Technologies

Detention ponds [Allemagne]

Rückhaltebecken

technologies_6265 - Allemagne

État complet : 88%

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:
Spécialiste GDT:
Spécialiste GDT:

Schürz Christoph

Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ)

Allemagne

Nom du projet qui a facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
OPtimal strategies to retAIN and re-use water and nutrients in small agricultural catchments across different soil-climatic regions in Europe (OPTAIN)
Nom du ou des institutions qui ont facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) - Allemagne

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

1.4 Déclaration sur la durabilité de la Technologie décrite

Est-ce que la Technologie décrite ici pose problème par rapport à la dégradation des terres, de telle sorte qu'elle ne peut pas être déclarée comme étant une technologie de gestion durable des terres?

Non

2. Description de la Technologie de GDT

2.1 Courte description de la Technologie

Définition de la Technologie:

Detention ponds are artificially excavated basins that collect stormwater runoff and eroded sediment from the upstream catchment. The water stored in these ponds is slowly released into a water body or it infiltrates into the groundwater – or both. Their primary functions are flood control, erosion control and water quality improvement.

2.2 Description détaillée de la Technologie

Description:

This documentation focuses on a detention basin constructed to hold surface runoff at the lowest point of an agricultural catchment. A well-designed detention pond is an effective flood control and landscape management measure. It stores surface runoff and releases it through controlled flow, infiltration, or evaporation (or a combination), and reduces nutrient inputs to the adjacent water body by filtering out sediment and nutrients through particle deposition, or nutrient uptake by plants. On average, water treatment in a detention pond can remove about 50-60% of suspended solids, 30-35% of total phosphorus and total nitrogen, and 25-65% of metals. Ponds also provide habitat for terrestrial, riparian and aquatic species. In addition to their ecological impact, they have an aesthetic and cultural value to society, for example, as a demonstration of effective sustainable water management.
The detention basin described here was constructed by excavating a new depression and ditch system. It consists of a 450 m long inlet channel, a 250 m² pond, and an overflow channel that diverts excess water downstream to the nearest river (Schwarzer Schöps). However, there are no outlet structures for draining water that is captured in the pond (apart from the overflow). All the collected water seeps into the ground and soil particles settle. As a general rule, the size of such a pond should be 3-7% of the upstream catchment and should be able to hold at least the precipitation of a 1 in 30 year rainfall event. However, as the infiltration of the collected water is rather slow, the efficiency is reduced for successive events and overflowing is common. The depth should be between 1.2 m and 2.0 m. A deeper pond can lead to stratification and anoxic conditions, while a shallower pond may cause algal blooms and high biological activity in the summer. Water stored in the pond should remain for at least 20 days to ensure biological treatment.
The construction of the detention pond in this documentation was initiated as a compensation and replacement measure for the construction of a new road in 2016. Accordingly, the road construction authority, the landscape conservation association and a farmer were involved in the implementation.
As usual with such measures there are drawbacks as well as positive impact for landowners. The measure consumes a lot of land, which automatically results in yield losses. It is expensive to build and not easy to construct - and requires the help of an engineering firm while also being time-consuming to maintain. Maintenance is required to sustain the benefits of the technology. For a pond such as that documented here, the following maintenance activities are necessary: during the first three years, maintenance includes mowing the surrounding green area and the dried out pond and channel three times per year. After the fourth year, maintenance includes (a) an annual function check, (b) a check for pest infestation every two years, and (c) suppression of excess woody growth every eight to ten years. Twice a year (mid-June and late August), the grass around the pond and in the intake channel is mowed and the clippings are removed. Shrubs and woody plants are maintained, especially by pruning woody plants (every 8 to 10 years) and coppicing sections of shrubs (every 10 to 15 years). In the long term, it may be necessary to remove the deposited sediments in order to maintain the retention capacity.

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:

Allemagne

Région/ Etat/ Province:

Saxony

Autres spécifications du lieu:

Reichenbach

Spécifiez la diffusion de la Technologie:
  • appliquée en des points spécifiques ou concentrée sur une petite surface
Est-ce que les sites dans lesquels la Technologie est appliquée sont situés dans des zones protégées en permanence?

Non

2.6 Date de mise en œuvre de la Technologie

Si l'année précise est inconnue, indiquez la date approximative: :
  • il y a entre 10-50 ans

2.7 Introduction de la Technologie

  • Compensation measure
Commentaires (type de projet, etc.) :

The construction of the detention pond was initiated as a compensation measure for the construction for the road construction project "S70 OU Reichenbach 2. BA".

3. Classification de la Technologie de GDT

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

  • réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
  • préserver l'écosystème
  • protéger un bassin versant/ des zones situées en aval - en combinaison avec d'autres technologies
  • réduire les risques de catastrophes
  • créer un impact social positif

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

Les divers types d'utilisation des terres au sein du même unité de terrain: :

Non


Autre

Autre

Précisez:

extensively farmed grassland

3.3 Est-ce que l’utilisation des terres a changé en raison de la mise en œuvre de la Technologie ?

Est-ce que l’utilisation des terres a changé en raison de la mise en œuvre de la Technologie ?
  • Non (Passez à la question 3.4)

3.4 Approvisionnement en eau

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

3.5 Groupe de GDT auquel appartient la Technologie

  • récupération/ collecte de l'eau
  • réduction des risques de catastrophe fondée sur les écosystèmes

3.6 Mesures de GDT constituant la Technologie

structures physiques

structures physiques

  • S5: Barrages/retenues, micro-bassins, étangs

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
  • Wg: ravinement/ érosion en ravines
dégradation hydrique

dégradation hydrique

  • Hs: changement de la quantité d’eau de surface
  • Hg: changement du niveau des nappes phréatiques (eaux souterraines) et des aquifères

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:
  • réduire la dégradation des terres
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées

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

4.1 Dessin technique de la Technologie

Spécifications techniques (associées au dessin technique):

Securing dam stability by willow sticks.

Auteur:

LISt Gesellschaft für Verkehrswesen und ingenieurtechnische Dienstleistungen mbH, Bereich Kompensationsmaßnahmenmanagement

Date:

29/02/2016

Spécifications techniques (associées au dessin technique):

A detention pond (in genreral) consists of a sediment forebay (pretreatment system), a permanent pool that is intended to remain wet throughout the year (but may dry out), a temporary storage pond for flood attenuation, and a shallow zone or aquatic bench along the edge of the permanent pool to support wetland planting that provides ecological and safety benefits. It should be wedge-shaped with a length to width ratio of between 3:1 and 5:1. The side slope shouldn’t be steeper than 1:3 for public safety and maintenance access.

Auteur:

Hunt et al. (2020)

Date:

20/02/2020

4.2 Informations générales sur le calcul des intrants et des coûts

Spécifiez la manière dont les coûts et les intrants ont été calculés:
  • par entité de la Technologie
Précisez l'unité:

Detention pond (as documented here)

Précisez les dimensions de l'unité de terrain (le cas échéant):

225 m², ca. 337,5 m³ (water depth of 1,5m)

autre/ monnaie nationale (précisez):

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

0,91

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

18.70 € per hour

4.3 Activités de mise en place/ d'établissement

Activité Calendrier des activités (saisonnier)
1. remove topsoil
2. profile water body according to site plan (Standing water 1.5 m deep, ditch 0.5-1.5m deep)
3. installing of inlet channel
4. installing erosion protection on embankments
5. cover the topsoil / terrain profiling
6. planting of shrubs & aquatic plants along the shoreline
7. ditch connection to Schwarzer-Schöps
8. reprofiling ditches (90m)
9. desilting of drainage ditch to Schwarzer-Schöps
10. subsequent installation of a spillway (beak structure: 'Schnabelbauwerk') and willow sticks as an erosion control measure for the ditch connection to Schwarzer-Schöps.

4.4 Coûts et intrants nécessaires à la mise en place

Si vous n'êtes pas en mesure de décomposer les coûts dans le tableau précédent, donnez une estimation du coût total de la mise en place de la Technologie:

25250,0

Si le coût n'est pas pris en charge à 100% par l'exploitant des terres, indiquez qui a financé le coût restant:

The costs were covered by the road construction authority (compensation measure for the construction of a new road)

Commentaires:

based on estimated average costs (nwrm.eu)

4.5 Activités d'entretien/ récurrentes

Activité Calendrier/ fréquence
1. completion and development maintenance (mowing of the green area and the water-free water body) first three years: three times per year
2. functional check after the fourth year: every year
3. check for pest infestation after the fourth year : every other year
4. check to suppress unwanted woody growth after the fourth year: every 8 to 10 years
5. grass around the pond and in the intake channel is mowed and the clippings are removed after the fourth year: twice a year (mid-June and late August)
6. pruning woody plants every 8 to 10 years
7. putting sections of shrubs on stock every 10 to 15 years

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

Si vous n'êtes pas en mesure de décomposer les coûts dans le tableau précédent, donnez une estimation du coût total de l'entretien de la Technologie:

618,0

Si le coût n'est pas pris en charge à 100% par l'exploitant des terres, indiquez qui a financé le coût restant:

The costs are covered by the road construction authority (compensation measure for the construction of a new road)

Commentaires:

estimated average costs (nwrm.eu)

4.7 Facteurs les plus importants affectant les coûts

Décrivez les facteurs les plus importants affectant les coûts :

From the government perspective: A budget must be set aside annually for necessary maintenance to ensure functional efficiency.

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
Spécifications/ commentaires sur les précipitations:

Average annual rainfall in mm: 750.82 mm/a
Name of the meteorological station: https://whh-kliwes.de/mapview

Zone agro-climatique
  • subhumide

Length of growing period (LGP): 209 days
(https://www.umwelt.sachsen.de/dauer-der-vegetationsperiode-30631.html)

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
Indiquez si la Technologie est spécifiquement appliquée dans des:
  • situations concaves

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)
  • moyen (limoneux)
Texture du sol (> 20 cm sous la surface):
  • moyen (limoneux)
Matière organique de la couche arable:
  • abondant (>3%)
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.

Luvisol (German soil classification system: Parabraunerde)

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)

La qualité de l'eau fait référence à:

eaux de surface

La salinité de l'eau est-elle un problème? :

Non

La zone est-elle inondée?

Non

5.5 Biodiversité

Diversité des espèces:
  • moyenne
Diversité des habitats:
  • élevé

5.6 Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Sédentaire ou nomade:
  • Sédentaire
Revenus hors exploitation:
  • moins de 10% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse:
  • riche
Individus ou groupes:
  • groupe/ communauté
  • employé (entreprise, gouvernement)
Niveau de mécanisation:
  • mécanisé/ motorisé
Genre:
  • femmes
  • hommes
Age des exploitants des terres:
  • personnes d'âge moyen

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
Commentaires:

The technology was not built and is not maintained by a land user, but by a public authority (road construction authority).

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

Propriété foncière:
  • état
Droits d’utilisation des terres:
  • individuel
Droits d’utilisation de l’eau:
  • communautaire (organisé)
Est-ce que les droits d'utilisation des terres sont fondés sur un système juridique traditionnel?

Non

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

Disponibilité et qualité de l'eau

disponibilité de l'eau d'irrigation

en baisse
en augmentation
Revenus et coûts

dépenses pour les intrants agricoles

en augmentation
en baisse
Commentaires/ spécifiez:

not on agricultural inputs, but establishment and maintenance consume a lot of money.

charge de travail

en augmentation
en baisse

Impacts écologiques

Cycle de l'eau/ ruissellement

qualité de l'eau

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

Improved water quality of subsequent river Schwarzer-Schöps.

drainage de l'excès d'eau

réduit
amélioré
Sols

humidité du sol

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

Soil moisture next to the retention pond increased due to infiltration.

Biodiversité: végétale, animale

diversité végétale

en baisse
en augmentation
Commentaires/ spécifiez:

More plant diversity compared to normal farmed grassland.

diversité animale

en baisse
en augmentation

diversité des habitats

en baisse
en augmentation
Réduction des risques de catastrophe et des risques climatiques

impacts des inondations

en augmentation
en baisse
Précisez l'évaluation des impacts sur site (sous forme de mesures):

The assessment is based on expert judgements. It is not based on on-site measurements.

6.2 Impacts hors site que la Technologie a montrés

disponibilité de l'eau

en baisse
en augmentation

pollution des rivières/ nappes phréatiques

en augmentation
réduit
Précisez l'évaluation des impacts extérieurs (sous forme de mesures):

The assessment is based on the expertise of the compilers and not on measurements in the case study.

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?
précipitations annuelles décroît bien

Extrêmes climatiques (catastrophes)

Catastrophes météorologiques
Comment la Technologie fait-elle face à cela?
pluie torrentielle locale très bien
Catastrophes climatiques
Comment la Technologie fait-elle face à cela?
canicule bien
Commentaires:

In past summers there was little or no water left in the pond.

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:

très négative

Rentabilité à long terme:

négative

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

légèrement négative

Rentabilité à long terme:

neutre / équilibrée

6.5 Adoption de la Technologie

  • cas isolés/ expérimentaux

6.6 Adaptation

La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions?

Non

6.7 Points forts/ avantages/ possibilités de la Technologie

Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue de l'exploitant des terres
temporary water-bearing habitat
biotopic network
buffer effect
Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé
effective flood control and landscape management measure
Stores surface runoff, slows it down, and releases it incrementally through controlled runoff, infiltration, or evaporation. Reduces nutrient inputs to adjacent water bodies.
aesthetic and cultural value for the society

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?
Danger of siltation and succession if not maintained regularly and professionally.
Difficult maintenance due to inaccessible terrain.
Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé Comment peuvent-ils être surmontés?
Consumes a lot of land, which means a loss of yield.
expensive to build and not easy to construct
requires the help of an engineering firm
time-consuming to maintain

7. Références et liens

7.1 Méthodes/ sources d'information

  • visites de terrain, enquêtes sur le terrain

1

  • interviews/entretiens avec les exploitants des terres

1

Quand les données ont-elles été compilées (sur le terrain)?

14/09/2021

7.3 Liens vers les informations pertinentes en ligne

Titre/ description:

Hunt et al. (2020): Plant Selection for Infiltrating Wet Ponds in North Carolina

URL:

https://content.ces.ncsu.edu/plant-selection-for-infiltrating-wet-ponds-in-north-carolina

Titre/ description:

nwrm.eu: Individual NWRM, retention pond

URL:

http://nwrm.eu/index.php/measure/retention-ponds

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