近年来,城市内涝灾害呈现频次多、范围广、损失重的特点,可持续发展的城市雨洪管理体系对于解决内涝问题具有重要意义。灰绿基础设施规划设计的科学性与合理性直接影响系统排水性能,前人研究多研究绿色或灰色基础设施优化问题,对灰绿耦合系统研究较少。本研究采用NSGA-Ⅱ算法构建多目标优化模型,研究不同降雨情境下灰绿基础设施的经济效益变化规律以及灰绿耦合设施的多目标优化问题,探究灰绿基础设施单独布设和耦合布设的作用特点,增强规划设计方案优选的科学性。首先,介绍了基于ArcGIS的SWMM建模方法。借鉴D8法,提出SWMM与ArcGIS相耦合的子汇水区内涝风险计算方法,即先计算各个子汇水区积水深度为0.15m,0.30m以及0.50m对应的积水量Q1、Q2、Q3,根据SWMM计算结果统计各子汇水区节点总溢流量Qi,将其与Q1、Q2、Q3比较,确定子汇水区积水深度等级,结合积水时长,判定各个子汇水区内涝风险等级。其次,以灰绿基础设施总成本（E）、径流系数（φ）和节点总溢流量（Q）为目标函数,以绿色基础设施布设面积和调蓄设施容积为决策变量,以各个子汇水区中不同下垫面最大面积和相关规范条文作为约束条件,以内涝风险等级作为罚函数,构建多目标优化模型。利用C++编写NSGA-Ⅱ算法及SWMM的接口程序,通过调用SWMM动态链接库实现灰绿基础设施的多目标优化计算。以中山市火炬区为研究对象,构建该区域雨洪模型,结合内涝本底分析,初选不同用地类型的绿色基础设施组合方案以及调蓄设施的布设位置,在此基础上进行多目标优化分析。根据遥感卫星图像,研究区域用地类型可分为9种。采用5种典型的绿色基础设施:绿色屋顶、雨水桶、雨水花园、下凹式绿地和渗透铺装,未开发用地可布设2种绿色基础设施,道路与交通设施用地与绿地与广场用地可布设3种,公共用地可布设5种,其余可布设4种。最后,根据构建的雨洪模型和多目标优化模型,研究不同降雨情景下,灰绿基础设施单独布设所产生的效益随规模的变化规律,并研究灰绿耦合设施的多目标优化问题。研究发现不同降雨情景下,单位成本绿色基础设施削减的节点总溢流量和降低的径流系数为常量,且随降雨重现期增加而增大;灰色基础设施规模与节点总溢流量的关系曲线均存在拐点,灰色基础设施的规模应在拐点前;单位成本灰色基础设施的径流削减量远优于绿色基础设施。本研究中,NSGA-Ⅱ算法可稳定收敛。灰绿基础设施存在协同作用,应纳入同一模型模拟评估。建立了灰绿耦合设施优化方案评价体系,以三个目标函数为评价指标,采用熵权法确定指标权重,再用TOPSIS法对方案解集进行综合评价并排序。80%的年径流总量控制率对应的降雨情景下,径流系数权重最大;P=3a和P=20a工况下,权重最大的指标分别为灰绿基础设施总成本以及节点总溢流量。降雨对多目标优化结果和综合评价结果均有明显影响,因此在实际问题中,应在灰绿基础设施均有效的降雨条件下进行优化计算,并根据最终优化方案校核其他工况是否达标。