基于雨洪管理模型与NSGA-Ⅱ的低影响开发设施空间布局多目标优化与效益分析

摘要

以北京市某建成小区为例，利用该小区的地形、雨水管网等数据，构建了研究区雨洪管理模型.评估了低影响开发（LID）设施对雨洪削减本身的贡献，同时通过货币化方法对设施的初始投资成本、维护成本以及在生命周期内提供的生态系统服务价值进行了计算，并进行贴现处理，最后将雨洪管理模型与效益评估进行结合，构成了耦合优化模型.考虑到LID设施在生命周期内维护成本和生态系统服务价值的增长潜力，利用非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对LID设施的空间布局进行优化，以设施面积为决策变量，以径流削减率和净成本为目标函数，利用熵权-TOPSIS法对铺设方案进行综合评价与方案优选.在满足相关约束条件的前提下，实现了76.3%的径流削减率，综合净成本为1.4×106元.本研究通过对LID设施的综合效益进行评估，旨在为海绵城市建设提供更全面的决策依据，促进水资源的再利用和城市环境的改善，为实现碳达峰、碳中和目标提供重要的城市生态支持和减排途径.本研究的算法和设施附加价值的货币化结果具有一定的普适性，根据工程实际对参数进行适当调整后可适用于其他研究区，为这些区域的LID设施布局优化提供参考.

关键词

雨洪管理模型 / NSGA-Ⅱ / 低影响开发设施 / 生态系统服务价值 / 熵权-TOPSIS / 海绵城市