Jornada sobre Drenaje Urbano - Soluciones No Tradicionales

Secretaría de Extensión Universitaria

“Jornada sobre DRENAJE URBANO”13 de Diciembre de 2013

Ing. Victor Hugo BurgosInstituto Nacional del Agua

Centro Regional Andino (INA-CRA)[email protected]

� Introducción / problemas / objetivos

� Caso de Estudio : Bº La FAVORITA

� Caso de Estudio : Barrios PROMEBA – IPV� Caso de Estudio : Barrios PROMEBA – IPV

� Caso de Estudio : Sustentabilidad Hidrológica de Urbanizaciones en Piedemonte. (SHUP)

� Conclusiones

Caso de Estudio: Drenaje pluvial en un Barrio marginal del Piedemonte de Mendoza. Convenios INA-Municipio

Contexto del Problema

El intenso crecimiento del ejido urbano en las ciudades, constituye una de lastemáticas más importantes en el ordenamiento territorial.

Este proceso tiene efectos conocidos sobre el ciclo del agua en el medio urbano yuno de los más angustiantes son las inundaciones urbanas, generadas poraumentos de caudales, volúmenes de agua y mayores velocidades que provocanlos aumentos de áreas impermeables.

La “villa” o asentamiento informal sintetiza las peores condiciones dehabitabilidad posibles para cualquier familia y, en consecuencia, este sector deldéficit crítico ha sido motivo de atención e intervención en la provincia deMendoza a través de la formulación de programas específicos.

Siguiendo las líneas estratégicas del INA el CRA viene cumpliendo el objetivo decontribuir al tratamiento integrado de problemas hídricos urbanos y ocupaciónterritorial no planificada dando solución a los problemas de drenaje pluvial delconglomerado urbano La Favorita, mediante el desarrollo de proyectos de drenajeurbano-aluvional.

LOTEO CERRADO VIVIENDA

SOCIAL

Contexto del Problema

Realidad social signada por:

• la vulneración de derechos• la precarización habitacional• la falta de acceso a servicios e

infraestructura básica.• la escasa regularización

dominial.• la vulnerabilidad ante desastres • la vulnerabilidad ante desastres

naturales (crecidas aluvionales, inundaciones urbanas)

Cuencas urbanas No planificadas

Manzanas en dameros• Grandes pendientes (3 a 6%)• Red de drenaje natural

interceptada por barrios

Características

Riesgos ambientales / Falta de conciencia ambiental,

hídrica aluvional / contaminación / aguas grises

Área de Estudio CONGLOMERADO URBANO “LA FAVORITA”

En la base del pedemonte hay una ciudadcasi 1 millón de hab.Se continúa con la urbanización en zonasmarginales de alto riesgo,Persiste la competencia (sist inmobiliariovs Estado) por el suelo del pedemonte. .

Bº Nueva Bº Nueva GeneraciónGeneración

Bº CipollettiBº Cipolletti

Bº Nueva Bº Nueva EsperanzaEsperanza

Bº AndinoBº Andino

Aº Difunta Aº Difunta CorreaCorrea

Bº San Bº San Francisco de Francisco de

AsisAsis

Bº Los ParaísosBº Los Paraísos

Bº Favorita Bº Favorita centrocentro

Bº Favorita Bº Favorita NuevaNueva

Bº San Bº San AgustínAgustín

Bº Consorcio Bº Consorcio

Bº Los Bº Los QuinceQuince

Bº Cerro de Bº Cerro de La GloriaLa Gloria

Bº Alto MendozaBº Alto Mendoza

Bº Mirador Bº Mirador del Cerrodel Cerro

Área de Estudio CONGLOMERADO URBANO “LA FAVORITA”

I y III y II NuevaNueva Bº Consorcio Bº Consorcio Los QuinceLos Quince

1. Bº Favorita Centro2. Bº Favorita Nueva3. Bº Los Paraísos4. Bº San Agustín5. Bº Cipolletti6. Bº Andino7. Bº Nueva Esperanza8. Bº Nuevo Amanecer9. Bº Nueva Generación I y II

12. Asentamiento Difunta Correa11. Bº Consorcio los 1510. Bº 31 de mayo

13. Bº San Francisco de Asís14. Bº Alto Mendoza I15. Bº Los Quince16. Bº Cerro de la Gloria17. Bº Mirador del Cerro18. Loteo Bº Nº Amanecer

Bº AnteproyectoBº Anteproyecto

Loteo BºNº AmanecerLoteo BºNº Amanecer

Bº Nuevo AmanecerBº Nuevo Amanecer

Bº 31 de mayoBº 31 de mayo

La Favorita está compuesta por una población aprox. de 15.000 personas distribuidas en 18 barrios.

Canal de los Ciruelos

Dique San Isidro

Dique

Papagayos

Infraestructura de Defensa Aluvional

Canal Maure

Canal Frías

Canal Cacique Guaymallén

Dique Frías

Dique Maure

LA FAVORITA

DiqueArea

Cuenca(km2)

Volumen

embalse(hm3)

Altura presa(m)

Papagallos 57.0 0.8 17.2

Frías 26.0 2.3 30.0

Maure 60.0 0.5 20.0

“MENDOZA SIN VILLAS” (2000)“MENDOZA SIN VILLAS” (2000)

PROMEBA (financiamiento BID)

PROMEBA (financiamiento BID)

Convenios Realizados

Convenio con Municipalidad de Capital (2002)Convenio con IPV-PROMEBA (2006)Convenio con Municipalidad de Capital (2010)

Favorita Etapa IColector EscudoFavorita Etapa II

Concepto de sustentabilidad hidrológica

Q preurb TR5 = Q urb

se propone que la sustentabilidad hidrológica se verifique si el caudal máximo del hidrograma de escurrimiento generado por la cuenca con urbanización no supera al del estado natural para una recurrencia de 5 años.

Todos los proyectos se plantean con la premisa siguiente:

A tal efecto se implementan soluciones estructurales como:� Que el escurrimiento generado por las superficies impermeables de cada lotedrene hacia las áreas permeables del lote para su infiltración y/o retardo� La utilización de dispositivos de retardo y/o infiltración del escurrimiento,para minimizar el incremento de volumen y caudal pico debido a laurbanización.

Convenio 1 (2002) Proyecto Desagües PluvialesProyecto Desagües Pluviales

Dique PapagayosDique Papagayos

Bº Andino / Bº Andino / NvaNva EsperanzaEsperanza(zona 2)(zona 2)

AutódromoAutódromo(zona 1)(zona 1)

Convenio 1 (2002)

Modelación hidrológica

• Contempla la evaluación de las cuencas de aporte aluvional d elAutódromo de Mendoza, y del Sector Norte desde la Calle de Acc esoN°1 y el Dique Papagayos.• Proyecto a nivel de proyecto ejecutivo de los desagües pluvi ales deBº Andino-Nva Esperanza.

Objetivo

• Se utilizó método racional y Arhymo•Se distinguieron 2 zonas

• Zona 1: Cuenca Autódromo con diseño de canal de descarga al va so del DiquePapagayos.

• Zona 2: Bº Andino / Nva Esperanza

A=0.68 km² / i=6% / Tormenta TR=25 años / Pp=82.5mm / D=1 h / Q=12.5m³/s

A=0.064 km² / i=2.5% / Tormenta TR=10 años / Pp=67.9mm / D=1 h / Q=1.41m³/s

Calle canal + colectores

Colector Autódromo

Convenio 1 (2002)

Estudio hidráulico

• Sección trapecial HºSº y zona de gaviones + 2alcantarillas con sist. de captación por badenesColector Autódromo

Colector Bº Andino • Sección rectangular HºAº (1x1m)

REVANCHAS Y SOBREELEVACION POR CURVAS

r=0,61+0,037*v*(h)^1/3

DH= (v^2*b / g*R)

revancha

curvas V = velocidad normal del flujo (m/s)B = ancho del canal (m).G = aceleración de la gravedad (m/s2)R = radio de curvatura del eje de la curva del canal (m)

•si H < 0.35 m => r = H ^2 (m)•si H > 0.35 m => r = 0.61 + 0.037 * v * H ^1/3

DESCARGA : Gradas de Bajadas en gaviones

VERIFICACIÓN DE LA PELIGROSIDAD DE LAS CALLES CANALES

Calado Máximo Admisible:

Definición de zona de inundación peligrosa:

h * v = 0.50 m2 /s

Manual de Criterio de Drenaje de Denver, Colorado, EEUU (Wright-McLaughlin,1.969)

zona de inundación peligrosa, como aquella en donde existe serio riesgo de

Peligrosidad y Riesgo

CALLES CANAL

h <= 0.30 m Mendoza

h<= 0.45 Denver (EEUU)

h * v = 0.50 m2 /saquella en donde existe serio riesgo de pérdida de vidas humanas o graves daños personales, para que una zona cumpla con este criterio, debe darse las condiciones desfavorables de calado y velocidad del flujo.

Condición de No Deslizamiento:

F1= 0.5 * Cd * ρρρρ * A * V 2

y * v 2 <= 1,23 m 3 /s2

F2 = µµµµ * P

Cd = Coeficiente de arrastre, depende de la forma de la superficie.ρ = densidad el fluidoA =h * b (la proyección de la área en donde actúa la fuerza), h = tirante y b los dos diámetros de las piernas de la persona.V = velocidad del fluido.

Cd = 1.2 (Streeter y Wylie,1.979)b = 0.1 0.2 mP = 60 Kgµ= 0.5 Caucho – hormigón húmedos (Gieck,1.981)CS = 2 Coeficiente de Seguridad

y * v 2 <= (2 * m * P) /( Cd * r * b)

Líneas de Inundación / Energía / Restricciones

•Vertedero original (año 1.940)Trapecial, excavado en terreno natural revestido en roca con ancho de fondo de 7,85 m., con umbral proyectado en 975,00 m pero por relevamiento actual se detecta a la misma en cota 975,27 m. •Vertedero moderno (año 1.970), rectangular de hormigón armado, con ancho de fondo de 21 m., con umbral relevado a 975,82 m.

Qvert = 150 m3/s

En la imagen se observan obras ejecutadas (cordones, banquinas , calles canal,ochavas, colectores)

VERIFICACIÓN DE CAPACIDAD DE ALIVIADERO

PRESA PAPAGAYOS

CAPACIDAD DE ALIVIADERO

Modelo hidráulico

HEC RAS

Qvert = 150 m3/s (para ambos vertederos).

Enripiado de Calles

Ejecución de Obras

Barbacanas y Enripiado

Convenio 2 (2006)

Modelación hidrológica

• Contempla la formulación de un proyecto a nivel de factibili dad de unCOLECTOR ESCUDO que conduzca los desagües pluviales hacia u ncauce natural seco

Objetivo

• Se utilizó modelo Arhymo (TR 50)

Sup. Cuenca: 178 ha

Cerro de La Gloria

Au

tód

rom

o

Cuenca Rural

Cuenca Urbana

Cauce seco

CANAL

Ruta

Tormenta de proyecto Gran Mendoza (1997)

Modelación Hidrológica (Arhymo) TR=50 años

12

18

24

30

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6

T (horas)Topología de la modelación con ARHYMO

0

6

0 1 2 3 4 5 6

T (horas)

COLECTOR ESCUDO

Colector Escudo

Ciudad de Mendoza

“La Favorita”

Descripción de la obraLa obra está compuesta principalmente de:�Construcción de canal aluvional en tres tramos tipo, con una longitudtotal de 1590m, revestido en hormigón armado en sección rect angular ysiguiendo aproximadamente su trazado paralelo a la ruta Pap agayos-Challao, entre calle Acceso 1 y su descarga en el cauce aluvio nal existentea la altura del actual badén.�Defensa en gaviones y lecho granular compactado en la zona de descargadel canal colector hacia el cauce aluvional natural existen te.�Además se prevé construir los puentes, barandas y pasarelas necesarios,además de adecuar los desagües y alcantarillas que viertan a l Colector.

Estudio Hidráulico

539.303457.108

343.656282.355

178.822

55.958

ec o Pa pag

Modelo hidráulico (HEC RAS)

Diseño de secciones pluviales (Colector Escudo)Estudio de Alternativas•Sección Transv: HºAº •Traza(Norte / Sur / cruces)•Pendiente de fondo: 2% a 3% con saltos / 4% vel. a dm.

Papagallos

2160

1240Cauce Sec o Papa gPapagallos1 0

Cauc e Seco Papa g

R SecoPapagallos

774.715724.805

600.313539.303

Cauc e S

ec

Tramo1

1485.45

1200.45 1054.48849.48

694.904

546.45

0

C o l ec t o r

GISCauce Aluv_T1

2488.0832422.531

2292.8352162.140

2079.505

1982.2701918.524

1808.574

1723.240

1624.2521551.095

1464.7371417.798

1363.732

G I S

Cau

ce

Al uv

GISCauce Aluv_T2

1222.636

1157.788

1096.2671048.870

993.307

928.648

818.176

Cauce Vertedero

1160

0

Ver t ed e r o

Vert

BADEN

IntRioSeco

Esquema topológico HEC RAS

Modelo hidráulico (HEC RAS)

Velocidad admisible

Estudio Hidráulico

0

5

10

15

20

25

30

Hidrograma Colector Tramo4

p/v=6m/s - Q=19m³/s

v=9.2m/s

v=6m/s

T=15min

Secciones tipo

DESCARGA a cauce natural por margen izq: Gradas de Bajadas en gaviones / Colchonetas de fondo de cauce y talud margen derech a con gaviones

0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Tramo ProgresivasQ

(m3/s)

Sección rectangularPendiente(%)

Régimen uniformeAncho

(m)Alto(m)

Tirante(m)

Velocidad

(m/s)

N° deFroud

e

1 378.5 3.17 1.50 1.00 3 0.57 / 0.433.7 / 4.9

1.6/2.4

2 977.5 17.68 3.20 1.00 5 0.68 / 0.63 8 / 8.8 3.1/3.5

3 1590 23.16 3.20 1.50 4.3 0.76 / 0.809.6 / 9.1

3.5/3.2

Secciones tipo

Curva de Infiltración

2.00

Verificación capacidad hidráulica de pozos de infiltración

+

−+

⋅

⋅⋅⋅=

4

1

22

14

2)(

2

2

h

r

h

r

r

hasenh

KhtQ

fs

pozo

π

modelo de Glovermétodo de Hvorslev

+

+

⋅⋅⋅=

1ln

2)(

2

D

L

D

L

HLKtQpozo

π

método de Reynolds y Elrick

C

KHKR

C

KHtQ

fs

fs

fs

pozo ⋅⋅⋅

+⋅⋅+⋅⋅⋅

=α

ππ

π 22)( 2

2

+

−+

⋅=

4

1

22

14

2

h

R

h

R

R

hasenhC

Estudio Hidráulico

0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

0 5 10 15 20

Tiempo (hr)

Tira

nte

(m)

Curvas Cota Volumen Reservorio Nº3

961.0

961.5

962.0

962.5

963.0

963.5

964.0

964.5

965.0

965.5

0 5000 10000 15000 20000

Volumen (m³)

Cot

a (m

snm

)

E003

CA

C1

VERTEDERO

POZO INFILTRACIONØ 2M

4

3

2

1

Convenio 3 (2010) Proyecto Ejecutivo Desagües PluvialesProyecto Ejecutivo Desagües Pluviales

Bº Bº Favorita CentroFavorita CentroBº Favorita NuevaBº Favorita NuevaBº Los QuinceBº Los QuinceReservorio “La Olla”Reservorio “La Olla”

Objetivo

Estudio a nivel de Proyecto ejecutivo de desagües pluviales

Calles canal / banquina colectora

Uso de pozos de infiltración

Topografía de Base

Caso de Estudio: Drenaje pluvial No Convencional en Barrios marginales de Mendoza. Proyectos PROMEBA

Impactos de una urbanización

40% evapotranspiración


25% infiltrac. superf.


21% infiltr. profunda


10% escorrentía

20% escorrentía

Cobertura Natural 10-20% Sup. Impermeable

URBANIZACION CONVENCIONALURBANIZACION CONVENCIONAL

genera

� Aumento de Superf. Impermeable







profunda

55% escorr

.

30% escorr

.

Cobertura Natural 10-20% Sup. Impermeable

75-100% Sup. Impermeable

35-50% Sup. Impermeable

� Aumento de Caudales

� Disminución de Tc

� Aumento de Volumen

IntroducciónIntroducciónIntroducciónIntroducción

Concepto Hidráulico

EsquemaIntegral

Enfoque Ambiental

Siglo XXI. Europa, Norteamérica, Asia

Esquema Sanitarista Siglo XIX

Concepto de drenaje rápido.

Siglo XX

(Chile , Brasil)AMÉRICA LATINA

Crecimiento Urbano

Drenaje Pluvial

Aumento de VULNERABILIDAD

Contexto del

Problema

Efectos sobre ciclo

hidrológico Crecidas mayores, más

violentas y más rápidasAumenta Q , V,

v y K

Inundac. locales y

ribereñas

Sist. Exigidos

Efectos de la urbanización

Sistema Insostenible !Sistema Insostenible !

Sistema Hídrico

Contexto del

Población de bajos recursos con mayor riesgo

Problemas

Regionales Origen: Prehispánico / Cultura de

Oasis / Canales y acequias de riegoCuencas pedemonte: típico caso

de avance urbano no planificado (privado y público)

Situaciones Recurrentes de anegamientos e inundaciones

Uso de acequias como drenaje pluvialMal mantenim. y limpieza (2000 tn/mes)Problema cultural (vecino frentista)Concepto Sanitarista (S. XIX)

Pérdidas económicas: 1% PBI

Efectos de la urbanizaciónCrecimiento

Urbano Aumenta Q y V, Disminuye Tc

InundacionesInundaciones

Sistemas de Drenaje obsoletosSistemas de Drenaje obsoletos

Pérdidas EconómicasPérdidas Económicas

Crecidas mayores, más violentas y más rápidas

Solución

Intr

od

ucc

ión

Solución Tradicional Rápido drenaje. Grandes Obras.

Solución No Tradicional

Esquema Sanitarista

ObjetivosObjetivosObjetivos Generales

Objetivos Particulares

1) Contribuir a la solución de problemas de drenaje pluvial en zonas urbanas deMendoza, mediante el desarrollo y aplicación de sistemas de d renaje noconvencionales que minimicen las externalidades negativas y los costos directosde urbanización .2) Divulgar y hacer extensivo el uso del DUBI incorporado a la vivienda social.-

a) Comparar H&E una urbaniz. tradic. vs un DUBI aplicado a la vi vienda social .b) Aplicar diseños N.C. en el sist . de drenaje pluvial de barrios a ejecutar por el

Fundamento de la Investigación

Resultados Esperados

b) Aplicar diseños N.C. en el sist . de drenaje pluvial de barrios a ejecutar por elIPV.

c) Analizar económicamente los costos unitarios directos y e stimar losevitados.-

Se desea encontrar un indicador cuantitativo (H&E) al compa rar soluciones.Se espera un impacto significativo en el pensamiento y accio nar de municipios,profesionales y empresas, que permita producir avances hac ia lasustentabilidad.-

Líneas prioritarias de investigación del Plan Estratégico Nacional de Ciencia, Tecnología e InnovaciónProductiva “Bicentenario” 2006-2010 (“Dinámica Transf. Territoriales” / “Desarrollo sustentabl e de ciudades” /“Técnicas y sist de constr. de viv y obras para asentamientos h umanos” / “Desarrollo del Hábitat Básico”)

DUBIDUBI

Control en la fuente

Es un conjunto de estrategias de manejo sustentable, en la fase de planificación urbana, que tienden a evitar externalidades negativas en la hidrología y medio ambiente como

consecuencia de la urbanización

Es un conjunto de estrategias de manejo sustentable, en la fase de planificación urbana, que tienden a evitar externalidades negativas en la hidrología y medio ambiente como

consecuencia de la urbanización

Principio Rector: URBANIZARconsiderando aspectoshidrológicos y ambientales en laetapa de planificación buscandosoluciones no convencionales, debajo costo y mantenimiento.

Principio Rector: URBANIZARconsiderando aspectoshidrológicos y ambientales en laetapa de planificación buscandosoluciones no convencionales, debajo costo y mantenimiento.

Desarrollo Desarrollo Desarrollo Desarrollo

4/10

Control en la fuente

Desconex. de áreas imperm.

Obras menores

Imita condición natural

Urbano de Bajo Urbano de Bajo ImpactoImpacto

Urbano de Bajo Urbano de Bajo ImpactoImpacto

Urbanización Convencional vs DUBI

• Convencional

– Control aguas abajo

– Mantiene el caudal pico

– Poco control de tormentas

pequeñas

– Solución Estructural de

gran costo

• DUBI

– Control en la fuente

– Imita a condición natural

– Control sobre tormentas

pequeñas

– Solución no estructural o

micro estructuralgran costo

– No Tiene en cuenta control

de contaminación

micro estructural

– Controla y reduce la

contaminación

BENEFICIOS

• Restaura funciones hidrológicas• Económicamente sustentable:

– Eficiente uso del espacio– Aumenta valor – Reduce costos de urbanización

• Multiobjetivo

• Practicidad y simpleza

• Control de contaminación

MetodologíaMetodología

Aplicación conceptoAplicación concepto

la comparación del impactohidrológico de dos tipos deurbanización (Conv. y No Conv .)

respecto del estado original dela cuenca (de forma de encontrar unatipología urbanística “hidrológicamentesustentable”)

la comparación económica de los costos de urbanización implicados.

3 Casos3 Casos

Área de Estudio

Caracterización ClimáticaTemplado cont. Seco. Tmed=16ºC/ Tmax:32ºC/ Tmin:2-16ºC/H:51%194 mm/año / 105mm/h / 5mm/min

Caracterización Geomorfológica

Tormenta de ProyectoTR= 5 años : 60 mm/hTR=10 años : 70 mm/h

Modelo Hidrológico: Transf- Pp-Q : ARHymo

TR= 25 años: 85 mm/hTR=50 años: 97 mm/h

Caso # 1

Esc. I: Loteo Tradicional

Esc. II: NC - DUBIEvaluación HidrológicaEvaluación Hidrológica

UC01

UC02

UC03

UC04

ResultadosResultados

UC04

UC05

Caso # 1

Evaluación EconómicaEvaluación Económica


1

• Minimiz. Long. Calles• Minimiz. Áreas Imperm.• Minimiz. Long. Calles• Minimiz. Áreas Imperm.

2• Reducc. cant. lotes (13%)• Reducc. cant. lotes (13%)

3 •• ReduccReducc. Costos de . Costos de Urbanización (25%)Urbanización (25%)

•• ReduccReducc. Costos de . Costos de Urbanización (25%)Urbanización (25%)

Sistema N.C.Sistema N.C.

Trinchera de InfiltraciónTrinchera de Infiltración

Caso # 2 y 3

Evaluación HidrológicaEvaluación Hidrológica

Sistema MixtoSistema MixtoDiseño y Aplicación de obras menores

Diseño y Aplicación de obras menores

Bº CosquínBº Cosquín

Perfil Tipo para Trinchera bajo veredaPerfil Tipo para Trinchera bajo vereda


Cordón Banquina colectora c/Trinchera de infiltración

Cordón Banquina colectora c/Trinchera de infiltración

Microreservorio intraloteMicroreservorio intralote

Bº NebotBº Nebot

QTR5 (DUBI) = QTR5 (NAT)QTR5 (DUBI) = QTR5 (NAT)

Perfil Tipo para Trinchera bajo veredaPerfil Tipo para Trinchera bajo vereda

Caso # 2 y 3

Evaluación EconómicaEvaluación Económica

Análisis de Costos UnitariosAnálisis de Costos Unitarios


Costos evitadosCostos evitados

Caso de Estudio: Sustentabilidad Hidrológica de Urbanizaciones en Piedemonte. (SHUP)

Objetivos

El presente informe contiene la descripción de los estudios , resultados,conclusiones y propuestas que se realizaron en el marco de un proyectoinstitucional del INA (*).

Este proyecto ha estado encuadrado en el Plan Estratégico de l INA a través de:

Objetivo Institucional: Innovación tecnológica dirigida a solucionarproblemas hídricos urbanos .

Línea Estratégica-Temática 2: Contribuir al tratamiento integrado deproblemas hídricos urbanos y ocupación territorial no plan ificada .

Los objetivos a alcanzar con el desarrollo del proyecto fueron :Los objetivos a alcanzar con el desarrollo del proyecto fueron :

• Adaptar a la región propuestas de urbanización en piedemon te que se encuentranen la bibliografía internacional.

• Verificar la incidencia hidrológica de las alternativas p ropuestas

• Elaborar normas de urbanización que produzcan bajo impact o hidrológico

Estos objetivos fueron logrados y, además, el ámbito del pro yecto permitióimplementar nuevas tecnologías vinculadas al acoplamient o de un sistema deinformación geográfica a modelos matemáticos de simulació n hidrológica .

(*) : Proyecto Interno: “Sustentabilidad hidrológica de urbanizaciones en piedemonte” Jorge A. Maza; Victor Burgos; Patricia Lopez, Verónic a Benegas

MetodologíaComparación del impacto hidrológico de dos tipos de urbanización(Convencional y No Convencional) respecto del estado original de lacuenca de forma de encontrar una tipología urbanísticahidrológicamente sustentable.

ESC

ENA

RIO

S I: Cuencas en estado naturalII: Urbanización de tipo no convencional (de bajo impacto hidrológico)III: Urbanización de tipo convencional (de alto impacto hidrológico) IV: es el Esc. II con restricciones de cantidad de lotesV: es el Esc. II con restricciones de cant. lotes y embalses de detenciónV: es el Esc. II con restricciones de cant. lotes y embalses de detención

Área de Estudio:La PuntillaÁrea : 5.42 Km²

Para la administración, análisis y modelación de la información se utilizó:Cartografía Digital, Imágenes Satelitales,SIG, MDE, Modelos matemáticos de transformación Lluvia- Caudal

(Arhymo, HEC-HMS, Clark)Tormenta de Proyecto para el Gran Mendoza (INA), TR=2, 5 y 10 años

Hidrología + SIG

N

Escenario IEscenario I

Mapa de PendientesModelo Digital de Elevaciones

Topología en Arhymo

Mapa de Dirección de flujos Mapa de isodistancias de flujo

Cob.Vegetal

GHS

Mapa de CN

Cuencas y red hidrográfica

Loteo No ConvencionalEscenario IIEscenario II

Diseño de loteo: Palmares Valley (Fuente: Estudio de I.A.)

Hipótesis delimitación de cuencas:Los fondos de lotes son divisorias de aguaLos lotes desaguan a las callesLas manzanas desaguan a calles principales

Planteo de MDE con cotas de proyecto

Topología en Arhymo

proyectoVerificación de escurrimientos por calles

Determinación de parámetros morfométricos

Mediante análisis espacial con SIGPorcentajes de ImpermeabilizaciónCálculo de CN

Loteo Convencional

Elección de Loteo:Diseño tipo Bº Estanzuela (damero)Calles perpendiculares, lotes pequeños, manzanas

rectangulares

Determinación de parámetros morfométricos

Mediante análisis espacial con SIGPorcentajes de Impermeabilización

Escenario IIIEscenario III

Cálculo de CN

Fragilidad del Territorio

… para obtener la SustentabilidadSustentabilidad HidrológicaHidrológica

Qmáx escen . 1TR=5 = Qmáx escen . 4TR=5

RestriccionesRestricciones

Análisis de Movimientos de Suelo

Comparación mediante perfiles transversales

– Álgebra de mapas MDE

azul=terraplénrojo= desmonte

Fragilidad del TerritorioRestriccionesRestricciones

Restricciones de loteo por pendientes

Tabulación cruzada entre el mapa distribuidode pendientes y los lotes de los escenarios 2 y 3

Distancia a Cauces naturales

Interrelación cauces de 3º orden y lotes

Cantidad de lotes por clase de pendiente.

Mapa de Interrelación entre lotes y cauces de 3º or den

Mapa de distancia a cauces

Fragilidad del TerritorioRestriccionesRestricciones

Índice de Fragilidad

Mapa de Fragilidad en función de pendientes, CN y distancias a cauces.

IF=(F1+F2+F3)/3

F1 = Pendiente (%)F2 = 100 - CNF3 = 100 - Dist. a cauce (m)

ReferenciasReferencias

Limite de loteoUrbanización tipo 1Sup.cubiertaBorde de cuenca

Indice de Fragilidad0 - 3030 - 5050 - 7070 - 100

Escenarios IV y VEscenarios IV-VEscenarios IV-V

Restricción de lotes (por pendientes y cauces)

Cantidad de lotes por ha en el Escenario IV en función de la pendiente

Incorporación de reservorios de detención

Propuesta de Pautas de Sustentabilidad Hidrológica

Para evitar que el Piedemonte del Gran Mendoza se continúe de sarrollando sin tener encuenta los conceptos de urbanización en áreas con pendiente s pronunciadas se realizaesta propuesta de pautas que tienen como objetivo:

que el diseño de cada urbanización sirva para proteger o rest aurar la hidrología natural.crear un paisaje “hidrológicamente” funcional utilizando a la hidrología como base de

diseño.

Siguiendo la distribución espacial del F, pendientes y red n atural de drenaje seindividualizarán las superficies aptas para la delimitación de los lotes . Se proponeindividualizarán las superficies aptas para la delimitación de los lotes . Se proponeno urbanizar en áreas donde: F> 50 y/o D< 30m (cauces de orden 1 ) y/o S> 35%.

Para cauces de orden superior a 1 se deberá verificar mediant e un estudiohidrológico e hidráulico la línea de inundación correspond iente a TR= 100 años conla finalidad de comprobar la condición D < 30 m.

Para verificación de superficie libre de alteraciones se pr opone aplicar:Máxima área alterada (%)=74.5-1.7*S(%)

para 15%<S<35%, sin embargo ::::DESMONTE ES MEJOR QUE TERRAPLÉN Y NINGUNO ES MEJOR QUE

CUALQUIERA

ClusterSe propone que se facilite y se incentiven loteos que impleme nten urbanizaciones con

divisiones en forma de cluster de manera tal de que existan espacios abiertos (inalterados )comunes.

La subdivisión cluster permite, además de la disponibilidad de espacios abiertos c omunes,optimizar el desarrollo de calles y minimizar nivelaciones del terreno.

Diseño de CallesLos sectores urbanizables se conectarán a través de calles c uyos desarrollos deberán

verificar que:

Pendiente máxima de calles=12%Pendiente máxima de calles en intersecciones=5%Las calles deben seguir los contornos naturalesSuperficie impermeable máxima de calle debe ser el 20% de la u rbanización total.

Minimización de longitudes de calles

Cul de Sac con mínima superficie impermeable

Aspectos HidrológicosSe propone que la sustentabilidad hidrológica se verifique si el caudal

máximo del hidrograma de escurrimiento generado por la cuen ca conurbanización no supera al del estado natural para TR= 5 años.

Se propone incentivar el control en la fuente

Trincheras de infiltración

Pozos de infiltración

Control en la fuentePavimentos permeables

Almacenamiento del escurrimiento del techoescurrimiento del techo

Dispositivo laminador de techos (INA)

Control en la fuenteReservorios de detención temporal

Bioretenciones (Jardines de lluvia)

Conclusiones FinalesConclusiones Finales

Se han presentado comparaciones H&E de Sist. No Conv. de dren ajepluvial, aplicados en avances urbanos de piedemonte, tanto de loteosprivados como en la vivienda social que ejecuta el IPV hoy en día.

Se aplicó el concepto desde tres enfoques: (Restringiendo Master Plan,Diseñando un loteo DUBI p/viv. Social y dimensionando Sist. Drenaje N.C.)

Se llegó a la condición de Sust. Hidrológica al igualar al escenario natural.

Se observaron reducciones tanto de caudal y volumen como de costos .Se observaron reducciones tanto de caudal y volumen como de costos .

Las aplicaciones en Viv. Social ponen de manifiesto que el gasto público eninfraestructura habitacional se puede reducir notablemen te, al introducir unloteo adecuado a las condiciones locales (terreno, cauces, pendientes) opequeñas obras distribuidas espacialmente en el sistema de drenaje urbano.

Se presentaron distintas soluciones a la problemática de dr enajepluvial urbano, en las que se observaron esquemas tradicionales comono convencionales .

Se recalca la importancia que tiene la hidrología urbana dentro delOrdenamiento Territorial, remarcando las notables difere ncias tantohidrológicas como económicas que conllevan realizar desarr ollosurbanos planificados respecto a los no planificados.

Conclusiones FinalesConclusiones Finales

El principal problema radica en el aumento de la vulnerabili dad de lasociedad frente a desastres de inundación (o aluvión).

La hidrología urbana tiene la misión de proveer soluciones ypropuestas para mitigar o evitar los efectos negativos del a vance urbano.

Asimismo la población afectada y toda la sociedad en su conju nto,deberá concientizarse de estos efectos y actuar en consecuen cia; por loque las medidas no estructurales como talleres, capacitaciones yconcientización son muy importantes.

Medidas No EstructuralesMedidas No Estructurales

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Muchas Gracias

por su atención

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Victor Hugo BurgosVictor Hugo BurgosInstituto Nacional del Agua

Centro Regional Andino (INA-CRA)

Belgrano 210 - [email protected]

Jornada sobre Drenaje Urbano - Soluciones No Tradicionales

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