KG) - Kirghizistan

1.3 Conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées

Le compilateur et la(les) personne(s) ressource(s) acceptent les conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées:

Oui

2. Description de la Technologie de GDT

2.1 Courte description de la Technologie

Définition de la Technologie:

Spiral water pumps can carry water from the river to fields that are up to 30 metres higher than the river without the input of electricity or fuel.

2.2 Description détaillée de la Technologie

Description:

A Spiral tube water pump is a method of pumping water by using an undershot water wheel which has a scoop connected to a spiral tube. As the wheel turns, the scoop will alternatively introduce either water or air into the spiral tube. The pressure from the hydrostatic head generated from the column of water introduced by the scoop, is added to the pressure from previous scoops, and so as the wheel turns it will increase the water pressure with every turn of the spiral. The main characteristic of the spiral water pump is that it can pump water without the input of electricity or fuel. It works with the power of the water flow. Once built, the spiral water pump is able to push water up to 30 metres high (horizontal push) and up to 70 metres away (vertical push). The water push (how far water will be pushed horizontally and vertically) depends on how big the wheel of the Spiral Water Pump is built, and how much tube is put around the wheel.

Purpose of the Technology: The spiral tube water pumps were installed with the aim to provide irrigation water from rivers to higher level crop fields. Land users in GBAO are dependent on irrigation water to grow their crops and without the use of water pumps they can not access the water from rivers that are at a lower level than the fields.

Establishment / maintenance activities and inputs: The type, size and thus material costs of a spiral water pump will depend on 2 parameters: first, the irrigation needs (how far the water needs to go and how much is used per day) and second, the available water flow (the velocity and depth of the water source). There is only an initial investment in material for the water wheel, after that the pump should work without any further costs incurred.

Natural / human environment: The spiral water pumps were installed in 4 different districts of the semi-arid to arid GBAO region where the availability of irrigation water is crucial to crop production. So far, 4 spiral water pumps have been installed for test runs but it is very likely that they will be adopted by other farmers as they observe the benefits created by the ones that are already in place.

2.3 Photos de la Technologie

2.5 Pays/ région/ lieux où la Technologie a été appliquée et qui sont couverts par cette évaluation

Pays:

Tadjikistan

Région/ Etat/ Province:

GBAO

Autres spécifications du lieu:

Roshtkalah, Ishkashim, Vanj, Rushnan

Spécifiez la diffusion de la Technologie:
  • répartie uniformément sur une zone
S'il n'existe pas d'informations exactes sur la superficie, indiquez les limites approximatives de la zone couverte:
  • 100-1 000 km2
Commentaires:

1 spiral water pump was installed in each of these 4 districts

2.6 Date de mise en œuvre de la Technologie

Si l'année précise est inconnue, indiquez la date approximative: :
  • il y a moins de 10 ans (récemment)

2.7 Introduction de la Technologie

Spécifiez comment la Technologie a été introduite: :
  • par le biais de projets/ d'interventions extérieures
Commentaires (type de projet, etc.) :

The first water wheels were established in 2011 by MSDSP

3. Classification de la Technologie de GDT

3.1 Principal(aux) objectif(s) de la Technologie

  • access to irrigation

3.2 Type(s) actuel(s) d'utilisation des terres, là où la Technologie est appliquée

Terres cultivées

Terres cultivées

  • Cultures annuelles
  • Plantations d’arbres ou de buissons
Cultures annuelles - Précisez les cultures:
  • céréales - blé de printemps
  • plantes à racines et à tubercules - pommes de terre
  • tomatoes, radishes, coleslaw
Plantations d'arbres et d'arbustes - Précisez les cultures:
  • fruits à noyaux (pêche, abricot, cerise, prune)
  • fruits à coque (noix du Brésil, pistaches, noyers de bancoule, amandes)
Nombre de période de croissance par an: :
  • 1
Précisez:

Longest growing period in days: 170

Commentaires:

Major land use problems (compiler’s opinion): There has been less snow cover during winter time, and less precipitation in the spring, resulting in a lack of irrigation water, and a decline of soil fertility.

3.4 Approvisionnement en eau

Approvisionnement en eau des terres sur lesquelles est appliquée la Technologie:
  • pleine irrigation

3.5 Groupe de GDT auquel appartient la Technologie

  • gestion de l'irrigation (incl. l'approvisionnement en eau, le drainage)
  • technologies d'efficacité énergétique

3.6 Mesures de GDT constituant la Technologie

structures physiques

structures physiques

  • S11: Autres
Commentaires:

Main measures: structural measures

3.7 Principaux types de dégradation des terres traités par la Technologie

érosion hydrique des sols

érosion hydrique des sols

  • Wt: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)/ érosion de surface
érosion éolienne des sols

érosion éolienne des sols

  • Et: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)
dégradation chimique des sols

dégradation chimique des sols

  • Cn: baisse de la fertilité des sols et réduction du niveau de matière organique (non causée par l’érosion)
dégradation physique des sols

dégradation physique des sols

  • Pk: scellage et encroûtement
  • Pi: imperméabilisation des sols
dégradation biologique

dégradation biologique

  • Bc: réduction de la couverture végétale
  • Bq: baisse de la quantité/ biomasse
Commentaires:

Main type of degradation addressed: Wt: loss of topsoil / surface erosion, Et: loss of topsoil, Cn: fertility decline and reduced organic matter content

Secondary types of degradation addressed: Pk: sealing and crusting, Bc: reduction of vegetation cover, Bq: quantity / biomass decline

Main causes of degradation: change of seasonal rainfall (less precipitation and snow cover), droughts

3.8 Prévention, réduction de la dégradation ou réhabilitation des terres dégradées

Spécifiez l'objectif de la Technologie au regard de la dégradation des terres:
  • prévenir la dégradation des terres

4. Spécifications techniques, activités, intrants et coûts de mise en œuvre

4.1 Dessin technique de la Technologie

Spécifications techniques (associées au dessin technique):

Spiral water pump: When the wheel rotates with the power of the water, a “gulp” will add water and air into the tube at every rotation. The combination of water and air in the tube will create an increasing pressure at every rotation of the wheel. This build-up of pressure will allow the water to be pushed to a definite height.

Date: 13.05.2011

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: high

Main technical functions: water harvesting / increase water supply, water spreading

Structural measure: spiral water pump

Construction material (other): metal, plastic tube

Auteur:

MSDSP Khorog

4.2 Informations générales sur le calcul des intrants et des coûts

autre/ monnaie nationale (précisez):

Somoni

Indiquez le taux de change des USD en devise locale, le cas échéant (p.ex. 1 USD = 79.9 réal brésilien): 1 USD = :

4,5

Indiquez le coût salarial moyen de la main d'œuvre par jour:

9.00

4.3 Activités de mise en place/ d'établissement

Activité Calendrier des activités (saisonnier)
1. Building a steel frame to fix two empty water tanks that keep the water pump floating (if the water source is a river, not a canal)
2. Setting up the outer steel frame connected with axel, outrig
3. Putting in polyethylene tube
4. Painting wheels white
5. None
6. None

4.4 Coûts et intrants nécessaires à la mise en place

Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité Coût total par intrant % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre Putting in polyethylene tube Persons/day 5,0 40,0 200,0
Equipements Electrode for welding Pieces 80,0 0,375 30,0
Matériaux de construction Tin plates Pieces 7,0 200,0 1400,0
Matériaux de construction Chain hooks Pieces 8,0 3,0 24,0
Matériaux de construction Scoop Pieces 1,0 25,0 25,0
Matériaux de construction Clamps Pieces 60,0 0,7 42,0
Matériaux de construction Gabion grid Pieces 1,0 135,0 135,0
Matériaux de construction Steel meter 32,0 8,375 268,0
Matériaux de construction Axle (pipe), 32 cm meter 1,0 50,0 50,0
Matériaux de construction Bushing Pieces 2,0 35,0 70,0
Autre Rotary fitting Pieces 1,0 200,0 200,0
Autre Polyethylene tube meter 50,0 13,0 650,0
Autre White paint liter 3,0 15,0 45,0
Coût total de mise en place de la Technologie 3139,0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 697,56
Si le coût n'est pas pris en charge à 100% par l'exploitant des terres, indiquez qui a financé le coût restant:

MSDSP

Commentaires:

Duration of establishment phase: 3 month(s)

4.5 Activités d'entretien/ récurrentes

Activité Calendrier/ fréquence
1. maintenance of pump annual

4.6 Coûts et intrants nécessaires aux activités d'entretien/ récurrentes (par an)

Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité Coût total par intrant % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre Maintenance of pump Pump 1,0 45,0 45,0 100,0
Coût total d'entretien de la Technologie 45,0
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 10,0
Commentaires:

The costs apply to the construction of 1 spiral pump.

4.7 Facteurs les plus importants affectant les coûts

Décrivez les facteurs les plus importants affectant les coûts :

The material needed to build such a spiral waterpump is the most important factor determining the costs.

5. Environnement naturel et humain

5.1 Climat

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
Zone agro-climatique
  • semi-aride
  • aride

Thermal climate class: temperate

5.2 Topographie

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
Commentaires et précisions supplémentaires sur la topographie:

Altitudinal zone: Also 1,001-1,500 m a.s.l.

Landforms: Rivers

Slopes on average: Rivers need to have some flow

5.3 Sols

Profondeur moyenne du sol:
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Texture du sol (de la couche arable):
  • grossier/ léger (sablonneux)
Matière organique de la couche arable:
  • faible (<1%)
Si disponible, joignez une description complète du sol ou précisez les informations disponibles, par ex., type de sol, pH/ acidité du sol, capacité d'échange cationique, azote, salinité, etc.

Soil fertility is low

Soil drainage / infiltration is medium

Soil water storage capacity is medium

5.4 Disponibilité et qualité de l'eau

Profondeur estimée de l’eau dans le sol:

< 5 m

Disponibilité de l’eau de surface:

faible/ absente

Qualité de l’eau (non traitée):

faiblement potable (traitement nécessaire)

5.5 Biodiversité

Diversité des espèces:
  • faible

5.6 Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production:
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
Revenus hors exploitation:
  • moins de 10% de tous les revenus
Individus ou groupes:
  • groupe/ communauté
Niveau de mécanisation:
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Genre:
  • hommes
Indiquez toute autre caractéristique pertinente des exploitants des terres:

Land users applying the Technology are mainly common / average land users

Population density: 10-50 persons/km2

Annual population growth: 1% - 2%

5.7 Superficie moyenne des terres utilisées par les exploitants des terres appliquant la Technologie

  • < 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
Cette superficie est-elle considérée comme de petite, moyenne ou grande dimension (en se référant au contexte local)?
  • petite dimension

5.8 Propriété foncière, droits d’utilisation des terres et de l'eau

Propriété foncière:
  • état
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres:
  • communautaire (organisé)

5.9 Accès aux services et aux infrastructures

santé:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
éducation:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
assistance technique:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
emploi (par ex. hors exploitation):
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
marchés:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
énergie:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
routes et transports:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
eau potable et assainissement:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
services financiers:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne

6. Impacts et conclusions

6.1 Impacts sur site que la Technologie a montrés

Impacts socio-économiques

Production

production d'énergie

en baisse
en augmentation
Disponibilité et qualité de l'eau

disponibilité de l'eau pour l'élevage

en baisse
en augmentation

disponibilité de l'eau d'irrigation

en baisse
en augmentation

Impacts socioculturels

Livelihood and human well-being

reduced
improved
Commentaires/ spécifiez:

This has improved the amount of area that can be utilised for cultivation of several varieties of crops.

Impacts écologiques

Cycle de l'eau/ ruissellement

récolte/ collecte de l'eau

réduit
amélioré

6.3 Exposition et sensibilité de la Technologie aux changements progressifs et aux évènements extrêmes/catastrophes liés au climat (telles que perçues par les exploitants des terres)

Changements climatiques progressifs

Changements climatiques progressifs
Saison Augmentation ou diminution Comment la Technologie fait-elle face à cela?
températures annuelles augmente bien

Extrêmes climatiques (catastrophes)

Catastrophes météorologiques
Comment la Technologie fait-elle face à cela?
pluie torrentielle locale bien
tempête de vent locale bien
Catastrophes climatiques
Comment la Technologie fait-elle face à cela?
sécheresse bien
Catastrophes hydrologiques
Comment la Technologie fait-elle face à cela?
inondation générale (rivière) pas bien

Autres conséquences liées au climat

Autres conséquences liées au climat
Comment la Technologie fait-elle face à cela?
réduction de la période de croissance bien
Commentaires:

Of course the technology only works if there is a water flow available, therefore a decrease in seasonal rainfall could negatively impact the performance of the spiral water pumps.

6.4 Analyse coûts-bénéfices

Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts de mise en place (du point de vue des exploitants des terres)?
Rentabilité à court terme:

positive

Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts d'entretien récurrents (du point de vue des exploitants des terres)?
Rentabilité à court terme:

positive

Commentaires:

the spiral pumps were only installed in 2011, therefore long-term returns can not be assessed yet

6.5 Adoption de la Technologie

  • cas isolés/ expérimentaux
Si disponible, quantifiez (nombre de ménages et/ou superficie couverte):

4 households

De tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle, ou aucune rémunération? :
  • 0-10%
Commentaires:

100% of land user families have adopted the Technology with external material support

Comments on acceptance with external material support: It was the Social Unit Development Village Organisations (SUDVO) who received the spiral water pumps from MSDSP

There is no trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: not yet determined, as the technology has been installed only recently

6.7 Points forts/ avantages/ possibilités de la Technologie

Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue de l'exploitant des terres
The water pumps are easy to build using the manual provided

How can they be sustained / enhanced? Provide an user friendly manual, listing the detailed steps of construction including materials and prices
The land was not productive and now I have a good yield of fruit

How can they be sustained / enhanced? Training on fruit tree cultivation.
Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé
Spiral water pumps can provide water up to 30 m higher than the river due to the system of compressed air in the spiral tubes
Increase of irrigation water quantity
The impact on crop production and thus increased farm income can not yet be assessed as the pumps were only been installed in 2011
The pumps provide water without the need for fuel or electricity which is very useful for poor rural communities

How can they be sustained / enhanced? Spreading this technology among rural areas in GBAO
Once established the pumps do not require any further investments

6.8 Faiblesses/ inconvénients/ risques de la Technologie et moyens de les surmonter

Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue de l’exploitant des terres Comment peuvent-ils être surmontés?
It may be expensive to replace some of the parts if they wear out in a few years time. Buy replacement parts in advance.
Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé Comment peuvent-ils être surmontés?
Relatively high initial investment A micro-loan might help to cover the initial investment

7. Références et liens

7.1 Méthodes/ sources d'information

7.2 Références des publications disponibles

Titre, auteur, année, ISBN:

Shariff, Jamil et. al. Spiral water pumps. An efficient, cheap and effective solution for up-land irrigation along canals, streams and rivers. CSIT 2011.

Disponible à partir d'où? Coût?

jamil.shariff@akdn.org, artur.khudonazarov@yahoo.com,

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