Efectes del canvi climàtic sobre el cabal produït a la xarxa de clavegueres d’una conca urbana

Abstract

El ràpid creixement que han experimentat les ciutats en les últimes dècades ha significat una transformació del territori i, en especial, de les conques hidrogràfiques naturals. La urbanització crea grans superfícies impermeables, la qual cosa genera que gran part de l’aigua precipitada en un esdeveniment de pluja es transformi en escorrentia, que haurà de ser recollida per la xarxa de clavegueres. Sovint, les xarxes de col·lectors no estan capacitades per assumir tals volums d’escorrentia i, com a conseqüència, es produeixen inundacions i abocaments al medi receptor, amb els efectes mediambientals que això comporta. Cal tenir en compte que el planeta Terra pot estar experimentant un procés de canvi climàtic, i certament, aquests episodis torrencials són cada cop més visibles a les zones del litoral mediterrani. Aquest treball pretén analitzar de quina manera poden afectar les alteracions pluviomètriques, derivades del procés de canvi climàtic actual, a les actuals xarxes de drenatge urbà. D’aquesta manera es busca establir un punt de partida que permeti ampliar l’estudi i el coneixement sobre aquest camp. Després d’analitzar extensament les xarxes de clavegueres, l’estudi s’ha centrat en la ciutat de Granollers, aprofundint en les característiques tant morfològiques com climàtiques de la ciutat, així com de la seva xarxa de drenatge. Mitjançant el software de càlcul SWMM v5.1., s’han realitzat simulacions de dos episodis de pluja per tal de poder realitzar una comparativa dels resultats obtinguts, en un episodi de pluja actual per l’any 2020, i un altre episodi en hipotètiques condicions de canvi climàtic per l’any 2050, tots dos amb un període de retorn de 10 anys. Posteriorment, s’han analitzat els resultats i s’han posat sobre la taula les mancances de la xarxa, mostrant també com un augment de les intensitats de pluja les podria fer encara més evidents. També podrien provocar-se greus situacions de perill a nivell qualitatiu de l’aigua, amb abocaments de gran càrrega contaminant a un medi receptor de poc cabal, com és el riu Congost. Un cop definides les afectacions de la xarxa provocades per l’augment de les intensitats de pluja, a efectes del canvi climàtic, s’ha realitzat un estudi de millora de la xarxa de clavegueres que permeti ajudar i ampliar resultats de cara a futures millores de la xarxa de clavegueres, que tinguin en compte aspectes qualitatius i quantitatius de l’aigua pluvial.

El rápido crecimiento que han experimentado las ciudades en las ultimas décadas, ha comportado una transformación global del territorio, y en especial de las cuencas hidrográficas naturales. La urbanización crea grandes superficies impermeables, lo que genera que gran parte del agua precipitada se convierta en escorrentía, que deberá ser recogida por la red de alcantarillado. Habitualmente, las redes de colectores no están suficientemente capacitadas para asumir el gran volumen de escorrentía, y a consecuencia de ello, se producen inundaciones y vertidos en el medio receptor, con los efectos medioambientales que esto conlleva. Hay que tener en cuenta que el planeta Tierra puede estar experimentando un proceso de cambio climático, y que los episodios torrenciales son cada vez mas frecuentes en las zonas del litoral mediterráneo. Este trabajo pretende analizar de qué manera pueden afectar las alteraciones pluviométricas, derivadas del proceso de cambio climático actual, en las redes de drenaje urbano. De este modo se pretende establecer un punto de partida que permita ampliar el conocimiento sobre este campo de estudio. Después de analizar con detalle las redes de alcantarillado, se ha centrado el estudio en la ciudad de Granollers, profundizando en las características morfológicas y climáticas de la ciudad, así como su red de saneamiento. Mediante el software de cálculo SWMM v5.1., se han realizado simulaciones de dos episodios de lluvia para poder realizar una comparativa de dichos resultados. Se ha considerado una lluvia de diseño actual para el año 2020, y otro episodio de lluvia en hipotéticas condiciones de cambio climático para el año 2050, ambos con un período de retorno de 10 años. Posteriormente, se han analizado los resultados y se han detectado las deficiencias de la red, así como el efecto negativo que tendría un aumento en las intensidades de lluvia. También podrirán generarse situaciones de grave peligro a nivel cualitativo del agua, debido a vertidos con alta carga contaminante a un medio receptor de poco caudal, como lo es el Rio Congost. Una vez definidas las afectaciones de la red producidas por un aumento de las intensidades de lluvia, a efectos del cambio climático, se ha realizado un estudio de mejora de la red de alcantarillado que permita ayudar y ampliar los resultados para futuras posibles rehabilitaciones de la red, las cuales pretendan mejorarla considerando aspectos cualitativos y cuantitativos del agua.

The quick increase that cities have experimented in the last few decades, has meant an important transformation of the landscape and, specially, of the natural drainage basins. The urbanization process creates big impermeable surfaces, which convert an important part of the precipitated water of a rain event into runoff. This amount of water needs to be collected by the sewage system. Usually the network does not have enough capacity to assume those big volumes of runoff and, as a consequence, floods and discharges into natural environment happen, with the environmental consequences that this fact might lead to. Another point to take into account is the likely climate change process that the Planet might be suffering and, certainly, that these episodes of torrential rain are progressively more frequent in the Mediterranean coast area. This work aims to analyze in which ways the rainfall variations, derived from the current climate change process, may affect the current urban drainage network. From this approach, appears the objective of stablishing a starting point which allows an extension of the study and the knowledge about the subject. After an extended analysis of the sewage systems, the study has focused in Granollers city, deepening in the morphological and climatic characteristics, as well as in its urban drainage network. With the SWMM v5.1 calculation software, simulations of the two rain episodes have been conducted in order to make a comparison of the results, one from a current rain event and another from a hypothetical event affected by climate change conditions in the year 2050. Both events with 10 years return period. Afterwards, the results have been analyzed and the needs of the system have been displayed, also showing how an increasement of the rain intensity might cause more evident faults. Situations of serious danger at the qualitative level of the water could also be generated, due to discharges with a high pollutant load into a low flow receiving environment, such as the Congost river. Once the affections of the network, caused by the increasement of rain intensity due to climate change, have been defined, a study for the improvement of the sewage system has been developed, in order to support and extend the results for future improvements of the sewage system, which will take into account qualitative and quantitative aspects of the runoff.