Tecnologias

Water-spreading weirs for the development of degraded dry river valleys [Chade]

Seuils d’épandage pour la valorisation des vallées d'oued dégradées

technologies_1536 - Chade

Completude: 71%

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:

Bender Heinz

Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
Book project: Water Harvesting – Guidelines to Good Practice (Water Harvesting)

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

2. Descrição da tecnologia de GST

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

Water-spreading weirs are structures that span the entire width of a valley to spread floodwater over the adjacent land area.

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

Over the last 12 years water-spreading weirs have been introduced and improved as a new rehabilitation technique for degraded dry valleys in Burkina Faso, Niger and Chad. In Chad 104 water-spreading weirs were constructed in the scope of the two development projects, initiated by the German Technical Cooperation (GIZ) and the Swiss Development Cooperation (SDC) in the 1990s. Water-spreading weirs are made of natural stones and cement, and consist of a spillway in the actual riverbed and lateral abutments and wings. Floodwaters are spread over the adjacent land area above the structure, where they eventually overflow the lateral wings and then slowly flow back towards the riverbed below the structure. As a result the land area below the weir is flooded. The lateral spreading of the water causes the land area above and below the structure to be flooded and supplies it with sediment. Water infiltrates, gullies in the valley are filled and the riverbed is raised. Thanks to the infiltration, the groundwater table also rises in a few years.

Purpose of the Technology: In dry valleys in which water flows in the rivers for only a few days a year, the weirs serve to distribute the incoming runoff over the valley floor and allow as much water as possible to infiltrate the soil. The aquifer is thus replenished and is then available for agricultural use. In contrast to the various types of dams, the goal of water-spreading weirs is not to create reservoirs for later use. What water-spreading weirs do is cause a temporary flooding of the adjacent land area above and below the weir. Depending on user preferences, the primary goal may be 1) agricultural use, 2) sylvo-pastoral use or 3) the replenishment and rising of the water table.

Establishment / maintenance activities and inputs: Water-spreading weirs require detailed technical planning and experienced engineering and construction firms. The bulk of the work is performed using local materials and by village craftsmen and helpers.

Natural / human environment: Compared to small impoundment dams, retention basins and microweirs, water-spreading weirs are especially well-suited for shallow, wide valleys that, due to severe gully erosion, are no longer inundated by small and medium
volume floodwaters. The flooding no longer takes place because the actual riverbed has been deeply eroded and enlarged. However, water-spreading weirs are also suitable for improving agricultural productivity in more or less intact valley floors. Water-spreading weirs are successful in regions where precipitation during the growing season is erratic and where the weirs ensure a more evenly distributed water supply for crops, as well as in zones in which water enrichment makes one or two additional growing seasons possible. At the present time they are in use in a broad area where annual rainfall ranges from 50 to 1,200 mm/year.

2.3 Fotos da tecnologia

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

País:

Chade

Região/Estado/Província:

Eastern Chad

Especifique a difusão da tecnologia:
  • Uniformemente difundida numa área
Se a área precisa não for conhecida, indicar a área aproximada coberta:
  • 10-100 km2

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.):

The first water-spreading weirs were introduced during the 1990s in Chad through Swiss cooperation

3. Classificação da tecnologia de GST

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • Melhora a produção
  • 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 anual
Pastagem

Pastagem

Pastagem extensiva:
  • Pastoralismo semi-nômade
Comentários:

Major land use problems (compiler’s opinion): Substantial degradation of drainage basins in the Sahel due to population growth and intense land-use pressure has been observed since the 1960s. Climate change has further amplified this trend. The expansion of agriculture and intensification of grazing and logging have caused the natural vegetation cover to decline. This process has been accelerated by severe droughts and has led to the degradation of the soils. Sparse vegetation cover and structurally damaged soils reduce rainfall infiltration into the soil, resulting in more runoff and soil erosion on plateaus and slopes. Runoff is concentrated in the valleys, in which heavy floodwaters
wash away fertile soils and lead to deep erosion of the riverbed. The annual, recurrent small and medium-size floods that normally cause temporary inundation of the valleys and deposition of fertile sediments no longer occur.

3.4 Abastecimento de água

Outros (p. ex. pós-inundação):
  • Post-flooding
Comentários:

Water supply: Also mixed rainfed - irrigated and rainfed

3.5 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia

  • Medidas de curva de nível
  • Gestão de irrigação (inclusive abastecimento de água, drenagem)
  • Desvio e drenagem de água

3.6 Medidas de GST contendo a tecnologia

Medidas estruturais

Medidas estruturais

  • S6: Muros, barreiras, paliçadas, cercas

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
Degradação da água

Degradação da água

  • Hg: mudança no lençol freático/aquífero
Comentários:

Main type of degradation addressed: Wt: loss of topsoil / surface erosion, Wg: gully erosion / gullying, Hg: change in groundwater / aquifer level

Main causes of degradation: soil management (abandonment of fallow periods), deforestation / removal of natural vegetation (incl. forest fires) (for agricultural expansion), over-exploitation of vegetation for domestic use, droughts, population pressure

Secondary causes of degradation: overgrazing

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
  • Recuperar/reabilitar solo severamente degradado
Comentários:

Main goals: rehabilitation / reclamation of denuded land

Secondary goals: mitigation / reduction of land degradation

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

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Autor:

Heinz Bender

4.3 Atividades de implantação

Atividade Periodicidade (estação do ano)
1. Excavating the steps
2. Excavating the wall foundations
3. Pouring the foundations
4. Building the walls
5. Finishing the walls and filling the stilling basin

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 1,0 750,0 750,0 100,0
Equipamento Total costs for equipment ha 1,0 750,0 750,0
Material de construção Stone ha 1,0 750,0 750,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 2250,0

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 50,0 50,0 100,0
Equipamento Total costs for equipment ha 1,0 50,0 50,0
Material de construção Stone ha 1,0 50,0 50,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 150,0
Comentários:

The costs were calculated per structure (one diversion weir). The length of the weir varies depending on the width of the valley it is constructed in. The weir has to span the whole valley which is usually between 100 and 1000 m wide.

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
Especificações/comentários sobre a pluviosidade:

251-500 mm Ranked 1
<250 mm Ranked 2
150-400 mm / year

Zona agroclimática
  • Semiárido

Thermal climate class: tropics

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):
  • Fino/pesado (argila)
Matéria orgânica do solo superficial:
  • Alto (>3%)
  • 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: High
Soil drainage/infiltration: Medium (ranked 1) and good (ranked 2)
Soil water storage capacity: Medium

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 boa

Comentários e outras especificações sobre a qualidade e a quantidade da água:

Availability of surface water: excess (during heavy rainfalls in the rainy season) or poor/ none (in the dry season)

5.5 Biodiversidade

Diversidade de espécies:
  • Médio

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
Nível relativo de riqueza:
  • Pobre
Indivíduos ou grupos:
  • Grupos/comunidade
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

Population density: < 10 persons/km2
70% of the land users are poor.
Market orientation: Mixed (rainfed crops are for subsistence, post-rainy season crops and irrigated crops (vegetables) mainly for market)

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

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

Propriedade da terra:
  • Comunitário/rural
Direitos do uso da terra:
  • Arrendado
Comentários:

In Chad, only the rainfed fields are in private family ownership and inheritable. Reclaimed irrigated fields and vegetable production fields go back to the community and can be redistributed.

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Produção agrícola

diminuído
aumentado
Quantidade anterior à GST:

158 kg/ha

Quantidade posterior à GST:

653 kg/ha

Comentários/especificar:

Increase of millet yield in Chad

Produção de forragens

diminuído
aumentado

Qualidade da forragem

diminuído
aumentado

Produção animal

diminuído
aumentado
Quantidade anterior à GST:

6,000 cattle head

Quantidade posterior à GST:

16,000 cattle heads

Comentários/especificar:

The increase in groundwater level has led to a significant increase in the number of cattle heads that can be watered

Risco de falha de produção

aumentado
diminuído

Diversidade de produtos

diminuído
aumentado

Área de produção

diminuído
aumentado
Quantidade anterior à GST:

2.85 ha

Quantidade posterior à GST:

5.29 ha

Comentários/especificar:

The numbers are from a study on water-spreading weirs in Niger, but for Chad the situation is comparable

Renda e custos

Rendimento agrícola

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Users of water-spreading weirs had 112% higher incomes compared to farmers outside the impact zone from sales of vegetables and surplus grain

Carga de trabalho

aumentado
diminuído
Comentários/especificar:

The workload of women is eased thanks to the availability of and easier access to water due to the shallower water table

Outros impactos socioeconômicos

Income for the community

Comentários/especificar:

Temporary income was generated for the local workers during the weir construction. About 231 Euros per user family.

Impactos socioculturais

Segurança alimentar/auto-suficiência

Reduzido
Melhorado
Comentários/especificar:

Food security assured through crop and livestock farming

Estado de saúde

Agravado
Melhorado
Comentários/especificar:

Children have a healthier, more diverse diet due to the vegetable production and the introduction of new crops

Instituições comunitárias

Enfraquecido
Fortalecido
Comentários/especificar:

The weirs are becoming an element of interaction and social integration for the inhabitants of surrounding villages

Conhecimento de GST/ degradação da terra

Reduzido
Melhorado
Comentários/especificar:

Through training

Atenuação de conflitos

Agravado
Melhorado
Comentários/especificar:

Decline in conflicts between farmers and livestock raisers over water rights owing to the fact that sufficient water is now available

Situação de grupos social e economicamente desfavorecidos

Agravado
Melhorado
Comentários/especificar:

Temporary emigration to Sudan and Lybia has declined and in some villages people who had long since emigrated returned home

Diversification and creation of activities

decreased
Increased
Comentários/especificar:

In the vicinity of the weirs activities such as trading of agricultural products, fishing, watering livestock and making clay tiles have emerged

Training for weir construction

Comentários/especificar:

Numerous local masons were trained

Improved planning skills

Comentários/especificar:

Village people, service providers, communal representatives, government technical sectors have improved their skills in organisation, planning and implementation

Poverty

increased
decreased

Poverty

increased
decreased

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Quantidade de água

diminuído
aumentado

Colheita/recolhimento de água

Reduzido
Melhorado
Comentários/especificar:

More and longer-lasting bodies of surface water

Escoamento superficial

aumentado
diminuído

Lençol freático/aquífero

reduzido
Recarga
Comentários/especificar:

In some communities groundwater has risen to a depth of 6m below surface

Solo

Umidade do solo

diminuído
aumentado

Perda de solo

aumentado
diminuído
Comentários/especificar:

Gullies are filled in

Ciclo e recarga de nutrientes

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Deposition of nutrients

Matéria orgânica do solo/carbono abaixo do solo

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Deposition of organic matter

Biodiversidade: vegetação, animais

Biomassa/carbono acima do solo

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Spread of natural vegetation around the rehabilitated valley plains

Diversidade vegetal

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Vanished plant species return

Diversidade animal

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Vanished animal species return

Diversidade de habitat

diminuído
aumentado

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Disponibilidade de água

diminuído
aumentado

Cheias de jusante

aumentado
Reduzido

Sedimentação a jusante

aumentado
diminuído

Capacidade de tamponamento/filtragem

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 hidrológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Inundação geral (rio) 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:

levemente positivo

Retornos a longo prazo:

muito positivo

Comentários:

Depending upon the users' experience and the availability of labour, it may take anywhere from 2 to 10 years before the rehabilitated land area reaches its optimum use potential.

6.5 Adoção da tecnologia

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

6000 land user families have adopted the Technology with external material support

Comments on acceptance with external material support: Between 4000 and 8000 households are direct beneficiaries of the construction of water-spreading weirs in Eastern Chad.

There is no trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: It is unlikely that communities will be able to adopt this technology without external funding. Even for maintenance activities it remains to be seen if the communities will be capable of funding more extensive maintenance work with their low budgets.

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do compilador ou de outra pessoa capacitada
Through the construction of water-spreading weirs, soils are regularly flooded and supplied with water and sediment. Thus, the arable land area and the yields of the rainy season crops serving as staple food increase.

How can they be sustained / enhanced? Ensure proper maintenance of the system.
The more frequent flooding of the soils results in increased infiltration, and the groundwater level rises substantially.
Prior to rehabilitation, in most of the sites, it was only possible to grow a rainfed crop and perhaps an irrigated crop on some small areas of land. After, in addition to the rainfed crop grown on larger areas of land, it became possible to grow a post-rainy season crop (culture de contresaison) and, once the water table had risen, an irrigated crop (culture de décrue) as well.

How can they be sustained / enhanced? Upscale water-spreading weirs to increase the number of people benefitting.
Post-rainy season crops and irrigated crops diversify agricultural production. They are used as a means of earning cash income.

How can they be sustained / enhanced? Improve access to markets.
With their capacity to regulate annual floodwaters and harness them to stabilise production, water-spreading weirs are an effective measure for adapting to climate change in regions experiencing increasing variability in rainfall.

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

Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do compilador ou de outra pessoa capacitada Como eles podem ser superados?
It can be assumed that one third of the weirs will require complete renovation every 20 years The renovation of these weirs can be done for approximately 10% of the initial construction costs
Maintenance of the weirs by the management committees is still a weak area. Funds expected from user fees for the plots are often inadequately collected and too low to cover costs. Some management committees lose their drive and neglect their duties. New fundings sources have to be found and tapped.
In spite of the great potential for the use of water-spreading weirs and the very promising results, implementation will continue to depend in the medium term on outside funding, as it is unlikely that the communal budgets will be able to fund investments of this size. The existing knowledge hast to be spread.
Know-how and experience for the construction of water-spreading weirs are still concentrated among a few countries.

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

7.2 Referências às publicações disponíveis

Título, autor, ano, ISBN:

Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) (2011). Water-spreading weirs for the development of degraded dry river valleys. Experience from the Sahel. Frankfurt and Eschborn, GIZ and KFW.

Disponível de onde? Custos?

http://www.gtz.de/de/dokumente/giz2012-en-water-spreading-weirs-sahel.pdf

Título, autor, ano, ISBN:

Direction du développement et de la coopération DDC (2012). Gestion des eaux de ruissellement dans le Tchad sahélien. Bern, DDC.

Disponível de onde? Custos?

http://www.gopa.de/uploads/tx_bdojobopps/PRODOC_Tchad.pdf

Módulos