多目标优化与综合评价视域下的海绵城市规划设计研究

林金燕

【摘要】建设海绵城市要从源起始位置开始应用各种减排设施，但是，在执行多目标优化方法与减排综合评价视域下的海绵城市规划建设依旧缺少足够科学的方法。本文针对上述相关问题进行深入探讨，分析水文效益高且建设成本低的建设方式，整理成功优化经验，提出对应的科学建设方案，为同行业工作者提供科学化建设意见。

【关键词】海绵城市规划设计;多目标优化;减排设施

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

在城市化建设进程不断深入的过程中，城市中不透水地面所占比例不断上升，并且下垫面的抗渗透能力也在不断降低，自然系统所拥有的水资源调蓄水平也在不断减弱。面对这种情况，为了进一步实现对城市雨水调剂的掌控，针对源头减排措施的相关研究变得越来越多。本文主要以海绵城市的多目标优化和综合评价为核心，整理出有效规划内容，提出海绵城市现代化减排建设办法。

1、多目标优化研究分析

1.1多目标优化与综合评价结果

使用NSGAHI算法能够对多目标优化进行处理，最终可得出包含共200组不同形式的城市减排设施的城市建设办法，其中任一最优解中均包含大量相关信息，主要有6种源头减排设施，经过对多目标优化最终结果的分析可知，新型设计办法中，实际雨水径流不断降低与城市综合污染物实际去除效率不断变高会随着城市起始位置的减排建设总体成本变化而发生变化。

使用层次分析法分别对整理出的200组起始位置设定的现代化减排设施建设计方法加以分析和评价，然后判断出源头减排设施的总体建设成本以及年综合径流系数分别为0.637与0.258，然后再按照指标权重系数和对应的方案进行归一化处理并得出最终结果，针对总评价目标做出综合评价，准确计算出最终的综合评分指数标准，然后可得到城市综合建设的整体成本[1]。按照不同研究区域的土地实际利用规划情况，综合海绵城市当下阶段的规划目标与建设指标，针对规划新区与城市旧改造区进行科学的海绵城市设计，保证源头减排设施能够得到最优使用，并为其分配到各不通的排水分区中，保证各子汇水区的实际应用效果，在此之后可以得出最终设计方案。

1.2雨水流量控制分析

参照2020年间实际降雨情况展开分析，模拟出海绵建设设施和非海绵建设城市中的两种情景对比，总结下降雨径流出现的变化，整理海绵城市源头位置减排建设在使用前后受到的影响，此间城市与非海绵建设城市之间的区别十分明显。

再从长时间降雨的角度进行分析，新型海绵设施应用能够在每场不同规模的降雨中都均起到关键性的控制作用，真正做到全年总径流总量的不断减少。

1.3雨水峰值期间的实际流量分析

按照暴雨强度公式，将重现期进行设定，时间分别为1年周期、5年周期、10年周期和50年周期，将上述四场暴雨事件进行分析和模拟，整理出模型并計算结果，最终得出上述这四种短时暴雨事件条件下的研究区范围内降雨总径流量曲线图（图1），具体情况如图1所示。在暴雨强度不断增大的过程中，区峰见得流量会出现大幅增加的情况，与其他类型的非海绵建设相对比，海绵城市建设工作本身具有特殊性，既可以对径流峰值加以控制，同时还能够对峰值流量起到关键性的削减作用，此间的径流变化会随降雨强度发生变化。当处于1年周期、5年周期、10年周期或者50年周期的特殊降雨背景下，已经规划完毕的研究区所在地的径流峰值出现了明显的变化，实际削减率也正式达到了46.6%、44.9%、44.1%以及41.2%的预期标准。

在历经四场暴雨后，最终经过计算后得出，新型海绵城市减排效果统计数据十分明显，并且城市雨水排放口未知的雨水径流量出现了较大变化[2]。将源头减排设施的主要建设区设定为排放口，此间的雨水溢流量结果统计分析十分明显，并且在暴雨强度相对较低时，此间的起始位置减排设施可以更好的发挥出自身的“渗”、“滞”、“蓄”作用，同时还能够对暴雨径流量做出有效削减，大幅延后城市降水径流峰值的出现频率;在此之后的暴雨强度也会逐渐加大，并且起始位置的减排设施还可以对短时暴雨起到有效的控制作用，实际径流峰值所对应的削减能力同样会由此变得衰弱，此间径流峰值延后的总体时间同样会逐渐缩短。

2、综合评价视域下的发展对策

（1）综合雨水径流量、海绵城市源头减排设施建设成本以及污染物控制数据指标，正式提出一种基于雨水综合径流系数以及污染物最终控制效率的NSGAHI多目标优化办法，然后使用综合评价方法进行判断，真正做到有效控制条件背景下的新时期海绵城市设计发展目标[3]。

（2）将A地域设为案例目标，结合最终优化分析方式，正式提出一种针对发展现状与未来规划建设的新时期海绵城市起始位置减排设施办法。

（3）海绵城市正式建设完成后，研究区所在位置的全年雨水下渗量出现显著增加、并且蒸发量也有小幅增加、实际径流量则大幅削减，雨水年径流总量总体控制率正式达到70.1%，可以满足研究区针对海绵城市建设提出的设计标准。

（4）海绵城市建设，不仅可以削减径流峰值期间的径流总量，同时还可以在暴雨场景下更好的完成建设期间的目标任务。实验区域范围内的流峰值实际被削减率的平均值也要超出40%，并且此间的峰值流量也会被削减，实际效果则会随降雨强度的变大而减小。

（5）现代海绵城市建设工作，能够对雨水污染问题起到良好的处理效果，布设起始位置减排设施后，实验区域的目标位置需要面对的各类型雨水径流污染总量也会得到明显的削减作用，此中又以Ss削减效果为最佳，总体削减量421.2t，削减率45.9%。在上述内容外，布设起始位置减排设施的区域，实际径流污染物能够得到更高标准的削减，实际削减率可以控制在70%左右。

参考文献：

[1]孙会航，李俐频，田禹，等.基于多目标优化与综合评价的海绵城市规划设计[J].环境科学学报，2020，024（010）：173-174.

[2]王俊岭，钟敬康，张海艳，等.城市道路与绿化体系低影响开发方案多目标优化研究——以北京市某组团7号路为例[J].数学的实践与认识，2020，056（018）：9-19.

[3]方咸根，陶若凌，尹航，等.基于多目标优化的雨水管网耐受度分析[J].科技通报，2020，259（003）：94-99.