Existe-t-il une méthode pour déterminer le ruissellement des zones arides des pays en développement?

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Remarque: cette question a été entièrement reformulée et développée, en répondant aux commentaires et aux questions posées à la première version.

La source standard de facto pour les calculs de ruissellement en Afrique du Sud est le "SANRAL Runoff Manual" ( http://www.nra.co.za/content/Drain5.pdf )

J'ai besoin de concevoir un déversoir pour un petit barrage en terre dans une zone aride avec une petite (moins de 200 ha), un bassin versant assez plat en Afrique australe . L'idée derrière le barrage est de collecter pas plus de 10 000 mètres cubes d'eau à des fins d'abreuvement pour le petit bétail immédiatement après la saison des pluies, ce qui réduit quelque peu la dépendance à l'égard des eaux souterraines.

Pour concevoir le mur du barrage et le déversoir, il faut des données de flux à travers le bassin versant en question. La méthode rationnelle fournit cette formule:              ... (3.8) où:QQ=CIA3,6
débit de pointe (m3/ s) CQ=
    coefficient de ruissellement (sans dimension) IC=
    intensité moyenne des précipitations sur le bassin versant (mm / heure) AI=
    zone effective de captage (km2) 3 , 6A=
    facteur de conversion3,6=

Dans les zones arides, les pluies sont souvent des orages de courte durée, souvent moins d'une heure. Ces événements sont séparés par de longues périodes sèches. Les précipitations sont généralement mesurées quotidiennement. Ces valeurs enregistrées sont des valeurs de précipitations quotidiennes, mais elles ne disent rien sur la durée des événements pluvieux.

L'intensité des précipitations est déterminée en divisant les précipitations par la durée de l'événement pluvieux. Ainsi, plus l'événement pluvieux est court, plus l'intensité des précipitations est élevée pour la même quantité de précipitations totales. Mais comme les précipitations ne sont pas vraiment mesurées à la seconde, à la minute ou à l'heure, il est impossible de déterminer avec précision l'intensité des précipitations dans les zones où les événements pluvieux sont courts. En fait, la marge d'erreur augmente considérablement à mesure que la durée des événements pluvieux diminue.

En utilisant les précipitations, ces données (avec une grande marge d'erreur) pour les grands bassins versants ne sont pas recommandées, car les précipitations n'ont pas de "distribution temporelle pendant au moins une durée égale à la période de concentration" (page 3.17). Q serait surestimé et donc les barrages et les déversoirs seraient sur-conçus.

L'inverse est vrai pour les petits bassins versants, où le temps de concentration est inférieur à la durée d'un événement pluvieux. La marge d'erreur dans le calcul de l'intensité des précipitations deviendra critique de manière inacceptable. Surtout pour les très petits barrages, ils seront soit sous-conçus, soit financièrement irréalisables.

Existe-t-il une autre méthode pour déterminer le ruissellement dans les zones arides, où les événements pluvieux sont de courte durée et les données précises sur les précipitations (précipitations et durée des événements pluvieux) ne sont pas disponibles?

NamSandStorm
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@mart ... votre «calcul de boîte à cigarettes» est très loin de l'approche hydrologique. Vous n'avez pas pris en compte la topographie, l'évaporation, la percolation, etc. De plus, la capture de la totalité des précipitations est injuste pour les communautés en aval, donc un pourcentage doit être autorisé à passer. La conception du barrage n'est pas si simple :)
NamSandStorm
1
le problème est que je dois établir les crues de 50 ans, 100 ans et 150 ans dans une rivière pérenne où il n'y a pas de données disponibles, sauf des précipitations quotidiennes rudimentaires et un levé topographique. Pour concevoir la hauteur du barrage et le déversoir, vous avez besoin du ruissellement. "Le reste" ne m'aide pas. La méthode rationnelle pour ce domaine me donne des valeurs excessivement élevées qui n'ont aucun sens.
NamSandStorm
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Votre problème est donc le manque de données précises (50 ans, 100 ans, 150 ans) et non la méthode utilisée. Comme @air le mentionne, vous déclarez qu'il y a un problème avec la méthode lorsque vous n'êtes pas sûr de vos valeurs d'entrée.
hazzey
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Permettez-moi de reformuler la question alors ...
NamSandStorm
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@mart Ceci est déjà transposé sur les sciences de la Terre et être sur le sujet ailleurs ne le rend pas hors sujet ici. La conception des barrages et des déversoirs est une préoccupation d'ingénierie.
Air

Réponses:

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Après réflexion, il m'est venu à l'esprit qu'il existait des données sédimentaires montrant les inondations précédentes. Pour l'examiner, il faudrait prélever des échantillons de sol là où des sédiments se sont accumulés à l'intérieur d'un coude de rivière. Les matériaux fins resteront aux niveaux supérieurs de chaque crue et les données historiques sur les précipitations peuvent éclairer le volume du bassin versant.

Rhodie
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