基于SUSTAIN模型方法的社区暴雨径流管理BMP措施模拟与优化

摘要

基于城市暴雨处理及分析集成模型系统(System for Urban Stormwater Treatment and Analysis Integration,SUSTAIN)方法,评估最佳管理措施(Best Management Practices,BMP)不同方案组合对暴雨径流控制效果,获得最有经济效益的BMP方案组合。选择延庆县康安小区为研究案例,通过BMP适宜性以及当地实际情况进行分析,在社区规划设置了绿色屋顶,透水铺装,生物滞留池,植草沟BMP方案。规划后利用SUSTAIN中的土地模块、BMP模拟模块以及传输模块中的算法进行计算,得出开发前、后以及开发后BMP规划3种情形的年径流量以及年污染物输出量。城市开发后,相对于开发前年径流量以及污染物输出量增长数倍。而经过BMP规划后,通过模拟,相对于开发后的情形,对径流量、TSS、COD、TN、TP削减率分别为43%、31%、44%、48%、39%。利用SUSTAIN优化模块中的NSGA-II算法对开发后规划BMP情形优化,以径流量以及污染物削减效率为优化目标,得出径流量以及污染物削减效率的成本效率曲线。选择成本效率曲线的几个优化方案进行说明,经过优化后相对于开发后情形径流量,TSS,COD,TN,TP削减效率分别提高到61%,46%,48%,65%,58%,且成本都有所下降。