Los recursos hídricos son una base crucial, y su importancia aumenta en entornos secos y semiáridos. Dadas las limitaciones de los recursos hídricos, las crecientes necesidades de la población y los procesos de evaporación e infiltración, es imperativo explorar estrategias para optimizar la lluvia, conocida por su abrupta llegada y rápida accesibilidad. La construcción de pequeñas presas es uno de los métodos más efectivos para la recolección de agua de lluvia en el desierto occidental de Irak. Esto conservará agua durante toda la temporada árida. El objetivo del estudio fue evaluar y mejorar el rendimiento de la recolección de agua de lluvia (RWH) en diversos escenarios de diseño y gestión, utilizando un novedoso modelo de recolección de agua (WHCatch) para pruebas a nivel de subcuenca. Los datos de lluvia de dos presas en Wadi Horan desde 1990 hasta 2019 se incluyeron en el modelo. Este estudio enfatiza las ventajas de modelar balances hídricos a largo plazo a nivel de subcuenca y propone estrategias para optimizar la recolección de agua de lluvia para mejorar la comprensión de los procesos hidrológicos dentro del sistema de recolección de agua de lluvia. Se lograron mejoras sustanciales en el rendimiento de RWH al modificar las alturas del desagüe (2 m) y las direcciones de flujo, logrando un aumento del 90% y 85% en el almacenamiento para la presa Horan/2 y la presa Horan/3, respectivamente. En la práctica, esto proporciona pautas para crear e implementar modificaciones menores de bajo costo en las presas, así como para establecer horarios de liberación estacional que satisfagan las necesidades de almacenamiento y de aguas abajo. Los hallazgos son consistentes con el apoyo a nivel de políticas para los objetivos de desarrollo sostenible en regiones áridas.