Evaluation of rain barrels and green roofs for flood mitigation in a warm sub-humid climate, State of Colima, Mexico

Authors

  • Samir Josué Figueroa-Avalos National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México. https://orcid.org/0000-0001-9023-0050
  • Dora Angélica Correa-Fuentes National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México. https://orcid.org/0000-0002-1804-5480
  • Jesús López-de-la-Cruz University of Colima, Coquimatlán, México. https://orcid.org/0000-0001-8230-6414
  • Jorge Armando Gutiérrez-Valencia National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México. https://orcid.org/0009-0005-5394-064X
  • Ignacio Barajas-Ávalos National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México.

DOI:

https://doi.org/10.22320/07190700.2024.14.02.07

Keywords:

floods, sustainability, climate change, hydrology

Abstract

Flooding in urban areas is becoming more frequent due to intensive land-use change and the effects of climate change. Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) aim to replicate the local hydrological cycle and thereby reduce flooding. Two typologies were evaluated: Rain Barrels (BLL) and Green Roofs (TV). The objective is to determine which technique achieves greater efficiency in reducing runoff volumes in the city of Villa de Álvarez, Colima, Mexico. The simulation was carried out using Storm Water Management Model (SWMM) software, and the results indicate that RB and GR achieved a reduction in runoff volume of 14.36% and 26.40% respectively, under the most critical condition.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Samir Josué Figueroa-Avalos, National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México.

Civil Engineer
Student of Master's Degree in Sustainable Architecture and Urban Management (MASGU)

Dora Angélica Correa-Fuentes, National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México.

Doctor in Architecture
Research Professor of the consolidated academic body “Sustainable City” of the Master in Sustainable Architecture and Urban Management.

Jesús López-de-la-Cruz, University of Colima, Coquimatlán, México.

Doctor in Water and Environmental Engineering
Research Professor and Director of the Faculty of Civil Engineering

Jorge Armando Gutiérrez-Valencia, National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México.

Doctor in Education
Coordinator of the Master's program in Sustainable Architecture and Urban Management

Ignacio Barajas-Ávalos, National Technological Institute of Mexico, Villa de Álvarez, México.

Master in Architecture
Professor, Department of Earth Sciences

References

ANDRÉS-DOMÉNECH, I., PERALES-MOMPARLER, S., MORALES-TORRES, A., y ESCUDER-BUENO, I. (2018). Hydrological Performance of Green Roofs at Building and City Scales under Mediterranean Conditions. Sustainability, 10(9), 3105. https://doi.org/10.3390/su10093105

CAMPOS ARANDA, D. F. (1998). Procesos del ciclo hidrológico. Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

CHAPMAN, C., y HALL, J. W. (2021). The Influence of Built Form and Area on the Performance of Sustainable Drainage Systems (SuDS). Future Cities and Environment, 7(1). https://doi.org/10.5334/fce.112

CHOW, V. T. (1994). Hidráulica de canales abiertos. McGraw-Hill Interamericana S.A.

CONABIO. (8 de diciembre de 2021). Portal de Geoinformación 2024. Uso Del Suelo y Vegetación, Escala 1:250000, Serie VII (Continuo Nacional). http://www.conabio.gob.mx/informacion/gis/?vns=gis_root/usv/inegi/usv250s7gw

CONAGUA. (2019). Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento Drenaje Pluvial Urbano. Comisión Nacional del Agua (CONAGUA).

CONAGUA. (2020). Información estadística climatológica. Información de Estaciones Climatológicas. https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacion-climatologica/informacion-estadistica-climatologica

CRONSHEY, R. G., ROBERTS, R. T., y MILLER, N. (1986). Urban Hydrology for Small Watersheds,’ TR-55. U. S. Department of Agriculture (USDA).

DÍAZ HERRERA, P. (1987). Instructivo de hidrología para determinar la avenida máxima ordinaria asociada a la delimitación de la zona federal. Comisión Nacional del Agua, Subdirección General de Administración del Agua, & Gerencia de Aguas Superficiales e Ingeniería de Río. CONAGUA.

ESCALANTE SANDOVAL, C. A., y REYES CHÁVEZ, L. (2002). Técnicas estadísticas en hidrología. Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

FLETCHER, T. D., SHUSTER, W., HUNT, W. F., ASHLEY, R., BUTLER, D., ARTHUR, S., TROWSDALE, S., BARRAUD, S., SEMADENI-DAVIES, A., BERTRAND-KRAJEWSKI, J. L., MIKKELSEN, P. S., RIVARD, G., UHL, M., DAGENAIS, D., y VIKLANDER, M. (2015). SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – The evolution and application of terminology surrounding urban drainage. Urban Water Journal, 12(7), 525–542. https://doi.org/10.1080/1573062X.2014.916314

GUO, X., DU, P., ZHAO, D., y LI, M. (2019). Modelling low impact development in watersheds using the storm water management model. Urban Water Journal, 16(2), 146–155. https://doi.org/10.1080/1573062X.2019.1637440

INEGI. (1981). Mapas. Conjunto de Datos Vectoriales de La Carta de Aguas Superficiales. Escala 1:250 000. Serie I. Colima. https://www.inegi.org.mx/app/biblioteca/ficha.html?upc=702825683030

INEGI. (2007). Mapas. Conjunto de Datos Vectorial Edafológico. Escala 1:250 000 Serie II Continuo Nacional Colima. https://www.inegi.org.mx/app/biblioteca/ficha.html?upc=702825235147

INEGI. (2016). Conociendo Colima. https://www.inegi.org.mx/contenidos/productos/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/estudios/conociendo/702825218621.pdf

INEGI. (2019). Mapas. Modelo Digital de Elevación Tipo Superficie Con 5m de Resolución Derivado de Datos de Sensores Remotos Satelitales y Aerotransportados. E13B34f3. https://www.inegi.org.mx/app/biblioteca/ficha.html?upc=889463778547

INEGI. (2023). Mapas. Marco Geoestadístico, diciembre 2023. https://www.inegi.org.mx/app/biblioteca/ficha.html?upc=794551067314

LIU, Y., BRALTS, V. F., y ENGEL, B. A. (2015). Evaluating the effectiveness of management practices on hydrology and water quality at watershed scale with a rainfall-runoff model. Science of The Total Environment, 511, 298–308. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.12.077

LIZÁRRAGA-MENDIOLA, L., VÁZQUEZ-RODRÍGUEZ, G. A., LUCHO-CONSTANTINO, C. A., BIGURRA-ALZATI, C. A., BELTRÁN-HERNÁNDEZ, R. I., ORTIZ-HERNÁNDEZ, J. E., y LÓPEZ-LEÓN, L. D. (2017). Hydrological design of two low-impact development techniques in a semi-arid climate zone of central Mexico. Water, 9(8), 561. https://doi.org/10.3390/w9080561

MENDOZA GONZÁLEZ, E., ALDANA ALONSO, S., y CASTOLO RAMÍREZ, C. (2017). Modelación hidrológica e hidráulica del manejo de las aguas pluviales urbanas en la parte alta de la subcuenca del río San Juan de Dios, Guadalajara, Jalisco. Vivienda y Comunidades Sustentables, (2), 83–104. https://doi.org/10.32870/rvcs.v0i2.22

PÉREZ-GONZÁLEZ, M. L., CAPRA PEDOL, L., DÁVILA-HERNÁNDEZ, N., BORSELLI, L., SOLÍS-VALDÉS, S., y ORTIZ-RODRÍGUEZ, A. J. (2017). Spatio-temporal land-use changes in the Colima-Villa de Álvarez metropolitan area, and their relationship to floodings. Revista Mexicana de Ciencias Geologicas, 34(2), 78–90. https://doi.org/10.22201/cgeo.20072902e.2017.2.435

PONCE DE LEÓN GARCÍA, C. E. (2022). Evaluación del desempeño de sistemas de drenaje pluvial convencional incorporando sistemas urbanos de drenaje sostenible, en la zona metropolitana de San Luis Potosí [Tesis Maestría, Universidad Autónoma de San Luis Potosí]. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.36479.48807

RAMÍREZ-RIVERA, M. P., MORENO-PEÑA, J. R., ARCEO-DIAZ, S., y CHUNG-ALONSO, P. (2021). Dispersión urbana en Villa de Álvarez en los últimos cuarenta años. Revista de Difusión Científica, Ingeniería y Tecnologías, 15(3), 82–87. http://difu100cia.uaz.edu.mx/index.php/difuciencia/article/view/206/151

ZÚÑIGA-ESTRADA, M. A., LIZÁRRAGA-MENDIOLA, L., BIGURRA-ALZATI, C. A., ALDANA-ALONSO, S. E., RAMÍREZ-NÚÑEZ, J. S., y VÁZQUEZ-RODRÍGUEZ, G. A. (2022). Preliminary Model-Based Evaluation of Water Conservation Strategies in a Semi-Arid Urban Zone. Land, 11(1), 101. https://doi.org/10.3390/land11010101

ZUNIGA-TERAN, A. A., STADDON, C., DE VITO, L., GERLAK, A. K., WARD, S., SCHOEMAN, Y., HART, A., y BOOTH, G. (2020). Challenges of mainstreaming green infrastructure in built environment professions. Journal of Environmental Planning and Management, 63(4), 710–732. https://doi.org/10.1080/09640568.2019.1605890

Published

2024-12-29

How to Cite

Figueroa-Avalos, S. J., Correa-Fuentes, D. A. ., López-de-la-Cruz, J. ., Gutiérrez-Valencia, J. A. ., & Barajas-Ávalos, I. (2024). Evaluation of rain barrels and green roofs for flood mitigation in a warm sub-humid climate, State of Colima, Mexico. Sustainable Habitat, 14(2), 86–97. https://doi.org/10.22320/07190700.2024.14.02.07

Issue

Section

Artículos