Technologies

Small Earth Dams [Zambia]

technologies_1331 - Zambia

Completeness: 73%

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:
Name of project which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Book project: Water Harvesting – Guidelines to Good Practice (Water Harvesting)
Name of project which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Book project: SLM in Practice - Guidelines and Best Practices for Sub-Saharan Africa (SLM in Practice)
Name of the institution(s) which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
International Centre for Research in Agroforestry (ICRAF) - Kenya

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:

Water harvesting and storage structures to impound runoff generated from upstream catchment areas.

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

Small earth dams are water harvesting storage structures, constructed across narrow sections of valleys, to impound runoff generated from upstream catchment areas.

Establishment / maintenance activities and inputs: Construction of the dam wall begins with excavation of a core trench along the length of the dam wall which is filled with clay and compacted to form a ‘central core’ that anchors the wall and prevents or minimizes seepage. The upstream and downstream embankments are also built using soil with a 20-30% clay content. During construction – either by human labour, animal draught or machine (bulldozer, compacter, grader etc.) – it is critical to ensure good compaction for stability of the wall. It is common to plant Kikuyu grass (Pennisetum clandestinum) to prevent erosion of the embankment. The dam is fenced with barbed wire to prevent livestock from eroding the wall. Typical length of the embankment is 50-100 m with water depth ranging 4-8 m. An emergency spillway (vegetated or a concrete shute) is provided on either, or both sides, of the wall for safe disposal of excess water above the full supply level. The dam water has a maximum throwback of 500 m, with a capacity ranging from 50,000 – 100,000 m3.

Natural / human environment: The dams are mainly used for domestic consumption, irrigation or for watering livestock. If the dams are located on communal lands, their establishment requires full consultation and involvement of the local community. The government provides technical and financial assistance for design, construction and management of these infrastructures. Community contribution includes land, labour and local resources. The community carries out periodic maintenance of the infrastructure – including vegetation management on embankment, desilting etc. – and of the catchment areas (through soil and water conservation practices).

2.3 Fotos da tecnologia

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

Country:

Zambia

Region/ State/ Province:

Southern Province

Especifique a difusão da tecnologia :
  • Aplicado em pontos específicos/concentrado numa pequena área
Comentários:

In the study area there are over 293 dams serving a cattle population of 1.1 million and human population of nearly 1 million people

2.6 Data da implementação

Caso o ano exato seja desconhecido, indique a data aproximada:
  • 10-50 years ago

2.7 Introdução da tecnologia

Especifique como a tecnologia foi introduzida:
  • através de projetos/intervenções externas

3. Classificação da tecnologia de gestão sustentável da terra

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • Access to water

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

Terra de cultivo

Terra de cultivo

  • Cultura anual
Número de estações de cultivo por ano:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 120; Longest growing period from month to month: Nov-April

Comentários:

Major land use problems (compiler’s opinion): water degradation, soil erosion, low surface water availability

3.4 Water supply

Abastecimento de água para a terra na qual a tecnologia é aplicada:
  • Precipitação natural

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

  • Solo/cobertura vegetal melhorada
  • Colheita de água

3.6 Medidas de gestão sustentável da terra contendo a tecnologia

Medidas vegetativas

Medidas vegetativas

  • V2: gramíneas e plantas herbáceas perenes
Medidas estruturais

Medidas estruturais

  • S5: Represa, bacia, lago
Comentários:

Secondary measures: vegetative measures

Type of vegetative measures: aligned: -contour

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
  • Wg: Erosão por ravinas/ravinamento
Comentários:

Secondary types of degradation addressed: Wg: gully erosion / gullying

Main causes of degradation: Heavy / extreme rainfall (intensity/amounts), floods

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
  • Reduzir a degradação do solo
Comentários:

Secondary goals: rehabilitation / reclamation of denuded land

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

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Especificações técnicas (relacionada ao desenho técnico):

Dimensions and main components of a small dam: (1) water body; (2) dam wall (with layers of compacted soil; side slopes 3:1); (3) central core ('key'); (4) grass cover; (5) stone apron; (6) spillway

Southern Province

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: high

Main technical functions: control of concentrated runoff: retain / trap, water harvesting / increase water supply

Aligned: -contour
Vegetative material: G : grass

Grass species: Pennisetum clandestinum

Dam/ pan/ pond
Depth of ditches/pits/dams (m): 4.00
Length of ditches/pits/dams (m): 50.00

Construction material (earth): 20-30% clay content

Specification of dams/ pans/ ponds: Capacity 100000.00m3

Dimensions of spillways: 5.00m

Vegetation is used for stabilisation of structures.

Autor:

Mats Gurtner, Center for Development and Environment, University of Bern

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Especifique como custos e entradas foram calculados:
  • Por unidade de tecnologia
Especifique a unidade:

Dam

Specify dimensions of unit (if relevant):

10’000 m3 (44 m long; 8 m deep)

4.3 Atividades de implantação

Atividade Timing (season)
1. Site selection in consultation with community.
2. Dam survey and design: Topographical survey of dam area; using leveling equipment (dumpy level or theodolite); Determination of dam wall dimensions.
3. Dam wall construction: Excavate core trench (usually 4m wide; 2m deep). Excavate and transport clay-rich soil to the dam site. Construct core and embankments (slope angles 3:1). Continuously compact placed soil.
4. Construct lateral spillway(s), 5-30m wide (depending on the flood flow and the return slope).
5. Design and installation of irrigation and drainage infrastructure (in case of crop production).
6. Completion: plant kikuyu grass on dam embank-ment, spillway and irrigation canals and fence of; alternatively line with cement

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 Dam and spillway construction unit 1,0 2000,0 2000,0 20,0
Equipamento Tools unit 1,0 30000,0 30000,0 20,0
Material vegetal Seeds unit 1,0 1000,0 1000,0 20,0
Fertilizantes e biocidas Fertilizer unit 1,0 1000,0 1000,0 20,0
Fertilizantes e biocidas Biocides unit 1,0 1000,0 1000,0 20,0
Material de construção Stone unit 1,0 15000,0 15000,0 20,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 50000,0
Total costs for establishment of the Technology in USD 50000,0

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

Atividade Calendarização/frequência
1. Catchment conservation to minimise siltation of dam and irrigation infrastructure (continuous).
2. (Re-)planting grass on dam and irrigation infrastructure (annually, using hand hoes).
3. Desiliting of the dam (every 5-10 years): excavate and remove the silt deposited in the dam.
4. Cleaning of dam and irrigation infra-structure (annually): remove trees/ shrubs from dam / canals. If concrete lined: repair of any damages.

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 dam unit 1,0 200,0 200,0
Equipamento Tools unit 1,0 2000,0 2000,0
Material vegetal Seeds unit 1,0 300,0 300,0
Material de construção Stone unit 1,0 1500,0 1500,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 4000,0
Total costs for maintenance of the Technology in USD 4000,0
Comentários:

Machinery/ tools: machinery, ox-ripper, hoe/pick, shovel

Establishment costs are calculated for a dam with an earthwork volume of 10’000 m3 (44 m long; 8 m deep; side slopes 3:1). 20% of costs are borne by the community (in-kind contribution: labour and local materials such as sand, stones). Construction machinery can include: tipper truck, bulldozer, motor scraper, compactor, tractor, grader

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
Especifique a média pluviométrica anual em mm (se conhecida):

700,00

Zona agroclimática
  • Subúmido
  • 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
Comentários e outras especificações sobre a topografia:

Slopes on average: Gentle (plains), moderate (plains), rolling (plains) and hilly (valleys)

Altitudinal zone: Also 1000-1500 m a.s.l., range from 300-1200 m a.s.l.

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:
  • Médio (1-3%)
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

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

Disponibilidade de água de superfície:

Precário/nenhum

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado do sistema de produção:
  • mixed (subsistence/ commercial)
Indivíduos ou grupos:
  • Grupos/comunidade
Nível de mecanização:
  • Tração animal
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

Land users applying the Technology are mainly disadvantaged land users

Population density: < 10 persons/km2

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
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:
  • Comunitário/rural
  • not titled
Direitos do uso da terra:
  • Comunitário (organizado)

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Produção agrícola

Diminuído
Elevado

Produção animal

Diminuído
Elevado
Disponibilidade e qualidade de água

Disponibilidade de água para irrigação

Diminuído
Elevado

Qualidade da água para irrigação

Diminuído
Elevado
Renda e custos

Rendimento agrícola

Diminuído
Elevado

Impactos socioculturais

Segurança alimentar/auto-suficiência

Reduzido
Melhorado

Oportunidades de lazer

Reduzido
Melhorado

Instituições comunitárias

Enfraquecido
Fortalecido

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Quantidade de água

Diminuído
Elevado

Colheita/recolhimento de água

Reduzido
Melhorado

Lençol freático/aquífero

Baixado
Recarga
Clima e redução de riscos de desastre

Impactos da seca

Elevado
Diminuído

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Disponibilidade de água

Diminuído
Elevado

Cheias de jusante

Elevado
Reduzido

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 increase or decrease Como a tecnologia lida com isso?
Temperatura anual increase bem

Extremos (desastres) relacionados ao clima

Desastres meteorológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Temporal local não 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

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:

negativo

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:

neutro/balanceado

Retornos a longo prazo:

muito positivo

6.5 Adoção da tecnologia

Comentários:

Comments on adoption trend: Records of 1991 indicate at least 537 such dams exist in Zambia. In the study area there are over 293 dams serving a cattle population of 1.1 million and human population of nearly 1 million people.

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Strengths/ advantages/ opportunities in the compiler’s or other key resource person’s view
Small earth dams allow for the diversification of income activities including tree nurseries, brick making, fish farming, raising ducks and geese and thus alleviate poverty

improvement of access to markets will be crucial to support such income generating activities
Saves people’s time by reducing the distance to fetch water for domestic use

clear and equitable water use rights and agreements
Reduced risk of crop failure by bridging prolonged dry periods and as such contribute to food security and climate change adaptation

How can they be sustained / enhanced? combine with water saving cultivation practices such as mulching, pitting etc.
Reduced damages from soil erosion and flooding by storing excessive runoff water

How can they be sustained / enhanced? use an integrated watershed management approach to reduce flood and erosion risk
Possibility for watering cattle near the village reduced soil compaction and erosion

How can they be sustained / enhanced? regulate access of cattle to avoid degradation around the water source and protect water source from pollution

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

Weaknesses/ disadvantages/ risks in the compiler’s or other key resource person’s view How can they be overcome?
Dams are communally owned requires strong organisation and commitment by community
Risk of siltation de-silting and Catchment conservation is essential
Vulnerability to climate change increase depth and design storage to last at least for two rainy seasons
Evaporation and seepage losses maintain minimum design depth of 4 meters; if seepage is high: provide impervious material on the upstream embankment, i.e. clay or plastic lining if necessary

7. Referências e links

7.2 Referências às publicações disponíveis

Title, author, year, ISBN:

Nissen-Petersen E. 2006. Water from small dams. A handbook for technicians, farmers and others on site investigations, designs, cost estimations, construction and maintenance of small earth dams

Title, author, year, ISBN:

Morris P. H. 1991. Statement of Policy: Progress Review of the Drought Relief Dam Cons/ruction Project, Southern Province. Part 1 — Main Report. Irrigation and Land Husbandry Branch, Department of Agriculture, Chôma

Title, author, year, ISBN:

Sichingabula H.M. 1997. Problems of sedimentation in small dams in Zambia. Human Impact on Erosion and Sedimentation (Proceedings of the Rabat Symposium, April 1997. IAHS Publ. no. 245, 1997

7.3 Links to relevant online information

Title/ description:

The Jesuit Centre for Theological Reflection. 2010. Social Conditions Programme.

URL:

http://www.mywage.org/zambia/main/minimum-wage/comparitive-minimum-wage

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