Suds training bogota_presentation_final

SUDS TrainingUniversidad Javeriana May 27 2010

Chris Jefferies

Urban Water Technology Centre

University of Abertay Dundee

www.uwtc.tay.ac.uk

• To identify the need for SUDS in a catchment.

• To develop design criteria for SUDS systems.

• To understand the development of appropriate SUDS details.

Identificar la necesidad del uso de SUDS en una

Cuenca

Desarrollar los criterios de diseño para un

sistema de SUDS

Entender los detalles para el desarrollo

apropiado de sistemas SUDS

Objetivos del curso (Course objectives)

UNIVERSITYOF ABERTAYBREAKING BARRIERS

University

of Abertay DundeeSCOTLAND, UK

A few words about the University of Abertay

UNIVERSITYOF ABERTAYBREAKING BARRIERS

Scotland

Mountains and lakes

The home of Golf

Scotland in EuropeScotland in Europe

1. Basic concept of SUDS2. Drivers for the design of SUDS.3. The different SUDS components.4. Flood problems caused by excessive surface water.5. Water quality problems caused by excess surface water.6. Catchment planning and hydrological design.7. SUDS – hydraulic design for site and regional control.8. SUDS – hydrological design for site and regional control.9. SUDS – Design for quality10. Source control SUDS and detailing.11. Rainwater harvesting and re-use.12. Conclusions

1. Conceptos básicos de SUDS

2. Elementos que guían el diseño de SUDS

3. Los diferentes componentes de SUDS

4. Problemas de escorrentía causados por los excesos de agua superficial

5. Problemas en la calidad del agua debidos a los excesos de agua superficial

6. Planificación de cuencas y diseños hidrológicos

7. SUDS – diseños hidráulicos para control local y regional

8. SUDS – diseños hidrológicos para control local y regional

9. SUDS – diseños para la calidad

10.Fuentes de control de SUDS y detalles

11.Cultivos de aguas lluvias y re-uso

12.Conclusiones

Contenido del curso (Course Content)

1. Sostenibilidad (Sustainability)

A. ¿Cuál es el significado de “sostenibilidad” en el contexto de

Bogotá?

B. ¿Qué funciones se requieren de los componentes del sistema

SUDS en cada localidad? Calidad, cantidad, servicios.

C. Introducción al triángulo de SUDS

A. What is the meaning of „sustainable‟ in the context of Bogota?

B. What are the functions required of SUDS components at each location?

Quality, quantity, amenity

C. Introduction to the SUDS triangle.

1. Conceptos básicos (Basic Concepts)

A. Los elementos de sostenibilidad:

Económicos

Ambientales

Uso de recursos

Uso sostenible de la energía

Mantenimiento

Entrenamiento

A. The elements of sustainability.

Economic.

Environmental.

Use of resources.

Sustainable energy use.

Maintenance.

Training.

B. Functions of SUDS.

Quantity (floods).

Quality (pollution).

Amenity.

Important Reference

Construction Industry Research and Information

Association (CIRIA)

The SUDS Manual

Available at www.ciria.org.uk/suds/

B. Funciones de los SUDS

Cantidad (flujo)

Calidad (polución)

Servicios

1. Conceptos básicos (Basic Concepts)

1. SUDS control local flooding

Roof of Ford transit van

1. SUDS control the quality of runoff

Brazil Scotland

1. SUDS Provide amenity

Control regional– Laguna de retención

Belo Horizonte, BrazilKorea – stream opened out for amenity

1. SUDS Integrate agendas

I will return to this location later

Cantidad Calidad

Comodidad

1. El triángulo de drenaje urbano

Los métodos de drenaje de agua superficial que se refieren a

aspectos de cantidad, calidad y comodidad se conocen como

Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS)

El triángulo de drenaje

urbano - equilibra el

impacto de drenaje

urbano

1. Sesión de discusión (Discussion session)

¿Cuál es el significado de “sostenibilidad” en el

contexto de Bogotá?

What is the meaning of „sustainable‟ in the context of Bogota?

2. Elementos que guían el diseño de SUDS

Expansión urbana y desarrollo – Los SUDS controlan caudales y ayudan a prevenir las inundaciones

Aumento de flujos en el sistema de drenajes de áreas urbanas –Los SUDS pueden reducir los caudales en el alcantarillado y descarga de alcantarillado en los eventos de crecientes

Contaminación difusa – Los SUDS controlan la calidad del agua de escorrentía en las superficies urbanas

Corrientes en quebradas – Los SUDS controlan el aumento de los caudales y la calidad del agua

Los SUDS ayudan a controlar los efectos del cambio climático.

2. Drivers for SUDS implementation

Urban expansion and development - SUDS control flowrates and help avoid flooding.

Increased flows in the drainage systems of urban areas – SUDS can reduce sewer

flooding and discharge of sewage at overflows.

Diffuse pollution – SUDS control quality of runoff from urban surfaces.

Flows in quebradas – control of increased flows and poor water quality.

Assist in controlling the effects of climate change.

2. Driver – urban expansion

2. Driver – sewage discharge from sewer

2. Driver – sewer infrastructure

Old sewer, bad conditionReplacement sewers

Discharge point to river

2. Driver – Old sewers and combined sewer overflow

Cowdenbeath

Kinross

Glenrothes

LochgellyNew Tank

Levenmouth

Works

Loch Leven

Replace SewerLeven

Ore

Lochty

Cardenden

Replace twelve CSOs with One

2. Example of an upgrading scheme

2. Driver – diffuse pollution

Contaminación difusa

2. Driver – Degraded watercourses

Erosion caused by increased runoff rates

Pausa para pensar en los elementos que

guían el diseño de SUDS

¿Cuáles son los elementos guía en el caso del Estado de Rosetree?

¿Cuáles son los elementos guía en el caso de la quebradas de Bogotá?

Pause for thought – Drivers

What are the drivers in the case of the Rosetree Estate?

What are the drivers in Proyecto Quebradas?

¿Cuáles son los elementos guía en el caso del Estado de Rosetree?

Consider the drivers for drainage in the Rosetree Estate.

From CIRIA C697 – Worked Examples

Drivers - pause for thought



Drivers - pause for thought



3. The different SUDS components

Different SUDS types and their applicability

Ponds, wetlands

Basins, swales

Permeable paving, source control

3. SUDS types – level 1

Source control (level 1 treatment)

Filter strips – very efficient

Permeable paving – very efficient but need maintenance

Roadside filter drains – I don‟t like these.

Green roofs

Water butts

Gully pot filters – a lot of research still needed.

The treatment train is important for larger systems

3. SUDS types – levels 2 & 3

Site control – (level 2 treatment)

Swales

Detention basins

Detention ponds

Regional Control – (level 3 treatment)

Retention pond & wetland

Disposal to ground (after groundwater risk assessment)

The treatment train is important for larger systems

Control en origen y local – Cuneta VerdeControl en origen – Drenaje filtrante

Control en origen –Pavimento permeable Control local – Depósito de detención

3. SUDS Components review

3. Permeable Paving and detention

3. Detention basin in highway

3. Pausa para pensar – Componentes de los SUDS

Explique a sus vecinos la forma en que los SUDS

funcionan en términos de sus características hidráulicas.

Considere nuevos y viejos sistemas.

•Un filtro para el drenaje a lo largo de una vía

congestionada

•Un reservorio de agua que sirve al desarrollo de 300

casas

•Un pavimento permeable en la estación de transmilenio

•Un terreno pantanoso junto a una carretera

3. Pause for thought - SUDS Components

Explain to your neighbour how the following SUDS work in terms of their

hydraulics. Consider new and old systems;

•A filter drain alongside a busy road.

•A pond serving a development of 300 houses.

•Permeable paving at a train station.

•A roadside swale.

4. Problemas de escorrentía causados por los excesos de agua superficial

Causas de los problemas de escorrentía

Capacidad limitada del canal

Elevación insuficiente

Construcción de nuevos desarrollos

Aumento de pavimentos en el área aferente

Soluciones a los problemas de escorrentía

Almacenamiento para reducir corrientes

Bancos de almacenamiento

Reubicación de viviendas

Desviación de canales

Causes of flood problems;

Limited channel capacity

Insufficient elevation.

Construction of new developments.

Increasingly paved contributing area.

Solutions to flooding problems

Storage to reduce flows.

Bank raising.

Moving local people.

Diversion channels.

4. Limited elevation

New Orleans

4. Insufficient channel capacity

4. Development River Kifisos, AthensWhere did the river go?

4. Problemas de escorrentía (Flood problems)

Aspectos de las escorrentías pluviales que NO pueden ser manejados con SUDS

• Corrientes de los ríos• Corrientes de mareas• Escorrentía de porciones muy grandes sobre la ladera de una montaña

Problemas de las escorrentías pluviales que deben ser solucionados con SUDS

• Aumento de la tasa de escorrentía en un lugar específico• Aumento en la contaminación por el lavado con aguas lluvias en

lugares específicos• Escorrentías internas que se presenten al interior de un lugar en

particular• Escorrentía externa de aguas que atraviesan un lugar en particular

(poco probable, pero posible)

Flooding issues which can NOT be addressed by SUDS

• Flooding from rivers

• Tidal flooding.

• Runoff from large sections of hillside.

Pluvial flooding problems which must be addressed by SUDS

• Increased rate of flow from the site.

• Increased pollution with the runoff from the site.

• Internal flows generated within site.

• External flow of water through the site (unlikely but possible).

•What are the hydraulic design issues?

•What effect would connecting additional area have?

Pause for thought – Flood Issues

4. Pausa para pensar – Problemas de escorrentía

•Discuta cuáles son los principales problemas en el manejo

de las quebradas en Bogotá

•¿Qué aspectos son los más importantes?

Pause for thought – Flood problems

Discuss what are the principal flood problems in Proyecto Quebradas?

Which issues are the most important?

5. Problemas en la calidad del agua debidos a los excesos de agua superficial

Causas de los problemas en la calidad de aguas

Contaminación difusa, industrial, residencial y comercial

Descargas puntuales

Flujo excesivo de sistemas combinados de alcantarillado

Soluciones a los problemas de contaminación de aguas

Soluciones tradicionales de incremento en la capacidad de las tuberías, bombas y almacenamiento

Desconexión de aguas superficiales de sistemas existentes (retroalimentación)

Control en la fuente para nuevas áreas

Controles locales y regionales en nuevas áreas

Causes of water quality problems

Diffuse pollution; industrial, residential, commercial

Point source discharges

Excessive flow in combined sewers.

Solutions to water quality problems

Traditional solutions of increasing capacities of pipes, pumps, storage.

Disconnection of surface water from existing systems (retrofit).

Source control solutions in new areas.

Site and regional control in new areas.

5. Contaminación difusa

Titular- “Comienza un nuevo negocio”.

Ahora una actividad regulada

Brazil Scotland

5. Contaminación difusa

Even less Happy

Disaster

5. Point source pollution

6. Catchment planning and hydrological design

Rural/ urban catchments.

Source control/ end of pipe control

On-line/ off line storage.

Surface water hydrology, rainfall/ runoff processes

Hydro-geology,

Availability of data

Source: CSIRO

Water

treatment

Reservoir

s

STP

Dams

Climate

Greywater

collection and

treatment

Household

s Cities

Industry

Districts

Ocean

outfall

PipelinesPipelines

AgricultureAgriculture

Natural system

– rivers,

oceans,

aquifers

Natural system

– rivers,

oceans,

aquifers

Natural system

– rivers,

oceans,

aquifers

SUDS – controlling

surface water quality

and pluvial flooding

6. Catchment Planning

West Pond

Football

Conveyance swaleGoogle arial view of Part of Dundee

Driver is Flooding SUDS

Control regional –

Laguna de retención

Ahora 100% Desarollo

Locality at risk

A Housing development

Local river is polluted and causes flood damage

Control regional – Laguna de retención

Canopy InterceptionEvapo-transpiration

Surface RunoffInterflow

Baseflow

Undeveloped site

Flow

(Q)

time

Runoff

hydrograph

6. Hydrological Cycle - natural

From a rain event, flows have a

particular pattern for a given

catchment.

Increased Surface Runoff

Transpiration

Reduced Interflow

Reduced Baseflow

Flow

(Q)

time

New Runoff

hydrograph

After development, rainfall is almost completely converted to runoff because it is unable to percolate into the soil

Development changes

the runoff patterns in

characteristic ways

6. Hydrological Cycle - developed

Q

t

El desarrollo aumentará la escorrentía a menos

que haya atenuación del flujo

Caudal antes de desarrolloFlow before development

Caudal después sin SUDSFlow after without SUDS

Flujo después del desarrollo con SUDSFlow after development with SUDS

6. Atenuacion del flujo

Q

t

El rol del flujo continuado y la

atenuación de volumen

Volumen de atenuación

Attenuation Volume

Flujo continuado

Continuation flow

6. Flujo continuado

Almacenamiento

El caudal de entrada es muy

variable y debe ser

controlado

Inflow is very variable and needs

to be controlled

El caudal de salida

debe estar en el valor

requerido

Outflow should be at

required value

¿Cuál es el valor

requerido?

But what is the required

value?

Cuando el almacenamiento está

lleno, puede haber caudal de

salida en otra dirección

When storage is full, there

may be overflow in another

direction

Esto ocurre cuando el período de

retorno se excede

This happens when the return

period is exceeded

6. El rol del almacenamiento

almacenamiento

caudal de

salida

Storage is used to control outflow

Possible Infiltration

Infiltration gives benefits for both water quality and flow attenuation

caudal de

entrada

6. Hydrograph – need for storage

NATS car park Edinburgh -

Comparison of runoff rates between paved and porous sections

0

1

2

3

4

5

6

7

11/05/98

19:00

11/05/98

19:42

11/05/98

20:24

11/05/98

21:06

11/05/98

21:48

11/05/98

22:30

11/05/98

23:12

11/05/98

23:54

12/05/98

00:36

12/05/98

01:18

12/05/98

02:00

12/05/98

02:42

12/05/98

03:24

12/05/98

04:06

12/05/98

04:48

12/05/98

05:30

Inte

nsi

ty (

mm

/h)

Tarmac Rate (mm/h)

Porous Rate (mm/h)

Rainfall Intensity (mm/h)

6. Evidencia del almacenamiento

6. Summary of the storage concept

• Development causes an increase of flows.

• Normally modelling (simple) is needed to determine the runoff

hydrograph.

• Most SUDS require STORAGE

• Storage is required to ATTENUATE the flows.

• The more the storage, the better the potential for attenuation.

• The undeveloped flow is the target value for the

CONTINUATION FLOW.

• The continuation flow is often know as GREENFIELD RUNOFF.

6. Details of Hydrological design

• Methods of rainfall estimation.

• Determining the inflow into the SUDS.

• Calculation of greenfield runoff.

• Determination of continuation flow.

• Determination of attenuation volume.

Key hydrological design concepts

Necesario para calcular volumen de atenuación e índices de caudal salida.

A partir de la información local

Rainfall Intensity- Duration Curve

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Duration (min)

Rain

fall

Inte

nsity

(m

m/h

)

2 Year 5 Year 100 Year

Curvas de Intensidad de precipitación – duración

La información básica para mètodos de diseño

• Los métodos usan las estadísticas de precipitación

• Empezar con el punto de la intensidad de lluvia

•Duración

•Período de retorno

• Modificar usando factor de reducción de área

• Normalmente incorporado en el software

6. Estimación de precipitación

• Methods use Rainfall Statistics

• Start with point rainfall intensity

•Duration

•Return Period

• Modify using areal reduction factor

• Normally incorporated into software

Cálculo de escorrentía existente basado en

Método Racional

Q = 2.78 C x i x A

6. Escorrentía local

Q = Caudal (l/s)

C = Constant

i = Intensidad de precipitation (mm/h)

A = Area (Ha)

Volúmenes para tratamiento y atenuación del flujo

1. Principios

2. Tasa de caudal de drenaje aguas abajo

3. Curvas duración intensidad precipitación

4. Período de retorno

5. Ruta del flujo & SUDS

6. Volúmenes para atenuación del flujo

1. Principles

2. Drain down flowrate

3. Rainfall Intensity Duration Curves

4. Return Period

5. Flood routing & SUDS

What return periods are appropriate?

• Design inflow to storage?

• Continuation flow?

• Extreme events?

6. Pause for thought - return period

Lugares grandes: Una variedad de métodos disponibles; e.g.

En el Reino Unido existen variedad de métodos de cálculo de la

escorrentía de zonas no edificadas

Método Caudal de período de retorno 2 años (l/s)

Caudal de período de retorno 10 años (l/s)

1 Regla empírica 72 N/A

2 Poots & Cochrane 64 112

3 FSSR6 59.4 93.7

4 Racional Modificada 57.0 80.9

6. Cálculo de flujo continuado

Rule of thumb - Flujo continuado = 6 l/s/Ha

2001002 5 10 25 500

100

200

300

400

500

Periodo de retorno (Años)

Ca

ud

al (m

^3

/s)

El periodo de retorno dependerá de circunstancias locales

6. Periodo de retorno

Escorrentía local existente

¿Qué período de retorno de caudal se

escoge como objetivo?

¿Qué período de retorno debería escogerse como objetivo?

1. ¿Por qué estamos interesados? (control de inundaciones)

2. Continuación de período corto de retorno (¿demasiado control?)

3. Continuación de período largo (¿con qué objeto?)

4. ¿Se podría diseñar para varios períodos de retorno? (Esto es muy

complicado)

• Debe haber reglas locales


1. Why are we interested? (control of flooding)

2. Short return period continuation (too much control?)

3. Long return period continuation (what is the point?)

4. Could design for a number of return periods ( this is very complicated)

5. There must be local rules

¿Qué período de retorno debería ser el objetivo?

Los siguientes se usan para flujos en el Reino Unido

Tipo de propiedad Periodo de retorno

Hogares de niños, internados 750 años

Chalets, casas de una planta 500 años

Ocupación temporal 50 años

Estándar de propiedad común 200 años


Type of Property Return Period

Children‟s homes, boarding schools 750 years

Bungalows, ground floor flats 500 years

Seasonal occupancy 50 years

General property standard 200 years

6. Pause for thought

• Define the treatment train in each part of the

distribution hub.

• Are sufficient levels of treatment provided?

• Where is the storage for attenuation installed?

Distribution hub example

Pause for thought – Hydrological design

Example from

CIRIA C697

Distribution

Hub

What Return

Periods

should be

used?

Pause for thought – Hydrological design

• Example from CIRIA C697 Distribution Hub

7. SUDS – Detailed hydraulic design

Location of flow control for hydraulic and maintenance

purposes

Methods of flow control; pipes, weirs, vortex controls

Creation of required storage

Design of inlets – access, maintenance, erosion issues

Los criterios

de salida de

efluente

deben ser

especificados

Outflow

criteria must

be specified

7. Continuation flow

1. Escorrentía de zonas no edificadas se usa para establecer el patrón del caudal índice

durante los eventos de lluvia

2. Detención extendida – drenaje aguas abajo prolongado hasta 24 hrs para mantener el

flujo bajo en los ríos.

3. Sucesos extremos – mantener un efluente de emergencia cuando la capacidad está

completa para evitar daños.

4. Las lagunas tienen un nivel mínimo para asegurar una piscina permanente.

Las reglas para depósitos y lagunas son similares

7. Índices para el drenaje aguas abajo

•Greenfield runoff is used to set the „normal‟ outflow flowrate during events.

•Extended detention – draindown increased to 24h to conserve low flows in rivers.

•Extreme events – must retain an emergency overflow when storage is full to avoid damage.

•Ponds have a bottom level to ensure permanent pool.

Flow & Level control on a storage system

Storage

Throttle Pipe Outlet manhole

H = Head Q = Flow

7. Hydraulic details

Hydraulic Control at Outlet

SUDS

component

Hydraulic

controlOutlet requirements

govern hydraulic

design

Hydraulic Controls available are:

Thin Plate Notches & Weirs

Broad crested weirs

Throttle Pipes

Hydrobrakes

7. Hydraulic details

7. Bassin en Colorado, USA

(Draindown level)

Nivel de drenaje

aguas abajo

(„Normal‟ event

level)

Nivel

“normal”

(Extreme event

level)

Nivel de evento

extremo


(Draindown level)

Nivel de drenaje

aguas abajo

X

(Extreme event

level)

Nivel de evento

extremo

(„Normal‟ event

level)

Nivel

“normal”


(Draindown level)

Nivel de drenaje

aguas abajo

(„Normal‟ level)

Nivel

“normal”

(Extreme event

level)

Nivel de evento

extremo

7. Basin outlet

Un complicado desagüe para cumplir los criterios de flujo variable

Laguna 4 x

aliviaderos

de muescas

en V

(A complicated outlet to meet variable flow criteria)

(4 x Vee

Notch weirs)

7. Un complicado desagüe

Broad Crested Weir

7. Hydraulic details - weir

Flow over a weir/ notch

25

H2

tan215

8Q gCeVee notch

7. Hydraulic details – Vee notch

7. Hydraulic details – perforated riser

7. Hydrobrake images

Images from HRD website

HydrobrakeFlow rotatesAn air core is formedGives the hydraulic equivalent of a smaller orificeGood control – less blockage

Head

Flow

Design zone

7. Hydraulic details Hydrobrake

Hydrobrake – typical installation



Hydrobrake – typical installation

7. Pause for thought – Hydraulic design

• Video of Hydrobrakes

What is the most effective form of hydraulic control?

Hydro_International_Stormwater.flv

8. SUDS – Detailed hydrological design

Determination of inflows into SUDS

Determination of continuation flows

Volume for attenuation.

Modelling requirements

Data requirements

•Requisito – Control de contaminantes

•Para proporcionar el grado necesario de control

•Donde sea necesario.

•En teoría, Vt es el volumen necesario para retener 90% del agua pluvial.

8. Tratamiento de Volumen

•Requirement - Pollutant control.

•To provide necessary degree of treatment

•Where required

•In concept, Vt is the volume needed to retain 90% of rainfall events

Período corto de detención 1 x Vt

•Elimina arena, gravilla de carretera, basura.

•Cunetas verdes, depósitos de detención, etc

Período más largo 3 o 4 x Vt

•Proporciona tratamiento biológico

8. Tratamientos de volumen múltiples

Short period detention 1 x Vt

•Removes sands, road grit, litter

•Swales, detention basins etc.

Longer period retention 3 or 4 x Vt

•Provides biological treatment

IhamVt9025)/( 3

Método DEX:

donde es la fracción impermeable media del área

Basado en análisis de precipitación local

I

8. Determinación del volumen de tratamiento

where I is the average impervious fraction of the area.

Based on analysis of local rainfall

Tratamiento Volumen de tratamiento

Lagunas de detención 4 x Vt

Humedal 3 x Vt

Detención, detención extendida 1 x Vt

Cuneta verde 1 x Vt

8. Tratamientos de volumen múltiples

Treatment Treatment Volume

Retention Ponds, 4 x Vt

Wetland 3 x Vt

Detention, Extended detention 1 x Vt

Swales 1 x Vt

Vt is one of the following

• Un volumen que capturase al menos el 90% de las aguas pluviales en un año.

• 12 – 15mm de escorrentía distribuidos sobre cada área de sub-captación contribuyente.

• 12 – 15mm escorrentía distribuida sobre el área impermeable de captación contribuyente

• El volumen de escorrentía generado por la precipitación anual media sobre el área de captación

8. Determinación del volumen de tratamiento

• A volume which would capture the runoff from 90% of storms in a year.

• 12 – 15mm runoff distributed over each contributing sub- catchment area

• 12 – 15mm runoff distributed over the contributing impervious catchment area

• The volume of runoff generated from the mean annual storm over catchment.

8. Examples of SUDS in Berlin, GermanyDriver is Lake quality

SUDS

8. Wuhan, Central ChinaDriver is Lake quality – from sewers

SUDS

La cadena de tratamiento es el concepto clave

en el desarrollo de sistemas UDS

Buena gestión

doméstica

Evaporación

Control

en origen

Posible

Infiltración

Control

de áreaControl

RegionalDescarga al

medio receptor

La cadena de tratamiento

Commenca con prevention

o buena gestión doméstica

Por casas individuales;...

...y continua par

controles en origen......a controles del areas..

…y finalmente a

controles regionales.

La descarga a una corriente de

agua o acuífero puede ser

a partir de cualquier etapa.

8. Cadena Tratamiento Agua Pluvial

HERRAMIENTA DE SELECCIÓN DE SUDS DE CIRIA

Nivel de tratamiento para diferentes objetos de SUDS

Objeto Residencial No-

Residencial

Industrial Nivel de

Control

Prevención A A A

Contención - - 1

Superficies permeables 1 1 1 (contención) origen

Franjas filtro/cunetas verdes tratamiento 1 1 2 origen & área lugar Drenes filtrantes/ sub-base pavimento 1 1 ó 2 2

(containe

d)

origen & área

Cunetas verdes 1 1 ó 2 2 origen & área

Depósitos detención extendida 1 2 2 área

Pozos y zanjas de infiltración 1 2 3 origen & área

Depósitos de infiltración 1 2 3 origen & área

Lagunas de retención 1 2 3 Regional

Humedales 1 2 3 Regional

A Siempre necesario 1 primer nivel de tratamiento

2 segundo nivel tratamiento 3 tercer nivel de tratamiento

CIRIA SUDS SELECTION TOOL

Level of Treatment for different SUDS devices

Device Residential Non-

Residential

Industrial Level of

Control

Prevention A A A

Containment - - 1

Permeable surfaces 1 1 1 (contained)

source

Filter strips/treatment swales 1 1 2 source & site

Filter drains/pavement sub-base 1 1or 2 2

(containe

d)

source & site

Swales 1 1or 2 2 source & site

Extended detention basins 1 2 2 site

Soakaways/ infiltration

trenches

1 2 3 source & site

Infiltration basins 1 2 3 source & site

Retention ponds 1 2 3 Regional

Wetlands 1 2 3 Regional

A Always required 1 first level of treatment

2 second level of treatment 3 third level of treatment

Incorporating SUDS in the open space – in Holland

8. Example of integration of hard and soft

SUDS Beside a canal in Holland.

Development of high density – this is the only area of green space.

Control of water takes place both in the road and in the adjacent green

space

How many levels of treatment can you see?

¿Cuántos niveles de tratamiento puede identificar?

9. SUDS – Design for Quality

Levels of treatment

Treatment train hierarchy

Cadena Tratamiento Agua Pluvial

Los sistemas de control en origen generalmente se ubican cerca del punto de

origen de la escorrentía; de manera que la cantidad de escorrentía y de

contaminantes que se deben controlar se limitan a niveles reducidos y

manejables.

9. Control en origen

Stormwater Treatment Train Source controls are generally placed near the runoff point of origin so the amount of

runoff and the quantity of pollutants that must be dealt with are limited to small and

manageable levels

9. Cadena de Tratamiento de Agua Pluvial

Control en origen:

control de escorrentía en o cerca de fuente

Esto puede incluir recogida de agua de techos en tinas

Source control:

Source control is the control of runoff at or near its source

This may include collecting roof runoff in water butts

9. Cadena de Tratamiento de Agua Pluvial

que más tarde pueda emplearse para regar, etc.

Which can later be used for watering etc

Hidrología de Pavimentos PermeablesHydrology of Permeable Paving

7 - 8 Agosto 1998 (12:00 - 8:00)

0.00.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

12:0

0

14:0

0

16:0

0

18:0

0

20:0

0

22:0

0

00:0

0

02:0

0

04:0

0

06:0

0

08:0

0

time

Inte

ns

ida

d d

e e

sc

orr

en

tía

(m

m/h

)

0

1

2

3

4

5

67 In

ten

sid

ad

de

llu

via

(m

m/h

)

Lluvia Poroso Asfalto

9. Control en origen

9. Control local

Depósitos de detención son depresiones vegetadas¿Qué son depósitos de detención?

Estas depresiones están secas excepto durante e inmediatamente después de tormentas

Detention basins are vegetated depressions. These depressions are dry

except during and immediately following storm events

9. Control local

Durante eventos de tormenta, el agua de escorrentía superficial es

conducido a través del depósito de detención extendido

Caudal

salida

9. Control local

El caudal de salida está restringido de manera que el depósito se

llene de escorrentía

The outlet is restricted so that the basin fills with runoff

La estructura de control en el caudal de salida está diseñada para liberar lentamente el agua retenida

9. Control local

Esto da tiempo para que los sólidos en suspensión precipiten y el flujo punta disminuya

This provides time for suspended solids to settle out and for the flow peak to attenuate

9. Control regional

¿Qué son los controles regionales?

Depósitos, lagunas, humedales y pantanos pueden ser parte del

sistema de drenaje natural.

Basins, ponds, wetlands and marshes can be part of the natural drainage system.

Valor estético

Hábitat de vida salvaje

Valor recreativo

Calidad de agua

9. Control regional

…como alternativa, los SUDS pueden ser integrados en desarrollos de tal manera que sirven múltiples propósitos

…alternatively SUDS can be integrated into developments in such a way that they serve multiple purposes. Aesthetic value Wildlife Habitat Recreation value Water Quality

Programas de educación y prevención de

la contaminación para reducir las fuentes

de contaminación.

Control de la escorrentía cerca de donde

la lluvia cae en el suelo o en los tejados.

Atenuación o tratamiento para un grupo

de edificios o un tramo de carretera.

Tratamiento y sistemas de atenuación de

flujo abarcando varias zonas.

Buena gestión

doméstica

Control en origen

Control local

Control regional

9. La cadena de tratamiento

•Education and pollution prevention programmes to reduce sources of pollution

•Control of runoff close to where the rain falls on ground or roof surfaces

•Attenuation or treatment for a group of buildings or a stretch of highway

•Treatment and flow attenuation systems serving a number of sites

Resumen de diseño de estrategias para agua de calidad

Nivel de tratamiento necesario

Dispositivo Residencial No-Residencial Industrial

Niveles de tratamiento

necesario 1 2 3

9. Niveles de tratamiento

Summary of design strategies for water quality

Level of treatment required

Device Residential Non-Residential IndustrialLevels of treatment required 1 2 3

Entrada Salida

9. Procesos de tratamiento

Inlet Outlet

La escorrentía es tratada por una

combinación de decantación...

The runoff is treated by a combination of settlement...

Decantación

Hidrocarburos

Metales pesados

9. Depósitos de detención y cunetas verdes

SettlementHydrocarbonsHeavy metals

Entrada Salida


… dilución...

… dilution...

Entrada Salida


…y acción biológica.

… and biological action.

Las sub – redes son diseñadas como sistemas convencionales

9. Redes de SUDS

La red está ensamblada de la misma manera que una red convencional

SUDS Networks

The network is assembled in the same way as a conventional network

9. Redes de SUDS

9. Redes de SUDS

Los sistemas convencionales drenan colectivamente a las lagunas SUDS.

Detención extendida

Cadena drenaje

Laguna regionalTuberías o

cunetas verdes

9. Redes de SUDS

Ejemplo de red

mostrando cadena de

tratamiento

Volumen de tratamiento

Volumen de almacenamiento de crecida

9. Volumen de atenuación y tratamiento

Volumen de atenuación y tratamiento Para lagunas de

retención los volúmenes son sumados

Volumen de tratamientoVolumen de almacenamiento

de crecidaVolumen de tratamiento

Para depósitos y cunetas verdes usar el volumen mayor

9. Volumen de atenuación y tratamiento

Attenuation and treatment volume; For Basins and swales Use the larger volume

Las preguntas clave para dimensionar las infraestructuras de tratamiento

¿Qué volumen es necesario tratar?• ¿Qué elementos de SUDS se requieren?

• Determinación del volumen de tratamiento

• Aportaciones aguas arriba.

9. Las preguntas para dimensionar

The Key Questions for Sizing Treatment Facilities

What volume is needed for treatment?

• What SUDS elements are required?

• Determination of treatment volume

• Upstream „credits

Las Preguntas Clave para Medir las Infraestructuras de Tratamiento



• Aportaciones aguas arriba

¿Cuál es el flujo “no urbanizado”?• Basado en el uso previo de la tierra

• Debe estimar la proporción del área a ser urbanizada


What is the „undeveloped‟ flow?

• Based on previous land use

• Must estimate proportion of area to be developed




¿Cuál es el flujo “no urbanizado”?• Basado en el uso previo de la tierra


¿Qué volumen es necesario para hacer frente a las crecidas? • Conceptos de cálculo de avenidas.


What volume is needed for flood routing?

• Flood routing concepts


¿Qué volumen es necesario tratar?

• ¿Qué elementos de SUDS se requieren?



¿Cuál es el flujo “no urbanizado”?

• Basado en el uso previo de la tierra


¿Qué volumen es necesario para hacer frente a las crecidas?

• Conceptos de cálculo de avenidas

Componentes de detalle• Ajustar los elementos al terreno disponible

• Estructuras de entrada y de salida


Detail components• Fitting elements into available land• Inlet/ outlet structures


10. SUDS – Source control design

Design approaches for storage and treatment

Permeable paving

Swales, bioretention

Raingardens, green roofs

Plastic box type storage, design, structural and maintenance

issues.

Notar que el concepto de volumen de tratamiento no

se aplica a sistemas de infiltración que están

diseñados para FLUIR.

CIRIA 156 presenta las metodologías para el diseño de infiltración

10. Infiltración

Note that the treatment volume concept does not apply to infiltration systems

which are designed for FLOW

CIRIA 156 gives the methodologies for infiltration design

Source control components;

Block Paving.

Permeable Asphalt.

Below ground storage systems

Green roofs

Proprietary SUDS.

Re-using rainwater;

Storage and treatment systems.

10. Source control design

10. Pervious Paving

Pervious paving systems have a good track record of operation.

There is sound science behind operation;

For use as storage.

Removal of pollutants.

Recycling.

Maintenance is always an issue.

10. Pervious Paving

Excellent degradation of hydrocarbons

High removal rates of metals

Outflow better than EQS

Some examples

of systems

installed

New permeable car park

Earlier car park -

asphalt with ponding

10. Pervious Paving

NATS car park Edinburgh -

Comparison of runoff rates between paved and porous sections

0

1

2

3

4

5

6

7

11/05/98

19:00

11/05/98

19:42

11/05/98

20:24

11/05/98

21:06

11/05/98

21:48

11/05/98

22:30

11/05/98

23:12

11/05/98

23:54

12/05/98

00:36

12/05/98

01:18

12/05/98

02:00

12/05/98

02:42

12/05/98

03:24

12/05/98

04:06

12/05/98

04:48

12/05/98

05:30

Inte

nsi

ty (

mm

/h)

Tarmac Rate (mm/h)

Porous Rate (mm/h)

Rainfall Intensity (mm/h)

10. Storage in Pervious Paving

10. Permeable Asphalt – Hpermarché in France

Captures and attenuates surface/rain water for controlled release

The system can be free draining into the sub-grade or contained using an impermeable geo-membrane for re-use or controlled release into the sewer system

It can also capture re-directed rain water from adjacent structures e.g. roofs

Provides an alternative to conventional drainage systems

Improves outflow water quality

10. Flow through Pervious Paving

Natural

sub-grade

Porous granular material

Porous surfacingWater passes through

surfacing

Optional geotextile

Flow through Pervious Paving

Natural

sub-grade

Water infiltrates into

sub-grade

Porous granular material

Porous surfacingWater passes through

surfacing

Water temporarily

retained

Optional geotextile

10. Advantages of pervious asphalt

Reduced or zero runoff and flood risk

Reduced need for conventional drainage and alternatives which

sterilise land e.g. swales, ditches, urban park areas

Cost savings opportunities – reduced build time

Maximises land use

Grey water harvesting

Soakaways for roofs

Removal of pollutants

Reduced noise and spray.

Improved public comfort/safety

Applications

Lightly trafficked areas

Retail car parks

Sporting areas

School playgrounds

Footpaths and pedestrian areas

Re-direct water from other areas

e.g. roofs

10. Below Ground Storage

Performs the storage component of SUDS.

But no treatment is provided.

Excellent as a component of rainwater

harvesting.

10. Green Roofs

Green roofs reduce annual runoff by at least 50%.

Reduce need for cooling in summer and heating in winter.

Provide habitats;

London buildings require green roofs now.

Skylarks and raptor species (birds).

Assists BREAM score (Environmental score for buildings.

Green roofs – control water

at source

Green roofs – control water

at source

10. Proprietary SUDS

Must be considered as treatment systems with

the maintenance that requires.

Unlikely ever to be adopted by water companies.

Have an important role in difficult locations.

Gully filterStorm X4 Hydrocon filter manhole


KOMPETENZ IN SACHENREGENWASSERINGENIEURGESELLSCHAFTPROF. DR. SIEKER MBH

Innolet filter cartridge

Rain Clean gutter


Lamella plate settlement

Innodrain bioretention

system

11. Rainwater harvesting and re-use

Storage methods

Treatment methods

11. Rainwater Harvesting

Reduction of drinking water used.

Associated environmental benefit.

Reduction of costs to user.

Water quality must match end use.

Design rules not well established.

System based on Polypipe Eco-Vat

Polypipe Eco-Vat home system

Stormcell devices – Ideal for garden centre

11. Rainwater Harvesting

11. Conclusiones

Costos

Regulación

Estudios de caso

Costs

Regulation

Case Studies

11. Propiedades de los bienes

D. Propiedad de los bienes SUDS.

Uso del agua (EAAB)

Asociaciones de residentes locales

Distrito (en los parques públicos)

Privado

Ownership of SUDS assets.

Water Utility (EAAB)

Local residents associations – see the next section.

Municipality - in public parks and for public buildings

Private.

12. Drenurbs en Belo Horizonte, Brasil



12. Conclusion

Discussion

Review of course objectives.

Review of your personal objectives.

Documents

Suds training bogota_presentation_final