Technologies

Sub-surface drainage on irrigated lands [South Africa]

Ondergrondse dreinering, brakdreinering, natdreinering (Afrikaans)

technologies_1126 - South Africa

Completeness: 71%

1. Informação geral

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

Pessoa(s)-chave

SLM specialist:
SLM specialist:

Richter Francois

Department of Agriculture, Western Cape, Wellington

South Africa

SLM specialist:

Smit Jan

Department of Agriculture, Western Cape, Wellington

South Africa

SLM specialist:

Steyn Francis

Department of Agriculture, Western Cape, George

South Africa

SLM specialist:

Oliver Gert

Department of Agriculture, Western Cape, Moorreesburg

South Africa

Name of the institution(s) which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Dept. of Agriculture, Western Cape (Dept. of Agriculture, Western Cape) - South Africa

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

The compiler and key resource person(s) accept the conditions regarding the use of data documented through WOCAT:

Sim

2. Descrição da tecnologia de gestão sustentável da terra

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

Drainage of saturated and salinised soils by means of sub-soil drainage pipes

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

There is a lot of soil, wind and water erosion in this area. River erosion, not related to this SWC, is a problem over the whole area (on average 20 t/ha/y). Sheet and gully erosion occurs on commercial land. The whole area along the rivers varies up to 50 km.

In some places drainage is inadequate and water-logging occurs. A system of sub-soil perforated pipes with surrounding filters was installed. Pipes laid at spacing determined according to the site conditions.
The overall purpose was to limit the level of the water table in the soil profile and remove salts, to provide an adequately aerated zone in the soil for a crops’ root system.

The system must be planned by a suitably trained person and constructed by an expert.

Drainage pipes must be flushed at least annually and roots removed whenever present.

2.3 Fotos da tecnologia

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

Country:

South Africa

Region/ State/ Province:

Western Cape Province

Further specification of location:

Southern Cape, Boland, Swartland

Especifique a difusão da tecnologia :
  • Uniformemente difundida numa área
If the Technology is evenly spread over an area, specify area covered (in km2):

240,0

If precise area is not known, indicate approximate area covered:
  • 100-1.000 km2
Comentários:

Total area covered by the SLM Technology is 240 km2.

Technology also applied in other provinces. Boland 60% under agriculture and from this 20% under this technology. Swartland mainly wheat, 10% under irrigation and from this 20% is already drained. Southern Cape: 20% irrigated of which 20% is drained, 95% commercial farmers. Other parts in SA: KwaZulu/Natal (Pongola), Free state (Rietriver, Orange River), Northern Cape (Vaalharts, Douglas, Upington), Eastern Cape (Fish River, Sundays River, Langkloof)

2.6 Data da implementação

Caso o ano exato seja desconhecido, indique a data aproximada:
  • less than 10 years ago (recently)

2.7 Introdução da tecnologia

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

Holland, USA - literature

3. Classificação da tecnologia de gestão sustentável da terra

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • Reduz, previne, recupera a degradação do solo

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

Terra de cultivo

Terra de cultivo

  • Cultura de árvores e arbustos
Tree and shrub cropping - Specify crops:
  • citrus
  • grapes
  • pome fruits (apples, pears, quinces, etc.)
Número de estações de cultivo por ano:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 120; Longest growing period from month to month: Sep - Mar

Comentários:

major food crop: Deciduous fruit/citrus
other: Grapes

Major land use problems (compiler’s opinion): Bad management (over irrigation). The washing of soil from one land to the other. High winter rainfall.

Major land use problems (land users’ perception): Loss of crop production due to saturation/salinisation of soil. Not putting money back what would be expect, because not enough growth, reduced crop roots deeper in soil and no growth in the area, slanted growth - salinised soils.

3.5 Grupo de gestão sustentável da terra ao qual pertence a tecnologia

  • Gestão de irrigação (inclusive abastecimento de água, drenagem)

3.6 Medidas de gestão sustentável da terra contendo a tecnologia

Medidas estruturais

Medidas estruturais

  • S7: colheita de água/ equipamento de abastecimento/irrigação

3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia

Deteriorização química do solo

Deteriorização química do solo

  • Cs: salinização/alcalinização
Deteriorização física do solo

Deteriorização física do solo

  • Pw: estagnação hídrica
Comentários:

Secondary types of degradation addressed: Cs: salinisation / alkalinisation

Main causes of degradation: other natural causes (avalanches, volcanic eruptions, mud flows, highly susceptible natural resources, extreme topography, etc.) specify (Rising water tables - As result of over irrigation, leaking dams and canals)

Secondary causes of degradation: education, access to knowledge and support services (Lack of knowledge - Build dams & canals that leak, over irrigation)

3.8 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo

Especifique o objetivo da tecnologia em relação a degradação da terra:
  • Previnir degradação do solo
  • Recuperar/reabilitar solo severamente degradado

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

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Especificações técnicas (relacionada ao desenho técnico):

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: moderate

Main technical functions: Removal of salts from soils, Decrease water table, Increase of soil aeration

Structural measure: subsurface drains
Vertical interval between structures (m): n/a
Spacing between structures (m): 40-80
Depth of ditches/pits/dams (m): 1.5-2.5
Length of ditches/pits/dams (m): 300

Construction material (other): Plastic perforated pipe with crushed stone filter

Slope (which determines the spacing indicated above): 2%

Lateral gradient along the structure: 2%

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Especifique a moeda utilizada para os cálculos de custo:
  • USD
Indique a média salarial da mão-de-obra contratada por dia:

15.00

4.3 Atividades de implantação

Atividade Timing (season)
1. Dig trench 150m/day, dry season Dec-Apr
2. Lay pipe 150m/day, dry season Dec-Apr
3. Place filter material 150m/day, dry season Dec-Apr
4. Build manholes 150m/day, dry season Dec-Apr
5. Backfill trench 150m/day, dry season Dec-Apr

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 Install drainage system persons/day/ha 10,0 15,0 150,0 75,0
Equipamento Machine use ha 1,0 450,0 450,0 75,0
Material de construção Stone ha 1,0 100,0 100,0 75,0
Material de construção Pipes ha 1,0 240,0 240,0 75,0
Material de construção Manholes ha 1,0 250,0 250,0 75,0
Outros Contractor overheads ha 1,0 200,0 200,0 75,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 1390,0
Total costs for establishment of the Technology in USD 1390,0
Comentários:

Duration of establishment phase: 12 month(s)

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

Atividade Calendarização/frequência
1. Flush pipes with water All year/2 times a year
2. Cut roots in pipes When required/
3. Clean manholes All year/2 times a year (was reduced)

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 ha 1,0 25,0 25,0 100,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 25,0
Total costs for maintenance of the Technology in USD 25,0
Comentários:

Length of pipe (grid at 60 m spacing - i.e. pipe that average team lays in one day)

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

Suitability of soil for drainage (greater depth and permeability = lower costs.

5. Ambiente naturale 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
Especificações/comentários sobre a pluviosidade:

501-750 mm is closer to the mountain

Zona agroclimática
  • Semiárido

5.2 Topografia

Encostas em 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 acima do nível do mar
  • 101-500 m acima do nível do mar
  • 501-1.000 m acima do nível do mar
  • 1.001-1.500 m acima do nível do mar
  • 1.501-2.000 m acima do nível do mar
  • 2.001-2.500 m acima do nível do mar
  • 2.501-3.000 m acima do nível do mar
  • 3.001-4.000 m acima do nível do mar
  • > 4.000 m acima do nível do mar

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)
  • Médio (limoso, siltoso)
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 medium - low

Soil drainage / infiltration is medium

Soil water storage capacity is low

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado do sistema de produção:
  • mixed (subsistence/ commercial)
  • Comercial/mercado
Rendimento não agrícola:
  • Menos de 10% de toda renda
Nível relativo de riqueza:
  • Média
  • Rico
Nível de mecanização:
  • Mecanizado/motorizado
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

Population density: 50-100 persons/km2

Annual population growth: 1% - 2%

20% of the land users are rich and own 30% of the land.
60% of the land users are average wealthy and own 50% of the land.
20% of the land users are poor and own 20% of the land.

Off-farm income specification: Most of them are only farmers.

Level of mechanization: Tractors, trailer, plough, crop sprayers

5.7 Average area of land used by land users applying the Technology

  • < 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
Comentários:

Average area of land owned or leased by land users applying the Technology: Also 100-500 ha, but production capacity on all is really the same

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

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

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Produção agrícola

Diminuído
Elevado

Gestão de terra

Impedido
Simplificado
Comentários/especificar:

During rainy season (winter) tractor can drive on field without getting stuck in the mud, but construction process and maintenance of intercrops farming activities (negligble)

Renda e custos

Rendimento agrícola

Diminuído
Elevado
Outros impactos socioeconômicos

on farm employment

decreased
increased
Comentários/especificar:

due to higher workload

input constraints

increased
decreased
Comentários/especificar:

Construction must be financed

Impactos socioculturais

Instituições comunitárias

Enfraquecido
Fortalecido

Conhecimento de gestão sustentável da terra/degradação da terra

Reduzido
Melhorado

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Escoamento superficial

Elevado
Diminuído

Drenagem de excesso de água

Reduzido
Melhorado
Solo

Cobertura do solo

Reduzido
Melhorado
Comentários/especificar:

Less bare soil

Outros impactos ecológicos

soil fertility

decreased
increased

restoration of original topsoil aeration

reduced
improved
Comentários/especificar:

Most of this soils have originally been saturated

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Caudal confiável e estável em período seco

Reduzido
Elevado

downslope salinatation

improved
reduced

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:

ligeiramente positivo

Retornos a longo prazo:

muito positivo

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

muito positivo

Retornos a longo prazo:

muito positivo

6.5 Adoção da tecnologia

  • 11-50%
Se disponível, determine a quantidade (número de unidades familiares e/ou área abordada):

50 percent of all households in this area

Of all those who have adopted the Technology, how many did so spontaneously, i.e. without receiving any material incentives/ payments?
  • 11-50%
Comentários:

50% of land user families have adopted the Technology with external material support

Comments on acceptance with external material support: estimates

50% of land user families have adopted the Technology without any external material support

Comments on spontaneous adoption: estimates

There is a moderate trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: More and more farmers are coming to do ditch drainage because there's more money available, if waiting period is more than 3 months the service from government is free of charge.

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Strengths/ advantages/ opportunities in the land user’s view
Greatly improved crop yield
Improved access for mechanisation
Strengths/ advantages/ opportunities in the compiler’s or other key resource person’s view
Greatly improved crop yield
Improved access for mechanisation

6.8 Pontos fracos, desvantagens/riscos da tecnologia e formas de superá-los

Weaknesses/ disadvantages/ risks in the land user’s view How can they be overcome?
Initial capital outlay
Slight decreased in run-off water quality
Insufficient information on soil properties
Weaknesses/ disadvantages/ risks in the compiler’s or other key resource person’s view How can they be overcome?
Initial capital outlay
Slight decreased in run-off water quality
Insufficient information on soil properties

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

7.2 Referências às publicações disponíveis

Title, author, year, ISBN:

Drainage Works for Western Cape (Afrikaans). July 1988.

Available from where? Costs?

HE King

Title, author, year, ISBN:

National Drainage Manual (Afrikaans)

Available from where? Costs?

NDA - photostat costs

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