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Jorge Gironás L
Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental Centro de Desarrollo Urbano Sustentable Pontificia Universidad Católica de Chile
Consideración de los aspectos
hidrológicos en la planificación
territorial y gestión del suelo
urbano
Crecimiento urbano
United Nations (2009). World Urbanization
Prospects The 2009 Revision, Highlights
Crecimiento promedio 8 km2 / año
Luis Fuentes y Carlos Sierralta (2004)
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
El ciclo hidrológico y el balance hídrico
• Unidad fundamental donde ocurren los procesos hidrológicos.
• Sistema abierto: Balance Hídrico.
La cuenca hidrográfica
Bras (1991)
EPA summary
Impactos hidrológicos de la urbanización
mm/h
Tiempo
Infiltración y retención Flujo Superficial
mm/h mm/h
- Cambios en la transformación lluvia-escorrentía • 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)
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-and-
sanitary-sewer-overflows
Impactos hidrológicos de la urbanización
- Cambios en la calidad de las aguas
Contaminantes presentes en las
aguas lluvias de Santiago con
concentraciones por sobre las
normas de referencia
Contaminante Frecuencia con que se
excede la normativa
Aceites y grasas al menos una vez
Amoníaco al menos una vez
Aluminio persistentemente
Arsénico al menos una vez
Cianuros al menos una vez
Cromo al menos una vez
DBO persistentemente
Fierro persistentemente
Hidrocarburos al menos una vez
Manganeso persistentemente
Nitrato al menos una vez
Nitrógeno Kjeldahl Total al menos una vez
Plomo al menos una vez
Sol. Suspendidos persistentemente
Zinc al menos una vez
Impactos hidrológicos de la urbanización
Poff et al.
Wilson, Constructed climates
Impactos hidrológicos de la urbanización
Políticas para el drenaje urbano
http://www.princetonhydro.
com/
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
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.
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com/
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.
Control en
la fuente Control
local
Transporte lentoControl aguas abajo
Propiedad privada Propiedad pública
Adaptado de Stahre (2008)
Políticas para el drenaje urbano
5
Amenidad
y servicio
Cantidad CalidadCantidad CalidadCantidad
1975 1975 - 1995 1995 -
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.
(adaptado de Stahre, 2008)
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 AdvertenciaRestricción
Nivel para desarrollo de proyectos
Infraestructura
prohibida, salvo obras
totalmente justificadas
(obras para navegación,
bocatomas, etc.)
Desarrollo restringido a
construcciones a prueba
de agua, agricultura,
almacenamiento y
recreación
Desarrollo permitido.
Se debe considerar la
existencia de riesgo y
la eventual necesidad
de evacuación.
T = 100 años
T = 10 años
Diseño urbano sensible al agua
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
Control en
la fuente Control
local
Transporte lentoControl aguas abajo
Propiedad privada Propiedad pública
Adaptado de Stahre (2008)
Tipos de medidas para la gestión sustentable de las aguas lluvias (adaptado de Stahre, 2008)
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.
Conducción y descarga
a cuerpos receptores
http://www.facingthefuture.org
http://www.princetonhydro.
com/
Diseño urbano sensible al agua
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)
Hete
rogén
eo
Hom
ogén
eo
T= 2 años T= 10 años
26
Diseño urbano sensible al agua
•
27
Diseño urbano sensible al agua
Distintos escenarios de impermeabilidad
28
Hidrogramas: Duración 1 hora.
Diseño urbano sensible al agua
Jorge Gironás L
Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental Centro de Desarrollo Urbano Sustentable Pontificia Universidad Católica de Chile
Consideración de los aspectos
hidrológicos en la planificación
territorial y gestión del suelo
urbano
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/
