福州晉安河片區海綿改造對城市內澇的影響

葉陳雷，徐宗學，雷曉輝，廖衛紅，張 瑞，初 祁

(1.北京師范大學水科學研究院，北京 100875； 2.城市水循環與海綿城市技術北京市重點實驗室，北京 100875；3.中國水利水電科學研究院水資源研究所，北京 100038； 4.北京工業大學城市建設學部，北京 100124)

受氣候變化和快速城市化等的影響，我國城市屢次遭受洪澇災害的威脅，“城市看?！币殉蔀槲覈S多大中型城市的頑疾[1]。2021年7月，受臺風“煙花”的影響，河南多地遭受嚴重的洪澇損失。其中，鄭州市遭遇“7?20”特大暴雨，最大1h降水量高達201.9 mm，突破了歷史最高值，造成城市大面積嚴重積水，大批車輛被淹，城市陷入癱瘓[2]。據統計，這次暴雨洪澇事件導致鄭州市292人遇難，47人失蹤，直接經濟損失532億元[3]。

全球氣候變化、副熱帶高壓控制等復雜氣候條件對城市洪澇帶來諸多威脅[4]，城市雨島效應等導致城市局部極端強降雨頻發[5]?？焖俪鞘谢瘲l件下，不斷擴張的城市不透水下墊面逐步取代原先天然狀況下的透水地面，農田、植被、濕地等逐步被硬化路面取代，天然狀態下地表對降雨的下滲作用被大大削弱[6]。城市中人類活動集中，湖泊、河道上建設有各種各樣的水利工程，這些水工設施的建設使自然狀態下的水系特征以及水循環過程發生了較大的改變[7]。此外，城市還具有極為明顯的社會性，自然水循環與社會水循環并存，使城市水循環的驅動力、結構與過程更為復雜，城市洪澇等城市水問題愈加凸顯[8]。

水文水動力學模型是模擬城市暴雨內澇的核心技術，而具體到防洪減災措施上，城市水工程調度和海綿城市建設是重要的城市水系管理調控措施[9]。建設有效的防洪排澇設施、優化水工建筑空間布局、完善城市水系閘泵堰庫等的工程建設均能促進城市防洪排澇能力的提升。而加快海綿城市建設也是緩解城市內澇的重要途徑[10]。2021年4月，財政部、住房和城鄉建設部、水利部聯合發布《關于開展系統化全域推進海綿城市建設示范工作的通知》，明確指出將系統化全域推進我國海綿城市建設。目前，已有不少關于海綿城市建設對城市洪澇減緩效益分析的研究。程濤等[11]通過對濟南海綿示范區進行的海綿改造分析發現，不同海綿設施的空間布局和管網改造方案對徑流量與水深具有不同的影響效果，提出宜針對城市具體特點，從流域水循環角度來制定具體的改造措施。王麗晶等[12]以北京市東城區為研究區，研究了不同降雨情景下海綿改造前后管網排水能力與淹沒情況。高玉琴等[13]綜合考慮生態、經濟等因素，基于云模型構建了低影響開發(low impact development, LID)效益評價體系。此外，不少研究集中在LID方案組合評估[14-15]，LID對雨水徑流[16-17]、內澇與面源污染[18]和內澇風險[19]的影響，以及LID下城市防洪排澇建設成本等社會效益[20-21]方面。結合城市具體的下墊面特點，相應提出海綿改造方案，可以有效緩解城市洪澇現狀。

本文以福州主城區晉安河片區為研究對象，在構建洪澇模擬模型的基礎上，采用若干套海綿改造方案，基于熵權法選擇最優方案，分析了海綿改造措施與湖庫調度對城市內澇的協同影響。

1 研究區概況

福州市江北城區位于福州盆地的中心地帶，為福州市主城區，東西北三面群山環抱，東起鼓山，北至北峰山脈，西至洪山，南臨閩江北港。城區河網水系復雜，北部天然河道坡度較大；中部屬于平原河網區，樹狀、環狀河網交錯；南部與閩江相連接，屬于典型的感潮河網，下游受外江潮位影響，流態復雜。城區共67條內河，分為白馬河水系、晉安河水系、光明港水系、磨洋河水系和新店片水系。相比于更接近閩江的白馬河水系與光明港水系，晉安河水系受閩江潮位頂托作用較弱。本文選擇江北城區內的晉安河片區為研究區，圖1為研究區概況。研究區北部以東北部山區為界，西部以登云路—連江北路—長樂北路—福馬路—遠洋路為界，東面以華林路—鼓屏路—荷塘路為界，南面以光明港—閩江為界。晉安河片區城市化集中，居民眾多，是福州市重要的集防洪、排澇、輸水、景觀多功能于一體的主干渠道，在福州城區具有重要的意義。近年來，福州市城區河道實施了河道整治和“引水沖污”工程，并擴建湖庫、新建排澇閘站，城區水文情勢發生了很大變化，水系的洪水調蓄能力、河道的行洪能力等均有所改觀。

圖1 研究區概況Fig.1 Overview of study area

2 研究方法

2.1 洪澇模擬模型

城市暴雨內澇包含多個物理過程，一般突遇短歷時強降雨后，城市排水系統由于無法及時排泄雨洪而使城市發生洪澇，甚至造成洪澇災害。通常用水文學方法模擬降雨經下墊面入滲、填挖、截留等損失后形成的地表徑流和凈雨形成匯水區出口流量的過程；用水動力學方法模擬管渠排水以及地表漫溢過程。本文基于InfoWorks ICM(integrated catchment management)模型完成水文水動力過程模擬?；谔┥噙呅蝿澐肿訁R水單元，依據研究區遙感影像圖反映的河道、街道、建筑等得到修正后的子匯水單元，并將其作為城市產匯流計算基本單元。ICM提供了多種內置方法模擬城市產匯流，考慮到研究區下墊面構成以及水文模型的分布式特點，利用內置的ATO(area take off)模塊確定每個子匯水區的土地利用類型組成，具體的水文參數則針對每一種土地利用類型進行設置。匯水區土地利用類型大體上可以看作透水面和不透水面兩種，透水面采用霍頓下滲法計算下滲過程，不透水面則采用固定徑流系數法簡化計算。凈雨的坡面匯流過程模擬采用基于非線性水庫和動力波法的暴雨洪水管理模型(storm water management model, SWMM)。

本文中一維水動力過程基于完全的圣維南方程組實現，采用Preissmann四點隱式差分格式求解；二維水動力過程采用求解淺水方程模擬，并采用Roe格式近似黎曼解求解數值通量。管網匯流與河網匯流均為一維水動力過程，兩者采用河道汊點連接，以實現水量的交換。一維與二維水動力過程的交互過程有多種實現方式，本文采取了其中的兩種：①排水管網超載狀態下，溢流量形成地表淹沒；②河道與城區地表二維網格的橫向交互。在計算二維網格淹沒過程時，考慮到研究區內建筑物較多，且建筑物所在區域一般不會被水流淹沒，因此，在構建模型時，提前在ArcGIS中對建筑物圖層進行預處理，并設置為空白區，與有效計算網格間無質量與動量交換，使其不參與二維水動力過程的計算。網格分辨率設置為25～50 m2，模擬時間步長取為10 s。

2.2 洪澇模型合理性分析

相比于天然流域，城市的空間尺度一般較小，這使得城市中的暴雨內澇模擬往往缺乏足夠的驗證數據[22]。為說明模型模擬結果的合理性，本文從兩個降雨場次水位數據、易澇區和典型積水點淹沒特征3個方面對模型合理性進行分析。詳細的建模過程見文獻[10,23]，城市下墊面在模型中被簡化為不透水面(道路、房屋等)與透水面(綠地等)。道路面固定徑流系數取0.95，匯流參數取0.018；房屋固定徑流系數取0.9，匯流參數取0.02；其他透水面采用霍頓下滲模型計算，匯流參數取0.025。

降雨是產生內澇的主要原因，也是驅動仿真模型的關鍵因素。暴雨強度公式采用DBJ13-52—2003《福建省城市及部分縣城暴雨強度公式》，其表達式為

(1)

式中：q為暴雨強度，L/(s·hm2)；P為重現期，a；t為降雨歷時，min。設置10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇4種降雨情景，降雨歷時為2 h降雨情景下，最大雨強分別為211.79 mm/h、238.05 mm/h、272.75 mm/h和298.96 mm/h，總降水量分別為83.04 mm、93.34 mm、106.94 mm和117.24 mm。

收集到2021年6月29日與2021年8月5日兩場降雨下晉安河兩個水位站的監測數據，兩個水位站(圖1)分別位于晉安河與鳳坂河交匯處(水位站1)和琴亭湖附近(水位站2)，圖2給出了模擬水位與實測水位的對比。經分析，對于20210629場次降雨，均方誤差(mean square error, MSE)為0.012，均方根誤差(root mean square error, RMSE)為0.01；對于20210805場次降雨，MSE為0.016，RMSE為0.13。結果顯示，實測數據與模擬結果基本吻合，模型對兩場降雨的模擬結果符合城市洪水的基本規律，表明模型較為可靠。

(a) 水位站1(20210629場次降雨)

(b) 水位站2(20210805場次降雨)圖2 兩場降雨實測水位與模擬結果對比Fig.2 Comparison of observed and simulated water levels of two rainfall events

圖3(a)和(b)分別為50年一遇和100年一遇兩種設計暴雨下的研究區模擬淹沒范圍與實測易澇點的對比，其中，紅色圓點表示30個實測歷史臺風(包括“鲇魚”、“蘇迪羅”臺風等)出現時研究區內易澇點數據，這些數據由福州市城區水系聯排聯調中心提供；而圖中藍色區域表示模擬出的淹沒范圍(統計了淹沒深度大于0.02 m的城區范圍)?？梢钥闯觯孩僭谘芯繀^大部分位置模擬效果較好，模擬位置和歷史易澇點位置基本吻合；②研究區北部模擬得到的淹沒區位置明顯多于給出的易澇點位置，這是由于北部區域位于山區與中心城區的銜接處，雖然局部位置有積水，但居民較少，缺乏足夠實測數據；③實測易澇點是搜集的典型易澇位置，對其他局部小水深淹沒區未完全統計，因而模擬的淹沒范圍要更大。

(a) 50年一遇

(b) 100年一遇圖3 模擬淹沒區與易澇點位置對比Fig.3 Comparison of simulated inundation areas and location of flood prone points

提取二維網格計算結果進一步分析，圖4為典型積水位置(五四區易澇位置，見圖3)的模擬淹沒水深過程線。淹沒水深約在模擬開始后約100 min達到最大，比雨峰滯后約40 min；2種重現期設計暴雨的淹沒水深均呈現先增加后減少的變化趨勢，其中，在淹沒水深增加階段，曲線斜率的變化反映出水深增加速率呈現由快到慢的過程，這與設計暴雨的雨型相一致。

圖4 五四區易澇位置模擬水深過程線Fig.4 Processes of simulated water depth at flood prone location in Wusi area

2.3 海綿改造措施及方案優選

發展可持續的城市排水系統(sustainable urban drainage system, SUDS)越來越被認為是小型住宅、商業或休閑開發計劃的必要措施。通過增加水流在下墊面上的入滲和蓄存量，使進入地下排水系統的徑流量減少，或是通過改變匯流路徑等措施延緩各匯水區峰現時間，有效限制新開發設施對下游現有排水系統的影響。在ICM中，SUDS建模結構參考了建筑業研究與信息協會(Construction Industry Research and Information Association, CIRIA)報告與SWMM中的LID理念[24]。具體地，ICM中的SUDS模塊采用了池塘節點、側向流管道、可滲透連接以及子匯水區控制等措施。本文在進行海綿改造時，兼顧綠色基礎設施與灰色基礎設施的協同作用。綠色基礎設施是20世紀90年代中期提出的一個概念，提倡通過新的建設模式最大程度降低對原有自然生態環境的破壞，主要由LID設施和自然基礎設施(natural infrastructure，NI)構成；灰色基礎設施指與城市雨洪管理相關的排水管網、蓄滯設施以及污水處理設施等[25]。ICM中，子匯水區可以采用生物滯留池、雨水花園、綠色屋頂、滲渠、透水鋪裝、雨水桶與植草溝等SUDS措施，本研究中根據研究區下墊面土地利用類型組成，采用生物滯留池、綠色屋頂與透水鋪裝組合的綠色源頭設施。其中，生物滯留池垂向結構由表面層、土壤層與儲水層構成，將降雨與附近徑流轉化為地表徑流、盲管排水、下滲量；綠色屋頂布設在典型房屋面上，由表面層、土壤層、排水墊層構成，降雨與附近徑流經轉化后主要轉為地表徑流與下滲量；透水鋪裝由表面層、土壤層、儲水層構成，一般用來對不透水路面進行改造，降雨與附近徑流轉化為地表徑流、盲管排水、下滲量。

城市洪澇過程具有多過程的特點，包括產匯流、管(渠)道排水、地表漫溢等基本過程，還伴隨河道漫溢、面源污染等過程。傳統綠色海綿側重于從源頭來治理內澇，減少在一次降雨中直接匯入管網的水量，并削弱洪峰流量，而灰色海綿則側重于對排水過程中的水量進行控制，不同的海綿改造方案對各過程的影響具有不確定性。管網系統、河網與地表是洪澇過程的基本媒介，本文在設置不同海綿改造方案后，采用熵權法賦權并對不同改造方案的效益進行分析。賦權過程主要步驟包括：①確定樣本和指標；②將原數據進行歸一化處理；③計算各指標下樣本的比重；④計算指標的熵值；⑤計算指標的信息效用值；⑥計算指標的熵權；⑦計算綜合評價指數。

3 結果分析

3.1 海綿改造下的洪澇響應

不同的海綿改造措施組合及空間布局產生不同的洪澇削減效果。晉安河片區占地面積較大，首先從全域尺度對片區進行海綿改造，參考相關文獻設置海綿改造方案[11]。結合設計暴雨下研究區模擬結果，識別出晉安河片區內的兩個易澇區域。一是琴亭湖下游至五四片區附近的中心城區(區域A，見圖3)；二是位于研究區西南部的五一中路與六一中路之間區域(區域B，見圖3)。結合研究區下墊面土地利用類型組分與內澇模擬結果設置了7種海綿改造方案。方案1為原始狀態下不添加任何措施，用來與其他方案進行對比；方案2～4對片區全域進行綠色海綿改造和灰色海綿改造；方案5～7對識別出的易澇區域A、B分別進行海綿改造，但相比方案2～4，改造幅度更大。具體方案見表1。

表1 海綿改造方案Table 1 Sponge reconstruction schemes

采用福州10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇4種重現期的降雨驅動模型，在暴雨內澇時，城市河道水位、地表淹沒面積以及管網溢流狀態均是內澇的重要因素。分別統計各降雨情景下，沿晉安河的3個斷面(從上游至下游依次為上斷面、中斷面、下斷面，見圖1)的最高水位、城區最大淹沒面積、溢流節點數、超載管道數。圖5為6個指標在各方案下的模擬結果，在同一種方案下，隨著重現期增加，河道關鍵斷面水位、淹沒面積、溢流節點數、超載管道數均呈現增大的趨勢。在50年一遇的降雨情景下，最大淹沒面積、溢流節點數、超載管道數在方案4下表現最優；3個斷面的水位在方案2下表現最優。在方案4下，最大淹沒面積相比方案1(未改造方案)減少了236.4 hm2，占比46.5%；溢流節點數相比方案1減少997個，占比47.4%；超載管道數相比方案1減少1 360根，占比33.9%。在方案2下，上斷面最高水位比方案1降低0.34 m，占比5.0%；中斷面最高水位比方案1降低0.21 m，占比3.7%；下斷面最高水位比方案1降低0.16 m，占比3.2%。其他重現期降雨下的規律與50年一遇降雨類似。

(b) 中斷面最高水位

(c) 上斷面最高水位

(d) 最大淹沒面積

(e) 溢流節點數

(f) 超載管道數圖5 50年一遇降雨下不同海綿改造方案下的模擬結果Fig.5 Simulation results in different sponge reconstruction schemes under rainfall with 50-year return period

3.2 海綿改造方案優選

將反映管網溢流、河道水位、地表積水的6個關鍵洪澇指標作為各方案的特征變量，并將不同重現期下各方案模擬結果代入，經過標準化處理，計算信息效用值。由于在應對暴雨內澇時，6個指標均為逆指標，即數值越小越優，因此采用下式對指標值進行歸一化處理：

(2)

式中：xij為第i個樣本的第j個指標值；x′為歸一化后的指標值；xjmax、xjmin分別為第j個指標的最大和最小值。

計算得到上斷面最高水位、中斷面最高水位、下斷面最高水位、最大淹沒面積、溢流節點數、超載管道數6個指標的信息效用值依次為0.003、0.006、0.052、0.009、0.009、 0.004，指標權重依次為0.037、0.080、0.614、0.112、0.109、0.048。以50年一遇降雨為例，7種方案綜合評價指數分別為0.17、0.56、0.30、0.86、0.27、0.28、0.43，方案優先排序為方案4、方案2、方案7、方案3、方案6、方案5、方案1。在10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇降雨情景下，7種海綿改造方案的綜合評價指數值見表2?？梢?，海綿改造措施效益表現最好的方案均為方案4，且各方案優先次序與50年一遇降雨下的結果基本一致。

表2 不同SUDS方案下的綜合評價指數Table 2 Comprehensive evaluation index under different SUDS schemes

3.3 海綿改造措施與湖庫調度的協同影響

海綿改造措施與湖庫調度均對緩解城市內澇有著重要的作用，特別是針對福州等典型水系復雜的沿海城市，應對暴雨內澇時，城市湖庫調度對調節城市內河水位以及防洪排澇起到至關重要的作用。湖庫調度通過預排預泄、錯峰調度等方式加強對城市水系的控制，進而在面對洪澇災害時能夠維持河湖水位，防止河道漫溢造成后續災害。海綿改造措施則更側重于減少城市開發等人類活動對原有城市水循環的干擾，通過增加地表下滲率等措施，提倡從源頭進行治理，兩者相輔相成，共同組成城市防洪排澇協同治理體系。為進一步分析海綿改造措施的影響和模型中的SUDS措施與湖庫調度協同作用下的洪澇響應，考慮到與河道距離較近的區域更易受河湖水位影響，且二維水動力學模型計算量一般較大，以琴亭湖下游附近的某排水片區為研究對象，分析湖庫聯合調度與SUDS措施組合情景下的城市洪澇情勢。

排水片區總面積為117.52 hm2，位于琴亭湖下游附近約0.5 km處，且琴亭湖入湖流量直接受八一水庫與井店湖調度控制影響，圖6為排水片區下墊面組成與水系概況。根據研究區實際情況，設置八一水庫、井店湖與琴亭湖各自的調度規則。暴雨前將八一水庫水位降至44.5 m以下，結合實測數據控制暴雨中水庫的下泄流量，當水庫水位上漲時，通過開啟閘門增加下泄流量；當水位超過48.1 m，維持下泄流量不超過100 m3/s。井店湖與附近河道由3個閘門相連接，通過比較湖水位與上游來水控制閘門啟閉；對琴亭湖則結合湖水位與出流量進行控制，在湖水位不超過7.8 m時，保持出流量不超過80 m3/s[26]。

圖6 排水片區下墊面組成及水系Fig.6 Underlying surface composition and water system of drainage area

結合排水片區現狀設置了3組對比方案。方案1采用原始地塊，不進行海綿改造，但由于海綿改造時往往會對原有的子匯水單元作一定調整，該方案采用的子匯水單元與海綿改造后保持一致；方案2在方案1的基礎上，增加SUDS措施，以綠色海綿為主，增加區塊土壤的滯蓄能力，不進行灰色管道等的改造；方案3在方案2的基礎上，基于兩湖一庫的調度規則，在模型中增加實時控制(real time control, RTC)，通過調節管道水位邊界來緩解內澇情勢，發揮海綿改造與調度控制協同效益。排水片區內共有7種用地類型，分別為房屋、道路、滲水廣場、不滲水廣場、裸土、綠地、水體。根據不同的用地類型重新生成精細化的子匯水區，將其匯流至附近主干道多根管網中，并根據管道的長度權重將每個集水區的徑流量分配到各個管道中。排水片區的SUDS措施設置為綠色屋頂、生物滯留池以及透水鋪裝3種，主要SUDS措施參數設置見表3。

表3 3種SUDS措施主要參數設置Table 3 Main parameters of three SUDS measures

采用“蘇迪羅”臺風降雨數據進行情景模擬，2015年8月8日0:00至 8月9日0:00,“蘇迪羅”臺風期間總降水量357.8 mm，降雨峰值發生在當日18:25，峰值雨強70.8 mm/h，最大降雨集中在14:00至20:00，降雨過程線如圖7所示。

圖7 “蘇迪羅”臺風降雨過程線Fig.7 Rainfall process of typhoon Soudelor

圖8為“蘇迪羅”臺風降雨驅動下，城市排水片區最大淹沒水深分布。由于河道可能與地表進行水量的交互，在模型中將河岸與地表耦合，在統計淹沒面積時將河道漫溢到地表網格的水量也計入統計。結果顯示，排水片區在無海綿改造措施下的總淹沒面積為22.87 hm2；加入SUDS措施后，淹沒面積下降為22.48 hm2；進一步加入調度規則后，總淹沒面積進一步下降為9.83 hm2。排水片區最大淹沒水深與流速的模擬結果見表4，可以看出，在添加SUDS設施后，各水深分區及流速分區對應的淹沒面積均有不同程度的改善?；诤樗ｋU性計算方法[10,27]，由淹沒水深和流速得到危險性值HR。將情景模擬下的淹沒面積根據淹沒水深、淹沒流速及危險性值HR進行分區，結果見表5。方案2與方案1相比，輕度危險性區域面積減少2.2%，中度危險性區域面積增加0.7%，重度危險性區域面積減少2.4%，極重度危險性區域面積無變化。提取排水片區西南側魁爐頭巷的積水過程發現，經過海綿改造后，最大淹沒水深由0.67 m降低為0.64 m，峰現時刻由19:48延遲到20:08，滯后20 min。這是由于海綿設施的建設，使得排水片區土壤入滲量與存蓄量相應增加，且增大的糙率對水流會產生一定程度的阻滯作用，因此，海綿改造對地塊發生淹沒具有一定的滯后效應。

(a) 方案1

(b) 方案2

(c) 方案3

圖8 “蘇迪羅”臺風降雨驅動下排水片區最大淹沒水深分布Fig.8 Distribution of maximum water depth in drainage area under typhoon Soudelor

表4 不同淹沒水深與流速對應的淹沒面積Table 4 Inundation areas corresponding to different water depths and velocities

表5 不同洪水危險性值對應的淹沒面積Table 5 Inundation areas corresponding to different flood hazards

此外，方案3與方案1相比，輕度、中度、重度、極重度危險性區域面積分別減少了45.4%、53.1%、83.1%和38.5%。在考慮河道與地表網格的側向連接后，相比于僅采用SUDS措施，引入湖庫聯合調度規則使得城區內澇情勢緩解明顯，這主要是因為：①湖庫調度直接減弱了河道漫溢的影響。通過湖庫調度利用預先騰空的庫容進行蓄水，并有效控制了下泄流量。而未采用調度措施時，河段水位過高時發生了漫溢，附近地勢低洼地帶發生內澇，特別是在極端暴雨內澇時，河道漫溢水量與二維地表通過側向耦合進行交互，相比于提高管網下邊界，河道漫溢的水量造成的淹沒往往更大。②湖庫調度間接減弱了管網下邊界的影響。由于管網下游直接匯入河道，河道水位為這部分管網提供了下邊界條件。通過湖庫調度合理調蓄水庫下泄流量與河道斷面水位，進而將管網下邊界維持在更安全的范圍，間接提升了管網系統的排水能力?？梢钥闯?，單純的源頭海綿治理措施在面對暴雨或大暴雨時的效果有一定局限，宜通過其他工程措施對內澇災害進行協同治理。

4 結 論

a.比較晉安河片區7種SUDS方案，在同一種方案下，隨著重現期增加，河道關鍵斷面水位、淹沒面積、溢流節點數、超載管道數均呈現增大的趨勢。在50年一遇的降雨情景下，最大淹沒面積、溢流節點數、超載管道數在方案4下表現最優，而3個斷面的水位在方案2下表現最優。方案4與方案1對比，最大淹沒面積減少46.5%，溢流節點數減少47.4%，超載管道數減少33.9%。方案2與方案1對比，上斷面、中斷面、下斷面最高水位分別降低5.0%、3.7%、3.2%。其他重現期降雨下的規律與50年一遇降雨類似。

b.4種重現期降雨下，經過熵權法評估的晉安河片區7種SUDS方案優先選擇次序為方案4、方案2、方案7、方案3、方案6、方案5 和方案1(無海綿改造)，最佳方案為方案4。

c.對蘇迪羅臺風降雨模擬結果顯示，琴亭湖附近排水片區無海綿改造措施下的總淹沒面積為22.87 hm2；加入SUDS措施后，淹沒面積下降為22.48 hm2；進一步加入湖庫調度后，總淹沒面積下降為9.83 hm2。此外，海綿改造對排水片區淹沒有一定的滯后效果，經過海綿改造后，排水片區西南側魁爐頭巷最大淹沒水深由0.67 m降低為0.64 m，峰現時刻由19:48延遲到20:08，滯后20 min。

d.本文排水片區算例中考慮了在暴雨洪澇時河道與地表的交互，針對河湖蓄存量和下泄量進行調控的湖庫調度對洪澇的減緩作用明顯優于海綿改造。