Tecnologias

Roof rainwater harvesting system [Botsuana]

Lekidi

technologies_1417 - Botsuana

Completude: 82%

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:
Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
DESIRE (EU-DES!RE)
Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
Book project: Water Harvesting – Guidelines to Good Practice (Water Harvesting)
Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)
University of Botswana (University of Botswana) - Botsuana

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

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

Sim

1.4 Declaração de sustentabilidade da tecnologia descrita

A tecnologia descrita aqui é problemática em relação a degradação da terra de forma que não pode ser declarada uma tecnologia de gestão sustentável de terra?

Não

2. Descrição da tecnologia de GST

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

Roof rainwater catchment system using galvanised iron roof material, feeding underground water tank.

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

A roof of galvanised iron (corrugated iron) with the dimensions 7 x 6m is constructed on a support of gum poles (see photos). The roof catches the rain. The rain water flows over the roof into pipes at the rear end of the roof (sloping side) into an underground conical water tank. The tank is made of bricks and mortar. The underground tank serves two key roles: i) it stores water for use during the dry spells or times of no rain; and ii) the tank keeps the water cool in this hot environment. The technology is most preferred for so-called ‘lands’ areas, to provide household drinking water. On average, these lands are distant from water sources (e.g. 2-15 km). Other benefits of storing rainwater include less pressure on natural water ponds, but this would be a secondary concern

Water is critical for human consumption and needed around the home. The cool water is effective in quenching the thirst; it reduces labour time to collect water thus freeing time to concentrate on other farm activities. The water is mainly for household drinking and household chores like washing. Some is used as drinking water for chickens and for the animals used for draught power (e.g. donkeys during ploughing). The units are for use by individual farmers and thus restricted to individual households. The owner or the farmer has exclusive rights to the use of the water. Some farmers indicated that, in times of no rain, or before the first rains, they collect water from the village in drums, and pour it into this underground water tank, thus using it as a reservoir. They especially like the persistent coolness of water stored in the underground tank.

The technology is for rainwater collection in four villages. Rainwater that flows over the roof is collected, for example, on galvanised iron roofs. The water then runs through gutters and a pipe to the underground water tank. To build the underground tank, the ground is excavated, to about 2m deep and about 3m wide. Within this hole, a drum-like feature is built with concrete bricks and mortar. After the wall of the tank is complete, it is then lined with mortar from the inside, and the base is also lined to form the completed tank. It is then sealed at over most of the surface leaving an opening with a lid. This opening is large enough for a man to enter for occasional cleaning of the groundwater tank. Thus the system comprises a roof, for collecting rainwater, and an underground tank for storing it.

The environment is semi-arid and seasonal rainfall dominates during the summer months of October to April. People depend on nearby boreholes for water in the lands areas or have to travel to the village (about 2-5km away on average, but can be up to 15km) to fetch water. Most boreholes are either privately owned or communal and water is rationed to about two drums per week or even fortnightly. Most of the borehole water in the area is brackish. Thus roof rainwater (which is fresh) acts as the preferred alternative source of water. The underground tank, once full, is equivalent to 110 drums. Most normal rain events fill the tank, and the water remains in use till the next rainy season, which was found to be the case at all four pilot sites visited. Thus the rainwater catchments systems offer water security in the lands areas; water of very good drinking quality (sweet taste, cooler).

2.3 Fotos da tecnologia

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

País:

Botsuana

Região/Estado/Província:

Boteti area, in Central District of Botswana

Especificação adicional de localização:

Central District

Comentários:

Total area covered by the SLM Technology is 0.01 km2.
This is a roof rainwater catchment system which is about 7m by 6m = 42 m2. The collection tank has a capacity of 10 000 litres.

2.6 Data da implementação

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

2.7 Introdução da tecnologia

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

This is an ALDEP (arable lands development project) which is specifically for arable lands areas, to ascertain water provision and it started in the 1980-1990s, then up to mid 2008.

3. Classificação da tecnologia de GST

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • Reduzir riscos de desastre

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: 197, Longest growing period from month to month: Oct - Mar

Pastagem

Pastagem

Pastagem extensiva:
  • Pastoralismo semi-nômade
  • Fazenda pecuária
Comentários:

Major land use problems (compiler’s opinion): The water harvesting system is critical in a semi-arid environment, where water shortages are common. To augment water supplies, storage is needed especially in arable land areas where there are no coordinated water distributions like standpipes, as is the case in villages. People at the lands eke a living out of the arable fields, and assured water availability enables families to remain longer close to the fields for essential crop management, hence increased yields.
Major land use problems (land users’ perception): Water shortage and poor water quality.
Type of cropping system and major crops comments: Very little in a way of cash crops as the production system is subsistence based.
Type of grazing system comments: Free range grazing
Constraints of settlement / urban: piped water is cheap

Livestock density: 1-10 LU /km2

3.4 Abastecimento de água

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

Water supply: rainfed, rainfed

3.5 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia

  • Coleta de água

3.6 Medidas de GST contendo a tecnologia

Medidas estruturais

Medidas estruturais

  • S5: Represa, bacia, lago

3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia

Degradação da água

Degradação da água

  • Hs: mudança na quantidade de água de superfície
  • Hg: mudança no lençol freático/aquífero
Comentários:

Main causes of degradation: droughts (Reduced water/moisture due to droughts), land tenure (livelihoods depending on fragile ecosystem)
Secondary causes of degradation: overgrazing (high stocking rates in dry areas), population pressure, poverty / wealth (limited access to water and saline water)

3.8 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo

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

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

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Especificações técnicas (relacionada ao desenho técnico):

The top lid of the underground tank:
Rain water falls onto the corrugated roof surface, which usually measures 7 x 6m. This water flows down into the gutters, then down through the pipe into an underground water storage tank (built from concrete blocks which are lined with a coating of mortar, or mortar is applied to wire mesh. Most storage tanks, when full, have a capacity of about 110 drums (a drum holds 200 litres). Without this system, a farmer usually only has about 2 drums per week.

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate (Easy strycture or system to explain)
Technical knowledge required for land users: low (Needs professional builder to construct, but easy to run)
Main technical functions: water harvesting / increase water supply
Secondary technical functions: is used as open storage for farm equipment, offers shade against the heat, as well as temporary shelter

Structural measure: Roof rainwater system (roof)
Width of ditches/pits/dams (m): 6
Length of ditches/pits/dams (m): 7

Structural measure: Tank specifications (conical)
Depth of ditches/pits/dams (m): 2.7
Width of ditches/pits/dams (m): 1.75
Length of ditches/pits/dams (m): 3.5

Construction material (earth): To mix with cement
Construction material (wood): gum poles, rafters for supporting iron roof
Construction material (concrete): To build tank foundation
Construction material (other): iron
Lateral gradient along the structure: 5%
Specification of dams/ pans/ ponds: Capacity 10m3
Catchment area: 42m2
Beneficial area: 5m2

Autor:

Atlhopheng Julius, Botswana

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Outro/moeda nacional (especifique):

Pula

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

8,0

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

5.00

4.3 Atividades de implantação

Atividade Periodicidade (estação do ano)
1. Digging pit
2. Transporting sand, cement and concrete blocks
3. Construction

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 labour ha 1,0 12,5 12,5 100,0
Mão-de-obra labour by gov (8 person days) ha 1,0 500,0 500,0
Material de construção sand, cement, concrete block ha 1,0 1500,0 1500,0 100,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 2012,5
Custos totais para o estabelecimento da Tecnologia em USD 251,56
Comentários:

Duration of establishment phase: 1 month(s)

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

Atividade Periodicidade/frequência
1. Cleaning roof once a year, before onset of rains
2. Cleaning storage tank once a year, before onset of rains

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 labour ha 1,0 12,5 12,5 100,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 12,5
Custos totais de manutenção da Tecnologia em USD 1,56
Comentários:

Machinery/ tools: Stock bricks, corrugated iron sheets, meshwire, gutters, wire nails. No machinery, just broom and bucket to collect sediment and dispose of it.
Prices of construction material for the roof rainwater system, fitted with the underground water storage system. All prices and exchange rates were calculated for 29 September 2008. The government subsidy was such that, men pay 30% of all costs, while women pay 20%. The 20-30% could be paid through labour (i.e. digging the pit, transporting sand and cement and serving as a labour hand during construction. Thus if the farmer offers labour, then he does not pay anything. The costs are calculated with labour input and its price or the local wage.

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

Cost of building materials, specifically iron sheets, timber, bricks, concrete and the professional builder from the government.

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

Thermal climate class: subtropics. sub-tropical thermal climate (hot summers, cool winters)

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.

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)
  • Fino/pesado (argila)
Matéria orgânica do solo superficial:
  • Médio (1-3%)
  • Baixo (<1%)

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

Lençol freático:

5-50 m

Disponibilidade de água de superfície:

Precário/nenhum

Qualidade da água (não tratada):

Água potável precária (tratamento necessário)

5.5 Biodiversidade

Diversidade de espécies:
  • Alto

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado do sistema de produção:
  • Subsistência (autoabastecimento)
Rendimento não agrícola:
  • Menos de 10% de toda renda
Nível relativo de riqueza:
  • Muito pobre
  • Muito rico
Indivíduos ou grupos:
  • Indivíduo/unidade familiar
Nível de mecanização:
  • Tração animal
Gênero:
  • Mulheres
  • Homens
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

Land users applying the Technology are mainly disadvantaged land users
Population density: < 10 persons/km2
Annual population growth: 2% - 3%
10% of the land users are very rich and own 50% of the land (rich cattle barons).
60% of the land users are average wealthy and own 30% of the land (most inhabitants).
30% of the land users are poor and own 20% of the land (subsistence farmers).
Off-farm income specification: Saves labour time to fetch water. Very limited off-farm income opportunities for everyone, including non-adopters of the technology

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:
  • Comunitário/rural
  • Indivíduo, não intitulado
Direitos do uso da terra:
  • Acesso livre (não organizado)
  • Indivíduo
Direitos do uso da água:
  • Comunitário (organizado)
  • Indivíduo
Comentários:

Communal grazing and individual land ownership for ploughing. Water availed through communal boreholes in lands and cattle posts, but with individual standpipes in villages. Open access to surface water resources for livestock e.g. pans after rains. Dual grazing rights problem, whereby private ranchers graze in the commons, but the opposite not possible.

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

Produção agrícola

diminuído
aumentado
Quantidade anterior à GST:

0.15 t/ha/y

Quantidade posterior à GST:

0.195 t/ha/y

Comentários/especificar:

30% increase due to more time to manage crops better e.g. weeding

Produção animal

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

mainly chickens and small stock

Risco de falha de produção

aumentado
diminuído
Quantidade anterior à GST:

40%

Quantidade posterior à GST:

10%

Comentários/especificar:

more time on farm

Disponibilidade e qualidade de água

Disponibilidade de água potável

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

water year round

Renda e custos

Despesas com insumos agrícolas

aumentado
diminuído
Quantidade anterior à GST:

5%

Quantidade posterior à GST:

90%

Comentários/especificar:

at construction phase only

Diversidade de fontes de rendimento

diminuído
aumentado
Quantidade anterior à GST:

3%

Quantidade posterior à GST:

25%

Comentários/especificar:

from horticulture, chickens etc

Disparidades econômicas

aumentado
diminuído
Quantidade anterior à GST:

5%

Quantidade posterior à GST:

90%

Comentários/especificar:

poor cannot afford it

Carga de trabalho

aumentado
diminuído
Comentários/especificar:

no time lost in collecting water afar

Impactos socioculturais

Segurança alimentar/auto-suficiência

Reduzido
Melhorado
Quantidade anterior à GST:

5%

Quantidade posterior à GST:

35%

Comentários/especificar:

better yields with more on-farm time

Estado de saúde

Agravado
Melhorado
Quantidade anterior à GST:

5%

Quantidade posterior à GST:

40%

Comentários/especificar:

the water is better than in region

Instituições comunitárias

Enfraquecido
Fortalecido
Quantidade anterior à GST:

6%

Quantidade posterior à GST:

50%

Comentários/especificar:

uplifting of the disadvantaged

Conhecimento de GST/ degradação da terra

Reduzido
Melhorado
Quantidade anterior à GST:

4%

Quantidade posterior à GST:

50%

Atenuação de conflitos

Agravado
Melhorado
Comentários/especificar:

conflicts exist over boreholes

Situação de grupos social e economicamente desfavorecidos

Agravado
Melhorado
Comentários/especificar:

improved water provision, not affordable for the poor (unless subsidized)

contribution to human well-being

decreased
increased
Comentários/especificar:

Many educational tours made on these demonstration sites. Fresh rainwater is good for health compared to borehole (salty) water.

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Quantidade de água

diminuído
aumentado
Quantidade anterior à GST:

5%

Quantidade posterior à GST:

80%

Comentários/especificar:

water year round

Qualidade de água

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

not salty/saline, to clean roof and tank annually (temporarily)

Colheita/recolhimento de água

Reduzido
Melhorado
Quantidade anterior à GST:

1%

Quantidade posterior à GST:

90%

Comentários/especificar:

resource from previous year used

Evaporação

aumentado
diminuído
Quantidade anterior à GST:

1%

Quantidade posterior à GST:

90%

Comentários/especificar:

underground water tank, sealed

Clima e redução de riscos de desastre

Emissão de carbono e gases de efeito estufa

aumentado
diminuído
Quantidade anterior à GST:

1%

Quantidade posterior à GST:

90%

Comentários/especificar:

clean technology

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Disponibilidade de água

diminuído
aumentado
Quantidade anterior à GST:

2 drums/we

Quantidade posterior à GST:

42drums/we

Comentários/especificar:

all this water saved due to technology

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
Desastres climatológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Seca não bem
Desastres hidrológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Inundação geral (rio) bem

Outras consequências relacionadas ao clima

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

The roof area is such that, some limited amounts of rain do fill or add some water into the storage tank

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:

muito 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:

muito negativo

Retornos a longo prazo:

muito positivo

Comentários:

Very costly to set up, if no government aid. It is however, very good for long term water provision.

6.5 Adoção da tecnologia

Comentários:

1% of land user families have adopted the Technology with external material support
1 land user families have adopted the Technology with external material support
There is one such structure per village in Boteti sub-district - and they are all demonstration schemes. There was no public uptake following demonstration, as government subsidy changed and was later stopped.
It is too costly e.g. building materials, hiring of professional builder and cement to set up in lands areas.
There is no trend towards spontaneous adoption of the Technology
High capital or start-up costs. The area has low income groups who get water from communal boreholes, while rich cattle owners obtain water from their private boreholes, and hence desalination is favoured rather than rainwater systems.

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do usuário da terra
Useful as shelter or storage
Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do compilador ou de outra pessoa capacitada
Provides cool water in hot summers
Provides water in lands areas, where it is most needed
Farmers appreciate the good water quality and clean system annually
It has low maintenance costs, it is easy to use

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?
Costly to set up, due to price of building materials Government subsidies, priviate sector, NGOs
Fear that their land would be taken away by the government after financial assistance Education about subsidies to allay fears
Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do compilador ou de outra pessoa capacitada Como eles podem ser superados?
Costly to set up subsidies by government, NGOs, private sector
Seen as dependent on rains, thus fails during droughts research, information dissemination to stakeholders
Water quality issues (concerns) education on keeping storage clean and boiling water for human consumption

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

  • visitas de campo, pesquisas de campo
  • entrevistas com usuários de terras
Quando os dados foram compilados (no campo)?

03/06/2011

7.2 Referências às publicações disponíveis

Título, autor, ano, ISBN:

Ministry of Agriculture Headquarters, Department of Crop Production, Engineering Division, Water Development Section,

Disponível de onde? Custos?

P/Bag 003, Gaborone,

Título, autor, ano, ISBN:

en.wikepedia.org/wiki/rainwater-harvesting

Disponível de onde? Custos?

website

Título, autor, ano, ISBN:

www.harvesth2O.com

Disponível de onde? Custos?

website

Título, autor, ano, ISBN:

www.rainwaterharvesting.org/index.htm

Disponível de onde? Custos?

website

Título, autor, ano, ISBN:

www.rainwaterharvesting.co.uk

Disponível de onde? Custos?

website

Título, autor, ano, ISBN:

cgwb.gov.in/Ground Water/roof-top.htm

Disponível de onde? Custos?

website

Módulos