近日，华南师范大学工学部北斗研究院硕士研究生柯恩童以第一作者在环境科学领域TOP期刊Science of the Total Environment发表题为“Coupled and collaborative optimization model of impervious surfaces and drainage systems from the flooding mitigation perspective for urban renewal”的研究论文(DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.170202)，论文通讯作者为赵耀龙教授，北斗研究院吴嘉哲、徐涛为合作作者（Science of the Total Environment是环境科学与生态学领域的顶级期刊，中科院一区TOP期刊，2023年影响因子为9.8）。

暴雨内涝的防治是城市健康可持续发展面临的重大挑战。目前，城市内涝防治大多从区域工程视角出发，鲜有从城市更新规划视角进行内涝防治的研究。随着中国的城市发展逐渐由外延式扩张转向内涵提升，城市更新是城市发展的必然趋势。在城市更新规划的视角下，不透水地表优化（ODIS）是一种应对城市内涝的合理方案。然而，现有的ODIS模型并未考虑排水系统影响。为了解决这个问题，本研究基于非支配排序遗传算法-II（NSGA-II）和多元线性规划算法（MLP），提出了一种耦合了不透水地表和地下排水管网的弹性可调控优化模型，并以广州市老城区作为案例进行了实例研究。该模型不仅考虑了排水系统因素的影响，还实现了不透水地表和排水系统的协同优化。结果显示，该模型的风险优化率为5.70%，比现有的ODIS模型提升了十倍以上。通过本研究发现，面向暴雨内涝防治的城市更新规划应以排水系统优化为主，不透水地表优化为辅，且不同区域需要不同的优化策略。此外，将不透水面密度转化为“高-低-高”的间隔式分布是不透水地表最优设计方案。总体上，本研究为城市内涝的防治和城市更新规划提供了一种新的视角和方法。

Fig. 1. Model frame.

Fig. 2. Result: (a) runoff coefficient before optimization; (b) runoff coefficient after optimization; (c) percentage increase of rainwater grates; (d) percentage reduction of impervious surface density; (e) impervious surface type before optimization; (f) impervious surface type before optimization; (A1), (A2), (B1), (B2), (C1) and (C2): details of the impervious surfaces before and after optimization.

       该研究得到国家自然科学基金项目（No.41871292）、广东省科技计划项目（No.2021B1212100003）、广东省海洋经济发展基金（No.GDNRC[2022]21）的资助。