[发明专利]一种海绵城市低影响开发设施组合与布局的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于城市排水技术领域，更具体地说，涉及一种海绵城市低影响开发设施组合与布局的确定方法。

背景技术

在全球气候变化和城镇化的背景下，城市内涝频繁发生。城市内涝防治系统的重要组成部分之一是低影响开发(LID)雨水系统。海绵城市低影响开发雨水系统中低影响开发设施的组合与布局，对整个系统的性能发挥至关重要。由于低影响开发设施种类繁多，其组合与布局是一个难题与挑战。因此，目前低影响开发设施布局的优化方法成为许多研究者的研究热点。

如，Xiao-Yue Zhen等利用分散搜索算法(scatter search algorithm)结合非点源污染模型(AnnAGNPS)来优化布局雨水滞留塘。Guoshun Zhang等采用多目标优化方法ε-NSGAII结合暴雨管理模型(SWMM)筛选低影响开发设施布局方案。Yaoze Liu等使用多层次空间优化(MLSOPT)框架、AMALGAM优化算法和水文/水质模型(L-THIA-LID 2.1)优化选择与布局低影响开发设施。

但目前国内的方法主要是依据经验，通过人工进行有限的组合与布局(在规划设计中，通常组合与布局设计方案的数量非常有限)，然后通过模型试算年径流总量控制率是否达标，反复修正，直至满足达标要求(如，胡爱兵等.基于SWMM的深圳市某区域LID设施布局与优化.中国给水排水,2015,31(21):96-100)。这种方法由于采用人工组合与布局，需要耗费大量时间，且组合方案非常有限，难以较为全面地筛选出效果好的组合与布局方案，同时采用该种方法筛选所得方案的成本造价不一定低，即性价比不一定高。

经检索，关于雨水低影响开发规划的专利报道已有相关公开。

如，中国专利201510563320.2公开了一种雨水低影响开发的规划方法和装置，该申请案的规划方法包括：获取规划区的各地块的年雨水径流系数和所述规划区的径流峰值；将雨水设施作为所述地块的一影响因子规划至所述地块内；计算加入雨水设施后的地块的年雨水径流系数和所述规划区的径流峰值(权重设定模块31用于对加入雨水设施后的地块的各影响因子分别赋予一权重集合中的一元素)；判断所述年雨水径流系数是否在第一预设范围内，判断所述径流峰值是否在第二预设范围内，若均为是，采用雨水设施优化算法优化规划区内的雨水设施的布局，否则，采用雨水设施调整算法调整规划区内的雨水设施的布局。该申请案实现了对加入雨水设施后的规划方案的模型化，能够对规划区的雨水设施进行规划，还能根据地块的径流系数和规划区的径流峰值，对规划区的雨水设施的布局做优化和调整。但该申请案存在一些不足，如利用权重设定模块，增加了方案的人为主观性，同时未考虑造价，使得获得的方案性价比不一定高，有可能不是最优方案。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种海绵城市低影响开发设施组合与布局的确定方法，该方法基于0-1规划模型、方案采集和成本效果分析，集成年径流总量控制率评估和成本效果评估，对低影响开发设施不同组合与布局方案进行综合评定，相对于现有方法能够避免试算，方案比选较为全面，最终所得方案的性价比较高。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种海绵城市低影响开发设施组合与布局的确定方法，该方法基于0-1规划模型、方案采集和成本效果分析，集成年径流总量控制率评估和成本效果评估，对低影响开发设施不同组合与布局方案进行综合评定，具体确定方法如下：

步骤一、0-1规划模型的构建：确定控制目标及低影响开发设施，根据拟实施的低影响开发设施及子汇水区域，构建0-1规划模型；

步骤二、组合与布局方案生成：基于0-1规划模型，生成不同低影响开发设施组合与布局方案；

步骤三、方案采集：根据统计学方法，开展方案采集；

步骤四、方案模拟与指标计算：针对采集的方案，调用城市排水系统模型，对采集的不同组合与布局方案进行模拟，根据模型输出报告文件，计算获得每个方案的相关评估数据；

步骤五、方案筛选：根据预先确定的低影响开发年径流总量控制率指标，对不同方案进行筛选，满足年径流总量控制率要求；

步骤六、成本效果分析：针对筛选后的方案，开展成本效果分析，计算效果成本比；

步骤七、方案确定：根据成本效果分析，按效果成本比，从高到低排序，根据排序结果，即确定拟推荐的低影响开发设施组合与布局方案。

更进一步的，所述步骤一中0-1规划模型的构建方法如下：