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随着城市化进程的不断深入，城市面临着内涝、水质污染、洪涝等危机。为实际缓解城市内涝等灾害，我国提出了“海绵城市”建设理念。本文在全面分析国内外相关研究的基础上，提出了海绵城市建设规划控制目标，分析了各低影响开发设施功能，建立了研究区域的现状排水模型；引入径流控制、污染控制、造价成本控制及环境效益最大化等目标，建立了研究区域的低影响开发布局优化体系，并采用模拟退火算法进行寻优。在实现年径流总量控制的基础上，耦合神经网络的预测特性，建立了城市内涝预警系统。主要研究内容与成果如下：
(1)收集相关数据、资料，建立了研究区域的现状排水模型。在三年一遇的设计暴雨下，NO.1片区和NO.2片区的外排径流总量分别为85949.41m3和102706.90m3，外排污染物TSS、COD、TN和TP的质量分别为14110.59kg、2506.67kg、60.77kg、3.974kg和15700.83kg、2733.37kg、66.84kg、4.572kg。在2018年实测降雨条件下，NO.1片区和NO.2片区的年径流系数分别为0.377和0.312，全年外排污染物TSS、COD、TN和TP的质量分别为206608.3kg、114362.0kg、4089.8kg、94.5kg和207472.3kg、113984.9kg、4215.4kg、95.3kg。
(2)建立了以径流削减、污染物控制、成本造价最低和环境效益(CO2减排)最大为优化目标的多目标优化体系，采用模拟退火算法求解得到最优布局，低影响开发费用降为205670359.4元。在最优布局下，NO.1片区和NO.2片区的年径流系数分别下降至0.169和0.127，对TSS、COD、TN和TP等污染物的年污染控制率分别为65.11%、62.06%、64.67%、80.94%和65.47%、63.08%、67.47%、81.64%，符合海绵城市建设的径流和污染物总量控制目标，研究区域全年还可实现3022.79t的CO2减排。
(3)利用RBF网络和NARX网络耦合的神经网络建立了城市内涝预警系统，实现了对极端降雨的降雨过程进行高效预测。在设计极端降雨条件下，研究区域共有25个子汇水区发生内涝，最大的平均内涝深度为16.5cm，最大内涝时长为99分钟。
(1)收集相关数据、资料，建立了研究区域的现状排水模型。在三年一遇的设计暴雨下，NO.1片区和NO.2片区的外排径流总量分别为85949.41m3和102706.90m3，外排污染物TSS、COD、TN和TP的质量分别为14110.59kg、2506.67kg、60.77kg、3.974kg和15700.83kg、2733.37kg、66.84kg、4.572kg。在2018年实测降雨条件下，NO.1片区和NO.2片区的年径流系数分别为0.377和0.312，全年外排污染物TSS、COD、TN和TP的质量分别为206608.3kg、114362.0kg、4089.8kg、94.5kg和207472.3kg、113984.9kg、4215.4kg、95.3kg。
(2)建立了以径流削减、污染物控制、成本造价最低和环境效益(CO2减排)最大为优化目标的多目标优化体系，采用模拟退火算法求解得到最优布局，低影响开发费用降为205670359.4元。在最优布局下，NO.1片区和NO.2片区的年径流系数分别下降至0.169和0.127，对TSS、COD、TN和TP等污染物的年污染控制率分别为65.11%、62.06%、64.67%、80.94%和65.47%、63.08%、67.47%、81.64%，符合海绵城市建设的径流和污染物总量控制目标，研究区域全年还可实现3022.79t的CO2减排。
(3)利用RBF网络和NARX网络耦合的神经网络建立了城市内涝预警系统，实现了对极端降雨的降雨过程进行高效预测。在设计极端降雨条件下，研究区域共有25个子汇水区发生内涝，最大的平均内涝深度为16.5cm，最大内涝时长为99分钟。