Technologies

Infiltration ditches and ponding banks [Namibia]

Ovala

technologies_2989 - Namibia

Completeness: 92%

1. Informação geral

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

Pessoa(s)-chave

land user:

Kahl Uwe

Farm Middelplaats

Namibia

SLM specialist:
SLM specialist:

Pringle Hugh

Ecosystem Management Understanding

Australia

Name of project which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Southern African Science Service Centre for climate change and Adaptive Land management (SASSCAL)
Name of project which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Book project: Guidelines to Rangeland Management in Sub-Saharan Africa (Rangeland Management)
Name of the institution(s) which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Namibia University of Science and Technology ( NUST) - Namibia
Name of the institution(s) which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) - Germany

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

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 sustentável de gestão de terra?

Não

1.5 Reference to Questionnaire(s) on SLM Approaches (documented using WOCAT)

2. Descrição da tecnologia de gestão sustentável da terra

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

Construction of contour ditches and ponding banks/ bunds to trap rainwater for infiltration. Improved growth of plants and replenishment of groundwater is promoted, while safely discharging excess water to avoid erosion. Integrated with other technologies that treat the root causes of rangeland degradation - rather than a stand-alone technology.

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

The technology can be applied in rangeland: (a) where rainfall runoff occurs, (b) where the soil is deep enough to dig contour ditches and construct ponding banks, (c) where there is a low slope over a wide enough area for safe discharge of overflow during intense rain, (d) where valuable plants can benefit from the extra infiltrated rainwater, (e) where the costs of earthmoving can be rapidly recovered through sale of extra production and, very importantly, (f) where the root causes of rangeland degradation have been addressed, usually through management of grazing and fires.
In the appropriate area, contour lines are marked out by laser or dumpy level - or mapped by drone. Where bush is dense, it may be necessary to clear narrow contour strips, leaving larger trees in place. Ditches are dug up to 50cm deep by mechanised grader or backhoe (a digger attached to a tractor), or manually by pick and spade. The soil should first ideally be ripped where the bund is formed, to ensure a firm foundation. To stabilise the bund, it should be compacted, and creeping (stoloniferous) herbaceous plants encouraged to colonise it. When ditches are full, water is discharged through spillways within the bund. These spillways are formed by lowering the bund to about half its height (i.e. 25 cm) for a distance of 10 metres. Water overtops the spillways and flows across the soil surface to the next bund in the sequence. Spillways are set near alternating ends of shorter ditches for water to zigzag its way down through the landscape, but along longer ditches the spillways are set approximately 200 metres apart. There are other configurations, including one where excess runoff flows around the end of the bund and along another channel constructed immediately below the bund. It can then spill out of this channel, evenly over the soil surface below. Where bunds meet roads or tracks, a hump is made in the road to prevent water crossing and causing damage but instead channelling the road runoff into contour ditches.
Since the channel is never exactly on the contour, water starts to flow over the lowest section. This results in self-reinforcement over time because herbaceous plants establish more densely at that point, resulting in more sediment being trapped there. To avoid spillage around each end of the ditch, the bund is shaped to form a short upslope wingwall. Organic material can be placed in the ditch, or in larger sediment traps within the ditch, to improve nutrient cycling.
Infiltration ditches were constructed at vertical intervals of 0.5 m on a 30 ha, densely bushed portion of the Middleplaats farm. Trees were planted below the ditches to grow into a “fruitful landscape”. Species included broad canopy trees such as Faidherbia albida and Acacia erioloba, shorter thornless trees for “chop and drop” mulching, such as Peltophorum africanum and Bolusanthus speciosus, and fruit bearing trees, such as Sclerocarya birrea and Berchemia discolor, or trees with edible leaves, such as Moringa oleifera. Tree seedlings were raised in a nursery. Fencing around the 30ha had to be strengthened to protect the seedlings from oryx. It was also necessary to water the seedlings for one to two years until well established. Ponded water encourages natural growth of herbaceous plants, and to encourage this some grasses were transplanted there.

2.3 Fotos da tecnologia

2.4 Vídeos da tecnologia

Comments, short description:

https://www.youtube.com/watch?v=6C4V_Cib8ts
Only a short section in the film from 18m07s to 19m15s

Data:

08/04/2015

Location:

Farm Middelplaats and KAYEC campus, both in Namibia

Name of videographer:

Andrew Botelle

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

Country:

Namibia

Region/ State/ Province:

Otjozondjupa and Khomas Retions

Especifique a difusão da tecnologia :
  • Uniformemente difundida numa área
If precise area is not known, indicate approximate area covered:
  • 0,1-1 km2

2.6 Data da implementação

Indique o ano de implementação:

2014

2.7 Introdução da tecnologia

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

Projects involving students

3. Classificação da tecnologia de gestão sustentável da terra

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • Melhora a produção
  • Reduz, previne, recupera a degradação do solo
  • Preservar/melhorar a biodiversidade
  • Criar impacto econômico benéfico

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

Pastagem

Pastagem

Extensive grazing:
  • Fazenda
Animal type:
  • cattle - non-dairy beef
Comentários:

Main animal species and products: Beef cattle and game animals

Number of growing seasons per year: 1
Livestock density: 10ha/LSU averaged out over time and not continuous

3.4 Water supply

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

Except for Initial watering of planted tree seedlings, which was necessitated by drought

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

  • Agrofloresta
  • Gestão de pastoralismo e pastagem
  • Colheita de água

3.6 Medidas de gestão sustentável da terra contendo a tecnologia

Medidas vegetativas

Medidas vegetativas

  • V1: cobertura de árvores/arbustos
  • V2: gramíneas e plantas herbáceas perenes
  • V3: Limpeza da vegetação
Medidas estruturais

Medidas estruturais

  • S2: Barragens, bancos
  • S4: Valas de nível, fossos
Medidas de gestão

Medidas de gestão

  • M2: Mudança de gestão/nível de intensidade
  • M5: Controle/mudança de composição de espécies

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

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):

Contour strips were cleared by bulldozer at 0.5m vertical intervals on land with a gradient of approximately 1.0%. A line was ripped approximately 0.6m deep, over which soil was heaped to form a bund by a grader while excavating a ditch on its upper side to hold rainwater at a depth of approximately 0.5m. Spillways were created by lowering a 10m length of the bund. Spillways were staggered between ditches to zig-zag the spilled water slowly through the landscape. A variety of tree seedlings were planted alongside the structures to make use of the extra water, providing tall canopies, “chop-and-drop” mulching, and edible leaves or fruits.

Autor:

Ibo Zimmermann

Data:

21/07/2017

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Especifique como custos e entradas foram calculados:
  • por área de tecnologia
Indique o tamanho e a unidade de área:

30ha (contour ditches only)

Outro/moeda nacional (especifique):

NAD

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

72 NAD

4.3 Atividades de implantação

Atividade Timing (season)
1. Marking of contour lines Dry season
2. Clearing of bush strips along contour Dry season
3. Ripping along contour Dry season
4. Digging ditch and heaping bund over ripline Start of rains
5. Raising tree seedlings in nursery Mostly dry season
6. Planting tree seedlings below ditches Rainy season
7. Watering tree seedlings Dry season
8. Strengthening fence around landscape to exclude oryx When needed

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 Marking of contour lines Person days 6,0 72,0 432,0 100,0
Mão-de-obra Raising tree seedlings in nursery Person days 20,0 72,0 1440,0 100,0
Mão-de-obra Planting tree seedlings below ditches Person days 10,0 72,0 720,0 100,0
Mão-de-obra Watering every 10 days in first year, except after rain Person days 150,0 72,0 10800,0 100,0
Equipamento Strengthening fence to exclude oryx (Labour) Person days 100,0 72,0 7200,0 100,0
Equipamento Bulldozer to clear strips and rip Bulldozer hours 89,0 850,0 75650,0 100,0
Equipamento Grader to dig ditches and heap bunds Grader hours 35,0 650,0 22750,0 100,0
Equipamento Diesel for bulldozer and grader Litres 1000,0 12,0 12000,0 100,0
Equipamento Tractor & 7000 lt water trailer every 10 days in first year, except after rain Tractor days 30,0 1250,0 37500,0 100,0
Material vegetal 500 Plastic bags / seeds with soil to raise seedllngs Filled growing bags 500,0 4,0 2000,0 100,0
Material de construção Fencing wire and posts to strengthen fence around fruitful landscape km of fencing 3,0 2200,0 6600,0 100,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 177092,0
Total costs for establishment of the Technology in USD 177092,0

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

Atividade Calendarização/frequência
1. Maintenance of ditches and bunds by grader Rainy season

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
Equipamento Grader cost to maintain the swales every 3 – 4 years Grader hours 8,0 700,0 5600,0 100,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 5600,0
Total costs for maintenance of the Technology in USD 5600,0

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

High cost of hiring or operating earthmoving machinery.

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:

A single summer rainfall period over approximately four months per year

Indique o nome da estação meteorológica de referência considerada:

Otjiwarongo

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
Indique se a tecnologia é aplicada especificamente em:
  • Não relevante
Comentários e outras especificações sobre a topografia:

Scattered rocky outcrops

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)
Textura do solo (>20 cm abaixo da superfície):
  • Grosso/fino (arenoso)
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:

A calcrete layer is occasionally exposed at the soil surfacce

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)

A salinidade da água é um problema?

Sim

Especifique:

The water is only slightly brackish

Ocorre inundação da área?

Não

5.5 Biodiversidade

Diversidade de espécies:
  • Médio
Diversidade de habitat:
  • Médio

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Sedentário ou nômade:
  • Sedentário
Orientação de mercado do sistema de produção:
  • Comercial/mercado
Rendimento não agrícola:
  • 10-50% de toda renda
Nível relativo de riqueza:
  • Média
Indivíduos ou grupos:
  • Indivíduo/unidade familiar
Nível de mecanização:
  • Trabalho manual
  • Mecanizado/motorizado
Gênero:
  • Mulheres
  • Homens
Idade dos usuários da terra:
  • meia-idade

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)?
  • Grande escala

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

Propriedade da terra:
  • Indivíduo, intitulado
Direitos do uso da terra:
  • Indivíduo
Direitos do uso da água:
  • Indivíduo

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 finais:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Produção de forragens

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Mainly Moringa oleifera

Qualidade da forragem

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Moringa leaves

Produção animal

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Moringa heavily browsed

Produção florestal não madeireira

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Still saplings

Diversidade de produtos

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Moringa leaves and fruits of other species could be harvested

Disponibilidade e qualidade de água

Disponibilidade de água para criação de animais

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Livestock need less water after feeding on lush forage

Renda e custos

Despesas com insumos agrícolas

Elevado
Diminuído
Comentários/especificar:

High initial cost of earthmoving

Diversidade de fontes de rendimento

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Potential from Moringa

Carga de trabalho

Elevado
Diminuído
Comentários/especificar:

To water saplings

Impactos socioculturais

Segurança alimentar/auto-suficiência

Reduzido
Melhorado
Comentários/especificar:

Nutritious Moringa leaves may be added to diets

Estado de saúde

Agravado
Melhorado
Comentários/especificar:

If nutritious Moringa leaves are eaten

Conhecimento de gestão sustentável da terra/degradação da terra

Reduzido
Melhorado
Comentários/especificar:

Learning from action research

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Escoamento superficial

Elevado
Diminuído
Comentários/especificar:

Slowed, spread and infiltrated by ditches and ponds

Lençol freático/aquífero

Baixado
Recarga
Comentários/especificar:

From improved infiltration

Solo

Umidade do solo

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Near ditches and banks

Cobertura do solo

Reduzido
Melhorado
Comentários/especificar:

In ditches and ponds

Ciclo e recarga de nutrientes

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Below ditches and ponds

Matéria orgânica do solo/carbono abaixo do solo

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Through tree and grass roots

Biodiversidade: vegetação, animais

Cobertura vegetal

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

In ditches and ponds

Biomassa/carbono acima do solo

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

In ditches and ponds

Diversidade vegetal

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

In ditches and ponds

Diversidade de habitat

Diminuído
Elevado
Comentários/especificar:

Along ditches and ponds

Clima e redução de riscos de desastre

Impactos da seca

Elevado
Diminuído
Comentários/especificar:

Along ditches and ponds

Risco de incêndio

Elevado
Diminuído
Comentários/especificar:

Along ditches and ponds, due to increased grass

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Cheias de jusante

Elevado
Reduzido
Comentários/especificar:

Through improved infiltration on the farm

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?
Outras mudanças climáticas graduais Increased variability in temperature and rainfall increase bem

Extremos (desastres) relacionados ao clima

Desastres meteorológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Temporal local bem
Trovoada local bem
Desastres climatológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Onde de calor bem
Onde de frio bem
Seca bem
Queimada moderadamente
Desastres hidrológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Inundação súbita bem
Desastres biológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Infestação de insetos/vermes 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:

positivo

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

ligeiramente negativo

Retornos a longo prazo:

positivo

6.5 Adoção da tecnologia

  • casos isolados/experimental
Of all those who have adopted the Technology, how many did so spontaneously, i.e. without receiving any material incentives/ payments?
  • 0-10%

6.6 Adaptação

A tecnologia foi recentemente modificada para adaptar-se as condições variáveis?

Sim

Caso afirmativo, indique as condições variáveis as quais ela foi adaptada:
  • Mudança climática/extremo
Especifique a adaptação da tecnologia (desenho, material/espécie, etc):

After initial death of tree seedlings from extreme drought, the decision was taken to irrigate them until sufficiently well established.

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Strengths/ advantages/ opportunities in the land user’s view
Avoids wastage of rainwater lost as runoff from the farm and puts it to good use on the farm.
Strengths/ advantages/ opportunities in the compiler’s or other key resource person’s view
Improved water and nutrient cycling, resulting in better plant growth and higher animal production.
Reduced erosion of soil.

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?
Death of many tree seedlings By irrigating tree seedlings until they are sufficiently well established which may take one or two years.
Weaknesses/ disadvantages/ risks in the compiler’s or other key resource person’s view How can they be overcome?
High cost of earthmoving Growing of high value plants to recoup costs as quickly as possible, such as Moringa and dates.

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

  • field visits, field surveys
  • interviews with land users
When were the data compiled (in the field)?

2017

7.2 Referências às publicações disponíveis

Title, author, year, ISBN:

Rainwater harvesting for drylands and beyond: Vol 2 – Water-harvesting earthworks, Lancaster, 0-977-246418

Available from where? Costs?

https://www.amazon.com/Rainwater-Harvesting-Drylands-Beyond-Vol/dp/0977246418 $28

7.3 Links to relevant online information

Title/ description:

Planning and managing farm roads Manual

URL:

www.sasscal.org/downloads/Planning_and_managing_farm_roads_in_Namibia.pdf

Title/ description:

Rangeland Rehydration Field Guide

URL:

https://emulandrecovery.org.au/~emulandr/files/Rangeland-Rehydration-Field-Guide.pdf

Links and modules

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