La utilización de recursos hídricos pluviales es una función importante de la infraestructura gris-verde acoplada (CGGI) que ha recibido poca atención en la investigación, especialmente en estudios de optimización multiobjetivo. Dado los complejos problemas hídricos en áreas con escasez de agua inducida por la contaminación, es importante incorporar más objetivos en los sistemas de optimización. Por lo tanto, este estudio integró el rendimiento económico, la recuperación hidrológica, la protección de la calidad del agua y la utilización de recursos hídricos pluviales en un marco de optimización basado en el algoritmo genético de clasificación no dominante III (NSGA-III). Se consideró un área piloto de ciudad esponja con escasez de agua inducida por la contaminación en el Delta del Río Yangtsé, optimizando cuatro objetivos bajo diferentes escenarios multidimensionales futuros. Los resultados mostraron una serie temporal y escenarios compuestos por rutas socioeconómicas compartidas y rutas de concentración representativas (escenarios SSP-RCP) que, en conjunto, afectaron el cambio climático futuro y los beneficios de un CGGI. En los períodos cercano y medio, el escenario SSP126 tuvo la mayor influencia en la gestión de aguas pluviales, mientras que, en el período lejano, el escenario SSP585 tuvo la mayor influencia. El período lejano tuvo la mayor influencia bajo tres escenarios SSP-RCP. Bajo la influencia combinada de los escenarios SSP-RCP y una serie temporal, el escenario SSP585-F tuvo el mayor impacto. Los costos específicos podrían utilizarse para lograr diferentes efectos de utilización de recursos hídricos pluviales y ninguno a través de diferentes configuraciones del CGGI. Esto proporcionó diversas ideas de construcción respecto a los CGGI para áreas con escasez de agua inducida por la contaminación.