Sub-surface drainage on irrigated lands [South Africa]
- Creation:
- Update:
- Compilador/a: Hans Edward King
- Editor: –
- Reviewers: Alexandra Gavilano, David Streiff
Ondergrondse dreinering, brakdreinering, natdreinering (Afrikaans)
technologies_1126 - South Africa
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Expand all Collapse all1. Informação geral
1.2 Detalhes do contato das pessoas capacitadas e instituições envolvidas na avaliação e documentação da tecnologia.
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 Africa1.3 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)
Map
×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
- 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
- S7: colheita de água/ equipamento de abastecimento/irrigação
3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia

Deteriorização química do solo
- Cs: salinização/alcalinização

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
Gestão de terra
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
Outros impactos socioeconômicos
on farm employment
Comentários/especificar:
due to higher workload
input constraints
Comentários/especificar:
Construction must be financed
Impactos socioculturais
Instituições comunitárias
Conhecimento de gestão sustentável da terra/degradação da terra
Impactos ecológicos
Ciclo hídrico/escoamento
Escoamento superficial
Drenagem de excesso de água
Solo
Cobertura do solo
Comentários/especificar:
Less bare soil
Outros impactos ecológicos
soil fertility
restoration of original topsoil aeration
Comentários/especificar:
Most of this soils have originally been saturated
6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia
Caudal confiável e estável em período seco
downslope salinatation
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
Links and modules
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No links
Modules
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