Comparació de les funcionalitats dels software EPA SWMM i Iber en la modelització del drenatge de conques urbanes. Aplicació a una conca urbana del municipi d'Aigüafreda (Barcelona)

Abstract

L'augment en nombre i extensió de les àrees urbanes deriva en canvis importants cap a la hidrologia i drenatge de les conques que ocupen. Com a conseqüència dels materials emprats en la construcció de noves infraestructures i edificacions, així com el mateix disseny d'aquestes últimes. Les conques urbanitzades tenen un 80%-90% de superfície impermeable, reduint amb escreix la capacitat d'infiltració de l'aigua d'escolament superficial en el terreny durant esdeveniments de precipitació. També deriva en un augment del volum de l'escolament i una major velocitat d'aquest, per reducció de temps de concentració i canvis en la rugositat del terreny.

Els canvis a la hidrologia natural de les conques es tradueixen en majors i més violents pics que cabal d'escolament superficial, també anomenat escorrentiu, durant pluges intenses, arribantse a produir danys a béns, i inclús persones, en situacions serveres. Lluny de tractar-se d'episodis aïllats, les inundacions pluvials, fruit de drenatges deficients, suposen la primera causa d'indemnització per part de les companyies asseguradores a Espanya (Russo, 2022). En conseqüència, sota la finalitat de preveure causes i efectes del drenatge de les conques urbanes, esdevé essencial la realització d'estudis hidrològics, així com el desenvolupament i millora d'eines i mètodes per dur-los a terme.

Al treball, es comparen les funcionalitats d'anàlisi de conques urbanes de dos programes diferents, el SWMM en la seva versió 5.2.3., i l'Iber amb el seu mòdul d'acoblament amb SWMM 5.1. conegut com a Iber-SWMM.

L'àmbit d'aplicació d'aquest estudi comparatiu és la conca urbana de l'eixample del municipi d'Aiguafreda (Barcelona), de la qual en una segona instància, havent realitzat l'estudi comparatiu entre programes, s'analitza la capacitat de drenatge d'aquesta. Tractant qüestions com l'estat de la xarxa de pous i col·lectors, els riscos associats amb els calats i velocitats de l'aigua d'escorrentiu, i incidència d'implementar SUDS.

El aumento en número y extensión de las áreas urbanas deriva en cambios importantes hacia la hidrología y drenaje de las cuencas que ocupan. Como consecuencia de los materiales empleados en la construcción de nuevas infraestructuras y edificaciones, así como el propio diseño de estas últimas. Las cuencas urbanizadas tienen un 80%-90% de superficie impermeable, reduciendo en creces la capacidad de infiltración del agua de escorrentía en el terreno durante eventos de precipitación. También deriva en un aumento del volumen de la escorrentía y una mayor velocidad de esta, por reducción de tiempo de concentración y rugosidad.

Los cambios en la hidrología natural de las cuencas se traducen en mayores y más violentos picos que caudal de escorrentía durante lluvias intensas, llegando a producir daños a bienes, e incluso personas, en situaciones severas. Lejos de tratarse de episodios aislados, las inundaciones pluviales, fruto de drenajes deficientes, suponen la primera causa de indemnización por parte de las compañías aseguradoras en España (Russo, 2022). En consecuencia, bajo la finalidad de prever causas y efectos del drenaje de las cuencas urbanas, es esencial la realización de estudios hidrológicos, así como el desarrollo y mejora de herramientas y métodos para llevarlos a cabo.

En el trabajo presente, se comparan las funcionalidades de análisis de drenaje de cuencas urbanas de dos softwares diferentes, el SWMM en su versión 5.2.3., e Iber con su módulo de acoplamiento con SWMM 5.1. conocido como Iber-SWMM.

El ámbito de aplicación de este estudio comparativo es la cuenca urbana del ensanche del municipio de Aiguafreda (Barcelona), de la que, en una segunda instancia, habiendo realizado el estudio comparativo entre softwares, se analiza la capacidad de drenaje de esta. Tratando cuestiones como el estado de la red de pozos y colectores, los riesgos asociados con los calados y velocidades del agua de escorrentía, e incidencia de implementar SUDS.

The increase in the number and extension of urban areas results in important changes in the hydrology and drainage of the basins they are placed in. As a result of the materials used in the construction of new infrastructures and buildings, as well as their design. The urban basins have 80%-90% impermeable surfaces, greatly reducing the infiltration capacity of runoff water into the ground during rain events. It also increases runoff volume and speed, due to reduction of concentration time and roughness.

Changes in the natural hydrology of basins result in greater and more violent peaks of runoff flow during heavy rains, causing property damage, and even people. Far from being isolated episodes, rain floods resulting from a poor drainage capacity, represent the leading cause of compensation by insurance companies in Spain (Russo, 2022). Consequently, to foresee the causes and effects of the drainage of urban basins, it is essential to carry out hydrological studies, as well as the development and improvement of tools and methods to carry them out.

In this dissertation, the functionalities of two different urban basin software programs are compared, the SWMM in version 5.2.3., and the Iber with its coupled module with SWMM 5.1. known as Iber-SWMM.

The case study is the urban basin of the Eixample of the municipality of Aiguafreda (Barcelona), of which in a second instance, having carried out the comparative study between the mentioned software, its drainage capacity is assessed. Addressing issues such as the state of the conduit network, the risks associated with the water height and speed of runoff water, and the incidence that SUDS (Sustainable Urban Drainage Systems) could suppose.