清华大学学报(自然科学版)

作者：张潇月, 李玥, 王晨杨, 陈正侠, 贾海峰

单位：清华大学 环境学院, 北京 100084

关键词：未来社区,海绵城市,减污降碳,绿色基础设施,容积法,模型法,多目标优化法

基金：国家自然科学基金重大项目(41890823); 国家自然科学基金面上项目(52070112); 中国博士后科学基金资助项目(2022M711799)\r\n

未来社区是一种追求可持续发展目标的生态低碳新型城市功能单元。 为了探究融合海绵城市建设理念的未来社区海绵源头设施布局方法, 提出采用容积法、 模型法及多目标优化法以满足不同数据和技术需求, 构建未来社区海绵源头设施布局多方法体系。 选择一典型以未来社区为目标的待建社区为例开展研究。 结果表明, 容积法数据及技术需求低, 可生成满足研究区年径流总量控制率的海绵源头设施布局方案; 然而, 如需进一步评估方案的减污降碳效果则需借助模型法, 但模型构建和运行需进一步获得研究区管网及降雨等数据。 为了实现未来社区建设的多目标综合环境效益和成本效益, 则可采用多目标优化法, 该方法需运用智能优化算法和模型耦合技术。 不同方法下得到的未来社区减污降碳效果表明, 容积法方案峰值流量由传统方案(无源头设施)5.65 m3·s-1降至2.17 m3·s-1, 典型年平均径流总量控制率由51.87%提高到79.43%, 年均降碳量增加284.87 t·a-1(假设传统方案降碳量为0), 污染物峰值浓度降低21.69%～30.52%, 显著提高了减污降碳效果。 相比容积法方案, 耦合NSGA-II和SWMM的多目标优化方案总建设成本减少了18.67%, 且径流流量峰值削减率、 浓度峰值削减率、 雨水回用率和年均降碳量分别提高21.20%、 6.32%～16.67%、 1.17%～2.65%和29. 36 t·a-1。 总体而言, 容积法简单易操作, 可满足未来社区海绵源头设施布局要求和年径流总量控制率目标; 多目标优化法数据和技术需求较高, 但可实现最佳综合环境效益及成本效益。

来源：2023年第9期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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