Tecnologias

Spiral water pumps [Tajiquistão]

technologies_1464 - Tajiquistão

Completude: 78%

1. Informação geral

1.2 Detalhes do contato das pessoas capacitadas e instituições envolvidas na avaliação e documentação da tecnologia

Pessoa(s) capacitada(s)

Especialista em GST:
Especialista em GST:

Khudonazarov Artur

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

Tajiquistão

Especialista em GST:

Shariff Jamil

MSDSP

Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
Pilot Program for Climate Resilience, Tajikistan (WB / PPCR)
Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)
Kyrgyzstan Mountain Societies Development Support Programme, Aga Khan Development Network (MSDSP KG) - Quirguizistão

1.3 Condições em relação ao uso da informação documentada através de WOCAT

O/a compilador/a e a(s) pessoa(s) capacitada(s) aceitam as condições relativas ao uso de dados documentados através da WOCAT:

Sim

2. Descrição da tecnologia de GST

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

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 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

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 Fotos da tecnologia

2.5 País/região/locais onde a tecnologia foi aplicada e que estão cobertos nesta avaliação

País:

Tajiquistão

Região/Estado/Província:

GBAO

Especificação adicional de localização:

Roshtkalah, Ishkashim, Vanj, Rushnan

Especifique a difusão da tecnologia:
  • Uniformemente difundida numa área
Se a área precisa não for conhecida, indicar a área aproximada coberta:
  • 100-1.000 km2
Comentários:

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

2.6 Data da implementação

Caso o ano exato seja desconhecido, indique a data aproximada:
  • menos de 10 anos atrás (recentemente)

2.7 Introdução da tecnologia

Especifique como a tecnologia foi introduzida:
  • através de projetos/intervenções externas
Comentários (tipos de projeto, etc.):

The first water wheels were established in 2011 by MSDSP

3. Classificação da tecnologia de GST

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • access to irrigation

3.2 Tipo(s) atualizado(s) de uso da terra onde a tecnologia foi aplicada

Terra de cultivo

Terra de cultivo

  • Cultura anual
  • Cultura de árvores e arbustos
Cultivo anual - Especificar culturas:
  • cereais - trigo (primavera)
  • culturas de raiz/tubérculos- batatas
  • tomatoes, radishes, coleslaw
Cultivo de árvores e arbustos - Especificar culturas:
  • frutas com caroço (pêssego, damasco, cereja, ameixa, etc.)
  • frutos secos (castanhas do Brasil, pistache, nozes, amêndoas, etc.)
Número de estações de cultivo por ano:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 170

Comentários:

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 Abastecimento de água

Abastecimento de água para a terra na qual a tecnologia é aplicada:
  • Irrigação completa

3.5 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia

  • Gestão de irrigação (inclusive abastecimento de água, drenagem)
  • Tecnologias de eficiência energética

3.6 Medidas de GST contendo a tecnologia

Medidas estruturais

Medidas estruturais

  • S11: Outros
Comentários:

Main measures: structural measures

3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia

Erosão do solo pela água

Erosão do solo pela água

  • Wt: Perda do solo superficial/erosão de superfície
Erosão do solo pelo vento

Erosão do solo pelo vento

  • Et: Perda do solo superficial
Deteriorização química do solo

Deteriorização química do solo

  • Cn: declínio de fertilidade e teor reduzido de matéria orgânica (não causado pela erosão)
Deteriorização física do solo

Deteriorização física do solo

  • Pk: quebra e ressecamento
  • Pi: selagem do solo
Degradação biológica

Degradação biológica

  • Bc: redução da cobertura vegetal
  • Bq: quantidade/ declínio da biomassa
Comentários:

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 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo

Especifique o objetivo da tecnologia em relação a degradação da terra:
  • Prevenir degradação do solo

4. Especificações técnicas, implementação de atividades, entradas e custos

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Especificações técnicas (relacionada ao desenho técnico):

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

Autor:

MSDSP Khorog

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Outro/moeda nacional (especifique):

Somoni

Se for relevante, indique a taxa de câmbio do USD para moeda local (por exemplo, 1 USD = 79,9 Real): 1 USD =:

4,5

Indique a média salarial da mão-de-obra contratada por dia:

9.00

4.3 Atividades de implantação

Atividade Periodicidade (estação do ano)
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 Custos e entradas necessárias para a implantação

Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade Custos totais por entrada % dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra Putting in polyethylene tube Persons/day 5,0 40,0 200,0
Equipamento Electrode for welding Pieces 80,0 0,375 30,0
Material de construção Tin plates Pieces 7,0 200,0 1400,0
Material de construção Chain hooks Pieces 8,0 3,0 24,0
Material de construção Scoop Pieces 1,0 25,0 25,0
Material de construção Clamps Pieces 60,0 0,7 42,0
Material de construção Gabion grid Pieces 1,0 135,0 135,0
Material de construção Steel meter 32,0 8,375 268,0
Material de construção Axle (pipe), 32 cm meter 1,0 50,0 50,0
Material de construção Bushing Pieces 2,0 35,0 70,0
Outros Rotary fitting Pieces 1,0 200,0 200,0
Outros Polyethylene tube meter 50,0 13,0 650,0
Outros White paint liter 3,0 15,0 45,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 3139,0
Custos totais para o estabelecimento da Tecnologia em USD 697,56
Se o usuário da terra arca com menos que 100% dos custos, indique quem cobre os custos remanescentes:

MSDSP

Comentários:

Duration of establishment phase: 3 month(s)

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

Atividade Periodicidade/frequência
1. maintenance of pump annual

4.6 Custos e entradas necessárias pata a manutenção/atividades recorrentes (por ano)

Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade Custos totais por entrada % dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra Maintenance of pump Pump 1,0 45,0 45,0 100,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 45,0
Custos totais de manutenção da Tecnologia em USD 10,0
Comentários:

The costs apply to the construction of 1 spiral pump.

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

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

5. Ambiente natural e humano

5.1 Clima

Precipitação pluviométrica anual
  • <250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1.000 mm
  • 1.001-1.500 mm
  • 1.501-2.000 mm
  • 2.001-3.000 mm
  • 3.001-4.000 mm
  • > 4.000 mm
Zona agroclimática
  • Semiárido
  • Árido

Thermal climate class: temperate

5.2 Topografia

Declividade média:
  • Plano (0-2%)
  • Suave ondulado (3-5%)
  • Ondulado (6-10%)
  • Moderadamente ondulado (11-15%)
  • Forte ondulado (16-30%)
  • Montanhoso (31-60%)
  • Escarpado (>60%)
Formas de relevo:
  • Planalto/planície
  • Cumes
  • Encosta de serra
  • Encosta de morro
  • Sopés
  • Fundos de vale
Zona de altitude:
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1.000 m s.n.m.
  • 1.001-1.500 m s.n.m.
  • 1.501-2.000 m s.n.m.
  • 2.001-2.500 m s.n.m.
  • 2.501-3.000 m s.n.m.
  • 3.001-4.000 m s.n.m.
  • > 4.000 m s.n.m.
Comentários e outras especificações sobre a topografia:

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

Landforms: Rivers

Slopes on average: Rivers need to have some flow

5.3 Solos

Profundidade do solo em média:
  • Muito raso (0-20 cm)
  • Raso (21-50 cm)
  • Moderadamente profundo (51-80 cm)
  • Profundo (81-120 cm)
  • Muito profundo (>120 cm)
Textura do solo (solo superficial):
  • Grosso/fino (arenoso)
Matéria orgânica do solo superficial:
  • Baixo (<1%)
Caso disponível anexe a descrição completa do solo ou especifique as informações disponíveis, p. ex. tipo de solo, PH/acidez do solo, nitrogênio, capacidade de troca catiônica, salinidade, etc.

Soil fertility is low

Soil drainage / infiltration is medium

Soil water storage capacity is medium

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

Lençol freático:

< 5 m

Disponibilidade de água de superfície:

Precário/nenhum

Qualidade da água (não tratada):

Água potável precária (tratamento necessário)

5.5 Biodiversidade

Diversidade de espécies:
  • Baixo

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado do sistema de produção:
  • misto (subsistência/comercial)
Rendimento não agrícola:
  • Menos de 10% de toda renda
Indivíduos ou grupos:
  • Grupos/comunidade
Nível de mecanização:
  • Tração animal
  • Mecanizado/motorizado
Gênero:
  • Homens
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

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

Population density: 10-50 persons/km2

Annual population growth: 1% - 2%

5.7 Área média de terrenos utilizados pelos usuários de terrenos que aplicam a Tecnologia

  • < 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
É considerado pequena, média ou grande escala (referente ao contexto local)?
  • Pequena escala

5.8 Propriedade de terra, direitos de uso da terra e de uso da água

Propriedade da terra:
  • Estado
  • Indivíduo, intitulado
Direitos do uso da terra:
  • Comunitário (organizado)

5.9 Acesso a serviços e infraestrutura

Saúde:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Educação:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Assistência técnica:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Emprego (p. ex. não agrícola):
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Mercados:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Energia:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Vias e transporte:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Água potável e saneamento:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Serviços financeiros:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Geração de energia

diminuído
aumentado
Disponibilidade e qualidade de água

Disponibilidade de água para criação de animais

diminuído
aumentado

Disponibilidade de água para irrigação

diminuído
aumentado

Impactos socioculturais

Livelihood and human well-being

reduced
improved
Comentários/especificar:

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

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Colheita/recolhimento de água

Reduzido
Melhorado

6.3 Exposição e sensibilidade da tecnologia às mudanças climáticas graduais e extremos/desastres relacionados ao clima (conforme o ponto de vista dos usuários da terra)

Mudança climática gradual

Mudança climática gradual
Estação do ano aumento ou diminuição Como a tecnologia lida com isso?
Temperatura anual aumento bem

Extremos (desastres) relacionados ao clima

Desastres meteorológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Temporal local bem
Tempestade de vento local bem
Desastres climatológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Seca bem
Desastres hidrológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Inundação geral (rio) não bem

Outras consequências relacionadas ao clima

Outras consequências relacionadas ao clima
Como a tecnologia lida com isso?
Período de crescimento reduzido bem
Comentários:

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 Análise do custo-benefício

Como os benefícios se comparam aos custos de implantação (do ponto de vista dos usuários da terra)?
Retornos a curto prazo:

positivo

Como os benefícios se comparam aos custos recorrentes/de manutenção(do ponto de vista dos usuários da terra)?
Retornos a curto prazo:

positivo

Comentários:

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

6.5 Adoção da tecnologia

  • casos isolados/experimental
Se disponível, determine a quantidade (número de unidades familiares e/ou área abordada):

4 households

De todos aqueles que adotaram a Tecnologia, quantos o fizeram espontaneamente, ou seja, sem receber nenhum incentivo/ pagamento material?
  • 0-10%
Comentários:

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 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do usuário da terra
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.
Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
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 Pontos fracos, desvantagens/riscos da tecnologia e formas de superá-los

Pontos fracos/desvantagens/riscos na visão do usuário da terra Como eles podem ser superados?
It may be expensive to replace some of the parts if they wear out in a few years time. Buy replacement parts in advance.
Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada Como eles podem ser superados?
Relatively high initial investment A micro-loan might help to cover the initial investment

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

7.2 Referências às publicações disponíveis

Título, autor, ano, 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.

Disponível de onde? Custos?

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

Módulos