Evaluación de sistemas urbanos de drenaje sostenible -SUDS- de pequeña escala. Caso de estudio Quebrada El Guamo

Abstract

La urbanización genera grandes presiones sobre el territorio, aumentando los caudales de escorrentía y su velocidad, con lo cual los hidrogramas sufren grandes cambios en caudales, tiempo de llegada al pico y, volumen de escorrentía. Los sistemas de alcantarillado no dan abasto ante este acelerado proceso, siendo habitual que se presenten inundaciones al ser superada su capacidad de transporte. Este documento presenta el estudio de inundaciones relacionadas con la capacidad del sistema de alcantarillado de una cuenca de montaña urbanizada, ubicada en la ciudad de Manizales, la cual cuenta con condiciones especiales como altas pendientes y modificación de drenajes naturales para habilitar terrenos para construcción. Esto se realizó mediante la modelación hidráulica de la red de alcantarillado, para lo cual se contó con información de registros de precipitación y caudal, catastro de redes, tipo y uso del suelo, Modelo de Elevación Digital (MED) y topografía. Se discretizó la zona de estudio, realizando inicialmente el análisis de sensibilidad, con base en el cual se definieron los parámetros y respectivos rangos a modificar para el proceso de calibración-validación. Para definir si el modelo representaba adecuadamente la respuesta de la cuenca, en el proceso de calibración-validación se calcularon los indicadores de ajuste de error de volumen del hidrograma, error del caudal pico, tiempo al pico y el índice NSE. Con el modelo validado, se simuló el evento de diseño para un TR de 5 años, para el cual se presentaron nodos con inundación y conductos trabajando a sobrecarga, lo cual está asociado al intensivo proceso de urbanización de la cuenca, altas pendientes y capacidad insuficiente del alcantarillado. Se desarrollaron dos propuestas de SUDS teniendo en cuenta las características de la zona de estudio y se modeló el comportamiento de la red de alcantarillado. Los resultados obtenidos mostraron que la implementación de SUDS permite reducir el volumen y caudal de inundación, obteniendo hasta un 81 % de reducción del caudal pico, lo que depende en gran medida del área disponible con que se cuente (Texto tomado de la fuente)

Urbanization generates great pressure on the territory, increasing runoff flows and their velocity, leading to large changes of the hydrographs, in low, time to peak and runoff volume. The sewage systems cannot keep up with this accelerated process, usually resulting in floods due to overwhelmed carrying capacity. This document presents a study of floods related to the capacity of the sewage system of an urbanized mountain basin located in the city of Manizales, which is under special conditions such as steep slopes and natural drainage modifications to prepare lands for construction. This was done through hydraulic modeling of the sewage network, drawing on recorded rainfall and flow data, network cadaster data, soil type and use data, Digital Elevation Model (DEM) and topography data. The study zone was discretized, initially performing a sensitivity analysis, used as a basis to define the parameters and respective ranks to be modified for the calibration-validation process. To define if the model adequately represented the basin´s response, the error adjustment indicators of hydrograph volume, peak flow error, time to peak and NSE index were calculated. After validating the model, the design event for a 5-year TR was simulated, presenting nodes with flood and overloaded pipelines, which is related to the basin´s intensive urbanization process, steep slopes, and insufficient capacity of the sewage system. Two SUDS proposals were developed considering the characteristics of the study zone, and the behavior of the sewage network was modeled. The results obtained show that the implementation of the SUDS considered allows to reduce the flood volume and flow, obtaining a reduction of up to 84% in peak flow, which largely depends on the available area.