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Modelación del desempeño hidrológico de techos verdes en ciudades andinas tropicales usando SWMM
Modeling of the hydrological performance of Green roofs in tropical Andean cities using SWMM
Registro en:
Revista Produccoón + Limpia Vol. 14 No 1–2019
1909-0455
Autor
Tabares Catimay, Jeniffer
Gallo Martínez, Laura Marely
Mancipe Muñoz, Néstor Alonso
Resumen
Introduction.Hydrological modeling is a tool that allows analyzing the effect of different weather conditions on the retention capacity of green roofs in intertropical areas. Objective. The SWMM software’s capacity is assessed in order to represent the hydrological dynamics of green roofs under experimental conditions in the Colombian Andes. Materials and methods. From the results of an extensive monitoring of a green roof module located at the Universidad de los Andes, Bogotá, a sensitivity analysis is conducted and a model is implemented, calibrated and validated. The validated model is used to assess the green roof behavior for simulation with continuous storms and storms with different intensity, frequency and duration. Results. It is demonstrated that the calibrated model is able to satisfactorily reproduce the runoff percolated through the green roof with efficiency indexes close to 0.80 for the Nash-Sutcliffe index (NSE) and less than 6 % for the runoff volume error index (RVE). From simulation results, it was determined that an increase of 30 % in initial saturation can decrease the retention capacity of the green roof between 10 % and 17 % for simulated storms. Conclusion. The SWMM software is capable of representing the dynamics of an experimental green roof in the conditions of the Colombian Andes when it is properly calibrated and validated. Therefore, this model could be a useful tool to perform regional analyzes regarding the implementation of this type of SUDS in intertropical cities.Keywords: green roofs, rain and rainfall regime, runoff, environmental science, mathematical modeling Introducción. La modelación hidrológica
es una herramienta que permite analizar
el efecto de diferentes condiciones
climatológicas sobre la capacidad de
retención de agua lluvia que presentan
los techos verdes en áreas intertropicales.
Objetivo. Evaluar la capacidad del modelo
SWMM para representar las dinámicas
hidrológicas de techos verdes bajo
condiciones experimentales de los Andes
colombianos. Materiales y métodos. A
partir del monitoreo de un módulo de techo
verde extensivo en la Universidad de los
Andes, Bogotá, se implementa, ejecuta un
análisis de sensibilidad, calibra y valida
el modelo. Una vez validado, se analiza
el comportamiento del techo verde frente
a simulación de tormentas continuas y
tormentas con distinta intensidad, frecuencia
y duración. Resultados. Se demuestra que
el modelo calibrado está en capacidad de
reproducir satisfactoriamente la escorrentía
percolada a través del techo verde para
tormentas individuales con índices de
eficiencia cercanos a 0,80 para NashSutcliffe (NSE) y menores al 6 % para el
error de volumen de escorrentía (RVE). De
resultados de simulación, se determina que
un incremento del 30 % de saturación inicial
puede disminuir la capacidad de retención
del techo verde entre el 10 al 17 % para
las tormentas simuladas. Conclusión. Se
demuestra que el software SWMM está en
capacidad de representar las dinámicas de un
techo verde experimental en las condiciones
de los Andes colombianos al ser calibrado
y validado correctamente. Por lo tanto, este
modelo podría ser una herramienta útil para
realizar análisis regionales respecto a la
implementación de este tipo de SUDS en
ciudades intertropicales. Introdução. A modelação hidrológica é
uma ferramenta que permite analisar o
efeito de diferentes condições climatológicas
sobre a capacidade de retenção de água de
chuva que apresentam os tetos verdes nas
áreas intertropicais. Objetivo. Avaliar
a capacidade do modelo SWMM para
representar as dinâmicas hidrológicas de
tetos verdes sob condições experimentais dos
Andes colombianos. Materiais e métodos.
A partir do monitoramento de um módulo
de teto verde extensivo na Universidade dos
Andes, Bogota, se implementa, se executa
uma análise de sensibilidade, se calibra e
valida o modelo. Depois de validado, se
analisa o comportamento do teto verde
frente a simulação de tormentas continuas
e tormentas com diferente intensidade,
frequência e duração. Resultados. Se
demonstra que o modelo calibrado está na
capacidade de reproduzir satisfatoriamente o
escoamento percolado através do teto verde
para tormentas individuais com índices de
eficiência próximos ao 0,80 para NashSutcliffe (NSE) e menores ao 6% para o erro
de volume de escoamento (RVE). A partir
dos resultados da simulação, se determina
que um incremento do 30 % de saturação
inicial pode diminuir a capacidade de
retenção do teto verde entre o 10 ao 17 %
para as tormentas simuladas. Conclusão. Sedemonstra que o software SWMM está na
capacidade de representar as dinâmicas de
um teto verde experimental nas condições dos
Andes colombianos ao se calibrar e validar
corretamente. Por tanto, este modelo poderia
ser uma ferramenta útil para realizar análises
regionais respeito à implementação de este
tipo de SUDS nas cidades intertropicais.