Tecnologias

Detention ponds [Alemanha]

Rückhaltebecken

technologies_6265 - Alemanha

Completude: 88%

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:
Especialista em GST:
Especialista em GST:
Especialista em GST:

Schürz Christoph

Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ)

Alemanha

Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
OPtimal strategies to retAIN and re-use water and nutrients in small agricultural catchments across different soil-climatic regions in Europe (OPTAIN)
Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)
Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) - Alemanha

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

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

Detention ponds are artificially excavated basins that collect stormwater runoff and eroded sediment from the upstream catchment. The water stored in these ponds is slowly released into a water body or it infiltrates into the groundwater – or both. Their primary functions are flood control, erosion control and water quality improvement.

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

This documentation focuses on a detention basin constructed to hold surface runoff at the lowest point of an agricultural catchment. A well-designed detention pond is an effective flood control and landscape management measure. It stores surface runoff and releases it through controlled flow, infiltration, or evaporation (or a combination), and reduces nutrient inputs to the adjacent water body by filtering out sediment and nutrients through particle deposition, or nutrient uptake by plants. On average, water treatment in a detention pond can remove about 50-60% of suspended solids, 30-35% of total phosphorus and total nitrogen, and 25-65% of metals. Ponds also provide habitat for terrestrial, riparian and aquatic species. In addition to their ecological impact, they have an aesthetic and cultural value to society, for example, as a demonstration of effective sustainable water management.
The detention basin described here was constructed by excavating a new depression and ditch system. It consists of a 450 m long inlet channel, a 250 m² pond, and an overflow channel that diverts excess water downstream to the nearest river (Schwarzer Schöps). However, there are no outlet structures for draining water that is captured in the pond (apart from the overflow). All the collected water seeps into the ground and soil particles settle. As a general rule, the size of such a pond should be 3-7% of the upstream catchment and should be able to hold at least the precipitation of a 1 in 30 year rainfall event. However, as the infiltration of the collected water is rather slow, the efficiency is reduced for successive events and overflowing is common. The depth should be between 1.2 m and 2.0 m. A deeper pond can lead to stratification and anoxic conditions, while a shallower pond may cause algal blooms and high biological activity in the summer. Water stored in the pond should remain for at least 20 days to ensure biological treatment.
The construction of the detention pond in this documentation was initiated as a compensation and replacement measure for the construction of a new road in 2016. Accordingly, the road construction authority, the landscape conservation association and a farmer were involved in the implementation.
As usual with such measures there are drawbacks as well as positive impact for landowners. The measure consumes a lot of land, which automatically results in yield losses. It is expensive to build and not easy to construct - and requires the help of an engineering firm while also being time-consuming to maintain. Maintenance is required to sustain the benefits of the technology. For a pond such as that documented here, the following maintenance activities are necessary: during the first three years, maintenance includes mowing the surrounding green area and the dried out pond and channel three times per year. After the fourth year, maintenance includes (a) an annual function check, (b) a check for pest infestation every two years, and (c) suppression of excess woody growth every eight to ten years. Twice a year (mid-June and late August), the grass around the pond and in the intake channel is mowed and the clippings are removed. Shrubs and woody plants are maintained, especially by pruning woody plants (every 8 to 10 years) and coppicing sections of shrubs (every 10 to 15 years). In the long term, it may be necessary to remove the deposited sediments in order to maintain the retention capacity.

2.3 Fotos da tecnologia

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

País:

Alemanha

Região/Estado/Província:

Saxony

Especificação adicional de localização:

Reichenbach

Especifique a difusão da tecnologia:
  • Aplicado em pontos específicos/concentrado numa pequena área
O(s) local(is) tecnológico(s) está(ão) localizado(s) em uma área permanentemente protegida?

Não

2.6 Data da implementação

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

2.7 Introdução da tecnologia

  • Compensation measure
Comentários (tipos de projeto, etc.):

The construction of the detention pond was initiated as a compensation measure for the construction for the road construction project "S70 OU Reichenbach 2. BA".

3. Classificação da tecnologia de GST

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • Reduz, previne, recupera a degradação do solo
  • Preserva ecossistema
  • Protege uma bacia/zonas a jusante – em combinação com outra tecnologia
  • Reduzir riscos de desastre
  • Cria impacto social benéfico

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

Uso do solo misturado dentro da mesma unidade de terra:

Não


Outros

Outros

Especifique:

extensively farmed grassland

3.3 O uso do solo mudou devido à implementação da Tecnologia?

O uso do solo mudou devido à implementação da Tecnologia?
  • Não (Continuar com a pergunta 3.4)

3.4 Abastecimento de água

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

3.5 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia

  • Coleta de água
  • Redução de riscos de desastre baseada no ecossitema

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

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

  • Hs: mudança na quantidade de água de superfície
  • 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:
  • Reduzir a 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):

Securing dam stability by willow sticks.

Autor:

LISt Gesellschaft für Verkehrswesen und ingenieurtechnische Dienstleistungen mbH, Bereich Kompensationsmaßnahmenmanagement

Data:

29/02/2016

Especificações técnicas (relacionada ao desenho técnico):

A detention pond (in genreral) consists of a sediment forebay (pretreatment system), a permanent pool that is intended to remain wet throughout the year (but may dry out), a temporary storage pond for flood attenuation, and a shallow zone or aquatic bench along the edge of the permanent pool to support wetland planting that provides ecological and safety benefits. It should be wedge-shaped with a length to width ratio of between 3:1 and 5:1. The side slope shouldn’t be steeper than 1:3 for public safety and maintenance access.

Autor:

Hunt et al. (2020)

Data:

20/02/2020

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:

Detention pond (as documented here)

Especificar as dimensões da unidade (se for relevante):

225 m², ca. 337,5 m³ (water depth of 1,5m)

Outro/moeda nacional (especifique):

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

0,91

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

18.70 € per hour

4.3 Atividades de implantação

Atividade Periodicidade (estação do ano)
1. remove topsoil
2. profile water body according to site plan (Standing water 1.5 m deep, ditch 0.5-1.5m deep)
3. installing of inlet channel
4. installing erosion protection on embankments
5. cover the topsoil / terrain profiling
6. planting of shrubs & aquatic plants along the shoreline
7. ditch connection to Schwarzer-Schöps
8. reprofiling ditches (90m)
9. desilting of drainage ditch to Schwarzer-Schöps
10. subsequent installation of a spillway (beak structure: 'Schnabelbauwerk') and willow sticks as an erosion control measure for the ditch connection to Schwarzer-Schöps.

4.4 Custos e entradas necessárias para a implantação

Se você não conseguir discriminar os custos na tabela acima, forneça uma estimativa dos custos totais para estabelecer a Tecnologia:

25250,0

Se o usuário da terra arca com menos que 100% dos custos, indique quem cobre os custos remanescentes:

The costs were covered by the road construction authority (compensation measure for the construction of a new road)

Comentários:

based on estimated average costs (nwrm.eu)

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

Atividade Periodicidade/frequência
1. completion and development maintenance (mowing of the green area and the water-free water body) first three years: three times per year
2. functional check after the fourth year: every year
3. check for pest infestation after the fourth year : every other year
4. check to suppress unwanted woody growth after the fourth year: every 8 to 10 years
5. grass around the pond and in the intake channel is mowed and the clippings are removed after the fourth year: twice a year (mid-June and late August)
6. pruning woody plants every 8 to 10 years
7. putting sections of shrubs on stock every 10 to 15 years

4.6 Custos e entradas necessárias pata a manutenção/atividades recorrentes (por ano)

Se você não conseguir discriminar os custos na tabela acima, forneça uma estimativa dos custos totais de manutenção da Tecnologia:

618,0

Se o usuário da terra arca com menos que 100% dos custos, indique quem cobre os custos remanescentes:

The costs are covered by the road construction authority (compensation measure for the construction of a new road)

Comentários:

estimated average costs (nwrm.eu)

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

From the government perspective: A budget must be set aside annually for necessary maintenance to ensure functional efficiency.

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:

Average annual rainfall in mm: 750.82 mm/a
Name of the meteorological station: https://whh-kliwes.de/mapview

Zona agroclimática
  • Subúmido

Length of growing period (LGP): 209 days
(https://www.umwelt.sachsen.de/dauer-der-vegetationsperiode-30631.html)

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.
Indique se a tecnologia é aplicada especificamente em:
  • Posições côncavas

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)
Textura do solo (>20 cm abaixo da superfície):
  • Médio (limoso, siltoso)
Matéria orgânica do solo superficial:
  • Alto (>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.

Luvisol (German soil classification system: Parabraunerde)

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

Lençol freático:

< 5 m

Disponibilidade de água de superfície:

Precário/nenhum

Qualidade da água (não tratada):

Água potável precária (tratamento necessário)

A qualidade da água refere-se a:

água de superfície

A salinidade da água é um problema?

Não

Ocorre inundação da área?

Não

5.5 Biodiversidade

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

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Sedentário ou nômade:
  • Sedentário
Rendimento não agrícola:
  • Menos de 10% de toda renda
Nível relativo de riqueza:
  • Rico
Indivíduos ou grupos:
  • Grupos/comunidade
  • Empregado (empresa, governo)
Nível de mecanização:
  • Mecanizado/motorizado
Gênero:
  • Mulheres
  • Homens
Idade dos usuários da terra:
  • meia-idade

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
Comentários:

The technology was not built and is not maintained by a land user, but by a public authority (road construction authority).

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

Propriedade da terra:
  • Estado
Direitos do uso da terra:
  • Indivíduo
Direitos do uso da água:
  • Comunitário (organizado)
Os direitos de uso da terra são baseados em um sistema jurídico tradicional?

Não

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

Disponibilidade e qualidade de água

Disponibilidade de água para irrigação

diminuído
aumentado
Renda e custos

Despesas com insumos agrícolas

aumentado
diminuído
Comentários/especificar:

not on agricultural inputs, but establishment and maintenance consume a lot of money.

Carga de trabalho

aumentado
diminuído

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Qualidade de água

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Improved water quality of subsequent river Schwarzer-Schöps.

Drenagem de excesso de água

Reduzido
Melhorado
Solo

Umidade do solo

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

Soil moisture next to the retention pond increased due to infiltration.

Biodiversidade: vegetação, animais

Diversidade vegetal

diminuído
aumentado
Comentários/especificar:

More plant diversity compared to normal farmed grassland.

Diversidade animal

diminuído
aumentado

Diversidade de habitat

diminuído
aumentado
Clima e redução de riscos de desastre

Impactos da inundação

aumentado
diminuído
Especificar a avaliação dos impactos no local (medidas):

The assessment is based on expert judgements. It is not based on on-site measurements.

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Disponibilidade de água

diminuído
aumentado

Poluição de água subterrânea/rio

aumentado
Reduzido
Especificar a avaliação dos impactos fora do local (medidas):

The assessment is based on the expertise of the compilers and not on measurements in the case study.

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?
Precipitação pluviométrica anual redução/diminuição bem

Extremos (desastres) relacionados ao clima

Desastres meteorológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Temporal local muito bem
Desastres climatológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Onde de calor bem
Comentários:

In past summers there was little or no water left in the pond.

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:

negativo

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

levemente negativo

Retornos a longo prazo:

neutro/balanceado

6.5 Adoção da tecnologia

  • casos isolados/experimental

6.6 Adaptação

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

Não

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do usuário da terra
temporary water-bearing habitat
biotopic network
buffer effect
Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
effective flood control and landscape management measure
Stores surface runoff, slows it down, and releases it incrementally through controlled runoff, infiltration, or evaporation. Reduces nutrient inputs to adjacent water bodies.
aesthetic and cultural value for the society

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?
Danger of siltation and succession if not maintained regularly and professionally.
Difficult maintenance due to inaccessible terrain.
Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada Como eles podem ser superados?
Consumes a lot of land, which means a loss of yield.
expensive to build and not easy to construct
requires the help of an engineering firm
time-consuming to maintain

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

  • visitas de campo, pesquisas de campo

1

  • entrevistas com usuários de terras

1

Quando os dados foram compilados (no campo)?

14/09/2021

7.3 Links para informações on-line relevantes

Título/ descrição:

Hunt et al. (2020): Plant Selection for Infiltrating Wet Ponds in North Carolina

URL:

https://content.ces.ncsu.edu/plant-selection-for-infiltrating-wet-ponds-in-north-carolina

Título/ descrição:

nwrm.eu: Individual NWRM, retention pond

URL:

http://nwrm.eu/index.php/measure/retention-ponds

Módulos