Evaluación del impacto de techos verdes en la mitigación de volúmenes de escorrentía en el drenaje urbano mediante modelos hidrológicos

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Título : Evaluación del impacto de techos verdes en la mitigación de volúmenes de escorrentía en el drenaje urbano mediante modelos hidrológicos
Autor : Amagua Criollo, Johanna Mireya
Huayracocha Vega, Gerardo David
Director de Tesis: Domínguez González, Christian Gonzalo
Resumen traducido: In the process of urbanization, natural surfaces are reduced while impervious surfaces are increased. Such conditions, prevent water infiltration and increase surface runoff. An alternative to solve this problem is to replace the common building roofs with green roofs. In this article, we propose to evaluate the impact of green roofs on the mitigation of the runoff volumes using pilot experiments of an extensive green roof type and a conventional roof with slopes of 2% and 5%. In order to recreate precipitation events, we built a rainwater simulator. With these simulations, we measured the roof runoff discharge to set up experimental hydrograms. These hydrograms were used to calibrate the SCS method parameters and to determine the Unit Hydrograph. As a result, we showed that the implementation of green roofs with 2%-slope reduces runoff volumes by 15.6% and the peak flow by 32.6%; whereas green roofs with 5%- slope the reduction in volume reaches 11.3% and the peak flow reduction reaches 27.2%. In the parameters calibration of the SCS method, the curve number (CN ranges from 88.9 to 96.5, the retention percentage (z) ranges from 1% to 10% and time of concentration (Tc) from 5.7 to 7.5 minutes. The most efficient method is the Unit Hydrograph, which presents NSE equal to 0.96 comparing to the SCS method that presents NSE values equal to 0.96. Nevertheless, the SCS method is easier to use and it does not need the use of experimental hydrograms. The results of this research, provide guidelines to the evaluation of green roofs impact in the urban drainage.
Resumen : En el proceso de urbanización, las superficies naturales se han visto reducidas provocando el incremento de superficies impermeables que impiden la infiltración del agua y aumentan el escurrimiento superficial. Una alternativa para solucionar este problema es reemplazar los techos comunes de edificaciones por techos verdes. En este artículo se propone evaluar el impacto del techo verde en la mitigación del volumen de escorrentía mediante ensayos experimentales de un techo verde tipo extensivo y un techo convencional con pendientes del 2% y 5%. Para recrear los eventos de precipitación, se construyó un simulador de agua lluvias. Con la simulación de estos eventos, se midió el caudal de escorrentía de los techos para construir hidrogramas experimentales, los cuales fueron usados para calibrar los parámetros del modelo SCS y del Hidrograma Unitarios. Como resultados, se demostró que la implementación de techos verdes con pendientes del 2% reduce el volumen de escorrentía en un 15.6% y el caudal pico en un 32.6%; para el caso de techos con pendientes del 5% la reducción del volumen es de 11.3% y el caudal pico de 27.2%. En la calibración del método SCS, se obtuvieron números de curva (CN) con rangos de 88.9 a 96.5, un porcentaje de retención (z) de 1% a 10% y un tiempo de concentración (Tc) de 5.7 a 7.5 minutos. El método más eficiente resultó ser el hidrograma unitario presentando índices de NSE iguala a 0.98 en comparación al método SCS que presenta valores de NSE igual al 0.96. Sin embargo, el método SCS es más sencillo de aplicar y no necesita hidrogramas experimentales. Los resultados de esta investigación permiten aportar pautas para la evaluación del impacto de techos verdes en el drenaje urbano.
Palabras clave : INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS TÉCNICO
TECHOS VERDES
ESCORRENTÍA
TRÁNSITO DE HIDROGRAMAS
AGUAS LLUVIAS
DRENAJE
Fecha de publicación : mar-2021
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/19985
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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