mini综述 | 绿色基础设施的多功能评估和动态设计
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文献分享
2022.11.22
绿色基础设施的多功能评估和动态设计
文献分述
绿色基础设施（GI）有时也被称为低影响开发（LID），是进行有效雨水管理的重要手段，其对城市产生的效益可以从多尺度进行评估。此外，为保证绿色基础设施产生的效益最大化，其动态设计也是关键要素。
<绿色基础设施的多功能评估：>
[1]文章提出了一个绿色城市基础设施评估框架，并量化了绿色基础设施在缓解和适应气候变化方面的一些好处和权衡。通过三种不同的尺度来确定绿色城市基础设施的效益，包括物理效益、心理效益和社会效益，为应对城市气候变化提供支持，也为进一步解释、评估和发展绿色基础设施提供依据。
M. Demuzere et al. Mitigating and adapting to climate change: Multi-functional and multi-scale assessment of green urban infrast4ructure[J]. Journal of Environmental Management,2014,146.
[2] 研究了绿色基础设施（GI）在缓解重大径流事件和联合污水溢流（CSOs）的频率和规模方面的有效性，并基于控制峰值流量产生的三个特征时间尺度的比较，提出了一个全面评估GI有效性的理论框架。结果表明，GI能显著降低峰值流量和CSO体积，且在特定的情况下，GI在管道排水系统的相对位置会影响径流峰值的控制效果。
Hung, F et al. Assessment of Climate, Sizing, and Location Controls on Green Infrastructure Efficacy: A Timescale Framework. Water resources research. 2020, Vol.56(5)
[3] 研究概述了绿色基础设施（GI）在减轻小型城市流域洪水灾害方面的具体案例评估框架，将城市水文模型与二维水动力模型结合起来，以量化GI对径流峰值和下游洪水状况的缓解作用。结果表明了GI对减轻径流峰值和洪水面积的有效性。
Jochen E. Schubert et al. A framework for the case-specific assessment of Green Infrastructure in mitigating urban flood hazards[J]. Advances in Water Resources, 2017,108.
<绿色基础设施的动态设计>
[1] 文章比较了绿色基础设施的静态设计和动态设计，提出动态设计考虑了GI中水的下渗和蒸散过程，有利于更全面地评估GI的性能。结果表明，从动态设计的角度来看，GI的评估应结合区域气候、蒸散量（ET）和土壤介质在渗透恢复机制中的作用，以促进实现GI效益最大化。
Traver, Robert G et al. Dynamic Design of Green Stormwater Infrastructure. Frontiers of environmental science & engineering. 11.4 (2017): n. pag. Web.
[2] 分析了城市空地可为城市景观提供水文效益，发现无论降水状况如何，其雨水管理的好处都持续存在。这表明空置土地为全市提供了降雨滞留的好处。此外，通过识别不同空地的水储存能力，并与GI的改造结合，可以增强城市应对极端降雨的弹性。
Kelleher Christa et al. Urban vacant lands impart hydrological benefits across city landscapes.[J]. Nature communications,2020,11(1).
个人思考
绿色基础设施的建设对缓解城市径流峰值、CSO体积及洪水面积等均具有明显好处，是海绵城市建设必不可少的重要举措。然而，GI本身存在一定系统限制及不确定性，例如，其渗透系统性能会随着时间的推移如何变化，这种变化又如何影响GI整体性能的评估？
因此，如何进一步提高绿色基础设施的功能，以实现其效益最大化是值得关注和思考的问题，需要综合考虑研究区的土地利用、土壤类型以及气候变化，探讨绿色基础设施对雨水的储存、下渗和蒸散的过程。此外，还需重点关注其与灰色基础设施（管道排水系统、蓄水池、泵站等）的耦合作用关系，研究二者时空分布规律，以提高海绵城市应对极端天气的弹性。
分享人介绍
分享人：王帅，2022级研究生
研究方向：城市非点源污染与海绵城市建设
邮箱：
王帅 | 供稿
张宇涵 | 编辑
陈磊 | 审核
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流域面源污染控制与水环境修复
陈磊
团队负责人
本公众号由北京师范大学面源污染团队运营，重点分享水利工程、环境科学与工程、生态工程、环境系统工程等领域的学术前沿、科普知识，特别是创建了科学家分享系列《失败集》和文献俱乐部；荣获2020年全国百强学术公众号。
团队负责人陈磊，教授，博士生导师，第五批中组部“万人计划”青年拔尖人才获得者，流域非点源污染过程学科团队负责人（2017-2020）。中国水利学会、中国环境科学学会水环境分会、国际水学会（IWA）、中国地理学会理事。主要从事流域非点源污染模拟与控制、水环境模拟与修复、海绵城市机理及设计、流域综合管理等领域研究，在非点源污染过程机理、核算模型和防控模式等方面取得多项关键突破。发表学术论文130余篇，其中在Water Research、Water Resources Research、Journal of Hydrology等权威期刊发表第一/通讯作者SCI检索论文64篇，出版学术专著3部，授权软著/专利10项，获省部级奖励3项。担任Journal of Hydrology等多个国际期刊副主编/客座主编，组织首届大江大河生态保护与修复研讨会、SWAT2016等重要会议，为30余个本领域顶级刊物提供审稿服务，取得了一定的国际影响力。
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