城市化与人口增长对近几十年城市洪涝暴露变化的贡献机制研究——基于InfoWorks ICM模型的小尺度实证分析

《Sustainable Cities and Society》：Contributions of Urbanization and Population Growth to Changes in Urban Flood Exposure in Recent Decades

针对快速城市化背景下小尺度区域洪涝暴露驱动机制不明确的问题，本研究创新性整合InfoWorks ICM水文模型与人口普查数据，定量解析中国临安区2010-2020年间城市化（管网/下垫面变化）与人口动态对洪涝暴露的差异化贡献。结果显示：高度城市化区域（金北/金城）人口增长贡献率达82.34%/73.73%，而快速城市化区（玲珑/晋南）城市化贡献超97%。该研究为城市韧性规划提供了科学决策依据。

　　

随着全球气候变化加剧，极端降水事件频发，城市洪涝已成为威胁人类安全的重大灾害。联合国2030可持续发展目标明确提出要大幅减少灾害受影响人数，但现实情况却不容乐观——2000-2019年全球洪灾已造成6510亿美元损失，影响16亿人口。在中国，2022年洪水直接经济损失达1289亿元，郑州特大暴雨更导致380人遇难。这背后隐藏着一个关键科学问题：在快速城市化进程中，究竟是城市扩张带来的不透水面增加，还是人口集聚效应，对洪涝风险提升的贡献更大？

为解决这一科学难题，浙江省气象局联合基金等项目支持的研究团队，在《Sustainable Cities and Society》发表了针对临安主城区的创新性研究。该研究采用水文建模与人口数据融合的方法，首次在小尺度上量化了城市化与人口增长对洪涝暴露的差异化影响机制。

研究团队运用InfoWorks集成流域建模(ICM)系统，模拟了2010-2020年间5年、10年及50年重现期降雨情景下的淹没深度，并结合第六、七次人口普查数据构建暴露评估模型。关键技术包括：芝加哥设计暴雨(CDS)公式生成降雨时程、三角不规则网络(TIN)处理数字高程模型(DEM)、以及基于最大淹没深度的人口暴露算法。

【空间格局演变特征】
模拟结果显示，随着重现期延长，临安城区淹没范围显著扩大，其中跳溪流域与万马路-五宿街交叉口等区域水深增幅超50%。2010-2020年间，北部城区2.29%面积升级为高风险区，呈现出明显的空间异质性。

【驱动机制解析】
在高度城市化区域（金北、金城），人口密度增加成为主导因素，分别贡献82.34%和73.73%的暴露增长；而在快速城市化新区（玲珑、晋南），下垫面改变导致的水文效应贡献率高达97.40%和97.25%。这种"老城看人口，新城看建设"的二元驱动模式，揭示了不同发展阶段区域的差异化风险形成机制。

【理论创新与实践价值】
该研究创建了"降雨情景恒定-下垫面/管网变量控制"的实验框架，首次实现城市化与人口因素的贡献解耦。结论表明：传统单一关注极端降水或人口密度的风险评估方法存在局限，必须结合城市发展阶段特征制定差异化防控策略。这些发现为《国家海绵城市建设指南》提供了微观尺度证据，特别强调在快速扩张新区应优先优化排水管网设计，而在成熟建成区需加强人口疏解措施。

值得注意的是，研究团队在讨论部分指出，未来工作需耦合气候变化情景，以评估升温背景下三者（气候-城市-人口）的交互效应。这种多时空尺度的研究视角，将为全球城市应对气候灾害提供新的方法论范式。