Tesis
Propuesta de Sistema de Drenaje Urbano Sostenible para Cuencas de Montaña con Alta Pendiente
Fecha
2019Autor
Rey Valencia, Diana Marcela
Institución
Resumen
Las inundaciones pluviales son un problema internacional causadas por el proceso urbanístico se han estudiado durante mucho tiempo. En diversos países, este problema se ha mitigado con la implementación de Sistemas de Drenaje Urbano Sostenible (SUDS) que reducen o retienen la escorrentía mediante diferentes estructuras, prácticas y técnicas. Este problema ha sido ampliamente estudiado para ciudades planas, pero también se presenta para ciudades de montaña. La causa más común reportada en la literatura es la falta de capacidad hidráulica de la red alcantarillado; sin embargo, en ciudades de montaña las condiciones topográficas generan velocidades altas de flujo, de modo que, los caudales pico son muy superiores a los caudales diseñados. Esta es la hipótesis del presente trabajo, que las inundaciones pluviales en cuencas de montaña se deben a un problema de velocidad de flujo superficial. Este fenómeno se observa también dentro de la red, donde las velocidades de flujo también son altas lo que acrecienta aún más los caudales punta y acorta el tiempo para alcanzar dicho pico. Para revisar esta problemática se elige como zona de estudio la ciudad de Manizales, ciudad ubicada en los Andes colombianos. Primero, se propone una metodología sencilla de diagnóstico de inundaciones pluviales que incluye un análisis histórico de los registros de inundación, y estos se revisan con respecto a las condiciones topográficas de la ciudad; para el caso de Manizales se encuentra relación entre ambas. Segundo, para revisar dicha problemática dentro de la red se propone una modelación hidrodinámica implementada en SWMM para una cuenca tipo de la ciudad, en este caso la cuenca Palogrande-Ruta 30 (conocida también como San Luis-Ruta 30); en los resultados de la modelación se refuerza el planteamiento anterior presentando inundaciones rápidamente. Con el modelo se revisa el segundo objetivo, que es encontrar los SUDS que adecuen a las condiciones de cuenca de montaña que son: altas pendientes, falta de espacio y evitar la infiltración dado que favorece los deslizamientos, problemática común en la ciudad. Para lo cual se proponen techos verdes y depósitos de lluvia, obteniendo que el desempeño es mejor para los techos verdes que retienen más escorrentía que los depósitos de lluvia, con una disminución del caudal pico más del 25% (requisito de la normativa) ABSTRACT Storm floods are an international issue caused by urbanization have been studied for a long time. In several countries this problem has been mitigated with the implementation of Sustainable Urban Drainage System (SUDS), which reduces o retains runoff through different structures, practices and techniques. This problem has been widely studied for flat cities, but it’s also presented for mountain cities. The most common cause reported in the literature is the lack of hydraulic capacity of to the sewage system; however, in mountain cities the topographic conditions generate high flow velocities, consequently, discharges peaks are superior to discharges designed. This is the hypothesis of the present work which storm floods in mountain basins are due to a problem of surface velocity. This phenomenon is also seen within the sewage system, in where the flow velocities are also high whereby it increases the peak discharge and shortens the time to reach this peak. To review this problem is chosen the study area of the city of Manizales, a city located in the Colombian Andes. Firstly, it is proposed a simple methodology for storm flood diagnosis that includes historical analysis of the flood registers, and these are reviewed with respect to the topographic conditions of the city; in the case of Manizales there is a relationship between both. Second, to review this problem within the sewage network is propose a hydrodynamic modelling implemented in SWMM for a basin type of the city, in this case the Palogrande-Ruta 30 basin (likewise known as San Luis-Ruta 30 basin); in the results of the modeling the previous approach is reinforced presenting floods quickly. With the model is reviewed the second objective, which is to find the SUDS that adapt to the conditions of the mountain basin: high slopes, lack of space and avoid infiltration due to it favors landslides, a common problem in the city. For which there are proposed green roofs and rain barrel, obtaining the performance is better for the green roofs that retain more runoff than the rain barrel, with a decrease in peak flow more than 25% (requirement of the regulations)