Storm Water Management Model (SWMM)

El programa SWMM fue desarrollado por la EPA (Environmental Protection Agency) de Estados Unidos en 1971. SWMM es un modelo dinámico de simulación de lluvia-escorrentía utilizado para áreas urbanas, que calcula la cantidad y calidad de las escorrentías. El elemento de escorrentía de SWMM funciona en un conjunto de áreas de subcuencas que reciben la precipitación generando cargas de escorrentías y contaminantes. SWMM está compuesto por dos partes: la primera parte por un sistema hidráulico, que realiza el enrutamiento del flujo o caudal, transportando la escorrentía a través de un sistema de tuberías, canales, dispositivos de almacenamientos / tratamiento, bombas y reguladores. La segunda parte está compuesta por un sistema hidrológico, que realiza el seguimiento de la cantidad y calidad de escorrentía generada dentro de cada subcuenca y el caudal, la profundidad del flujo y la calidad del agua en cada tubería y canal durante un período de simulación compuesto por múltiples pasos de tiempo (Gironás et al. 2009).

Elementos para un modelo de SWMM

Los elementos para un sistema de drenaje típico en SWMM se muestra en la Figura 1. SWMM define al sistema como una serie de flujos de agua y minerales, con varios compartimientos ambientales principales como (Rossman et al. 2016):

  • La atmósfera; que produce la precipitación y deposita contaminantes en la superficie terrestre
  • La superficie terrestre; recibe la precipitación de la atmósfera en forma de lluvia o nieve. Envía flujos de salidas en diferentes formas: evaporación donde el agua de nueva va a la atmósfera, infiltración en el sub-superficie y escorrentías superficial y carga de contaminantes relacionado al compartimiento de transporte.
  • La sub-superficie, recibe la infiltración desde la superifcie terrestre y una porción de esta entrada va al compartimiento de transporte como flujo intermedio del agua subterránea.
  • El transporte; contiene una red de elementos (canales, tuberías, bombas y reguladores) y unidades de almacenamiento / tratamiento que transportan el agua a los emisores o a las instalaciones de tratamiento. Los flujos al sistema de transporte pueden provenir de diferentes sitios: escorrentía superficial, flujo de agua subterránea, flujo de tiempo seco sanitario o de series temporales definidas por el usuarios.
 Figura 1. Elementos de un sistema urbano típico

Figura 1. Elementos de un sistema urbano típico

Fuente Rossman et al. (2016)

No es necesario que todos los compartimientos estén en un modelo de SWMM. En la siguiente figura (Figura 2) muestra como SWMM conceptualiza los elementos físicos del sistema real representado en la Figura 1, con un conjunto estándar de objetos de modelado. Los objetos principales para modelar el proceso de lluvia / escorrentía son los pluviómetros y las subcuencas, los objetos del acuífero colocados debajo de la subcuenca se utilizan para modelar el flujo del agua subterránea. La parte del transporte del sistema de drenaje se modela a través de una red de nodos y enlaces. Los nodos son los puntos que representan uniones simples, divisores de flujo, unidades de almacenamiento o emisores. Los enlaces conectan los nodos entre sí con conductos (tuberías y canales), bombas de agua o reguladores de flujo (orificios, vertederos o salidas). El uso de la tierra y los objetos contaminantes se utilizan para describir la calidad del agua. Además se utiliza un grupo de objetos de datos que incluye curvas, series de tiempo, patrones y reglas de control, que caracterizan los flujos de entrada y el compartimiento operativo de los objetos físicos divisores de un modelo SWMM (Rossman 2016).

 Figura 2. Modelo conceptual de un sistema de drenaje de aguas pluviales de SWMM

Figura 2. Modelo conceptual de un sistema de drenaje de aguas pluviales de SWMM

Fuente Rossman et al. (2016)

Referencias Bibliográficas

Gironás, J; Roesner, LA; Davis, J. 2009. Storm Water Management Model Applications Manual. Cincinnati, US, Environmental Protection Agency. 180p.

Rossman, LA; Huber, WC. 2016. Storm Water Management Model Reference Manual. Cincinnati, US, Environmental Protection Agency. 233p.

 

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