Management of Rainwater in Urban Environments through Sustainable Drain Techniques

El crecimiento de las ciudades provoca modificaciones sustanciales en el ciclo hidrológico natural en entornos urbanos. Con la impermeabilización del suelo –efecto representativo del desarrollo urbano-, se reduce la infiltración y, por consiguiente, aumenta la escorrentía superficial. Los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) contribuyen a revertir, al menos en parte, estas consecuencias adversas del proceso de urbanización. En el presente trabajo se lleva a cabo un análisis de las implicaciones hidrológico-hidráulicas de la implantación de SUDS en entornos urbanos. A partir del supuesto de la urbanización de un típico sector urbano, se relacionan las disminuciones del coeficiente de escorrentía asociadas a diversos grados de implantación de SUDS, con las correspondientes reducciones del caudal punta y del diámetro del colector que drena la cuenca de estudio, aplicando modelos de cálculo tradicionales, como son el Método Racional y la fórmula de Manning, respectivamente. Asimismo, se ha evaluado la influencia del coeficiente de escorrentía sobre el riesgo de inundación en base a la probabilidad de ocurrencia de un determinado evento de precipitación, según diferentes periodos de retorno. Los resultados obtenidos permiten cuantificar los efectos hidrológico-hidráulicos de la implementación de SUDS en cuencas urbanas, comprobándose que las reducciones porcentuales del coeficiente de escorrentía implican reducciones porcentuales idénticas del caudal de escorrentía generado en la cuenca, que con la reducción porcentual del coeficiente de escorrentía de la cuenca se obtiene una significativa disminución porcentual del diámetro del colector de drenaje y que la reducción porcentual del coeficiente de escorrentía representa una disminución de la probabilidad de ocurrencia de un determinado evento de precipitación, disminuyendo, en consecuencia, el riesgo de inundación.The development of cities results in substantial modifications of the natural hydrologic cycle in urban environments. With the weatherization of the soil (representative effect of urban development), infiltration is reduced and therefore surface runoff is increased. Urban Sustainable Drain Systems (USDS) are a significant contribution to reverse at least in part the adverse consequences of the urbanization process. This research shows an analysis of the hydrologic and hydraulic implications of the USDS implementation in urban environments. From the assumption of urbanization of a typical urban sector, decrease of runoff coefficient –associated to several degrees of USDS implementation- is related to relevant decrease of peak flow and the diameter of the collector which drains the study basin, by applying traditional calculation models such as the Rational Method and the Manning formula, respectively. Likewise, the influence of the runoff coefficient over the flooding risk has been evaluated based on the probability of occurrence of a specific rain event, according to different return periods. Results obtained allow quantifying the hydrologic and hydraulic effects of USDS implementation in urban basins, demonstrating that percentage decreases of runoff coefficient imply identical percentage decreases of the runoff flow generated at the basin and, with the percentage reduction of the runoff coefficient of the basin, a significant percentage reduction of the drainage collector diameter is observed and the percentage reduction of the runoff coefficient represents a decrease of the probability of occurrence of a specific rain event, thus decreasing the flooding risk