Consideración de los aspectos hidrológicos en la
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Consideración de los aspectos hidrológicos en la planificación territorial y gestión del suelo urbano Jorge Gironás L Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental Centro de Desarrollo Urbano Sustentable Pontificia Universidad Católica de Chile Crecimiento urbano United Nations (2009). World Urbanization Prospects The 2009 Revision, Highlights Luis Fuentes y Carlos Sierralta (2004) Crecimiento promedio 8 km2 / año El ciclo hidrológico y el balance hídrico El ciclo Hidrológico (Chow, 1988) El ciclo hidrológico y el balance hídrico La cuenca hidrográfica • Unidad fundamental donde ocurren los procesos hidrológicos. La cuenca hidrográfica El ciclo hidrológico y el balance hídrico La cuenca hidrográfica • Unidad fundamental donde ocurren los procesos hidrológicos. • Sistema abierto: Balance Hídrico. Bras (1991) Impactos hidrológicos de la urbanización EPA summary Impactos hidrológicos de la urbanización - Cambios en la transformación lluvia-escorrentía • • • mm/h Cambios en el uso del suelo Aumenta la impermeabilidad y compactación del suelo (pérdida de infiltración) Pérdida de vegetación, superficies más planas (pérdida de retención) mm/h mm/h Tiempo Infiltración y retención Flujo Superficial Impactos hidrológicos de la urbanización Cambios en el régimen hidrológico (cortesía Larry Roesner) Impactos hidrológicos de la urbanización - Cambios en la red de drenaje y su morfología (Fotos cortesía de Larry Roesner, EE.UU.) Impactos hidrológicos de la urbanización - Cambios en la calidad de las aguas http://www.blainc.com/greencso.htm http://www.rivernetwork.org/rn/combined-andsanitary-sewer-overflows Impactos hidrológicos de la urbanización - Cambios en la calidad de las aguas Contaminante Aceites y grasas Amoníaco Aluminio Arsénico Cianuros Cromo DBO Fierro Hidrocarburos Manganeso Nitrato Nitrógeno Kjeldahl Total Plomo Sol. Suspendidos Zinc Frecuencia con que se excede la normativa al menos una vez al menos una vez persistentemente al menos una vez al menos una vez al menos una vez persistentemente persistentemente al menos una vez persistentemente al menos una vez al menos una vez al menos una vez persistentemente al menos una vez Contaminantes presentes en las aguas lluvias de Santiago con concentraciones por sobre las normas de referencia Impactos hidrológicos de la urbanización Poff et al. Wilson, Constructed climates Políticas para el drenaje urbano POLITICAS PARA EL DRENAJE URBANO La planificación, diseño y gestión de los SD son actividades integrales a nivel de cuenca, trascendiendo divisiones administrativas y abordando el proceso desde aguas abajo. En los nuevos desarrollos urbanos se espera mantener o reducir las tasas de escorrentía superficial y cargas de contaminantes a los niveles pre-existentes. El sistema de drenaje natural debe ser respetado al urbanizarse, evitándose ocupar la zona de inundación de 100 años de periodo de retorno. Todo territorio urbano existente o considerado en la Planificación Territorial debe contar con un Plan Maestro Aguas Lluvias (PM). El SD debe actuar tanto sobre los eventos frecuentes y no frecuentes de http://www.princetonhydro. com/ precipitación. La gestión y obras del SD deben minimizar el impacto de la escorrentía urbana en la calidad de los cuerpos receptores y su integridad ecológica. El SD y sus distintos elementos deben operarse y recibir mantenimiento periódico para garantizar el nivel de servicio considerado en el diseño. Políticas para el drenaje urbano POLITICAS Un sistema integral de drenaje debe considerar: (1) el control local domiciliario, (2) la retención local en suelo público, (3) el transporte superficial lento, (4) el almacenamiento a mayor escala en suelo público, (5) la conducción controlada a través de colectores, canales y cauces, (6) la descarga y restitución en condición adecuadas de cantidad y calidad a los cursos y cuerpos receptores, y (7) la coordinación con el sistema de aguas servidas cuando fuese necesario. Propiedad pública Propiedad privada Transporte lento Control en la fuente Control aguas abajo http://www.princetonhydro. com/ Control local Adaptado de Stahre (2008) Diseño urbano sensible al agua Aspectos fundamentos • Incorporar el recurso hídrico en el funcionamiento normal de la ciudad, buscando minimizar los efectos de las urbanizaciones en las personas, la infraestructura y el medio ambiente. Cantidad Cantidad Calidad Calidad Amenidad y servicio (adaptado de Stahre, 2008) 1975 Cantidad 1975 - 1995 1995 - 5 Diseño urbano sensible al agua Gestión de cauces urbanos y regulación de la planicie de inundación. • Definir, actualizar e informar sobre la zona de inundación y los distintos usos de ésta. • Indicar las zonas críticas de modo de priorizar estrategias y obras de mitigación y adaptación. Prohibición Infraestructura prohibida, salvo obras totalmente justificadas (obras para navegación, bocatomas, etc.) Restricción Desarrollo restringido a construcciones a prueba de agua, agricultura, almacenamiento y recreación Nivel para desarrollo de proyectos T = 100 años T = 10 años Advertencia Desarrollo permitido. Se debe considerar la existencia de riesgo y la eventual necesidad de evacuación. Diseño urbano sensible al agua Reducción de los eventos de colapso de las redes unitarias de aguas servidas • Control de un problema medioambiental y sanitario muy grave. • Este problema ha motivado una transformación total en la gestión de las aguas lluvias en otros países. Promueven las soluciones de retención a escala local. • Definir una frecuencia anual máxima de eventos de colapso. Diseño urbano sensible al agua Preservación de la integridad ecológica y geomorfológica de los cauces urbanos • Minimizar la ocurrencia de eventos de alta fuerza erosiva sobre el lecho. • Se debe controlar las tormentas menores que constantemente lavan los contaminantes urbanos a través de definición del Precipitación Base Diseño urbano sensible al agua Para satisfacer criterios como los anteriores: Obras diseñadas según criterios hidrológicos e hidráulicos, e incorporadas en el medio urbano según criterios paisajísticos y urbanísticos. Propiedad pública Propiedad privada Transporte lento Control en la fuente Control aguas abajo Conducción y descarga a cuerpos receptores Control local Adaptado de Stahre (2008) Tipos de medidas para la gestión sustentable de las aguas lluvias (adaptado de Stahre, 2008) Diseño urbano sensible al agua http://www.princetonhydro. com/ http://www.facingthefuture.org Diseño urbano sensible al agua Medidas de control en la fuente • Obras menores o simples prácticas de gestión no estructurales, generalmente localizadas en la propiedad privada. • Los ciudadanos tienen un rol activo en su cuidado y mantención. También son conocidas como LID (Low Impact Development). www.brooklynfeed.com/2010/05/green-roof Diseño urbano sensible al agua Medidas de control local • Obras menores de control en terrenos públicos, en las zonas altas antes de que la escorrentía entre en los elementos de conducción. • Son mantenidas y operadas por la municipalidad u otro ente público. • Deben integrarse plenamente al funcionamiento normal de la ciudad (cortesía de Larry Roesner) Diseño urbano sensible al agua Medidas de control local Cambios en el régimen hidrológico (cortesía Larry Roesner) Diseño urbano sensible al agua Medidas de retardo o transporte lento • Obras de conducción abiertas para el transporte lento. • Agregan almacenamiento adicional previo a red de drenaje principal. • Tienen un uso alternativo o al menos no interfieren el funcionamiento de la ciudad. (cortesía de Larry Roesner) Diseño urbano sensible al agua Medidas de control aguas abajo • Obras de control mayores para la detención relativamente masiva de escorrentía en las partes bajas del sistema de drenaje. • Muchas veces consideran volúmenes de agua permanente (cortesía de Larry Roesner) Diseño urbano sensible al agua Heterogéneo Homogéneo T= 2 años 26 T= 10 años Diseño urbano sensible al agua • 27 Diseño urbano sensible al agua Distintos escenarios de impermeabilidad Hidrogramas: Duración 1 hora. 28 Consideración de los aspectos hidrológicos en la planificación territorial y gestión del suelo urbano Jorge Gironás L Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental Centro de Desarrollo Urbano Sustentable Pontificia Universidad Católica de Chile Un modelo para la gestión sustentable del agua en la ciudad del futuro Un proceso a largo plazo que considere al menos: • Adoptar políticas que dirijan el desarrollo del drenaje urbano y su inclusión en el drenaje. • Definir metas simple para facilitar la implementación de estas políticas. • Considerar el régimen hidrológico completo, no sólo las grandes crecidas. • Integrar todas las redes que componen el drenaje estructural. • Integrar distintas técnicas así como medidas no estructurales Fundamentos del drenaje urbano http://www.princetonhydro. com/ Fundamentos del drenaje urbano http://www.princetonhydro. com/
