平原河网区绿色-蓝色-灰色基础设施协同效应在洪水风险管理中的优化策略研究

为解决气候变化与城市化加剧的洪涝风险问题，研究人员通过SCS-MIKE11水文-水动力耦合模型，系统评估了绿色-蓝色-灰色基础设施(GBGI)在流域尺度的协同效应。研究发现，灰色策略(拆除圩堤)能显著降低最高水位(MWL)和峰值流量(PD)，而蓝灰与绿蓝灰组合在上游产生4.92%的强协同效应，为气候适应性规划提供了空间分异指导。

　　

在全球气候变化和快速城市化的双重压力下，极端降雨事件频发与不透水地表扩张正加剧洪涝风险。传统以灰色基础设施（如堤坝、管道）为主的防洪模式虽能短期控制水流，却带来高昂的经济和生态成本。荷兰的"河流空间计划"和长三角生态绿色一体化示范区的"圩田拆除"实践表明，恢复水文连通性的自然解决方案具有双重效益。然而，现有研究多局限于建筑或街区尺度，且缺乏对绿色-蓝色-灰色基础设施(GBGI)协同效应的标准化量化方法，更鲜少关注降雨强度和空间异质性的影响机制。

针对这些科学问题，浙江大学平衡建筑研究中心的研究团队在《Journal of Environmental Management》发表论文，首次在流域尺度系统评估了GBGI协同效应。研究选取长三角2413 km²的平原河网区为对象，通过SCS-MIKE11水文-水动力耦合模型，模拟20/50/100年重现期降雨下7种GBGI情景（单一绿色/蓝色/灰色及4种组合），以最高水位(MWL)、峰值流量(PD)和淹没率(FR)降低率为指标，采用"组合策略性能与单项策略总和差值法"量化协同效应。

关键技术包括：(1)基于历史数据的降雨情景设计；(2)耦合SCS径流模型与MIKE11水动力模型；(3)空间异质性分析通过GIS实现；(4)协同效应计算采用标准化加性基准。研究队列数据来自长三角生态绿色一体化示范区。

GBGI协同效应及互作机制
灰色策略（圩田拆除）单独应用时MWL降低达4.77%，证实恢复水文连通性的核心价值。蓝灰组合在上游产生4.92%的PD协同增益，而绿蓝组合因径流-存储-排水互作出现-1.55%的拮抗效应。

降雨强度的影响
MWL协同效应对降雨强度最稳定（变异≤0.24%），PD协同值随重现期从0.10%增至1.20%，FR协同在50年重现期达峰值5.71%，揭示"中度降雨最利协同"的非线性规律。

空间异质性特征
协同效应呈现显著空间分异：蓝灰策略的协同热点集中于上游圩区（MWL降低2.46%），而下游因现有排水系统饱和导致效应衰减。

该研究创新性地提出流域尺度GBGI协同效应理论框架，突破传统"增量式灰色基建"思维，证实战略性基础设施拆除（如圩田）可提升系统韧性。实践层面，研究为长三角示范区制定"绿-蓝-灰"空间优化方案提供科学依据：上游优先实施蓝灰组合，中游采用绿蓝灰混合策略，下游需配套升级排水系统。方法论上建立的"加性基准量化法"为同类研究提供标准化工具。这些发现对全球平原河网区的气候适应性规划具有重要启示，尤其为发展中国家在有限预算下平衡防洪与生态目标提供了新思路。