全球变化与区域气象灾害风险评估丛书：未来城市模拟与暴雨洪涝评估： 理论、模型与实践

随着我国社会经济的飞速发展和城镇化进程的迅速推进，城市已经成为我国主要的人口聚集区，也是支撑区域高质量发展的重要基础。然而，随着气候变化的加剧，我国暴雨洪涝的频次和强度分别呈现逐渐增加和增强的趋势。城市暴雨洪涝已经成为我国城市安全发展的重要挑战。全球变暖导致更多的暴雨事件，再加上城市建设未能遵循自然景观地理格局等原因，导致我国城市暴雨洪涝灾害风险形势严峻。然而，由于我国城市暴雨洪涝研究起步较晚，目前我国尚未构建完整的历史暴雨洪涝灾害数据库。现有研究多通过降水统计、洪涝调查或水文模拟等方法获得，我国未来城市暴雨洪涝灾害发生的时空特征和演变规律仍有待深入分析。此外，我国城市密度高、人口密集、经济活动频繁，暴雨洪涝易发的城市不仅会遭受水淹导致的直接损失，还会面临交通电力中断、疾病污染传播等二次损失。因此，有效防治城市暴雨洪涝灾害、减轻风险是当前亟待解决的城市和区域发展问题。

▲ 未来城市暴雨洪涝风险评估技术框架

第1章系统阐述我国暴雨洪涝灾害的现状和发展趋势，并简要梳理城市化进程对城市暴雨洪涝风险的影响，其中土地利用变化是影响城市暴雨洪涝的关键因素之一。同时，第1章还给出本书的研究思路与框架。

第2章系统介绍用于模拟未来城市土地利用格局的主要模型，并对每个模型的特点进行评述。

第3章系统介绍未来情景下城市暴雨洪涝风险评估模型。

第4章在未来气候模拟的降雨情景下，模拟全国36个重要城市未来的扩张状态，评估城市扩张对城市暴雨洪涝缓解能力的影响及空间分布。

第5章、第6章分别针对珠江三角洲(简称珠三角)城市群、郑州市两个不同尺度的典型区，模拟珠三角、郑州市未来情景下的不同土地利用类型的发展趋势与格局，并以研究区百年一遇历史极端降水为例，评估了未来土地利用格局对极端暴雨洪涝缓解能力影响的空间分布。

在北京师范大学张强教授主持的科技部国家重点研发计划项目“不同温升情景下区域气象灾害风险预估”（项目编号2019YFA0606900）资助下，近百名项目科研人员经过深入研究，系统评估了历史灾害发生规律及特点，面向未来评估了基于不同气候变化情景和共享社会经济路径下的气象灾害综合风险。研究成果揭示了气象灾害对社会经济和生态环境影响过程和机制，构建出了区域极端气候事件模拟与灾害风险预估理论框架和技术体系，研制了灾害风险预估数据集和产品共享平台，朝着全面提升不同温升情景下区域气象灾害风险预估与综合防范能力迈进了重要一步。这些区域极端气候事件的模拟及风险预估模型，不同温升情景下（2.0℃及以上）高精度区域气象灾害风险图集及共享平台，无疑为中国应对全球气候变化及提升综合风险防范能力提供了关键科技支撑。相关成果可望为各行业、部门和相关研究者，特别是气候变化研究、自然灾害风险评估、水文气象灾害模拟、未来气候变化预估等工作提供最新的、系统的理论与数据支撑。

中国工程院院士

2022 年 3 月于北京

（节选自丛书序一）

北京师范大学张强教授带领研究团队长期从事水文气象灾害和未来气候变化研究， 于2019年联合多家单位成功申报获得科技部国家重点研发计划项目“不同温升情景下区域气象灾害风险预估”（项目编号2019YFA0606900），几年来，经过深入系统研究，获得了一系列创新性成果，开展了气象灾害对社会经济影响过程与传导机制研究，模拟和预测陆地植被生态系统结构演变及其对气象灾害影响的反馈作用，量化了气象灾害对生态环境影响临界阈值和反馈风险，研制了多灾种-多承灾体-多区域综合风险评估模型，刻画区域气象灾害爆发、高峰、消亡动态演进过程，评估不同温升情景和不同共享社会经济路径下典型区域气象灾害的社会经济和生态环境综合风险，发展集成了多致灾因子-多承灾体综合风险动态评估技术体系， 为国家减灾防灾和相关政策制定提供了科技支撑，做出了重要贡献。

中国科学院院士

2022 年 3 月于北京

（节选自丛书序二）

项目成果明显体现出我国全球变化研究特别是全球变化的灾害效应理论研究水平的提升，亦为我国应对气候变化和社会经济、生态环境可持续发展提供重要科技支撑。

基于项目研究成果，编撰了“全球变化与区域气象灾害风险评估丛书”，成为我国适应气候变化和应对气象灾害的标志性成果。

中国科学院院士

2022 年 3 月18日

（节选自丛书序三）

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本文摘编自《未来城市模拟与暴雨洪涝评估：理论、模型与实践》一书前言，有删减，标题为编者所加。本书是“全球变化与区域气象灾害风险评估丛书”中的一本。

《未来城市模拟与暴雨洪涝评估：理论、模型与实践》

ISBN 978-7-03-077767-6

程昌秀 戴开璇 张天媛

沈 石 耿佳辰 魏赞美 著

责任编辑：周 丹 沈 旭 李 洁

气候变暖和人类活动加剧了极端降水的频率和强度。城市暴雨洪涝问题日益突出，在一定程度上影响了区域水安全以及国家中长期发展战略。土地利用是影响城市暴雨洪涝风险的关键因素之一。面向土地利用变化的城市暴雨洪涝缓解能力评估方法逐步成为研究城市暴雨洪涝风险的重要工具。本书总结国内外经典的 6 类土地利用变化模拟模型，系统分析各模型的特点和适用性；引入城市暴雨洪涝缓解能力评估模型 SCS-CN 和 InVESTUFRM，系统介绍土地利用对雨水下渗-地表径流影响的模型机理；最后，耦合上述两类模型，从中国—城市群—城市三个尺度，预测未来不同情景下研究区土地利用变化对城市暴雨洪涝缓解能力的影响，从城市暴雨洪涝风险视角为国土空间规划提供支撑。
本书适合从事土地利用模拟、城市暴雨风险评估、国土空间规划的学者和研究生阅读。

（本文编辑：洪弘）

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