第41卷第5期2023年5月水电能源科学WaterResourcesandPowerVol.41No.5May2023DOI:10.20040/j.cnki.1000-7709.2023.20221393基于SPEA2算法的绿色基础设施空间布局优化廖向华1a,陈文杰2,郑嘉璇1a,黄国如1a,1b(1.华南理工大学a.土木与交通学院;b.亚热带建筑科学国家重点实验室,广东广州510640;2.华南农业大学水利与土木工程学院,广东广州510642)摘要:以广州市天河智慧城为研究区,针对绿色基础设施的最优成本效益问题,采用出水口径流总量及悬浮物负荷总量两者的综合削减率、绿色基础设施全生命周期成本为优化目标,设置土地利用现状为约束条件,选择SPEA2为优化算法耦合SWMM模型进行绿色基础设施空间布局优化计算。结果表明,随着降雨重现期增大,绿色基础设施最优空间布局方案的可选择范围和综合削减率均在减小。下凹式绿地的成本效益最好,绿色屋顶最差。当资金投入较低时,可优先将下凹绿地的面积规划为可布设最大值后再规划其余设施;若对径流量和污染物负荷量的削减要求较高且资金允许时,可在其余绿色基础设施面积较大的基础上考虑绿色屋顶的布设。研究成果可为海绵城市建设示范工作提供理论支撑。关键词:成本效益;SPEA2;空间布局优化;绿色基础设施;SWMM中图分类号:TV213.4文献标志码:A文章编号:1000-7709(2023)05-0144-05收稿日期:2022-07-08,修回日期:2022-08-07基金项目:国家自然科学基金项目(52109018);广东省自然科学基金面上项目(2022A1515010131)作者简介:廖向华(1997-),女,硕士研究生,研究方向为水文水资源,E-mail:riruka97lxh@163.com通讯作者:陈文杰(1991-),男,副教授,研究方向为水文水资源,E-mail:wjchen@scau.edu.cn1概况研究区位于广东省广州市天河区智慧城核心区域东部,面积约34ha。根据汇水边界及排水管网分布,研究区被划分为第1、2、3共3个排水分区,面积分别为11.31、5.91、16.63ha。在研究区附近建筑物楼顶处安装雨量计,雨水管网出口处安装流量计。将研究区划分为屋顶、道路、广场、绿地、林地共5种土地利用类型,并对不同土地利用类型进行对应的绿色基础设施(GI)改造。其中,屋顶改造为绿色屋顶(GR),道路和广场改造为生物滞留池(BC)或透水铺装(PP),绿地改造为下凹式绿地(SL),而林地则不进行改造。排水分区划分、GI可布设区域及流量计和雨量计的位置见图1。GI具有减少地表径流量、降低峰值流量、削减污染物负荷量等功能,研究其空间布局优化技术可实现最优成本效益,对高效解决城市水问题具有重大意义。研究初期通常于有限的GI布局方案中进行...
