城市化进程降低了下垫面的透水性,阻碍了自然水文循环过程,致使城区雨洪灾害频发,扰乱正常生活生产活动,造成生命财产损失。低影响开发(Low Impact Development,LID)作为一种分散式的小规模雨水源头控制措施,可有效缓解城市洪涝灾害。本研究针对城市复杂的土地使用构成和有限的可开发空间,建立了LID措施性能量化评价指标和一套LID优化设计方法。首先,将LID理念融入城市雨水管理系统,作为地表径流汇入雨水排水系统前的源头控制措施,建立城市化区域中的雨水管理设计规划框架。本研究采用美国环保署开发的暴雨管理模型(Storm Water Management Model,SWMM)作为构建LID措施量化评价指标的辅助工具,结合措施设计参数、设计降雨情景、开发前径流系数、有效控制范围等量化要素对生物滞留池、透水路面、植草沟、绿色屋顶四类LID措施进行水文模拟,构建出有效承载系数(Effective Load Factor,ELF)作为LID性能量化指标。并进一步进行非点源污染去除模拟研究。同时,采用地理信息系统(Geographical Information System,GIS)对研究区域的下垫面数据进行水文分析。将城市人工构筑物信息与水文分析结果相叠加,划分子汇水区域中各类LID措施的可建设范围,作为优化设计的建设限制条件;采用全生命周期(Whole Life Cycle Cost,WLCC)对各类LID措施进行长期经济效益评价,计算LID措施在初始投资,运行维护等整个设计使用周期内产生的成本,作为优化设计的经济分析指标。然后,采用交互式线性通用优化求解软件(Linear Interactive and General Optimizer,LINGO),以LID有效承载系数为主要计算参数,设置水文和资金优化目标,在土地资源限制条件下进行编辑计算。求解设计范围内每个子汇水区域中各类LID措施的建设规模。此外,本研究以天津某综合住宅区为研究区域,通过现场实测和设计院资料建立研究区域的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)。采用本研究建立的LID措施性能量化评价指标和LID优化设计方法对研究区域进行设计计算,得出在满足开发前径流系数且全生命周期成本现值最低时,每个子汇水区域中四类LID措施的建设规模。