海绵城市灰-绿雨水设施多目标优化配置方法技术

本发明专利技术公开了海绵城市灰

【技术实现步骤摘要】
海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法


[0001]本专利技术属于城市建设优化配置
，具体涉及海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法。

技术介绍

[0002]城市扩张和气候变化制约着城市的可持续发展，仅依靠传统的灰色基础设施难以在低成本下解决城市内涝及面源污染等问题，需要创新的规划解决方案；绿色基础设施以城市自然生态和绿色空间为主导，在常规降雨量的情况下，可以有效的实现对初期降雨的净化、降低雨水径流的污染、减少地表径流及控制径流总量。但是在降雨量大且比较集中的情况下，绿色基础设施在源头对雨水的控制效果有限，仍需要与灰色基础设施协同配置才能发挥有效作用；
[0003]在海绵城市灰
‑
绿雨水设施耦合优化配置决策过程中，以往研究考虑单一形式的目标，如水环境方面的SS的削减率，水安全方面的溢流量削减率等；其实，海绵城市灰
‑
绿雨水设施建设可带来水生态、水环境、水安全、水经济、社会等多方面的效益，不同效益又由多个效益子指标构成；但是，这些效益值的大小往往不能直接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，构建海绵城市灰
‑
绿雨水设施配置优化评价的层次结构；步骤2，情景设计与模拟；步骤3，建立灰
‑
绿雨水设施配置比例和评价指标间的关系模型；步骤4，效益评价指标的定量化及货币化；步骤5，构建多目标决策货币化数学模型；步骤6，求解目标函数获得最优方案。2.根据权利要求1所述的海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法，其特征在于，所述步骤1具体为：以多目标效益最大化为目标层，中间层包括多目标效益的一级决策指标以及相应的二级决策指标，最低层为灰
‑
绿雨水设施组合配置的备选方案，构建海绵城市灰
‑
绿雨水设施配置优化评价的层次结构；在构建的评价层次结构基础上，采用层次分析法确定各指标的权重值；按照式(1
‑
1)、式(1
‑
2)进行检验，当一致性指标CR＜0.1时，检验通过：2)进行检验，当一致性指标CR＜0.1时，检验通过：式中，λ
max
为两两判断矩阵的最大特征值；n为矩阵阶数；R.I.根据n值大小获取。3.根据权利要求2所述的海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法，其特征在于，所述多目标效益具体包括：水生态效益、水环境效益、水安全效益、水经济效益和社会效益的一级决策指标以及相应的二级决策指标。4.根据权利要求1所述的海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法，其特征在于，所述步骤2具体为：选择灰色基础设施、绿色基础设施的类型和布设面积，采用MIKE URBAN城市雨洪模型模拟未布设灰
‑
绿雨水设施方案下的城市内涝积水以及面源污染情况，通过模型模拟得到研究区域溢流节点削减率、SS削减量、COD削减量、径流水量控制、超负荷管段削减率的情况。5.根据权利要求4所述的海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法，其特征在于，所述步骤3具体为：建立不同重现期下，灰
‑
绿雨水设施不同配置比例x与MIKE URBAN模型模拟得到的指标间y的直接关系：y＝f(x)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
3)。6.根据权利要求1所述的海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法，其特征在于，所述步骤4具体为：结合城市雨洪模型模拟结果与货币化模型，计算一次降雨产生的效益，再分别按研究区降雨产生频率和次数，预估不同重现期降雨在一年内的降雨场次，进而估算灰
‑
绿雨水设施建设一年产生的效益值。7.根据权利要求1或3所述的海绵城市灰
‑
绿雨水设施多目标优化配置方法，其特征在于，所述步骤4中水生态效益的货币化模型具体为：径流总量控制的货币化模型：
采用替代工程法计算径流总量的控制效果，货币化模型如下式：B1＝q0×
(p1+p2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
4)式中：q0为布设灰
‑
绿雨水设施径流总量控制，m3；P1为雨水管网的运行费用，元/m3；P2为自来水污染处理费，元/m3；城市热岛效应的货币化模型：采用替代工程法计算城市热岛效应，货币化模型如下式：B2＝S1×
P3×
189
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
5)P3＝P4×
Y
×
n
×
24
×
30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
6)式中，S1为雨水花园与绿色屋顶的总面积，ha；P3为单位面积雨水花园、绿色屋顶的气候调节价值，元/(hm2·
a)；P4为每台空调的耗电量，KWh/h；Y为用电价格；n为空调使用的月份；地下水埋深的货币化模型：采用影子价格法计算地下水埋深效果，货币化模型如下式所示。B3＝Q1×
P5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
7)Q1＝α
×
H
×
A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家科，姚雨彤，蒋春博，高徐军，李亚娇，李宁，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：