面向韧性防灾管理的城市内涝风险综合评估模型
引言：
政府间气候变化专业委员会（IntergovernmentalPanel on Climate Change, IPCC）针对极端气候变化的专门报告（IPCCSREX, 2012）指出，由于人类活动对于全球气温上升的影响不断增强，干旱、暴雨等极端气候现象将在全球变的更为频繁。国家气候中心联合中国气象科学研究院通过研究认为，至本世纪末，我国大陆极端降雨（R95p）与过去（1986-2005年）相比，其发生频率和强度将显著增加。
极端暴雨频发，加之排水防涝设施建设水平偏低，解决“城市看海”问题已经成为多数城市建设宜居环境必须要解决的顽疾之一。
事实上，即使排水防涝设施达标建设后，由于超标极端暴雨增加，多数城市依然会面临城市内涝灾害的防治问题。从技术经济角度看，城市管理者无法通过不断增加投资，建设规模巨大的工程设施来抵御发生概率较低的自然灾害，这种做法也不符合当前国际上流行的韧性城市防灾理念。
对于超过设计标准的自然灾害实施风险评估，提前发布灾害预警，辅助防灾决策，引导市民高效避灾，是国际上较为倡导的做法。
准确地识别内涝风险的空间分布，并评估其危险程度，是做好城市内涝防灾减灾的关键一招。本文以东莞市中心城区为研究对象，提出了一种基于GIS和MikeFlood城市内涝计算平台，将城市内涝积水特征和暴露脆弱性进行空间耦合，进而实现对内涝风险进行综合评估的数学模型。
以该模型为基础，融合物联网、5G、大数据等技术，可构建集监测预警、灾害评估、防灾决策于一体的城市内涝防治信息系统，将其纳入智慧城市管理系统建设，可显著提升城市遭遇极端暴雨时的韧性应对能力。
PART 1 模型构建
城市内涝综合风险评估模型包括两个子模型：
1）城市内涝积水灾害模型：采用MikeFlood模型，计算得到特定设计情景下的内涝积水的范围、深度、时间等致灾因子数据，由此构建城市内涝积水灾害模型。
2）城市积水暴露脆弱性模型：城市积水暴露脆弱性模型包括人口密度和建设用地类型两个因子。
将上述两个模型进行耦合叠加，得到城市内涝风险综合评估模型。
根据《城市内涝防治规划标准（征求意见稿）》，当积水深度小于0.15米，且积水时间小于30分钟，内涝等级为轻微积水；当积水深度小于0.3米，且积水时间为30分钟~60分钟时，内涝等级为轻微内涝；当积水深度大于0.4米，且积水时间大于60分钟时，内涝等级严重内涝。尽管上述国家规范文件给出了同时考虑积水深度和积水时间的内涝等级划分标准，但该划分方法并未形成完全闭合的内涝等级划分结果。为不失一般性，本研究分别对积水深度和积水时间进行内涝等级划分，并采用GIS对相应的参数因子进行叠加耦合，可实现完全闭合的内涝风险等级划分结果。
基于积水深度和积水时间的内涝灾害等级划定
城市内涝灾害风险主要表现为对城市运行和市民活动造成的影响，本研究采用建设用地类型和人口密度，用来表征上述两类影响的评价因子。人口密度越高，则暴露脆弱性越强。
建设用地类型影响评价：
| 城市绿地和广场：作为城市休闲娱乐的开敞空间，一般不是城市财富集聚区，内涝发生时，这些区域通常可以作为临时蓄滞洪水的场所，认为其对内涝基本没有暴露脆弱性。
| 工业用地、仓储物流用地：城市财富聚集度较低，且一般作为园区存在，生产或生活具有一定的组织性，对于城市内涝具有一定的抵抗力，因此对城市内涝具有低暴露脆弱性。
| 居住用地、商业服务业设施用地：作为城市生活活动最为频繁的场所，城市内涝发生于这类用地时，可显著影响人们的生活，认为其具有较高脆弱性。
| 公共管理与公共服务用地、道路与交通设施用地（含下沉式立交等）、公用设施用地：作为城市运行的基础性生命线工程，一旦遭遇严重的城市内涝，其对整个城市的运行造成极大影响，甚至局部瘫痪，认为其对城市内涝具有高脆弱性。
东莞中心城区人口密度脆弱性分级
PART 2 内涝风险综合评估与风险区划
采用以下计算公式对城市内涝积水灾害模型和暴露脆弱性模型进行耦合，以综合反映城市内涝的实际风险。
采用层次分析法确定不同评价因子的权重。基于GIS计算平台，计算东莞中心城区不同区域的城市内涝综合风险值R，R值越大，表明城市内涝风险越高。根据区划结果，东莞中心城区内涝低风险区面积为14.5平方公里，内涝中风险区面积为8.6平方公里，内涝高风险区面积为5.7平方公里。
东莞中心城区内涝风险区划
结语:
内涝灾害是我国多数城市面临的发生频率最高和影响范围最广的威胁之一，尤其是在全球气候变化的影响下，极端内涝灾害的发生频率有上升趋势。面对频发的内涝灾害，除了高标准地建设排水防涝设施外，更为重要的是需要城市管理者树立韧性防灾减灾观念，将风险评估等非工程措施作为城市内涝防治体系的重要组成部分，不断提升城市遭遇极端暴雨灾害时的韧性应对能力。
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