Resumen de Comportamiento hidráulico de las calles durante lluvias extremas en zonas urbanas

Manuel Gómez Valentín, Francesco Macchione, Beniamino Russo

• español

  Históricamente se ha supuesto que el problema de las inundaciones urbanas por aguas de lluvia se debe a la falta de capacidad o mal funcionamiento de la red de drenaje. Hoy en dí­a existen diferentes herramientas para simular el funcionamiento hidráulico de una red de alcantarillado, pero muchas veces el modelado del flujo en la red se desarrolla sin un adecuado estudio previo de la escorrentí­a superficial y del comportamiento del sistema de captación superficial. Estamos aceptando que el 100% de la escorrentí­a generada entra en la red en las proximidades de donde cae la lluvia, cuando en muchas ocasiones no es así­ y se genera un flujo a lo largo de nuestras calles que debe evaluarse. En este artí­culo se presentan dos técnicas para analizar el comportamiento hidráulico de las calles durante sucesos de lluvia intensos. La primera metodologí­a, para flujo unidimensional, se basa sobre el modelo de la onda cinemática y se implementó a través del código de dominio píºblico HEC-HMS desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos de Norteamérica. En situaciones particulares (plazas, curvas) la escorrentí­a presenta un comportamiento claramente bidimensional, así­ que resulta imprescindible considerar técnicas bidimensionales para conseguir simulaciones del flujo más realistas. Por eso la segunda metodologí­a presentada en este trabajo se basa en un modelo matemático para la integración numérica de las ecuaciones bidimensionales de Saint Venant con la técnica de los volíºmenes finitos. Simulaciones de inundaciones urbanas se elaboraron a través de un código de cálculo desarrollado en el Laboratorio Lampit ("Laboratorio di modellistica numerica per la protezione idraulica del territorio") de la Universitá della Calabria, Italia, y los resultados han sido comparados con los obtenidos por HEC-HMS.

• English

  Urban floods produced by storm events are usually assumed to be due to a lack of capacity of the sewer system capacity or a malfunction of the urban drainage system. Nowadays there are several professional engineering software tools to simulate the hydraulic behavior of a sewer system during a storm event. Generally, during the planning and the design phases, a mathematical modeling of the pipe flow is carried out without the necessary consideration of the urban runoff modeling or the behavior of the surface drainage system. This paper presents two different procedures to analyze the hydraulic behavior of urban streets during heavy rain. Particularly, a 1D procedure based on the kinematic wave approach and empirical expressions for the hydraulic characterization of the surface drainage structures is presented. The methodology carried out was implemented through the hydrological software HEC-HMS developed by the US Army Corps of Engineers. In particular cases, urban runoff clearly presents a two-dimensional hydraulic behavior (squares, bends, streets with high transversal slopes, etc.). In these cases, runoff simulation should be made using 2D methods. This paper presents a two-dimensional approach for numerical simulation of urban surface runoff. This approach is based on the complete two-dimensional shallow water equations. Several simulations of flooding in urban areas with different surface drainage systems are carried out through a finite volume method that had been developed at the Lampit Laboratory (Laboratorio di modellistica numerica per la protezione idraulica del territorio) of the University of Calabria, Italy, and the results were compared with those obtained by the HEC-HMS model.