陈龙 龙瀛

Chen Long, Long Ying

关键词：城市降雨径流；海绵城市；多目标优化；城市规划；低影响开发； 雨洪管理模型；NSGA-II 算法

Keywords：Urban Stormwater Runoff; Sponge City; Multi-objective Optimization; Urban Planning; Low Impact Development (LID); Storm Water Management Model (SWMM); NAGS-II Algorithm

摘要：

作为城市重要组成单元，住宅区雨水系统的完善对建设“海绵城市”有着重要的意义。虽然国内外学者针对海绵城市低影响开发设施已开展诸多研究与讨论，但缺乏对区域内设施综合效益的评价方法，难以实现精细尺度下对低影响开发设施的科学配置与布局优化。本文以北京市通州区某新建住宅组团为例，提出基于雨洪管理模型与非支配排序遗传算法（NSGA-II）的低影响开发设施空间布局优化方法。通过构建研究区场地尺度雨洪管理模型，以低影响开发设施的位置和规模为决策变量，以建造成本、径流总量控制率和污染物去除率为多目标函数，模拟评估不同空间布局方案下的综合效益，提出低影响开发设施空间布局的优化方案。开展低影响开发设施空间优化方法研究，既为设施综合效益评估提供理论与方法支撑，也为海绵城市理念在城市规划设计中的应用提供实证案例，旨在提高城市整体规划的科学与合理性，解决现阶段城市所面临的水资源难题。

Abstract：

As an important component of cities, the improvement of residential area’s stormwater system is of significance to sponge city construction. Although studies and discussions have been carried out by scholars around the world on low impact development (LID), but there is still lacking the comprehensive assessment and spatial optimization of the LID facilities. This paper focuses on the planning and spatial optimization of LID in a residential community in Tongzhou, Beijing. SWMM is selected as the monitoring tool, and NAGS-II algorithm is used for multi-objective optimization. By establishing the SWMM model of the community, the scale and location of the LID facilities are used as determinant variables, and the cost, flow volume and annual load of typical pollutants are calculated, analyzed, and compared. The approach could simulate and deliver pareto solutions for optimized layout of LID, which provides theoretical foundation and methodological reference for the comprehensive assessment of LID, and offers empirical evidence for urban planning under sponge city concept. This paper aims to improve the science and rationality of the comprehensive urban planning, and to solve the water problems faced by the city at this stage.

陈龙，北京工业大学城市建设学部，讲师；交通工程北京市重点实验室

龙瀛（通信作者），清华大学建筑学院，副教授；清华大学恒隆房地产研究中心数据增强设计研究所，主任；清华大学生态规划与绿色建筑教育部重点实验室，副主任。ylong@tsinghua.edu.cn

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