多重现期降雨情景下寒冷地区老工业城市洪水风险驱动机制转换与差异化更新路径

《Sustainability》：Rainfall-Driven Mechanism Shifts and Tiered Renewal Priorities in Urban Green-Space Stormwater Regulation: Multi-Scenario Evidence from Field Sampling and GIS in Shenyang, China

　　摘要气候非平稳性和日益加剧的极端降雨，给寒冷地区老工业城市的洪水风险评估带来了挑战，而这些城市的更新改造又必须在既有建成环境格局内进行。传统评估方法采用源自单一设计事件的经验指标权重和阈值，但实际上，控制淹没程度的影响因素及其响应位置会随降雨强度发生变化。本研究以沈阳市三环路内208个城市绿地地块为对象，结合地块级实地采样、基于GIS的空间指标，以及针对1年、3年、10年、30年和50年重现期模拟的最大淹没深度开展研究。研究沿统一的情景轴开展四项分析：指标筛选确定因素集；多群组结构方程模型刻画潜变量路径的变化；随机森林结合排列重要性对观测因素进行排序；偏依赖分析定位响应断点；XGBoost-SHAP刻画样本级贡献。所有预测结果均基于30次重复的训练-测试划分，并报告不确定性区间。筛选过程将59个候选指标缩减为13个关键因素。诊断证据表明，在10年至30年重现期之间存在机制转换区间：从10年情景开始，空间格局韧性到淹没的结构路径变得显著；在同一情景组中，地表覆盖压力的总效应首次超过竖向蓄水容量；在该区间内，不透水面积比例的响应断点从约58%收紧至约33%。在所有情景中，预测重要性均由灰色基础设施密度、绿色基础设施密度和汇水半径主导。因此，更新优先级随降雨强度而变化：常规降雨条件下侧重于内部蓄存和渗透；转换区间内需要地表覆盖与汇水协同控制；极端情景下则需灰绿基础设施系统协调应对。这些发现属于诊断和预测层面，改造效益需通过实验或准实验进行验证。该框架可为类似寒冷地区老工业城市的进一步本地化校准提供方法学参考。