Analyse von Ausfällen und Sanierungsplanung der städtischen Straßendrainage in der Stadt Juba, Südsudan

Städtische Straßendrainagesysteme in von Konflikten betroffenen Städten stellen eine der am kritischsten unteruntersuchten Komponenten der Infrastrukturrehabilitation nach Kriegsende dar. Diese Studie präsentiert eine umfassende, datenbasierte Fehleranalyse der städtischen Straßendrainagesysteme in der Stadt Juba, Südsudan, und integriert hydrologische Felduntersuchungen, EPA SWMM v5.1 Regenwassermodellierung, die Entwicklung von Intensitäts-Dauer-Frequenz-Kurven sowie strukturierte Ingenieurinterviews entlang von 12 systematisch zwischen 2020 und 2024 befragten Hauptverkehrsstraßen. Insgesamt wurden 148 Drainageausfälle katalogisiert und in vier primäre Ausfallmodi klassifiziert: hydraulische Überlastung (73,0 %), betriebliche Blockaden (18,2 %), strukturelle Verschlechterung (6,1 %) und systemische Konstruktionsfehler (2,7 %). Die Pareto-Analyse bestätigt die hydraulische Überlastung als einzigen dominanten Ausfallmechanismus. Aus 35 Jahren Daten der meteorologischen Station des Internationalen Flughafens Juba abgeleitete Niederschlags-IDF-Kurven, angepasst an die Gumbel-Verteilung vom Typ I mit Regressionskoeffizienten a = 1847,3, b = 0,201, c = 14,7, e = 0,812 (R² = 0,94), zeigen, dass das bestehende Drainagenetz nur mit einer mittleren hydraulischen Kapazität von 37 % der für eine 25-jährige Wiederkehrperiode empfohlenen Kapazität für große städtische Hauptstraßen betrieben wird. Die Analyse nach der Manning-Gleichung von 47 untersuchten Querdurchlässen bestätigt ein mittleres Kapazitätsdefizit von 2,3 m³/s (SD = 1,87 m³/s), wobei 87,2 % der Abschnitte eine messbare Unterleistung aufweisen. Die EPA SWMM-Simulation für das kritische Einzugsgebiet der Gudele Ring Road (138,7 ha) erzielte eine Nash–Sutcliffe-Effizienz von 0,89 und validiert damit den hydrologischen Modellierungsansatz sowie die Prognose von Oberflächenüberflutungen mit Tiefen von 0,34–1,12 m, die bis zu 4,2 Stunden nach dem Regenhöhepunkt anhalten. Ein auf GIS basierender phasenweiser Sanierungsrahmen, der composit integriert