Reservoir sedimentation mitigation measures to deal with a severe drought at Graaff-Reinet, South Africa

Mesures d’atténuation de l’alluvionnement du réservoir pour faire face à une grave sécheresse à Graaff-Reinet, Afrique du Sud

Department of Civil Engineering, Stellenbosch University, Stellenbosch, South Africa

^* Corresponding author: grbasson@sun.ac.za

Abstract

The Nqweba Dam is one of the oldest dams in South Africa and was commissioned in 1925 for irrigation. The original reservoir depth at the dam wall was 31 m, but over the years sedimentation has reduced the water depth to 9.8 m. The original storage capacity of 79 million m³ has decreased to 46 million m³ by 2020. The dam supplies the town of Graaff-Reinet and due to the growing population at 1.9% pa it was realised in 1995 that the water use should change from irrigation to 100% potable use. For the past 25 years the town has been supplied from the dam when it has water and from ground water when the dam runs empty during droughts. The current water requirement of the town is 3.3 million m³/a and during 2019 the dam ran dry, while the ground water resource only supplied less than 50% of the demand. Urgent short and medium term measures were sought to solve the water crisis. Dam raising was found not to be beneficial, but options to increase storage capacity such as dredging or a new off-channel dam, and reduce evaporation such as floating balls/solar panels on part of the reservoir will restore the dam’s firm yield.

Résumé

Le barrage de Nqweba, l’un des plus anciens barrages d’Afrique du Sud, a été mis en service en 1925 pour l’irrigation. La profondeur initiale de la retenue était de 31m, mais au fil des ans, l’alluvionnement a réduit la profondeur de l’eau à 9,8m. La réserve totale initiale de 79 millions de m³ a été réduite à 46 millions de m³ en 2020. Le barrage alimente la ville de Graaff-Reinet et en raison de l’augmentation de la population (1,9 % par an), il a été établi en 1995 que l’utilisation de l’eau devait passer de l’irrigation à une utilisation 100 % potable. Depuis 25 ans, la ville est alimentée par le barrage lorsqu’elle a de l’eau et par les eaux souterraines lorsque le barrage se vide durant les sécheresses. Les besoins actuels en eau de la ville s’élèvent à 3,3 millions de m³ par an. En 2019, le barrage s'est asséché tandis que la ressource en eau souterraine a fourni moins de 50% de la demande. Des mesures urgentes à court et moyen terme ont été recherchées pour résoudre la crise de l’eau. L’élévation du barrage n’a pas été bénéfique, mais des options pour augmenter la capacité de stockage sont étudiées, tel que le dragage ou un nouveau barrage hors chenal, ainsi que l’utilisation de ballons flottants / panneaux solaires sur la retenue pour rétablir le rendement ferme.