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面向不同需求的未来社区海绵源头设施布局方法

2023-01-04分类号:TU992

【作者】张潇月  李玥  王晨杨  陈正侠  贾海峰  
【部门】清华大学环境学院  
【摘要】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,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 m~3·s~(-1)降至2.17 m~3·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。
【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)
【所属期刊栏目】清华大学学报(自然科学版)
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