Gibt es eine Methode zur Bestimmung des Abflusses von Trockengebieten in Entwicklungsländern?

Hinweis: Diese Frage wurde vollständig umformuliert und erweitert, wobei die Kommentare und Fragen der ersten Version behandelt wurden.

Die De-facto-Standardquelle für Abflussberechnungen in Südafrika ist das "SANRAL Runoff Manual" ( http://www.nra.co.za/content/Drain5.pdf ).

Ich muss ein Wehr für einen kleinen Erddamm in einem trockenen Gebiet mit einem kleinen (weniger als 200 ha) ziemlich flachen Einzugsgebiet im südlichen Afrika entwerfen . Die Idee hinter dem Damm ist es, nicht mehr als 10 000 Kubikmeter Wasser für die Bewässerung kleiner Bestände unmittelbar nach der Regenzeit zu sammeln, um die Abhängigkeit vom Grundwasser etwas zu verringern.

Um die Staumauer und den Überlauf zu gestalten, benötigt man Strömungsdaten durch das betreffende Einzugsgebiet. Die rationale Methode liefert diese Formel:              ... (3.8) wobei: Spitzenfluss (m ³ / s) Abflusskoeffizient (dimensionslos) durchschnittliche Niederschlagsintensität über dem Einzugsgebiet (mm / Stunde) effektives Einzugsgebiet (km ² ) Umrechnungsfaktor$Q=\frac{CIA}{3,6}$
$Q \hskip{1.5em}=$
   $C \hskip{1.7em}=$
   $I\hskip{2em} =$
   $A \hskip{1.7em}=$
   $3,6\quad =$

In trockenen Gebieten sind Niederschlagsereignisse oftmals Gewitter von relativ kurzer Dauer, oft weniger als eine Stunde. Diese Ereignisse sind durch lange Trockenperioden getrennt. Der Niederschlag wird in der Regel täglich gemessen. Diese aufgezeichneten Werte sind Tagesniederschlagswerte, sagen jedoch nichts über die Dauer der Niederschlagsereignisse aus.

Die Niederschlagsintensität wird bestimmt, indem der Niederschlag durch die Dauer des Niederschlagsereignisses dividiert wird. Je kürzer also das Niederschlagsereignis ist, desto höher ist die Niederschlagsintensität bei gleicher Gesamtniederschlagsmenge. Da die Niederschlagsmenge jedoch nicht im Sekundentakt, in der Minute oder in der Stunde gemessen wird, ist es unmöglich, die Niederschlagsintensität in Gebieten mit kurzen Niederschlagsereignissen genau zu bestimmen. Tatsächlich steigt die Fehlerquote mit abnehmender Dauer der Niederschlagsereignisse enorm an.

Die Verwendung von Niederschlägen mit diesen Daten (mit einer großen Fehlerquote) für große Einzugsgebiete wird nicht empfohlen, da die Niederschlagsmenge für mindestens eine Dauer, die der Konzentrationszeit entspricht, keine "zeitliche Verteilung" aufweist (Seite 3.17). Q würde überbewertet und somit Dämme und Überläufe überbewertet.

Das Gegenteil gilt für kleine Einzugsgebiete, in denen die Konzentrationszeit kürzer als die Dauer eines Niederschlagsereignisses ist. Die Fehlerquote bei der Berechnung der Niederschlagsintensität wird unannehmbar kritisch. Insbesondere für sehr kleine Staudämme werden sie entweder unterbewertet sein oder sie werden finanziell nicht durchführbar sein.

Gibt es eine alternative Methode zur Bestimmung des Abflusses in ariden Gebieten, in denen Niederschlagsereignisse von kurzer Dauer sind und genaue Niederschlagsdaten (Niederschlag und Dauer von Niederschlagsereignissen) nicht verfügbar sind?

Nach einiger Überlegung kam mir der Gedanke, dass Sedimentdaten existieren würden, die frühere Hochwasserereignisse zeigen. Um dies zu untersuchen, müssten Bodenproben entnommen werden, bei denen sich in einer Flussbiegung Sediment angesammelt hat. Das Feinmaterial verbleibt auf den oberen Ebenen der einzelnen Hochwasserereignisse, und historische Niederschlagsdaten können Aufschluss über das Volumen im Einzugsgebiet geben.