Water-spreading weir (Axel Brückmann)

Water-spreading weirs (Мали)

Seuils d’épandage (French)

Описание

Water-spreading weirs slow the flow of water, spread it over a wider area, increase infiltration and reduce erosion.

The water-spreading weir technique was developed in Burkina Faso, Niger and Chad in the late 1990s and early 2000s. They are suitable as a land improvement measure for 90% of valleys in the Sahel area. These weirs regulate floodwater in medium-sized watercourses and in wider degraded valley bottoms with a pronounced low-water channel. They are constructed with local materials and have a spillway in the middle, abutments on either side and long wingwalls to spread the water over a large area.
In order to reverse the degradation process in a valley, it is necessary to ensure the comprehensive rehabilitation of the degraded parts of the valley. This is why the technique requires an overall assessment of the valley in order to identify the causes of degradation. In order to restore the water system in a degraded valley, a series of weirs is generally required.

Water-spreading weirs slow the flow of water in valleys and spread it over a wider area where it can infiltrate into the soil. In this way, they control river floodwater, and this reduces erosion and the loss of water. At the same time, sediments improve soil fertility and replenish the water table. When water flow is low in the valley, all the water passes over the spillway. When floodwater flow is stronger, the water is channelled towards the sides and flows over the outer lower wingwalls. When the floodwaters are at their heaviest, the water flows over even the higher walls. Downstream, the waters rejoin the low-water channel. Water-spreading weirs permit the reclamation and rehabilitation of degraded land and the restoration of vegetation cover. Thanks to the weirs, water flowing through the valleys can be used for crop growing, livestock raising and forestry.
Thanks to the infiltration of considerable amounts of water, water-spreading weirs contribute to raising the water table by several metres and improving ecological conditions in adjacent areas. As a result, vegetation cover is restored, which has a positive effect on biodiversity. By 2010, German cooperation had established water-spreading weirs in Niger to improve 10,000 hectares of land in valleys. Sorghum yields increased by between 50% and 100% per ha, from 400 kg to 800 kg per ha. The production of sorghum was 10 to 15 times higher in the improved areas than it had been before. As water-spreading weirs raise the water table, areas can be developed (or abandoned farmland restored) for market gardening and horticulture, with two or three crop harvests a year. The produce is used to supplement the food available and can also be sold (especially market garden produce).
The amount of time spent by women and girls fetching water is reduced by several hours a day. Horticulture generates extra income to cover family expenses, such as education and health care. Growing crops outside the rainy season generates work all year round, which reduces temporary migration.

This technique requires accurate preliminary studies to design the system. The more degraded the valley, the more complex the work is. Improving severely degraded valleys requires extensive experience, and any necessary technical adjustments must be made when flaws are detected.
If the weirs are built to a high standard, with a certain amount of upkeep, they will last. Major repairs are beyond the means of the communities, which is why commune authorities are often assigned the role of project owner. However, this is not yet a satisfactory solution, as in most countries in the Sahel, commune authorities are still weak.

This technique has great potential for climate change adaptation in two scenarios: 1) Water-spreading weirs distribute the watershed’s water over wide areas of land in the valley bottom. This enables water resources to be used more efficiently in low-rainfall periods, during dry spells and when the rainy season ends early. 2) In high-rainfall periods and/or in the event of heavy downpours, water-spreading weirs slow the flow of water, thereby preventing or reducing gully and river bank erosion and protecting areas downstream.

Местоположение

Местоположение: Mali, Niger, Burkina Faso, Chad, Ethiopia, Мали

Число исследованных участков, где применяется Технология:

Географическая привязка выбранных участков
  • н/п

Пространственное распространение Технологии:

На постоянно охраняемой территории?:

Продолжительность применения Технологии: 10-50 лет назад

Тип внедрения/ применения
Water-spreading weir (Klaus Wohlmann)

Классификация Технологии

Основная цель
  • повышение производства
  • снижение или предотвращение деградации земель, восстановление нарушенных земель
  • сохранение экосистем
  • защита бассейнов рек (приводораздельной части/ нижнего течения) – в сочетании с другими Технологиями
  • сохранение/ повышение биоразнообразия
  • снижение риска стихийных бедствий
  • адаптация к изменению климата / экстремальным погодным явлениям и их последствиям
  • смягчение последствий изменения климата
  • создание благоприятных экономических условий
  • создание благоприятных социальных условий
Землепользование

  • Пахотные угодья и плантации
    • Однолетние культуры
    Число урожаев за год: 1
  • Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья - Пруды, водохранилища
Водоснабжение
  • богарные земли
  • сочетание богарных и орошаемых земель
  • полное орошение

Цель, связанная с деградацией земель
  • предотвращение деградации земель
  • снижение деградации земель
  • восстановление/ реабилитация нарушенных земель
  • адаптация к деградации земель
  • не применимо
Тип деградации, на борьбу с которым направлена
  • водная эрозия почв - ВЭп: поверхностная эрозия/смыв верхних почвенных горизонтов
  • ветровая эрозия почв - Эп: утрата плодородного слоя почвы
  • ухудшение химических свойств почв - Хп: Снижение плодородия и уменьшение содержания органического вещества (вызванное не эрозией, а другими причинами)
  • биологическая деградация - Бр: сокращение растительного покрова
  • деградация водных ресурсов - Ва: почвенная засуха, Вуг: изменения уровня грунтовых вод/ водоносных горизонтов
Категория УЗП
  • Управление орошением (включая водоснабжение и дренаж)
  • Водоотвод и осушение
  • управление поверхностными водами (родники, реки, озёра, моря)
Мероприятия УЗП
  • инженерные мероприятия - И11: Другие

Технический рисунок

Технические характеристики
Water-spreading weirs are constructed with local materials and have a spillway in the middle, abutments on either side and long wingwalls to spread the water over a large area.

Technical knowledge required for field staff / advisors: high
Technical knowledge required for land users: low
Main technical functions: control of dispersed runoff: impede / retard, control of concentrated runoff: impede / retard, control of concentrated runoff: drain / divert, increase of infiltration, increase / maintain water stored in soil, increase of groundwater level / recharge of groundwater, water harvesting / increase water supply, water spreading
Secondary technical functions: improvement of ground cover

Dam/ pan/ pond
Depth of ditches/pits/dams (m): 1
Length of ditches/pits/dams (m): 50-100
Author: Bender (2011)

Запуск и текущее обслуживание: мероприятия, необходимые ресурсы и затраты

Подсчет вложений и затрат
  • Подсчитанные затраты:
  • Денежные единицы, использованные для подсчета затрат: CFA Franc
  • Обменный курс (к доллару США): 1 USD = 517.0 CFA Franc
  • Средний размер дневного заработка для нанятых работников: недоступно
Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат
The cost of improving land with water-spreading weirs is 0.25 to 1.5 million CFA francs per hectare (2901 US Dollar per ha). Labour: • team formed by 25 people for 2 to 3 months, depending on the size of the structure. Lorries to transport stones: • 150 to 200 lorryloads (skip loader – 4.5 m3 per load) at a rate of 10 to 15 lorryloads a day. Cost of construction: • 1 medium-sized weir 50 m long and 1 m high with 200 m long wingwalls plus basin: 15 million CFA francs • 1 weir 100 m long and 1 m high with basin: 30 to 32 million CFA francs • stonework: 25,000 CFA francs/m3 • basin: 15,000 CFA francs/m3.
Мероприятия, необходимые для начала реализации
  1. accurate preliminary studies to design the system (Сроки/ повторяемость проведения: None)
  2. transport of stones (Сроки/ повторяемость проведения: None)
  3. construction of water-spreading weir (Сроки/ повторяемость проведения: None)
Стоимость вложений и затрат по запуску
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (CFA Franc) Общая стоимость на единицу (CFA Franc) % затрат, оплаченных землепользователями
Другие
total construction ha 1,0 2901,0 2901,0 100,0
Общая стоимость запуска Технологии 2'901.0
Общие затраты на создание Технологии в долларах США 5.61
Текущее обслуживание
  1. upstream watershed development to prevent sand filling of the bottomlands (Сроки/ повторяемость проведения: None)
  2. any necessary technical adjustments must be made when flaws are detected (Сроки/ повторяемость проведения: None)

Природные условия

Среднегодовое количество осадков
  • < 250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1000 мм
  • 1001-1500 мм
  • 1501-2000 мм
  • 2001-3000 мм
  • 3001-4000 мм
  • > 4000 мм
Агроклиматическая зона
  • влажная
  • Умеренно-влажная
  • полузасушливая
  • засушливая
Дополнительные характеристики климата
Thermal climate class: subtropics
Склон
  • пологие (0-2%)
  • покатые (3-5%)
  • покато-крутые (6-10%)
  • крутые (11-15%)
  • очень крутые (16-30%)
  • чрезвычайно крутые (31-60%)
  • обрывистые (>60%)
Формы рельефа
  • плато/ равнины
  • гребни хребтов/холмов
  • склоны гор
  • склоны холмов
  • подножья
  • днища долин
Высота над уровнем моря
  • 0-100 м над уровнем моря
  • 101-500 м н.у.м.
  • 501-1000 м н.у.м.
  • 1001-1500 м н.у.м.
  • 1501-2000 м н.у.м.
  • 2001-2500 м н.у.м.
  • 2501-3000 м н.у.м.
  • 3001-4000 м н.у.м.
  • > 4 тыс. м н.у.м.
Технология применяется в
  • в условиях выпуклого рельефа
  • в ситуациях вогнутого рельефа
  • не имеет значения
Мощность почв
  • поверхностные (0-20 см)
  • неглубокие (21-50 см)
  • умеренно глубокие (51-80 см)
  • глубокие (81-120 см)
  • очень глубокие (> 120 см)
Гранулометрический состав (верхнего горизонта)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Гранулометрический состав (на глубине более 20 см)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Содержание органического вещества в верхнем почвенном горизонте
  • высокое (> 3%)
  • среднее (1-3%)
  • низкое (< 1%)
Уровень грунтовых вод
  • на поверхности
  • < 5 м
  • 5-50 м
  • > 50 м
Доступность поверхностных вод
  • избыток
  • хорошая
  • средняя
  • недостаточны/ отсутствуют
Качество воды (без обработки)
  • питьевая вода хорошего качества
  • питьевая вода плохого качества (необходима обработка)
  • исключительно для сельскохозяйственного использования (орошение)
  • непригодная для использования
Качество воды относится к:
Является ли солёность воды проблемой?
  • Да
  • Нет

Повторяемость затопления
  • Да
  • Нет
Видовое разнообразие
  • высокое
  • средняя
  • низкое
Разнообразие местообитаний
  • высокое
  • средняя
  • низкое

Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Рыночная ориентация
  • натуральное хозяйство (самообеспечение)
  • смешанный (натуральный / коммерческий)
  • товарное/ рыночное хозяйство
Доходы из других источников
  • < 10% всех доходов
  • 10-50% всех доходов
  • > 50% всех доходов
Относительный уровень достатка
  • очень плохой
  • плохой
  • средний
  • обеспеченный
  • весьма обеспеченный
Уровень механизации
  • ручной труд
  • тягловая сила
  • механизировано/ есть автотранспорт
Осёдлый или кочевой
  • Осёдлый
  • Полукочевой
  • Кочевой
Индивидуальное или коллективное хозяйство
  • частное/ домовладение
  • группа/ община
  • кооператив
  • использующее наемных работников (компания, государство)
Пол
  • женщины
  • мужчины
Возраст
  • дети
  • молодёжь
  • средний возраст
  • пожилой
Площадь, используемая домохозяйством
  • < 0,5 га
  • 0,5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1000 га
  • 1000-10000 га
  • > 10000 га
Масштаб
  • мелкое
  • среднего размера
  • крупное
Собственность на землю
  • государственная
  • частной компании
  • общинная/ поселковая
  • коллективная
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
  • индивидуальная, оформленная в собственность
Права на землепользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Права на водовользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Доступ к базовым услугам и инфраструктуре
медицинское обслуживание

плохой
x
хорошая
образование

плохой
x
хорошая
технические консультации

плохой
x
хорошая
занятость (вне хозяйства)

плохой
x
хорошая
рынки

плохой
x
хорошая
электроснабжение

плохой
x
хорошая
транспорт и дорожная сеть

плохой
x
хорошая
водоснабжение и канализация

плохой
x
хорошая
финансовые услуги

плохой
x
хорошая

Влияние

Социально-экономическое воздействие
Продуктивность сельскохозяйственных культур
снизил.
x
увеличил.

производство кормов
снизил.
x
увеличил.

риск потери продуктивности
увеличил.
x
снизил.

площадь, используемая для производства продукции (земли, добавленные в оборот/ пользование)
снизил.
x
увеличил.

потребность в оросительной воде
увеличил.
x
снизил.

Социальное и культурное воздействие
продовольственная безопасность/ самообеспечение
снизил.
x
улучшил.

смягчение конфликтов
ухудшил.
x
улучшил.

contribution to human well-being
decreased
x
increased


Thanks to the weirs, water flowing through the valleys can be used for crop growing, livestock raising and forestry. The amount of time spent by women and girls fetching water is reduced by several hours a day. Horticulture generates extra income to cover family expenses, such as education and health care. Growing crops outside the rainy season generates work all year round, which reduces temporary migration.

Экологическое воздействие
сбор воды/ водоудержание (поверхностный сток, роса, снег и т.д.)
снизил.
x
улучшил.

поверхностный сток
увеличил.
x
снизил.

водный дренаж
снизил.
x
улучшил.

уровень грунтовых/ подземных вод
снизился
x
восстановился

влажность почв
снизил.
x
увеличил.

утрата почв
увеличил.
x
снизил.

круговорот/ восполнение питательных веществ
снизил.
x
увеличил.

sand filling siltation
decreased
x
increased

Влияние за пределами территории применения
затопление участков ниже по течению (нежелательное)
увеличил.
x
сократил.

отложение наносов ниже по течению
увеличил.
x
снизил.

Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с затратами на техническое обслуживание
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Изменение климата

Постепенное изменение климата
среднегодовые температуры увеличилось

очень плохо
x
очень хорошо
Экстремальные явления, связанные с изменением климата (стихийные бедствия)
местные ливневые дожди

очень плохо
x
очень хорошо
местные ураганы

очень плохо
x
очень хорошо
засухи

очень плохо
x
очень хорошо
регулярные наводнения (выход рек из берегов)

очень плохо
x
очень хорошо
Другие воздействия, связанные с изменением климата
сокращение вегетационного периода

очень плохо
x
очень хорошо

Внедрение и адаптация

Доля землепользователей (в процентах), применяющих Технологию
  • отдельные случаи/ эксперимент
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Среди применяющих Технологию землепользователей, какова доля лиц, применяющих её по собственной инициативе, т.е. без какого-либо материального стимулирования со стороны?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Была ли Технология УЗП модифицирована в недавнее время с целью адаптации к меняющимся условиям среды?
  • Да
  • Нет
К каким именно изменяющимся условиям среды?
  • изменения климата/ экстремальные погодные явления
  • изменяющиеся условия рынка
  • доступность рабочей силы (например, из-за миграции населения)

Заключительные положения и извлечённые уроки

Сильные стороны: по мнению землепользователей
  • Growing crops outside the rainy season generates work all year round, which reduces temporary migration.
  • The amount of time spent by women and girls fetching water is reduced by several hours a day
  • If the weirs are built to a high standard, with a certain amount of upkeep, they will last
Сильные стороны: по мнению составителя или ответственных специалистов
  • Water-spreading weirs permit the reclamation and rehabilitation of degraded land and the restoration of vegetation cover. Suitable as a land improvement measure for 90% of valleys in the Sahel area.
  • Slow the flow of water in valleys and spread it over a wider area where it can infiltrate into the soil. The control of river floodwater reduces erosion and the loss of water.
  • sediments improve soil fertility and replenish the water table, vegetation cover is restored
  • As water-spreading weirs raise the water table, areas can be developed (or abandoned farmland restored) for market gardening and horticulture, with two or three crop harvests a year. The produce is used to supplement the food available and can also be sold (especially market garden produce).
  • Horticulture generates extra income to cover family expenses, such as education and health care.
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению землепользователейвозможные пути преодоления
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению составителя или ответственных специалистоввозможные пути преодоления
  • The evaluation carried out by the FICOD (investment fund for local authorities) in 2010 highlighted the serious problem of sand filling siltation in valleys when additional measures are not implemented in a watershed’s upstream areas to ensure the overall development of the whole watershed area. To ensure that the effectiveness of water-spreading weirs is long-lasting, upstream watershed development is essential to prevent sand filling of the bottomlands.
  • Major repairs are beyond the means of the communities, which is why commune authorities are often assigned the role of project owner. However, this is not yet a satisfactory solution, as in most countries in the Sahel, commune authorities are still weak.

Справочные материалы

Составитель
  • Dieter Nill
Editors
Рецензент
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Продолжительность применения Технологии: 25 сентября 2014 г.
Последнее обновление: 28 мая 2019 г.
Ответственные специалисты
Полное описание в базе данных ВОКАТ
Связанные данные по УЗП
Документирование осуществлялось при участии
Организация Проект
Ключевые ссылки
  • Good Practices in Soil and Water Conservation. A contribution to adaptation and farmers´ resilience towards climate change in the Sahel. Published by GIZ in 2012.: http://agriwaterpedia.info/wiki/Main_Page
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International