Definición de un procedimiento para la planeación de sistemas de drenaje sostenibles y flexibles en cuencas urbanas en expansión

Abstract

Se presenta un procedimiento general con un flujograma de apoyo, como una herramienta guía para planear de manera óptima la implementación de sistemas de drenaje sostenible en cuencas urbanas que estén en proceso de expansión. Para ello se debe partir de un modelo hidrodinámico calibrado y validado, la selección de las infraestructuras que mejor se pueden desempeñar, la definición de los parámetros de diseño, la distribución de estos elementos en las subcuencas; y utilizando algoritmos genéticos multiobjetivo se determinan las combinaciones optimas de cantidad y distribución de SuDS que producen la mayor disminución de los caudales pico de escorrentía y su costo asociado. Se presenta un caso de aplicación en una cuenca urbana ubicada en el Municipio de La Estrella en Antioquia. Se sigue el procedimiento y se plantean escenarios e indicadores que permiten evaluar el efecto de la intensidad de la lluvia, del crecimiento urbano y del uso de las infraestructuras de drenaje sostenible, en los caudales pico de escorrentía y en el desempeño del sistema de alcantarillado. Se presenta la inversión requerida, la distribución de las infraestructuras y se analiza cuales de estas tienen mejor desempeño de acuerdo con las condiciones de las subcuencas.

Research: A general approach and supporting procedures are formulated as a guiding tool. The approach can be used to plan the implementation and optimal selection of sustainable drainage systems in growing urban areas. The approach is based on a calibrated and validated hydrodynamic model, the selection of the infrastructures that can have the best performance, the definition of the design parameters, and the distribution of these elements in the sub catchments. The selection of SUDs is done with the aid of genetic multi-objective algorithms. The optimal combinations of number of units and type of technology of SuDS are determined. The objective functions used for the optimization process were the decrease in peak runoff and their associated capital investment cost. To demonstrate the approach, a case of study was used. The case study is an urban basin located in the Municipality of La Estrella in Antioquia. A set of scenarios and indicators are proposed to evaluate the effect of rainfall intensity, urban growth and the adoption of sustainable drainage infrastructures over the peak runoff flows and the performance of the sewage system. The required investment is estimated, and together with the distribution of infrastructures is analyzed to determine which combination offers the best performance according to the conditions of the sub catchments.