绿色-灰色基础设施空间优化对城市内涝缓解的协同水文效应：基于级联与分布式配置的比较研究

本文通过人工降雨实验与SWMM模型模拟，系统比较了级联式（cascading）与分布式（distributed）绿色-灰色基础设施（GI-Gray Infrastructure）在城市水文调控中的性能差异。研究发现级联配置通过重构水文连通性，显著提升径流削减（21.1%）、地下水补给（15.1%）及峰值流量控制（50%），为海绵城市（Sponge City）建设提供了低成本高效益的空间优化策略。

　　

Highlight
本研究通过实验与模型的双重验证，揭示了绿色-灰色基础设施空间配置的核心水文机制：级联系统通过重构地表流路径（runoff pathway），形成"灰色排放→绿色处理"的协同水文级联（hydrological cascade），其性能优势体现在三方面——

1. 径流调控突破：实验显示级联配置使总径流量降低50%，SWMM模拟证实其径流衰减率（21.1%）显著高于分布式系统；
2. 地下水补给增强：级联结构的连续渗透使补给率提升15.1%，尤其在极端降雨（extreme rainfall events）下优势更显著；
3. 经济性优势：通过优化流路拓扑（flow topology），以更低成本实现等效水文控制，破解海绵城市"高投入低效益"困局。

Key conclusions
核心结论
实验与SWMM的协同分析表明：

1. 机制层面：级联系统通过EPDM橡胶导流槽（diversion channel）强制引导径流流经绿地，激活土壤渗透层（infiltration layer）的"海绵效应"，而分布式系统因水力断裂（hydraulic disconnection）导致30%径流直排管网；
2. 实践价值：在20年重现期（return period）降雨下，级联配置可减少调蓄池（retention tank）容积需求约40%，为城市雨洪管理（urban stormwater management）提供"空间换成本"的创新路径。

（注：翻译严格保留SWMM、EPDM等专业术语缩写，使用²⁰年重现期等规范表达，并采用"海绵效应""水力断裂"等生动术语增强可读性）