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近年来,城市内涝灾害相继发生,并呈逐年增加趋势,已逐渐成为城市的最大危险之一,因此加快推进城市内涝防治体系建设对于我国而言是现实而紧迫的重大需求。传统城市内涝治理往往依靠管网、泵站等灰色设施,以快速排放为主旨,不仅建设成本较高,同时会由于过度依赖管网导致排水能力不足,形成城市内涝。随着韧性城市理念被纳入到城市规划中,传统的内涝防治措施和理念已难以满足城市可持续发展的要求,因此亟需一个囊括全过程、多系统的全方位城市内涝防治体系以应对暴雨内涝灾害。基于此,本研究将蓄排系统、排水设施系统、源头减排系统和管理系统有效整合,形成系统化城市内涝防治体系,并总结出城市内涝防治体系构建顺序。将韧性城市理念引入到内涝防治体系构建中,贯穿于“灾前-灾中-灾后”三个阶段,对于城市内涝防治韧性进行定量评估以分析当下城市内涝安全存在的薄弱环节。据此针对城市内涝灾害的不同阶段,分别提出相应的提升措施和优化方案与策略,进而全面提高城市应对内涝灾害的整体韧性水平。研究结果可为城市内涝防治提供创新性的理论支撑,有助于减少内涝灾害损失,推动城市高质量和可持续发展,对于城市未来的合理规划和整体韧性的提升都具有重要意义。本研究主要开展工作和成果如下:(1)提出了城市内涝防治体系构建方法。分析了城市内涝防治措施的构成,并将其概化为蓄排系统、排水设施系统、源头减排系统以及管理系统四大部分,基于对各系统间衔接关系的综合考虑,提出城市内涝防治体系构建顺序。(2)开展了研究区域现状内涝情景模拟。借助SWMM和WCA2D模型构建了研究区域现状的蓄排系统和排水设施系统,分别模拟了河道过流能力、雨水管网排水能力以及地表淹没情况等信息。(3)开展了研究区域现状的城市内涝防治韧性量化评估研究。从灾前抵御能力、灾中应对能力、灾后适应能力和恢复能力4个方面出发,选取了21个评估指标建立起城市内涝防治韧性评估指标体系。引入城市内涝防治韧性指数对研究区域现状的城市内涝防治韧性水平进行量化,结果表明,研究区域现状城市内涝防治韧性水平较低,究其原因,主要是由于灾中应对能力和灾后适应能力两方面相对比较薄弱。(4)实现了内涝治理方案的多目标优化以提升灾中的应对能力。针对研究区域现状的城市内涝防治韧性评估结果,在Python 3.8编程环境下完成多目标优化NSGA-Ⅱ算法与SWMM模型和WCA2D模型耦合,以内涝控制效果和建设成本为目标函数,对蓄排系统的传统排涝和主动分洪情景以及排水设施和源头减排系统的建设方案进行优化。优化结果显示,蓄排系统在主动分洪情景下,无论在内涝控制效果还是建设成本上都要优于传统排涝情景。在主动分洪情景下的100种方案中,挑选了5种优化方案进行对比,其中方案37总建设成本相对较低,且总溢流量处于可以控制的范围内(不超过50×10~4m~3),选择其作为最终的优化结果构建蓄排系统模型。排水设施和源头减排系统总溢流量随总建设成本的增加逐渐减小。在100种方案中挑选出的4种优化方案里,方案10总溢流量最小(30.71×10~4m~3)且总建设成本相较于其他方案仅增加了1904.01×10~4-4008.20×10~4元,选择其作为最终的优化结果构建排水设施和源头减排系统模型。(5)提出了研究区域未来城市内涝防治韧性提升的优化策略。在基于通过内涝治理方案的多目标优化以提升灾中应对能力的基础上,分别对于灾前抵御能力、灾后恢复及适应能力三个方面提出研究区域内涝防治韧性提升的相关优化策略和建议,以此提高研究区域整体应对内涝灾害的韧性水平,减少内涝灾害所产生的巨大损失。