城市雨洪韧性更新中的多功能雨水滞蓄空间：原型设计、预测控制与贡献评估

为解决老旧城区极端降雨引发的内涝问题，研究人员开展双功能雨水滞蓄空间(DUSDS)系统性研究，通过融合全水动力模型(FHM)与Transformer网络实现毫秒级洪水深度预测，并量化其韧性贡献指数(RCI)。结果表明，仅需7%的场地面积即可在10-100年重现期下实现8%-24%的RCI提升，为海绵城市建设提供关键技术支撑。

　　

随着气候变化加剧，极端降雨引发的城市内涝已成为全球性挑战。中国作为快速城市化国家，老旧城区普遍存在排水系统老化、地表硬化率高等问题，传统"灰色基础设施"已难以应对。湖南岳阳作为国家海绵城市试点，其7.2 km²的老旧城区兼具行政边界与五个独立排水区特征，混合着居民区、商业区和未规划聚落，是研究雨洪管理的典型样本。

湖南大学的研究团队在《Sustainable Cities and Society》发表的研究中，创新性地提出"原型设计-预测控制-贡献评估"三位一体解决方案。通过整合无人机测绘(DSM)、多源空间数据分析和高性能计算模拟，建立了双功能雨水滞蓄空间(DUSDS)的完整技术路径。

关键技术包括：(1)基于六维空间因子（坡度、高程差、渗透率等）叠加分析确定最优DUSDS选址；(2)采用InfoWorks ICM构建全水动力模型(FHM)耦合Transformer网络，实现毫秒级洪水深度预测；(3)创新提出成本效益指数(CEI)和全局韧性贡献指数(RCI)量化体系。

【Identification of Optimal Sites】
通过归一化六项空间指标（Pearson相关系数0.020-0.282，VIF方差膨胀因子1.053-1.192），识别出公园、广场等公共空间作为DUSDS最佳实施位点，其空间分布与径流路径、建筑密度等显著相关。

【Predictive Control】
Transformer网络通过多头注意力机制(MHA)处理降雨预报序列，权重矩阵W与偏置矩阵B的协同优化使预测误差降低至0.12m，较传统LSTM模型提升37%。

【Contribution Measurement】
在10/20/50/100年重现期下，7%的DUSDS实施面积分别贡献24%/21%/15%/8%的RCI提升，成本效益指数达1.8m³/万元。

该研究首次实现DUSDS从规划到运营的全链条技术突破，其提出的"递减效应"规律为分阶段建设提供理论依据。通过将绿色基础设施(GSI)与人工智能预测结合，为全球类似气候区的城市更新提供可复制范式，相关技术已应用于岳阳海绵城市建设项目。