International Journal of Disaster Risk Science近日发表了华南理工大学李佳玥博士生为第一作者，黄国如教授为通讯作者的研究文章，评估了低影响开发措施（LID）和改进的排水设施对缓解城市内涝的实际贡献。研究发现，绿色屋顶、下凹式绿地和透水路面等三种LID措施的组合能够对1年至100年一遇重现期的暴雨径流总量削减41.7%~25.89%；在低于10年一遇的降雨下，可对节点溢流量削减将近一半。LID措施结合靶向提升后的灰色基础设施，可使得区域管道超载状况明显改善。建议在城市建设与规划中，纳入充足的绿色空间并减少管网铺设结构性问题，以保障城市水安全。
研究背景及方法
本研究选取了三种流行的LID措施（绿色屋顶、下凹式绿地和透水路面）以及针对管网瓶颈的靶向修复方法。LID措施采用固定比例法布设，从而获得单独布设、二者组合及三者组合等7种布设方案。通过IHUM模型模拟，识别研究区的水力问题，从而实施变更管径、修正大管接小管错误等的针对性灰色基础设施改造。
结果与讨论
（1）不同措施的内涝缓解效果分析
图2展示了7种LID布设方案对径流量的削减效果。随着设计暴雨重现期的增大，各种LID措施对于径流总量的削减率均呈下降趋势。其中，G7即三种措施的组合在每场暴雨情景中的径流量削减效果最好，在1a时可达到41.7%，在100a设计暴雨下，仍有25.89%的削减效果。图3展示了灰色管网改造前后A、B内涝点的淹没状况。两处内涝点在经管网改造后，淹没范围显著缩减，淹没深度也有所下降。图4显示了典型出水口J61在不同改造方式下的管道出流过程（1年一遇降雨）。绿色改造和现状的出流过程线形状大体一致，由于LID的下渗作用使得进入管网系统的水量减少，后期绿色改造出流过程线先行下落。灰色改造使得管网排水能力有明显增加，可排最大流量增大，故系统以明显单峰形式出水，峰值达到16.86m3/s，管网系统经改造后可充分进行雨水“快排”。灰绿改造在减少水量的同时加大了管网的排水能力，使水流较为通畅地以典型单峰形式排出，峰值位置流量11.11m3/s。各种重现期下灰-绿改造方案与当前状况下的淹没分布对比见图5。
图2 不同暴雨重现期下的七种LID方案的径流削减率
（2）未来展望
一方面，LID的设计和优化存在多种因素的影响，包括但不限于布设规模、布设点位、城市下垫面条件、成本效益、未来气候变化等，未来的研究应尝试综合考虑上述因素，从而对LID布设进行多目标优化。另一方面，本研究虽证实了识别管网结构性缺陷并对其进行重点整修的方式能够有效缓解城市内涝灾害。然而，所实施的灰色管网改造方案是基于对特定区域管段的模拟分析结果，并未形成系统的改造理论，未来可在灰色基础设施改造范式上进一步探索，使其发展成可推广性较高的改造方案，以增强该研究成果在城市内涝缓解方面的适用性。
文章链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s13753-024-00566-6
