中国城市洪涝致灾机理与风险评估研究进展

近年来，在全球气候变化和城市化快速发展的共同影响下，中国城市洪涝灾害日益严重，已经成为影响中国城市公共安全的突出问题，严重制约经济社会的持续健康发展。变化环境下城市洪涝致灾机理与风险评估研究是完善城市防洪除涝减灾体系、提升城市防洪除涝能力的重要依据。本文阐述了气候变化和城市化发展对城市洪涝灾害的影响机制，系统分析了城市洪涝灾害的驱动要素和致灾机理，梳理了城市洪涝灾害的风险评估和分区方法，并以济南市海绵城市示范区为例，对城市洪涝灾害风险分区方法进行了分析和对比。     

中国城市洪涝致灾机理与风险评估研究进展

近年来，在全球气候变化和城市化快速发展的共同影响下，中国城市洪涝灾害日益严重，已经成为影响中国城市公共安全的突出问题，严重制约经济社会的持续健康发展。变化环境下城市洪涝致灾机理与风险评估研究是完善城市防洪除涝减灾体系、提升城市防洪除涝能力的重要依据。本文阐述了气候变化和城市化发展对城市洪涝灾害的影响机制，系统分析了城市洪涝灾害的驱动要素和致灾机理，梳理了城市洪涝灾害的风险评估和分区方法，并以济南市海绵城市示范区为例，对城市洪涝灾害风险分区方法进行了分析和对比。     

变化环境对城市暴雨及排水系统影响研究进展

近年来,变化环境（气候变化和城镇化）导致城市暴雨的发生频率或强度增加,加剧了城市暴雨洪涝问题。因此,分析变化环境对城市暴雨及排水系统的影响对城市水资源规划管理、市政规划设计和城市防灾减灾有着重要意义。总结了未来高精度降雨预估技术、变化环境下排水系统设计标准等关键问题的研究进展,综述了变化环境下城市短历时暴雨演变规律及变化环境对城市排水系统影响的研究现状,探讨了变化环境对城市短历时暴雨的影响机理,并归纳了当前研究变化环境对城市暴雨及排水系统影响的主要方法。指出今后应重点加强的研究:①加强气候变化和城镇化对城市短历时暴雨影响机制的研究;②提升区域气候模式对城市区域下垫面和大气相互作用的描述能力,并加强公里尺度对流可解析模型在城市气候变化影响研究中的应用;③加强对变化环境下排水系统设计标准的研究;④综合评估气候变化和城镇化对城市排水系统超载、污染物转移和水安全等的影响。     

北京城市洪涝问题与成因分析

利用社会经济统计数据和水文气象资料,探讨城市化背景下北京城市洪涝特征、形成机制及影响因素。近50年来城市内涝逐渐成为北京洪涝灾害的主要类型,随着城市化迅猛发展,城市内涝积水点数量在时间上表现为显著增加趋势,在空间上呈现出由内环逐步向外环扩张趋势,与城市化发展空间格局关系密切。从水循环的角度分析城市洪涝形成机制,指出区域气候变化和城市化发展改变了城市降水格局,汛期降水量和极端降水事件呈现下降趋势,但城区短历时强降水事件呈现增加态势;城市化发展改变了区域下垫面条件、城市流域产汇流特性和城市排水格局,进而影响了区域水循环过程和水量分配,在一定程度上增加了城市洪涝灾害风险;同时城市基础设施建设水平不足、排水排涝标准偏低、应急管理能力不足等因素,导致城市洪涝发生风险增加,降低了城市洪涝综合应对能力。     

城镇化对气候变化影响的研究进展

全球范围内正经历显著的城镇化过程,近些年来发展中国家城镇化尤为迅速。城镇化过程带来城市大发展和人口大规模集聚,生产生活方式改变,温室气体和污染排放等变化。随着全球城镇化进程不断推进,其对气候变化的影响不断增强和显著。主要从城镇化对气候变化的影响和城镇化对气候变化影响的机理两方面对相关研究进行回顾总结。城镇化引起区域增温和城市热岛效应,高温热浪、强降水等极端天气发生频率增大,还导致城市洪水风险增加。城镇化进程中污染物排放的增加是空气质量恶化的主要原因,城镇化还通过改变城市气象对空气质量产生间接影响。城镇化对相对湿度、风速、日照、云量等气候要素具有重要影响。城镇化对气候变化的影响主要通过下垫面改变、温室气体与污染排放、人为热排放与城市高热容量3个方面实现。城镇化不仅直接作用于区域/局地气候,而且通过促进全球气候变化间接作用于区域/局地气候,因此城镇化对气候变化的影响具有全球和区域的多尺度叠加效应。     

变化环境下城市水文学的发展与挑战——Ⅱ.城市雨洪模拟与管理

全球气候变化和快速城市化改变了城市水循环过程,加剧了城市暴雨洪涝问题。从城市雨洪模型构建的角度,回顾了降雨观测与预报技术、城市雨洪产汇流计算方法以及城市雨洪模型的发展历程,总结了各种技术的特点、适用性和局限性,指出城市雨洪模型在机理认识和数据管理方面的不足,提出了城市雨洪模型的概念性框架与基本流程。从雨洪资源化的角度,介绍了城市雨洪管理基本理念和策略,分析了城市雨洪管理的主要技术方案。阐明了城市雨洪模拟与管理的发展趋势及前景,未来应该强化高精度降雨观测和临近定量降雨预报能力,探索城市化流域的产汇流机理和响应机制,开发有效的城市雨洪模型系统,发展多源信息耦合技术,开展城市雨洪模拟预报及资源化利用研究,实现城市可持续发展以及保障城市水安全。     

洪涝灾害风险评估与分区研究进展

在全球气候变化和城市化进程不断加快的背景下,城市洪涝灾害频发,造成严重的经济损失和人员伤亡问题。对近年来中国典型城市洪涝灾害进行系统整理介绍,说明洪涝灾害带来的人员伤亡和经济损失巨大。风险评估作为一种非工程性防洪措施,是城市洪涝风险管理的首要工作,精确、高效的把握洪灾过程等特征可以为防灾减灾工作提供科学依据。对城市洪涝风险评估与分区的概念和内容进行系统梳理,常用的风险评估方法有数理统计法、不确定性分析法、遥感影像评估法、指标体系评估法、情景模拟评估法；风险分区常用方法有阈值法、经验公式法和物理机制法。论述了城市洪涝风险评估与分区常用方法的应用范围、优缺点及其发展前景。     

变化环境下城市水文学的发展与挑战——I.城市水文效应

全球气候变化和快速城市化导致的城市水循环过程变化是当前城市水文学研究的热点问题。为综合理解城市水循环演变过程,结合城市水文学的发展历程,剖析水循环过程对快速城市化进程的响应机制。总结了国内外城市化水文效应的主要成果,包括城市化对水循环过程、洪涝灾害、水生态系统以及水资源的影响。系统归纳了城市化水文效应的评估方法和技术手段。针对现有研究中的不足,指出变化环境下城市化水文效应研究面临的主要挑战及关键技术难题,提出未来研究的重点方向,如城市化降水效应的机理、不透水面的分布及有效性评估、城市化与水生态系统的响应关系与综合城市水资源管理及需水预测等。     

城市洪涝灾害应急疏散模拟及其效率-公平权衡分析

对城市洪涝灾害下的人群疏散过程进行精细化模拟、探究群体疏散效率与个体洪涝风险暴露公平性之间的权衡关系(效率-公平之争)可以为城市洪灾应急管理提供重要决策支撑。本研究以深圳市某居民区为研究区,构建基于主体(Agent-based)的洪灾应急疏散模型,分析疏散人口数量、避难所容量分配、不同风险区居民分批疏散顺序以及批次之间间隔时间等因素对洪灾应急疏散的协同影响,探究疏散过程中效率与公平的权衡关系。研究表明：疏散效率主要受避难所容量分配方式和疏散人口数量影响,疏散公平性主要受不同洪涝风险区居民的疏散次序影响;洪灾应急管理部门应综合考虑人口分布和交通路网情况,按实际需求分配避难所容量;在疏散管理中,应考虑洪涝风险分区,引导居民以一定次序分批疏散,并合理控制批次间隔时间,从而实现城市洪涝疏散效率和公平的权衡。     

全球小冰期的气候变化

根据全球小冰期气候信息的不同代用指标的结果分析,全球小冰期冷、暖气候变化趋势具有一致性.其中,太阳活动是影响全球小冰期气候变化的主要因素,强火山爆发及厄尔尼诺事件则是其强化因素,这些因素通过海-气作用这一复杂机制对全球气候产生深远影响.     

Research Progress on the Impact of Urbanization on Climate Change

The world has been undergoing a remarkable process of urbanization, especially in developing countries in recent years. The urbanization process has brought about great urban development and large population agglomeration, changes in production and lifestyle, and man-made disturbances such as greenhouse gas and pollution emissions. As the global urbanization process continues to advance, its impact on climate change continues to strengthen significantly. This paper mainly reviewed and summarized relevant researches from two aspects: the influence of urbanization on climate change and the mechanism of influence of urbanization on climate change. Urbanization causes regional warming and urban heat island effect, extreme events such as high temperature, heat wave and heavy rainfall increase in frequency, and also leads to increased urban flood risk. The increase of pollutant emission in the process of urbanization is the main cause of air quality deterioration. Urbanization also has an indirect impact on air quality by changing urban climate. Urbanization has an important impact on climatic factors such as relative humidity, wind speed, sunshine and cloud cover. The impacts of urbanization on climate change are mainly realized through underlying surface changes, greenhouse gas and pollution emissions, anthropogenic heat emissions and urban high heat capacity. Urbanization not only directly affects the regional/local climate, but also indirectly affects the regional/local climate by promoting global climate change. Therefore, the impact of urbanization on climate change has a global and regional multi-scale superposition effect.     

浙东沿海城镇化对河网水系的影响

我国东南沿海地区,近年来由于城镇化的快速发展,河网水系结构遭到了较大破坏,导致了洪涝、干旱和水质恶化等一系列生态环境问题。为此以浙东沿海鄞东南平原区为例,以GIS技术作支撑,利用航空遥感图像作为信息源,采用河网水系分级量算统计和图形叠加对比等方法,通过城镇化过程中河网形态结构的变化,分析了鄞东南地区河网水系的变化情况,揭示了城镇化的发展与河网演化之间的联系,并定量预测了研究区在目前城镇化速度下的河网结构变化趋势;在此基础上探讨了遏制这种发展趋势的措施,即在城镇化过程中应多保留现有的河道水系,尤其是村镇级中小河道,重视河网结构与功能的恢复,才能改善河网水质和水生态环境。     

Waterlogging risk assessment based on land use/cover change: a case study in Pudong New Area,Shanghai

Waterlogging induced by torrential rain or typhoon in urban areas due to rapid urban development and land cover changes has been a global hotspot and a potential risk affecting urban habitant lifelines and safety. This paper analyzed the impact of land use/cover change on the surface runoff and evaluated the waterlogging risk caused by precipitation with different intensities in Pudong New Area, Shanghai. A simplified urban waterlogging model has been built for the inundated water depth simulation through the combination of both SCS model and GIS spatial analysis with the consideration of underlying surface characters in urban area. Based on the simulated depth results, waterlogging risk ranks were further established to evaluate waterlogging risk of Pudong New Area under different conditions considering social survey results. The results show that the land use structure and pattern change increases surface runoff depth. Under the assumption of a daily maximum precipitation at 200 mm, the surface runoff depth increased by 13.19 mm from 1994 to 2006 due to urbanization. On the whole, Heqing, Huaxia tourism area, Chuansha, Tangzhen and Jichang Town have high waterlogging risk rank, Gaoqiao, Donggou, urban district, Jinqiao, Caolu, Sanlin and Beicai Town have medium waterlogging risk rank, and Zhangjiang, Gaodong and Huamu Town have low waterlogging risk rank. These results provide important information for the local government, and the method of waterlogging risk assessment can also be applied in other cities to provide guidance on waterlogging risk control.     

Permeability control and flood risk assessment of urban underlying surface: a case study of Runcheng south area,Kunming

Natural Hazards - Because of climate change and rapid urbanization, urban impervious underlying surfaces have expanded, causing Chinese cities to become strongly affected by flood disasters....     

变化环境下城市洪水演变驱动机理——以北京市温榆河为例

气候变化和人类活动被认为是城市洪水演变的主要驱动因素,不同区域气候变化和城市化对洪水演变的影响不尽相同,科学识别城市洪水演变的关键驱动要素、量化气候变化与城市化对城市流域洪水演变的影响是城市洪水管理的重要依据。本文以高度城市化的北京市温榆河流域为例,以季节降雨量、气温、流域前期湿度、不透水面积比及流域内地下水埋深作为潜在驱动要素,对温榆河夏季不同概率的洪水建立GAMLSS模型,分析探讨城市流域洪水演变的主要驱动机制。研究结果表明:温榆河流域夏季不同概率的洪水在研究期均呈现出非一致性特性;城市不透水面积的扩张和降水是温榆河流域夏季洪水变化的主要驱动要素,不同等级洪水的变化具有不同的驱动机制,高于概率70%的小洪水的变化主要受到流域下垫面变化的影响,而小于概率45%的低频洪水的变化主要受降水的影响。     

China's Urbanization and Its Ecological Environment Challenges in the 21st Century

Urbanization is a worldwide historical process. Although China's urbanization started late, it is fast, large in scale, high in resource and energy consumption, and leads to a series of water and thermal environment problems. This paper systematically sorted out the ecological environment challenges faced by Chinese cities under the dual pressures of global climate change and urbanization, such as water shortages and water pollution, increasingly serious urban heat island issues and ecological hydrological disasters. It proposed to solve the problem of urban ecological environment with the theory and means of urban ecohydrology, improve the quality of urbanization in China, and realize livable cities.