InfoDrainage utiliza una versión personalizada del motor SWMM5 más reciente (versión 5.2.2), que aplica el enrutamiento hidráulico de onda dinámica. El motor utiliza una implementación personalizada para el análisis de tácticas de desarrollo de bajo impacto (LID) de control de aguas pluviales mediante los métodos LID de cuenta vertiente de SWMM5.
Motor SWMM
InfoDrainage utiliza un motor reconocido globalmente para realizar el análisis hidráulico en el software. El motor SWMM (StormWater Management Model, modelo de gestión de aguas pluviales) es un motor de computación de código abierto que se ha desarrollado desde los años 70, principalmente en los Estados Unidos, con aportaciones de diversas instituciones a lo largo de los años. La EPA estadounidense se encarga de la gestión de SWMM. Este motor se usa en todo el mundo para la simulación de la cantidad y calidad del agua, y se ha sometido a numerosos análisis y pruebas a lo largo del tiempo.
En su formato estándar, SWMM 5.2 proporciona la simulación 1D completa de la infraestructura gris, es decir, conexiones (tuberías/canales) y uniones, pero solo representa la infraestructura verde, es decir, sistemas urbanos de drenaje sostenible (SuDS), LID, WSD, etc., como elementos hidrológicos que afectan al hidrograma de caudal de entrada de cuenca vertiente. Estos sistemas suelen tener un gran impacto en el enrutamiento de caudales durante el análisis, especialmente en aquellos lugares en los que se encuentran en el medio, en lugar de en la ubicación de origen del caudal de entrada.
Para mejorar esto, hemos desarrollado nuestro propio análisis de control de aguas pluviales líder del sector, basado en el enfoque de LID de cuencas vertientes de SWMM5. Esto permite al ingeniero colocar el sistema en la ubicación correcta y ver el impacto que esto tendría durante el análisis. Por ejemplo, el tiempo de desplazamiento por el sistema, las profundidades y volúmenes que se producen en ellos con respecto al tiempo, así como las capacidades de infiltración y eliminación de contaminantes.
El software se basa en esta información para añadir las metodologías estándar del sector de escorrentía y lluvia para permitir que un sistema se compare rápidamente con una variedad de aguas pluviales y metodologías.
Todo esto significa que los usuarios de InfoDrainage no solo se benefician de décadas de desarrollo en el motor SWMM, sino también de la sólida experiencia de Innovyze en lo que se refiere a simulaciones hidráulicas.
InfoDrainage expone esta potente combinación en una interfaz gráfica fácil de usar que permite construir y analizar un diseño sin necesidad de salir del software.
SWMM5 es un modelo desarrollado por la EPA de EE. UU. como un motor independiente con su propia interfaz gráfica de usuario. En el sitio web de la EPA hay más información al respecto: https://www.epa.gov/water-research/storm-water-management-model-swmm
El motor SWMM5 en sí está documentado con mucho detalle en los manuales de la EPA. A continuación se facilitan los vínculos rápidos al Manual de referencia, volumen II (sistemas hidráulicos) y al Manual de referencia, volumen III (calidad del agua) (incluye LID).
Presentación general del método de análisis
Los caudales se enrutan por el sistema desde los flujos de entrada de la parte superior del sistema hasta las ubicaciones de los puntos de desembocadura. Cabe señalar que el software no impone una distribución dendrítica al sistema, por lo que se pueden especificar varias salidas y, por lo tanto, se pueden modelar bucles.
El motor actualiza la duración del intervalo de tiempo de cálculo en cada intervalo de tiempo en función de las condiciones hidráulicas (es decir, es un intervalo de tiempo adaptable). Esto permite garantizar que el intervalo de tiempo tenga la longitud óptima para equilibrar la precisión de los resultados y el tiempo de ejecución de la simulación.
Generación de flujos de entrada
El usuario puede definir el hidrograma de caudal de entrada como hidrograma, o bien este se puede calcular a partir del método de escorrentía seleccionado al utilizar un área de cuenca vertiente. Cada método de escorrentía se describe en detalle en los encabezados correspondientes. Nota: Las cargas de contaminación se generan en función de las velocidades de escorrentía.
A continuación, el hidrograma se enruta en el tragante de una unión simple, una boca de alcantarilla o un control de aguas pluviales. El tragante puede restringir el caudal en función de una serie de métodos que se describen mediante vínculos a los tipos de tragante en la página Tragantes. Puede haber varios tragantes que se tratan por separado y que luego se suman para crear el caudal de entrada total en la unión, la boca de alcantarilla o el control de aguas pluviales. Nota: Se puede especificar una conexión de derivación para recoger el caudal excedente que no puede entrar en los tragantes.
Enrutamiento de caudales
Los caudales que entran por los tragantes llenan la boca de alcantarilla, la unión simple o el control de aguas pluviales con los que están vinculados. El modo en que se enruta el volumen depende del tipo de elemento:
Bocas de alcantarilla: el volumen se añade al volumen presente en la boca de alcantarilla y, a continuación, se enruta a través de las salidas en función de la diferencia de cabezal hidráulico y la capacidad de salida. En el caso de las bocas de alcantarilla no selladas, el agua que supere la capacidad de almacenamiento de la boca de alcantarilla provocará una inundación en el área de un plano de 1000 m² y podrá volver a entrar en la boca de alcantarilla más adelante a medida que se reduzca la elevación del sistema. En el caso de una boca de alcantarilla sellada, cualquier exceso de agua contribuye al cabezal hidráulico en la boca de alcantarilla (sin que se produzca inundación), de forma similar a una unión simple.
Uniones simples: el volumen que entra en la unión simple se encuentra dentro de un área de plano de 1 m², que se utiliza para generar las profundidades. Por lo tanto, este fluye a través de las salidas. Debido a su naturaleza, no puede haber inundaciones en estas ubicaciones, pero se informa de la profundidad general para mostrar cómo se calcularon los caudales de salida.
Controles de aguas pluviales: se realiza un análisis más complejo con el tiempo necesario para entrar en el sistema (tiempo de desplazamiento) después de pasar por los tragantes, lo que se refleja en la diferencia entre el caudal de aproximación total y el caudal de entrada total. Una vez dentro del sistema, el agua pasará por una o más capas, y cada una de ellas permitirá la infiltración y las conexiones de salida.
Notas: Se puede utilizar el tragante para determinar el destino del caudal en un sistema con varias capas, como un paular o una biorretención. Del mismo modo, se puede usar el tipo de caudal de entrada para especificar que un caudal de entrada se produce de manera lateral, es decir, a lo largo de su longitud, en lugar de introducirse en el extremo (punto) aguas arriba.
Para obtener más información sobre el Análisis de uniones y conexiones y el Análisis de controles de aguas pluviales, visite los vínculos que se indican a continuación.
Conexiones
La capacidad de una conexión hidráulica se tiene en cuenta cuando el enrutamiento fluye hacia ella. Cuando una conexión no tiene capacidad, los caudales se retienen detrás de la conexión en la unión o el control de aguas pluviales.
Una conexión hipotética no tiene capacidad, por lo que simplemente desplazará el agua de un extremo al otro. La demora simple, además impondrá un retraso en ese enrutamiento. Por lo tanto, estos elementos solo están diseñados para un cálculo de ajuste de tamaño sencillo, y se deben reemplazar antes de realizar una simulación hidráulica final para comprobar si hay excedencia.
Caudal inverso
El caudal inverso se puede generar dentro de las tuberías o los canales y las bocas de alcantarilla o las uniones simples estándar. Se calcula en cada intervalo de tiempo en función de las elevaciones del sistema. Es decir, si la elevación del agua es más alta, el caudal aguas abajo podrá fluir hacia atrás para alcanzar una elevación del agua quieta.
El caudal inverso también se puede generar dentro y fuera de un control de aguas pluviales. En este caso, se tiene en cuenta el tiempo de desplazamiento a través del control en ambas direcciones (si existe).
Sin embargo, no es posible generar un caudal inverso a través de una restricción de tragante (es decir, un tragante distinto de "Sin restricción") o una conexión hipotética (Sin retardo o Demora simple), ya que estos elementos no tienen parámetros físicos que lo permitan.
Elevaciones de sobrecarga
Cada ubicación de desembocadura permite especificar una elevación de sobrecarga, ya sea fija o variable según el tiempo. Por defecto, el software asumirá un límite de descarga libre. Consulte Detalles de desembocadura para obtener más información.
Notas:
A continuación se muestra una lista de funciones adicionales para ilustrar cómo el motor personalizado de InfoDrainage amplía las funciones del motor SWMM5 estándar:
- Una serie de extensiones de los métodos LID utilizados para representar los controles de aguas pluviales; consulte Análisis de controles de aguas pluviales.
- Vínculos de retardo, que se utilizan para las conexiones de caudal rezagado y para el tiempo de desplazamiento en controles de aguas pluviales.
- Una serie de mejoras y correcciones de errores para el cálculo de concentraciones de contaminantes, volúmenes y profundidades de capas de LID, equilibrio de masas y estadísticas de intervalos de tiempo.