NETWORK OF OASIS FOR A SUSTAINABLE DEVELOPMENT nuove fonti d’acqua per la gente del lago Ciad new water sources for the lake’s Chad people di Giorgia Pirrioni e Massimo Plazzer
Il lago Ciad è il residuo di un paleolago molto più esteso delle attuali dimensioni e costituisce il più gran bacino endoreico africano. Esso copre parte del territorio del Ciad, della Nigeria, del Camerun, e del Niger. Trattandosi di un’area endoreica la superficie del Lago Ciad ha subito, nel corso degli anni, notevoli variazioni di superficie, causando notevoli disagi alle popolazioni che vivono le sue rive e che sfruttano il lago ai fini agricoli e ittici. La variazione del livello del lago influisce anche sulle comunicazioni tra quattro paesi con cui il bacino confina. Il non avere affluenti e la forte evaporazione fa in modo che il volume d’acqua del lago possa oscillare da oltre 70 miliardi di m³ a meno di 10 miliardi di m³. Sono state perciò identificate tre diverse condizioni del lago in funzione del livello dell’acqua. Quando il livello dell’acqua è a circa 282 m sul livello del mare, il lago viene definito “Ciad normale”: le acque aperte formano due grandi bacini, uno settentrionale e uno meridionale, quasi separati da una sottile striscia di terra. Le zone a nord-est di entrambi i bacini sono costellate di isole e isolotti galleggianti composti da vegetazione. In queste condizioni la superficie del lago è di circa 20.000 km² e il volume dell’acqua è di 50 miliardi di m³. La profondità massima raggiunge i 5,5 m nel bacino settentrionale e i 3,5 m in quello meridionale. Quando il livello dell’acqua è al di sot2
The lake Chad is what remains of an ancient lake, that used to be larger than the current size, and today represents the largest basin of Africa. It covers parts of Chad, Nigeria, Niger and Cameroon. During the years the lake has undergone considerable variations of surface due to various climate trends, severely affecting the local agriculture, causing a reduction in fishing and affecting the local population’s mobility. The amount of water received by the lake varies greatly from season to season and from year to year, and is additionally affected by high rates of evaporation. As a consequence, the water’s volume content varies starkly over the years, ranging from 70 billion m³ to less than 10 billion m³. On this basis, three different conditions of the lake have been identified. When the water level is 282m above the sea level the lake is called “Normal Chad”: it is composed of two basins, one on the north and one in the south part, separated by a thin strip of land. In the north-east of the basin there are several little islands or floating islands made of vegetation. With these conditions the lake’s surface is about 20.000 km² and the water’s volume amounts to 50 billions m³. The maximum depth reaches 5,5 m in the northern basin, and the 3,5 m in the southest basin. When the water’s level is lower than 281m above the sea level, the lake is called “Lesser Chad”: the two basins become completely separated by the
nella pagina a fianco Vista a volo d’uccello del progetto in the next page Project’s aerial view
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desertiďŹ cazione
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to di 281 m sul livello del mare, il lago viene definito “piccolo Ciad”: i due bacini sono completamente separati dalla Grande Barriera. A livelli ancora inferiori la maggior parte della superficie del lago si ricopre di vegetazione. Il livello dell’acqua può essere diverso nei due bacini: il bacino settentrionale si può prosciugare del tutto, mentre quello meridionale rimane sempre uno specchio d’acqua libera da vegetazione di circa 1.500 – 2.000 km², in prossimità del delta del fiume, e altri 6.000 km² circa si ricoprono di vegetazione galleggiante. Il lago è in queste condizioni dal 1973. Quando il livello dell’acqua è sopra i 283 m sul livello del mare, il lago viene definito “grande Ciad”. Le acque aperte formano un unico grande bacino, con una superficie superiore a 25.000 km². Molte isole scompaiono, e l’acqua tracima nella depressione di Bahr-elGhazal.
Great Barrier. At even lower levels, the surface area of open water is reduced and large areas are covered with vegetation. In the two basins the water level can be different: the northern basin often dries out completely, while in the southern basin, near the Delta of the Chari River, a surface area of 1.500-2.000 km of open water remains, and around 6.000 km are covered with floating vegetation. The lake has been in the Lesser Chad condition since 1973. At water levels higher than 283m above sea level, the lake is called “Great Chad”. Open waters form a single large basin exceeding 25.000 km in surface area. Many islands disappear, and water can overflow the Bahr-el-Ghazal depression.
biLancio idrico deL Lago
the LaKe’s water baLance
I principali immissari del lago Ciad sono lo Chari, il Komadugu-Yobè, lo Yedseram e l’El-Beid. L’apporto d’acqua dato dal Chari rappresenta più del 90% dell’intero volume conferito annualmente al lago. Esso è anche l’unico fiume che scorre tutto l’anno: gli altri sono asciutti durante la stagione secca. Il lago non ha emissari ed è caratterizzato da forti perdite d’acqua per evaporazione. Il tasso medio di evaporazione è pari a 2250 mm l’anno, valore elevato dovuto alla scarsa profondità del lago.
The main affluents into the lake Chad are the Chari, the Komadugu-Yobè, the Yedseram and the El-Beid. The Cahri’s water contribution amounts to more than 90% of the entire volume of the lake. This is the only river that flows all the year round, whilst the others do not have any water during the dry season. The lake does not have an outflow but it loses water by evaporation. The average rate of evaporation is 2.250 mm/ year, representing a high level as the lake is not very deep.
Le condiZioni cLimatiche
nella pagina a fianco In alto: il tracciato della Great Green Wall In basso: Il lago Ciad, area di progetto in the previous page At the top: the Great Green Wall At the bottom: the lake Chad, project area
Le zone climatiche del bacino del lago Ciad sono determinate principalmente dai livelli annui delle precipitazioni, che possono variare tra meno di 100 mm nella zona più settentrionale, a 100 - 400 mm nella zona centrale che comprende tutto il lago e la maggior parte del bacino, a 400 – 1.000 mm nella parte più meridionale del bacino. Queste variazioni contribuiscono grandemente alla differenziazione dei tipi di vegetazione, agricoltura, fauna selvatica, bestiame e delle attività umane nel bacino. Le vaste aree che formano il bacino del
the cLimatic conditions The basin’s climatic zones depend on the annual levels of precipitation, that can vary from less than 100 mm in the northern zone, to 100-400 mm in the central zone (including the lake and the main part of the basin), and 400-1.000 mm in the southern basin zone. These variations contribute to the many different kinds of vegetation, agricolture, fauna, livestock and various human activities in the area. The extended areas of the basin are one of the most ancient inhabited places in history. Nowadays there are 11 billion people living near the lake and de5
LIBYAN ARAB JAMAHIRIYA ALGERIA
LIBYAN ARAB JAMAHIRIYA ALGERIA
The Lake Chad drainage basin
NIGER
Surface 2.500.000 km² OverLake 20 million The Chadpeople drainage basin 8 countries: Algeria, Surface 2.500.000 km² Libyan, Arab Jamahiriya, Over million people Niger,20 Chad, Central African Republic, 8 countries: Algeria, Cameroon and Nigeria Libyan, Arab Jamahiriya, Niger, Chad, Central African Republic, Cameroon and Nigeria
SUDAN CHAD
NIGER
SUDAN CHAD NIGERIA
CAMEROON NIGERIA
0
180
CENTRAL AFRICAN REPUBLIC
Kilometres
360
CAMEROON
0
180
CENTRAL AFRICAN REPUBLIC
Kilometres
360
1960
1973
1987
1997
1960
1973
1987
1997
Great Chad GRANDE CIAD
284 283
Great Chad GRANDE CIAD Normal Chad CIAD NORMALE
METRI SUL LIVELLO METRIDEL SULMARE LIVELLO DEL MARE
282 284 281 283 280 282
278 280 277 279 1870
1880
1890
1900
1910
1920
1925
1940
1950
1960
1970
1980
278 277 1870
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Normal Chad CIAD NORMALE Little Chad PICCOLO CIAD
279 281
State 1880
Lake level 1890
1900
1910
Little Chad PICCOLO CIAD
Surface Area 1920
1925
1940
1950
1960
1990
1970
1980
1990
Great Chad State
water level greater than 283 m Lake level
open water area of 25.000 km² or more Surface Area
Normal or Medium Great Chad Chad
water level of 282 m water level greater than 283 m
open water area of about 20.000 km² open water area of 25.000 km² or more
Normal or Medium Little Chad Chad
water 282than m 281 m water level level of lower
Alimnetric Chad Little Chad
period of no open water (the lake water level lower than 281 m disappears)
open km² open water water area area of of about 1.750 20.000 km², swamp area between 6.000 km² and 15.000 km²
Alimnetric Chad
period of no open water (the lake disappears)
open water area of 1.750 km², swamp area between 6.000 km² and 15.000 km²
nella pagina a fianco Dall’alto: Il bacino idrografico del Lago Ciad che interessa otto stati Variabilità del livello del lago, foto satellitari e dati storici che mostrano il trend di prosciugamento in the previous page From the top: the lake’s Chad drainage basin including eight countries Variability of the lake’s level, satellite pictures and historical data showing the drainage’s trend
lago Ciad sono uno dei più antichi luoghi abitati della nostra storia. Ancora oggi ci sono circa 11 milioni di persone che dipendono dal lago. Il lago e i terreni alluvionali che lo circondano sono rilevanti anche per la biodiversità: in quest’area vivono 176 specie di pesci e oltre 500 specie di uccelli.
pending on it. The lake, and the alluvial soils around it, are also important for biodiversity and 176 species of fish and more than 500 species of birds live in the area.
Le problematiche
Critical issues
Le condizioni attuali del lago Ciad sono alquanto critiche. Il naturale ciclo che alterna le tre fasi di lago sembra essersi interrotto e dagli anni settanta è iniziata una drastica diminuzione del volume di acqua presente. Attualmente la parte a nord del lago non esiste più, se non come palude ricoperta da vegetazione acquatica. Si sono ridotti al minimo gli afflussi del fiume Yobè a causa della progressiva riduzione delle precipitazioni nel nord Nigeria in cui ricade il bacino imbrifero del fiume. Uno specchio di lago vero e proprio resiste nella parte sud. Questo grazie all’apporto del fiume Chari che apportando circa il 70% dell’acqua nel lago rappresenta il più importante immissario del Ciad. L’equilibrio idrico del lago sembra essersi rotto definitivamente per cause varie, prima fra tutte il cambiamento climatico. La riduzione progressiva di questo mare interno, con la sua temuta scomparsa, implica conseguenze disastrose per le economie agricole, della pastorizia e della pesca delle numerose popolazioni rivierasche di Ciad, Nigeria, Niger e Camerun. La “morte” del lago Ciad eliminerebbe quella che ancora oggi costituisce una barriera naturale contro il processo di desertificazione in atto. Per salvare il lago non esiste una soluzione univoca. Negli scorsi anni sono stati attuati diversi progetti per tentare di contrastare questa catastrofe ecologica. Interventi prevalentemente a piccola scala per ovviare al problema della carenza idrica, come per esempio la perforazione di migliaia di nuovi pozzi, l’avvio di programmi di riforestazione, la creazione di piccoli comprensori irrigui partendo dall’emungimento di falde residue non più alimentate dalle acque lacustri e molti altri “microprogetti”. Tali interventi hanno avuto il
to have stopped and since the 70’s the water volume has decreased drastically. Currently the northern part of the lake doesn’t exist, but it is merely a swamp covered in vegetation. The continuous precipitation’s reduction in north Nigeria has in fact badly reduced the inflows of the river into the lake. On the other hand, the southern part is a real lake. This is due to the water apport of the Chari river that represents the most important inflow into the lake, contributing to 70% of the total water. Climate change has been identified as one of the main causes to the current water imbalance. The progressive reduction of the lake brings disastrous consequences for the local agricultural, pastolar and fishing economies and affects the whole population. The “death” of the lake could only accelerate the desertification process. Several solutions are available to save the lake and in recent years many projects have been realised to stop this ecological catastrophe. Small interventions to solve the problem of water scarcity include the perforation of thousand of water wells, and the introduction of reforestation projects. Although these interventions have saved many human lives and delayed the desertification process, they have not addressed the main problem: the gradual disappearance of the lake. Consequently, these isolated interventions, lacking a comprehensive plan on a large scale and not involving the local population, have caused further degradation of the natural habitat. The concentration of the population and the livestock in the project areas has in fact increased the exploitation of the natural resources. In addition to this scenario, the desert dunes are going to gradually substitute the water of the lake. In the past large scale projects were 7
merito di salvare delle vite umane e di ritardare le conseguenze della desertificazione, ma hanno lasciato insoluto il problema della graduale scomparsa del lago. Questi interventi isolati, senza una pianificazione complessiva a livello territoriale che coinvolga attivamente anche le popolazioni presenti, dopo un brevissimo periodo con impatto positivo, si sono dimostrati causa di ulteriore degrado dell’ambiente poiché l’afflusso concentrato di popolazione e bestiame nelle aree di progetto ha accentuato lo sfruttamento delle risorse naturali residue. Inoltre le dune del deserto sono destinate a sostituirsi gradualmente alle acque del lago con tutte le conseguenze ecologiche e sociali che il fenomeno è in grado di provocare. In passato sono stati sviluppati anche alcuni progetti di larga scala. Grandi opere che avevano come obiettivo non tanto fornire acqua alle popolazioni quanto invece far tornare il lago Ciad ai livelli degli anni ’60. Opere progettate da diversi soggetti, perlopiù professionisti privati più che enti organizzativi, per deviare fiumi o costruire canali che portino altra acqua al lago. Mega infrastrutture il cui risultato è tutt’altro che dimostrato e che non si esclude possano avere impatto negativo su altre zone. Tuttavia nessuna di queste grandi opere è in fase di programmazione e nessuno degli stati che gravitano sul lago sembra stiano muovendosi verso questo tipo di soluzione.
also discussed, with the aim to bring the water at the level of the 60s.These were mainly private projects, based on the idea of diverting rivers or building canals to bring water into the lake. The results of these large scale projects are however not guaranteed and potential negative impacts in other areas should also be taken into consideration. At present none of these projects has been approved and none of the countries on the lake seem to be considering such measures.
Acqua piovana
Rain water
Le piogge rappresentano il calendario naturale che detta il ritmo delle attività del lago, dell’uomo e di tutto l’ambiente naturale. Con la stagione delle piogge gran parte dei terreni argillosi divengono fertili e le popolazioni ne approfittano per il raccolto che dovrà supplire alle necessità di tutto l’anno. Il lago invece si trova in quel periodo al livello più basso dell’anno. Man mano che la stagione avanza e si fa più secca, le popolazioni seminomadi si spostano verso il lago, dove è ancora possibile coltivare in prossimità delle rive. Tuttavia è proprio nei primi mesi dell’anno che il bacino del Ciad racchiude il maggior volume di acqua, permettendo
The rain represent a natural calendar that gives a schedule to the lake’s human and natural activities. With the rainy season most of the clay soils become fertile and the population takes the opportunity to cultivate it: the products collected will be used for the whole year. In this period the lake is in the “Lesser Chad” level of the year. As the season becomes drier, the seminomadic population moves closer to the lake, near the banks where it is still possible to cultivate. However, it is during the first months of the year that the basin contains the biggest amount of water, allowing to use its banks for agricolture. The wells that tap from
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nella pagina a fianco Sintesi schematica delle problematiche, degli organismi coinvolti e delle strategie di progetto in the next page Schematic synthesis of critical issues, of the organizations under study and the project’s strategies
LAKE’S DRAINAGE Since 1966 the lake’s Chad water level has been in constant decline: the surface has decreased by the 75% and the decline continues.
DESERTIFICATION Climate change aggravates the extreme situation of this area. The expansion of the desert areas destroys the rich soils.
POPULATION’S GROWTH The population in the lake’s area is going to increase in the near future. Population growth and migration are among the main causes.
ILLITERACY The schools are mostly in the cities and in the main villages.
ENERGY’S LACK The majority of the African rural areas does not have electricity. Among the main causes are nomadism and the population’s poverty.
AU WORLD BANK
NETWORK OF O AS new IS FO n v o i illa R at
Total distance 7.775 km for 15 km Total area 11.662.500 hectares 11 countries from Dakar to Gibuti Aims
n o p o wer
ice s
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Ethiopia
Benin
ac y
Djibouti Nigeria
Togo
te r
ref or Eritrea
tification and la ser ke ’s de
Sudan
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Chad
LE DEVELOPME NT INAB STA education / se SU rv
Niger
Burkina Faso
A
_to conserve the limited water resources _to restore the water level in lake Chad _to prevent desertification through dune fixation _to prevent erosion and introduce programmes of plant regeneration _to collect data on the resources for an effective management of the river basin
Mali
g
pop ula tio
wth gro n’s
Mauritania Senegal
age ain dr
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GEF
ewable energy ren
GGW GREAT GREEN WALL
LCBC Lake Chad Basin Commission
stop desertification improve local economies
Approved Nigeria problem of soil erosion Togo Chad food crisis
NEW WATER’S SOURCES
Aims reduce the food insecurity and the families’ vulnerability
food crisis
REFORESTATION
improve the basic infrastructure’s access and the social services’ access in these zones
NEW VILLAGES
improve the planning, management and the decentralized investments’ monitoring of the local communities and municipalities
EDUCATION AND SERVICES
RENEWABLE ENERGIES
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di sfruttare ai fini agricoli le sue rive. I pozzi che attingono dalle falde sotterranee delle zone attorno al lago non sono utilizzati per l’agricoltura ma solo per il sostentamento idrico degli abitanti e degli animali da allevamento. Questa dipendenza univoca dalle piogge stagionali non permette un completo sviluppo del potenziale agricolo del lago. Riuscire a sfruttare questa quantità d’acqua, che è concentrata in soli tre mesi, in modo che sia utilizzabile nei mesi secchi dell’anno, garantirebbe un incremento della produzione agricola nel corso di tutto l’anno.
the underground aquifers near the lake cannot be used for irrigation, but only for sustaining the population and the livestock. The dependence on seasonal rains does not allow a complete development of agricolture near the lake. An increase in agricultural activities all the year round, could only be achieved exploiting the water of seasonal rains and using it also during the dry seasons.
Il fabbisogno idrico
Water demand
Abbiamo quindi calcolato il fabbisogno idrico di una persona in 20 litri giorno di acqua, per gli animali abbiamo definito un valore medio di 40 litri giorno, tenendo conto delle diverse stazze di animali e del fatto che attualmente gli allevatori fanno bere i bovini a giorni alterni. Diversa la questione per il fabbisogno idrico dell’agricoltura. Non potendo risalire a valori precisi in quan-
We have estimated a water demand of 20 l/day per person and 40 l/day per livestock (taking into consideration different animal species and the fact that breeders normally give animals water every other day). Agriculture presents a different situation as it is difficult to estimate the water demand for the many different typologies of cultivation. We have therefore identi-
in questa pagina Risorse idriche attuali e future per la gente del lago nella pagina a fianco Confronto tra le superfici necessarie per la raccolta di acqua piovana a seconda della diversa piovosità in this page Current and future water resources for the lake’s population in the next page Comparison between different collection surfaces depending on different rainfalls
Lake Chad
2007
20.000.000 people
Seasonal puddles Underground sources Support to existing villages
Domestic water
WATER RESOURCES
Animals
Civil tank
Rain water collection
2020 30.000.000 people
10
New villages
Rain Seasonal puddles Underground sources
Agricolture
Agricoltural tanks
SAHARAN ZONE 70
rainfall <100 mm/anno
50
Rainfall (mm)
runoff coefficient 0,25
30
Collection surface 4m²
10
100l Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
SAHELIAN ZONE 70
rainfall 100 - 400 mm/anno
Rainfall (mm)
50
runoff coefficient 0,25
30
Collection surface 1m² 1m
10
100l Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
TROPICAL ZONE whit dry seasons 250
Rainfall (mm)
200 150
100 50
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
rainfall 400 - 1000 mm/anno runoff coefficient 0,25 Collection surface 0,4m² 100l
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to le tipologie di colture sono troppo diversificate per poter essere definite, abbiamo assunto un valore medio di 5 l/m2 al giorno per le coltivazioni che con una superficie ipotetica di 1.000 m2 significa un fabbisogno giornaliero di 8.500 litri d’acqua. Partendo da questi dati di base siamo andati a definire alcuni modelli di villaggio per capire la quantità di acqua da garantire per una completa autonomia del villaggio.
fied a mean value of 5 l/m2 per day for vegetables, that with an hypothetical surface of 1.000m2 represents a water demand of 8.500 l. Based on these data, we have defined some models of villages in order to understand the quantity of water needed to guarantee the village complete independence.
una produZione da accrescere
a production to increase
Attualmente le popolazioni riescono ad effettuare un unico raccolto nei mesi immediatamente successivi alla stagione delle piogge, immagazzinando cereali per il resto dell’anno. Solo sulle rive del lago si riesce ad avere una produzione ininterrotta di ortaggi destinati alla vendita. Riuscire ad incrementare questa produzione agricola è uno degli obiettivi del progetto. Si punta quindi a garantire un secondo raccolto annuale per le genti del lago Ciad.. Nelle condizioni climatiche in cui ci troviamo, sen-
Currently the population can harvest only once a year, after the rainy season, collecting cereals to be used all the year round. Only on the banks of the lake cultivation is possible throughout the year and vegetables are grown to be sold in the market. One of the objectives of the project is increasing this agricultural production . We thus try to guarantee a second agricultural harvest per year for the populations of the lake Chad. At present conditions, we need a sur-
Sand Sanddunes dunes SORGHUM SORGHUM MILE MILE
Vegetables Vegetables
250÷500 250÷500 mm/y rainfall mm/y rainfall
Corn Corn
Wetlands Wetlands
Cotton Cotton Rive del fiume Rive del fiume Komadugu Yobe Komadugu Yobe WHEAT WHEAT PEANUTS PEANUTS VEGETABLES VEGETABLES
Sorghum Sorghum 500÷750 500÷750 mm/y rainfall mm/y rainfall
alluvial soils alluvial soils COTTON COTTON SORGHUM SORGHUM PEANUTS PEANUTS RICE RICE WHEAT WHEAT FORAGE FORAGE
Peanuts Peanuts
Rice Rice
1000 mm/y 1000 rainfall
Wheat Wheat
mm/y rainfall
Forage Forage
12
DAILY REQUIREMENTS OF WATER 1 person
NUMBER OF LIVESTOCK
AGRICULTURAL SURFACE 1600 m²/year
1 bovine
CEREALS
5
l/day per m²
l/day per m²
l/day
l/day
100 m²/year
VEGETABLES
3
40
20
1700 m²/year
60
90day/year
l/day
5300
275gg/anno
l/day
365day/year
R PE
LY W ATE
LE EOP P 0 10
591.400 l 591,4 m³ TE
A
2.029.000 l 2.029 m³
TOTAL W
NUAL WATER DE AN MA ND
D
AI
R
TOTAL
5360 l 5,36 m³
RP ER YEAR
nella pagina a fianco Analisi delle tipologie di colture a seconda della latitudine e dell’indice di piovosità in questa pagina Fabbisogno idrico minimo ottimale per persone e animali, usato come base per il dimensionamento
730.000
569.000
l/year agricultural surface per 100 people
730.000 l/year per 100 people
in the previous page analysis of the types of crops depending on the latitude and the index of rainfall in this page Optimal minimum water requirement for people and animals, used as base for the project
530.000
l/day agr. surf. per 100 people
l/year per 50 animals
2000
2000 l/day per 100 person
l/day per 50 animals
VILLAGE OF 100 PEOPLE
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za apportare particolari accorgimenti, per raccogliere l’acqua necessaria ad innaffiare una superficie è necessaria una superficie tre volte più grande. È chiaro come sia difficile e ingiustificato in zone come questa reperire grandi aree impermeabilizzate che possano impedire all’acqua di infiltrarsi, va detto che però la condizione di siccità che si viene a creare dopo nove mesi senza pioggia determina superfici in cui l’acqua impiega del tempo prima di riuscire a impregnarsi. Il sistema adottato nel progetto è stato integrare il sistema di raccolta con quello di produzione, sfruttando la necessità di mantenere alcuni campi a maggese in modo da avere una rotazione e assicurare una più alta fertilità dei terreni. Il progetto prevede la creazione di alcuni canali di raccolta, che coincidono con i confini dei diversi lotti coltivabili. Tali canali convergeranno verso un unico punto di raccolta dove l’acqua sarà filtrata dai detriti più grossi e immagazzinata in cisterne sotterranee che impediscono l’evaporazione e la conservano tutto l’anno. I terreni coltivati saranno quindi a forma di semicerchio. Terminata la stagione delle piogge e terminato il raccolto, l’acqua immagazzinata nelle cisterne viene utilizzata per un secondo raccolto. Una pompa permette di riportare in superficie l’acqua necessaria e di pomparla all’interno di un impianto di irrigazione a goccia, che permette una resa irrigua maggiore senza sprechi d’acqua. Questo impianto di irrigazione avrà delle parti fisse coincidenti con i canali di raccolta dell’acqua e delle parti mobili, gli impianti a goccia, che possono essere spostati di stagione in stagione sul terreno che si intende coltivare.
face three times larger to irrigate. It is clearly difficult to identify and plan waterproof surfaces in this area but, whit such drought conditions (9 months per year without water) it takes a lot of time for the water to soak up. The system adopted integrates the stormwater collection system with the production one. This is implemented having a rotation of the cultivation and ensuring higher fertility levels in the land. The project includes the creation of channels to collect water, located at the border of the fields. These channels will converge in one single point, where the water will be filtrated and stored in underground tanks to prevent evaporation and conserve the water for the rest of the year. The fields will be semi-circular. As the rainy season ends, the water in the tanks can be used for a second harvest. A pump carries the water needed at the top and pumps it into a drop irrigation system. This kind of system ensures low water waste. The irrigation system has fixed parts located near the channels for water collection and some movable parts, as the drop system, that can be positioned every two years in the areas to be cultivated.
Il ciclo dell’acqua
The water cycle
L’acqua raccolta per la parte agricola viene filtrata attraverso una prima vasca di decantazione, dove è depurata dalle scorie più grosse. Passa poi attraverso un sistema a cascata e viene convogliata verso le grandi cisterne dov’è accumulata per la stagione secca. Quando vi è la necessità di utilizzare l’acqua accumulata, si ha l’accesso ad una vasca sotterranea, con delle chiu-
The agricoltural water is filtered through a settling tank, where the water is purified from any large dross. The water then passes throungh a cascade system and goes into big tanks underground. A system of locks connected to the tanks allows access to the water. This system allows to empty the tanks one by one. The water is brought on
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nella pagina a fianco Calcolo della superficie necessaria per la captazione dell’acqua piovana per l’agricoltura Vista delle coltivazioni agricole e del villaggio in the next page Calculation of the area required for rainfall collection for agriculture View of the cultivated land and of the village
CON ST A
ODUCTION PR NT
irrigation 275 days/year (except during rainy season)
5l/m²
13.750m³
110.000 m²
TAL WA
A G RI C
TE
T
RA
LA
REA
1600 m²/person cereals 3l/m²
345.600 m² DO UB
UL
U
collection surface
LE
OP CR
R
56.950 m³
per 100 people
455.600 m²
TO
collection surface
1700 m²/person
TO TA L
C
100 m²/person garden
SURFAC E TION EC L L O
R PE YEA R
43.200m³
irrigation 90 days/year
(january/february/march)
rainy season
15
Jan Feb March April May June July Aug Sept Oct Nov Dec Jan Feb March April May June July Aug Sept Oct Nov Dec
2020
2021
2014 - 2015
Jan Feb March April May June July Aug Sept Oct Nov Dec Jan Feb March April May June July Aug Sept Oct Nov Dec
Jan Feb March April May June July Aug Sept Oct Nov Dec Jan Feb March April May June July Aug Sept Oct Nov Dec
16
2016 - 2017
2018 - 2019
2022
2020 - 2021
2022 - 2023
2023 2024 - 2025
2026 - 2027
2028 - 2029
2030 - 2031
2024
2025
nella pagina a fianco Schema del funzionamento delle coltivazioni e del maggese in questa pagina Vista nella stagione delle piogge in the previous page Scheme of the cultivated land’s rotation (puoi anche dire table invece di scheme) in this page Project view during the rainy season
se collegate alle singole cisterne. Queste vengono aperte una alla volta per permettere lo svuotamento controllato dell’acqua e attraverso una pompa ad immersione si manda l’acqua nell’impianto di irrigazione.
with a submersible pump that brings it in the irrigation system.
Crescono nuovi nuclei abitati
New villages growth
Le cisterne che raccolgono l’acqua agricola diventano occasione per la formazione di nuovi centri abitativi. È previsto infatti per il futuro un incremento di popolazione nelle zone del Ciad, così come è il trend di tutta l’Africa. Questo grande volume d’acqua sotterraneo, che per essere coperto necessita di grandi strutture portanti, diviene parte integrata con il comparto residenziale che vi si pone alla sommità. Questa infrastruttura diviene quindi un sistema integrato tra le necessità di immagazzinamento dell’acqua agricola e la nascita dei nuovi villaggi. Questo sia per sfruttare la vicinanza con il terreno agricolo di nuova creazione che per sfruttare le qualità raffrescanti di questa grande quantità d’acqua pre-
The agricultural water tanks contribute to the development of new villages, and an increase in the Chad population, as in all Africa, is predicted. The large underground water collection, covered by large structures, will be integrated with the residential areas at the top. This infrastructure is therefore an integrated system of water storage for agricultural purposes and residential development. Two reasons for this integration are the proximity to the irrigated lands and the cooling qualities of this large quantity of water. The tank for domestic use is placed in the centre of the agricultural water tank and it serves people and animals. This is the centre of the village: an integrated system of the infrastructure
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sente. Al centro delle cisterne agricole, si trova il serbatoio per la raccolta dell’acqua per l’uso civile, vale a dire per il sostentamento del fabbisogno delle persone e degli animali. In questa posizione si viene a creare il centro del villaggio, un sistema integrato tra la parte infrastrutturale e la parte residenziale. Per evitare di dover pompare l’acqua dal serbatoio civile, viene creato un percorso digradante che porta ad una vasca a quindici metri di profondità. Il percorso è creato con scalini molto bassi, in modo che anche gli animali possano essere accompagnati fino in fondo per abbeverarsi. Attorno al percorso si vengono a costruire degli spazi, i quali possono essere utilizzati dagli abitanti per ritrovarsi o svolgere particolari attività collettive. Possono trovare spazio in questi ambienti, servizi importanti per tutto il villaggio, come per esempio granai e spazi per stivare il raccolto. Quando invece non si ha la necessità di creare nuovi villaggi, ma ci si trova in prossimità di centri abitati preesisten-
with the residential area. To avoid inserting a pump for the domestic water, a downwards pathway leads to a basin 15m underground. The pathway has very short steps, to allow even the livestock to walk down for drinking. Along the pathway large areas are available for the locals to be used in their free time or for group activities. These areas can be used for different purposes, as barns or deposits. In case of an existing village, the centre will be different as the well is linear with a stair that leads downwards and with wholes that allow for natural lighting.
RAINY SEASON harvesting water DRY SEASON pumping water to the fields in questa pagina Schema (pianta e sezione) del funzionamento delle cisterne agricole nella pagina a fianco Dimensionamento dell’impianto irriguo Spaccato assonometrico del centro del villaggio e delle cisterne per la raccolta dell’acqua piovana destinata all’agricoltura in this page Scheme (plan and section) of the agricultural tank’s functioning in the next page Dimension of the irrigation system Detailws view of the new city centre and of the water tanks for agriculture
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l_Spec_T Soi OT
n
0m2/pe 170 rso AL
Irrig at
Soil_Spec_Cereal 1600 m2/person Soil_spec_Vegetables 100m2/person
n io
Irrigation_Spec_Cereal 3l/(dxm2) Irrigation_Spec_Vegetables 5l(dxm2)
x100 Soil_Total 170000m2
Field_Radius 500m
Irrigation_Total 530 m3/d
PIP ES Diameter_Ext 0,125 m Diameter_Int 0,11 m PressureLosses 18 m/km PressureLosses 176580 Pa
VolFlowRate 53 m3/h Irrigation_Duration 10h
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step 1
step 2
step 3
step 4
step 5
step 6 20
ti, si creerà un secondo tipo di centro villaggio. Non essendoci la parte che riguarda l’agricolo, questo centro non si sviluppa a corte ma più lineare, con una scala che scende e delle aperture che permettono di portare la luce. nella pagina a fianco Step di crescita delle cisterne agricole e del villaggio in questa pagina Pianta del centro del villaggio e indicazione del passo strutturale in the previous page Evolution of the village’s and tank’s growth in this page City centre plan and indication of the structural step
funZionamento cisterne civiLi
domestic tanKs
Per quanto riguarda l’acqua destinata al fabbisogno degli abitanti, sia quanto necessario per bere che quanto serve per l’igiene personale, viene raccolto direttamente dalla superficie occupata dal villaggio. Questo vale sia nel caso del villaggio di nuova realizzazione, sopra le cisterne civili, che nel caso dei villaggi esistenti.
The water for domestic use (water for drinking and personal hygiene) is collected from the surface of the village. This is the case in both scenarios: in new villages on top of the agricultural tanks, and in existing villages. The adopted technique is that of the venetian “campiello” (a small square): an open surface that collects and pipes the rainwater inside the gutters, and
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La tecnica utilizzata è quella del campiello veneziano: una superficie aperta che raccoglie e convoglia le acque piovane all’interno di canali di scolo, che portano ad una cisterna. Tale raccolta avviene dai tetti delle case, opportunamente progettati per ottimizzare lo scolo, e dalle strade lastricate. Come accade per i pozzi veneziani, l’acqua raccolta dai canali viene filtrata facendola passare attraverso sabbia pulita sempre più sottile. In questo modo l’acqua da bere risulta più pulita rispetto a quella che solitamente viene attinta dai pozzi o direttamente dal lago. L’acqua raccolta e depurata va a depositarsi in una grande cisterna circolare, con il raggio di 6 metri e profonda 15 metri. In alto la cisterna è coperta da una cupola accessibile dall’esterno: in questo modo la gente del villaggio può attingere all’acqua di cui ha bisogno direttamente dall’alto, con secchi o contenitori. Accedendo invece al centro città, si può scendere fino ai 15 metri di profondità. Quando la cisterna per uso civile è inserita nell’infrastruttura dell’agricolo il percorso di discesa viene
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ultimately in the tank. The water is collected from the roofs, especially designed for this purpose, and from the paved streets. As in the Venetian wells, the water is filtered through thin sand. This operation makes the water clearer than that usually collected from the wells or directly from the lake. The water captured and purified is stored in a big circulare tank, with a 6 m ray and 15 m depht. On the top of the tank an accessible dome is available so that people can go inside and collect water with taps. A second option to draw the water is to access the centre of the village up to 15 m depth. When the domesthic tank is part of the agricoltural tanks, the downwards pathway is integrated with a water route. Pools interconnected with the civil talk are available at every floor to allow to collect water directly from the stairs or from the underground collective areas. This allows an easy access to the water, especially for watering animals. The pools are filled with the communicating vessels system. As the tank is full the pools get filled from the
in questa pagina Vista del centro del villaggio con la vasca per la raccolta dell’acqua destinata agli usi civili nella pagina a fianco Schema di raccolta dell’acqua piovana destinata al fabbisogno del villaggio, sul modello della tecnica di funzionamento dei pozzi veneziani in this page City’s centre view with the water tank for people and animals use in the next page Scheme of the village’s water collection system, based on the step’s Venetian model
Roofs, streets and squares are used to harvest the rainwater.
The water goes through underground drains in the central tanks. The drains are located along space between the vaults of the agricoltural tanks.
Houses are built on a grid to facilitate water collection from private roofs for collective use.
Before entering the main tank, the water is filtered through the sand. Like in the venetian ancient wells, this is a natural way to purify water.
The tanks are located in the centre of villages. This is a public area, everyone has a specific quantity of water stored in the big tank.
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OCT-DEC
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JAN-MAR
APR-JUN
da sinistra in senso orario
from the left
Schema della distribuzione dell’acqua destinata a persone e animali all’interno del centro città e sistema di riempimento delle vasche
Scheme of the water distribution for people and animals use in the city centre and tank’s replenishment system
Dimensionamento dei gradini per un uso promiscuo di persone e animali
Dimension of the steps for the indistinctive use of people and animals
Vista interna del percorso che scende verso il centro città per poter attingere l’acqua
Internal view of the path leading to the city centre to collect water
190 cm
12cm
JUL-SEP replenishment of the tanks during the rainy season
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integrato con un percorso d’acqua: ai vari livelli si trovano delle vasche comunicanti con il serbatoio civile, che permettono di attingere l’acqua direttamente dalle scale e dagli spazi collettivi sotterranei. In questo modo si ha un più agevole accesso all’acqua, per esempio per l’abbeveramento degli animali. Le vasche sono riempite grazie al principio dei vasi comunicanti: quelle più in alto si riempiranno con la cisterna piena e daranno acqua a quelle più in basso. Man mano che il serbatoio si svuota bisognerà scendere per attingere l’acqua, fino alla vasca al piano più basso situata alla stessa quota del serbatoio. Un sistema di tappi con dei galleggianti evita che l’apertura delle vasche in basso faccia svuotare l’intera cisterna dell’acqua.
upper to the lower levels. When the water in the tank decreases, the lower pools, at the same level of the water tank, get filled. A system of plugs with floaters is in place to avoid the loss of water in the pools preventing from emptying the tank entirely.
Conclusioni
Conclusions
Il progetto, sviluppandosi a diversi livelli, dà una risposta a tutte le problematiche che intendevamo affrontare. A scala territoriale, legandosi con il progetto della Great Green Wall, la creazione delle nostre nuove superfici agricole permette di combattere la desertificazione incrementando allo stesso modo la produttività della zona. Questo senza compromettere le abitudini e le tradizioni delle popolazioni locali che, anzi, sono incentivate a rimanere sul territorio anziché spostarsi verso le città o in cerca delle risorse naturali necessarie per vivere. Dal punto di vista demografico, il progetto diviene pretesto per la formazione di nuovi centri insediativi, per rispondere alla crescita della popolazione prevista negli anni futuri, garantendo allo stesso modo condizioni di vita superiori a quelle presenti nella zona. La raccolta dell’acqua per l’agricoltura permette la coltivazione di specie diverse e un incremento del raccolto che significa una maggiore possibilità di introito economico per gli agricoltori. La raccolta dell’acqua per il fabbisogno delle persone e degli animali, prevede una piccola depurazione prima del consumo e questo è un fattore positivo perché riesce a migliorare le condizioni di salute di persone e animali. Inoltre avere a disposizione l’acqua in prossi-
The project addresses the problem at different levels. On local scale it is connected with the Great Green Wall and the creation of agricultural surfaces allows to tackle desertification, increasing productivity. This is intended without compromising the costums and traditions of the local populations. These should in turn be encouraged to stay, rather than leaving for moving to the cities or to areas where more resources were available. From a demographic point of view the project intends to create new villages to respond to the expected increase in population and to guarantee higher standards of life. The water collection for agriculture allows to cultivate different species and to increase the harvest, generating financial incomes for farmers. The water collection for people and animals includes a depuration process that can improve people’ s health. Furthermore, the water proximity to the village brings many advantages for the locals. Another developmental opportunity is represented by the creation of new collective spaces in the tank’s infrastructure. These spaces could in the fu-
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STEP1_City’s growth 100 people 50 animals
STEP2_City’s growth 200 people 100 animals
STEP3_City’s growth 400 people 200 animals
in questa pagina A sinistra: schema del riempimento della cisterna per i villaggi esistenti, nell’ipotesi di una crescita futura della popolazione del villaggio A destra: vista interna del centro città durante la stagione delle piogge in this page On the left: scheme of the tank’s replenishment for the existing villages, supposing a growth in the village population On the right: internal view of the city centre during the rainy season
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mità del villaggio rappresenta un grandissimo vantaggio per i residenti. Infine, il fatto che queste cisterne d’acqua vadano a rappresentare il centro del villaggio, con la formazione di nuovi spazi utilizzabili collettivamente dalle persone, porta ulteriori occasioni di sviluppo. Queste infrastrutture potranno in futuro accogliere altri servizi a favore della comunità, come la scuola, ambulatori medici o veterinari, mercato ecc.. che si potranno sviluppare contribuendo a migliorare la qualità della vita di questi popoli, senza costringerli a spostarsi verso i centri principali del paese abbandonando la loro terra.
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ture be used for providing services for the community, like schools, clinics or markets. This will allow the village to develop and improve its population’s quality of life, so that people will no longer need to move out and abandon their lands.
in questa pagina Spaccato assonometrico delle cisterne e centro città da realizzare in corrispondenza dei villaggi esistenti nella pagina a fianco e nelle successive Viste interne del centro città per i villaggi esistenti in the next pages Internal views of the african stepwell, new city centre, for the existent villages
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