Sustainable urban drainage: Green roofs

Abstract

As recentes inundações em todo o mundo mostram a vulnerabilidade dos ambientes urbanos às condições hidrológicas extremas. O aumento da urbanização, sem o devido planeamento, combinado com as alterações climáticas levam ao aumento dos caudais superficiais provocando, assim, recorrentes inundações. Reconstruir o sistema de drenagem para fazer face a este problema pode não ser eficiente ou viável, quer tecnicamente quer economicamente. Técnicas inovadoras como a dos telhados verdes, construção de pavimentos permeáveis, canais abertos com vegetação, bacias de retenção, entre outros, atenuam os picos de cheia, diminuindo o risco de cheia, e reduzem a concentração de poluentes das águas de chuva nas áreas urbanas. Neste estudo é analisado o potencial dos telhados verdes na redução do pico de cheia e da quantidade de caudal superficial, bem como a sustentabilidade desta tecnologia, economicamente, socialmente e ambientalmente. A análise da redução do pico de cheia e da quantidade de caudal superficial foi efetuada considerando a aplicação desta tecnologia na área do Pólo II da Universidade de Coimbra, recorrendo ao programa de modelação hidráulica-hidrológica Storm Water Management Model (SWMM), da Environmental Protection Agency (EPA) dos Estados Unidos da América (EUA). Os resultados obtidos indicam uma redução do pico de cheia entre os 94-100%,e da quantidade de caudal superficial em aproximadamente 97%, ao nível da área de telhado verde, ao utilizar a ferramenta de controlo LID. No entanto, do ponto de vista da área de estudo a redução é na ordem dos 13-15% devido à grande dimensão da área de estudo, que possui uma baixa área de telhados que pode ser convertida em telhado verde.

Recent flooding all over the world have shown how vulnerable are urban areas to extreme hydrologic conditions. Urban sprawl combined with climate change increase rainfall runoff thus causing recurrent flooding. Rebuilding the drainage system may not be efficient or feasible, either technically or economically, to address this problem. Innovative techniques such as green roofs, pervious surfaces, swales, retention basins, among others, mitigate flood peaks thus reducing flood risk, and reduce the concentration of pollutants in rainfall runoff. In this study is analysed the potential of green roofs in reducing peak flow and rainfall runoff as well as the sustainability of this technology, economically, socially and environmentally. The analysis was performed considering the application of this technology in the Campus II of the University of Coimbra using the hydraulic-hydrological modelling program Storm Water Management Model (SWMM), of the Environmental Protection Agency (EPA) of the United States of America (USA). Results showed a peak flow reduction of 94-100% and rainfall runoff reduction of approximately 97%, concerning subcatchments with green roofs and by using the Low Impact Development (LID) control tool of SWMM. However, considering the entire area of the case study the reduction is of 13-15% due to the low area available to insert green roofs, in the large area of the case study.